Quy trình thử nghiệm nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng được tiến hành ra sao?

Nội dung chính

• Bộ phận công trình xây dựng bao gồm những gì?
• Thiết bị thử nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng phải đáp ứng các tiêu chuẩn chung nào?
• Quy trình thử nghiệm nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng được tiến hành ra sao?

Bộ phận công trình xây dựng bao gồm những gì?

Theo Mục 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9311-1:2012 (ISO 834-1:1999) về Thử nghiệm chịu lửa - Các bộ phận công trình xây dựng - Phần 1 : Yêu cầu chung quy định như sau:

3. Thuật ngữ định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong ISO 13943 và các thuật ngữ sau đây:

3.1. Tính chất thực của vật liệu (actual material properties)

Tính chất của một vật liệu được xác định từ các mẫu đại diện được lấy ra từ các mẫu thử chịu lửa theo các yêu cầu về tiêu chuẩn sản phẩm có liên quan.

3.2. Thử nghiệm hiệu chuẩn (calibration test)

Quy trình đánh giá các điều kiện thử thông qua thực nghiệm.

3.3. Sự biến dạng (deformation)

Bất kỳ thay đổi nào về kích thước hay hình dạng của một cấu kiện xây dựng do tác động của kết cấu và/hoặc tác động nhiệt gây ra. Sự biến dạng bao gồm cả hiện tượng võng, giãn nở hoặc co ngót của cấu kiện.

3.4. Bộ phận công trình (elements of building construction)

Thành phần của kết cấu xây dựng như tường, vách ngăn, sàn, mái, dầm hoặc cột.

3.5. Tính cách nhiệt (insulation)

Khả năng của một bộ phận ngăn cách trong tòa nhà có một mặt tiếp xúc với lửa, nhằm hạn chế sự tăng nhiệt độ của bề mặt không tiếp xúc với lửa dưới mức cho phép.

3.6. Tính toàn vẹn (integrity)

Khả năng của một bộ phận ngăn cách trong tòa nhà có một mặt tiếp xúc với lửa, ngăn chặn ngọn lửa và khí nóng truyền qua hoặc ngăn chặn hiện tượng bùng cháy ở mặt không tiếp xúc lửa.

...

Theo đó, bộ phận công trình xây dựng là thành phần của kết cấu xây dựng như tường, vách ngăn, sàn, mái, dầm hoặc cột.

Quy trình thử nghiệm nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng được tiến hành ra sao? (hình từ internet)

Thiết bị thử nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng phải đáp ứng các tiêu chuẩn chung nào?

Thiết bị thử nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng phải đáp ứng các tiêu chuẩn chung quy định tại Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9311-1:2012 (ISO 834-1:1999) về Thử nghiệm chịu lửa - Các bộ phận công trình xây dựng - Phần 1 : Yêu cầu chung, cụ thể như sau:

- Một lò thử nghiệm được thiết kế đặc biệt để tạo cho mẫu thử các điều kiện thử được quy định trong các điều khoản phù hợp;

- Thiết bị điều khiển cho phép điều chỉnh nhiệt độ lò thử nghiệm tuân theo quy định tại 6.1;

- Thiết bị điều khiển và kiểm soát áp lực khí nóng trong lò theo như quy định tại 6.2;

- Một khung để đặt mẫu thử và có thể được lắp đặt cùng với lò thử nghiệm để đảm bảo các điều kiện về hơi nóng, áp lực và điều kiện đỡ phù hợp;

- Thiết bị gia tải và ngăn cản biến dạng mẫu thử, bao gồm việc điều khiển và việc kiểm soát các tải trọng;

- Thiết bị đo nhiệt độ trong lò thử nghiệm và trên bề mặt không bị đốt nóng của mẫu thử, và những vị trí bên trong phạm vi kết cấu mẫu thử khi cần;

- Thiết bị đo độ biến dạng của mẫu thử tại vị trí đã được quy định trong các điều khoản phù hợp;

- Thiết bị để đánh giá tính toàn vẹn của mẫu thử, để xác định có phù hợp với các tiêu chuẩn tính năng đã được mô tả ở điều 10 và để xác định thời gian thử nghiệm đã trôi qua.

Quy trình thử nghiệm nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng được tiến hành ra sao?

Tại Mục 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9311-1:2012 (ISO 834-1:1999) về Thử nghiệm chịu lửa - Các bộ phận công trình xây dựng - Phần 1 : Yêu cầu chung có đề cập đến quy trình thử nghiệm nhằm xác định tính chịu lửa các bộ phận công trình xây dựng, cụ thể như sau:

Bước 01: Chuẩn bị

- Dụng cụ ngăn cản biến dạng

Tùy theo thiết kế, dụng cụ ngăn cản biến dạng phù họp được tạo ra bằng cách đặt mẫu thử bên trong một khung cứng. Phương pháp này áp dụng cho các vách ngăn và một số kiểu sàn nhất định (nếu thích hợp). Trong những trường hợp này, bất kỳ khe hở nào giữa các mép của mẫu thử và khung đều phải được lấp đầy bằng loại vật liệu cứng.

Dụng cụ ngăn cản biến dạng được áp dụng là hệ thống thủy lực hoặc các hệ thống chất tải khác. Các lực ngăn cản biến dạng và/hoặc momen có thể được tạo ra để chống lại hiện tượng giãn nở, co ngót, hoặc xoay. Trong những trường hợp đó, giá trị của các lực ngăn cản biến dạng và các momen đều là những thông tin có ích và phải được đo tại các khoảng thời gian trong suốt quá trình thử nghiệm.

- Chất tải

Với các bộ phận chịu tải, tải trọng thử nghiệm được đặt tải ít nhất 15 min trước khi tiến hành thử nghiệm và tới mức mà tác dụng động lực không xảy ra. Các biến dạng xuất hiện đều phải được đo. Nếu mẫu thử chứa các vật liệu bị biến dạng rõ rệt tại mức tải thử nghiệm thì tải trọng sử dụng phải được giữ nguyên trước khi tiến hành phép thử tính chịu lửa cho đến khi các hiện tượng biến dạng dần ổn định. Sau khi chất tải và trong quá trình thử, tải trọng phải được duy trì và khi xảy ra biến dạng mẫu thử thì hệ thống chất tải phải nhanh chóng đáp ứng để duy trì giá trị không đổi.

Nếu mẫu thử không bị phá hủy và quá trình cấp nhiệt dừng lại, tải trọng có thể được giải phóng ngay lập tức trừ trường hợp cần phải giám sát khả năng chịu tải tiếp tục của mẫu thử. Trong trường hợp này, bản báo cáo phải mô tả rõ ràng quá trình làm mát mẫu thử và quá trình này được thực hiện bằng cách nhân tạo là di dời ra khỏi lò hay bằng cách mở lò.

Bước 02: Bắt đầu thử nghiệm

Trước 5 min khi bắt đầu thử nghiệm, phải tiến hành kiểm tra các chỉ số nhiệt độ ban đầu của đầu đo nhiệt nhằm đảm bảo tính đồng nhất và ghi lại các giá trị chuẩn. Phải có được các giá trị chuẩn tương tự về độ biến dạng và ghi chép lại điều kiện ban đầu của mẫu thử.

Khi tiến hành thử, nhiệt độ trung bình bên trong ban đầu nếu được sử dụng và nhiệt độ bề mặt không tiếp xúc với lửa của mẫu thử phải là 20 °C ± 10 °C và nằm trong khoảng 5 °C của nhiệt độ xung quanh ban đầu (xem 6.6).

Trước khi bắt đầu thử nghiệm, nhiệt độ lò thử nghiệm không được vượt quá 50 °C. Thời điểm bắt đầu thử nghiệm là lúc mà trình tự bắt đầu đi theo đường cấp nhiệt tiêu chuẩn. Thời gian phá hủy được đo kể từ thời điểm này và tất cả các hệ thống thủ công hoặc tự động dùng để đo và quan sát đều phải khởi động và vận hành cùng thời điểm và lò thử nghiệm phải được kiểm soát để phù hợp với các điều kiện nhiệt độ quy định ở 6.1.

Bước 03: Đo và quan sát

Từ khi bắt đầu thử nghiệm cần tiến hành các phép đo và quan sát.

- Nhiệt độ

Nhiệt độ của đầu đo nhiệt cố định (trừ các đầu đo nhiệt di động) phải được đo và ghi lại tại các khoảng thời gian không quá 1 min trong suốt thời gian nung.

Đầu đo nhiệt di động phải được áp dụng như quy định tại 8.1.3.

- Áp lực lò thử nghiệm

Áp lực lò thử nghiệm phải được đo và ghi chép liên tục hoặc vào các khoảng thời gian không quá 5 min tại điểm kiểm tra.

- Biến dạng

Các hiện tượng biến dạng của mẫu thử phải được đo và ghi lại kết quả trong suốt quá trình tiến hành thử nghiệm. Trong trường hợp các mẫu thử chịu tải, công việc đo phải được tiến hành trước và sau khi đặt tải thử nghiệm và tại các khoảng thời gian 1 min trong suốt thời gian nung. Tốc độ biến dạng được tính toán dựa trên những phép đo này.

+ Với các mẫu thử chịu tải nằm ngang, phải tiến hành đo tại vị trí được cho là ở đó xuất hiện độ võng tối đa (với bộ phận được đỡ đơn giản, thường tiến hành đo tại giữa nhịp).

+ Với cấu kiện chịu tải thẳng đứng, độ giãn dài (thể hiện mức tăng chiều cao của mẫu thử) sẽ được biểu diễn với dấu dương, còn độ co (thể hiện mức giảm chiều cao của mẫu thử) sẽ được biểu diễn với dấu âm.

- Tính toàn vẹn

Tính toàn vẹn của các bộ phận ngăn cách được đánh giá trong suốt quá trình tiến hành phép thử và sau đó phải được ghi chép lại.

+ Đệm bông;

Cần lưu ý tới thời điểm bốc cháy (được xác định khi xuất hiện đốm sáng hay bùng cháy từ miếng đệm bông, khi áp dụng theo cách đã nêu tại 8.4.1), cùng với vị trí xảy ra cháy (không tính trường hợp miếng đệm bị cháy thành than).

+ Cữ đo khe hở;

Cần lưu ý tới thời gian khi có thể đưa cữ đo khe hở vào bất kỳ khe hở nào trong mẫu thử như mô tả tại 8.4.2, cùng với vị trí khe hở;

+ Bốc cháy.

Lưu ý thời điểm bắt đầu và thời gian diễn ra cháy của bất cứ ngọn lửa nào trên bề mặt không tiếp xúc với lửa, cùng với vị trí xuất hiện ngọn lửa.

- Tải trọng và ngăn cản biến dạng

Với cấu kiện chịu tải, cần lưu ý tới thời điểm mà mẫu thử không thể đỡ tải trọng thử nghiệm. Phải ghi lại bất kỳ một thay đổi nào với lực đo và/hoặc momen cần thiết khi sử dụng thiết bị ngăn cản biến dạng.

- Phản ứng của mẫu thử

Cần tiến hành quan trắc phản ứng của mẫu thử trong quá trình thử nghiệm và ghi lại các hiện tượng đặc biệt như biến dạng, nứt vỡ, nóng chảy hoặc làm mềm vật liệu, cháy thành than,... của vật liệu tạo nên mẫu thử. Phải ghi vào báo cáo nếu có hiện tượng khói tỏa ra từ mặt không tiếp xúc với lửa.

Bước 04: Kết thúc thử nghiệm

Việc thử nghiệm có thể phải dừng lại vì một hoặc nhiều lý do sau:

- An toàn cho con người hoặc có nguy cơ làm hỏng thiết bị;

- Đạt tới mức chuẩn lựa chọn;

- Yêu cầu của người chịu trách nhiệm.

Phép thử có thể được tiếp tục sau khi bị phá hỏng trong điều kiện b) để có số liệu bổ sung.