Влияние температуры на прочность
На огнестойкость бетонов влияет прежде всего вид применяемого заполнителя и марка цемента. Экспериментально установлено, что бетон с гранитным заполнением при температуре 200° С имеет максимальную прочность, которая возрастает в 1,5 раза по сравнению с прочностью при нормальных температурных условиях. При дальнейшем нагревании и особенно при температурах 400-500° С прочность его резко падает, а при 600° С она составляет примерно 60% от первоначальной. При 800° С наступает почти полное разрушение бетона, происходящее вследствие различных коэффициентов теплового расширения у заполнителей из гранитных пород. Практически принято считать, что бетоны с гранитными заполнениями могут сохранить свои рабочие функции в конструкциях при температурах до 500° С. У бетонов с известковыми заполнителями такая прочность сохраняется при температурах до 700° С. Причем, при температуре до 400° С их прочность составляет 138% от первоначальной при 3-часовом прогреве, а при 8-часовом-117%. При дальнейшем прогреве прочность бетона уменьшается и составляет: при 500° С-120%, при 600° С -92% и при 800° С – всего 34% от первоначальной прочности. На огнестойкость железобетонных конструкций, кроме таких общих факторов, как марка стали в арматуре, толщина защитного слоя арматуры, процент армирования и др., также в значительной степени влияет целый ряд специфических особенностей работы различных конструкций. Например, для колонн, арматура которых и бетон работают на сжатие, предел огнестойкости зависит от площади сечения, теплотехнических показателей материала колонны, коэффициента изменения прочности бетона при действии высоких температур и соответствующей ему критической температуры. Чтобы повысить предел огнестойкости таких колонн, необходимо увеличивать площадь сечения, толщину защитного слоя, применять облицовки с низким коэффициентом теплопроводности, а также снижать нагрузки на колонны.
Свободно опертые балки и плиты имеют предел огнестойкости в зависимости от критической температуры для арматуры из данной марки стали, теплотехнических показателей бетона и толщины защитного слоя арматуры. Если панели свободно опертые по контуру, то для них предел огнестойкости значительно выше, чем у таких же конструкций, опертых только по двум концам, и зависит от соотношения пролетов, опертых по контуру плит. Особенно в этом случае наибольший предел огнестойкости имеют плиты квадратной формы.