【课件】火灾痕迹物证-混凝土在火灾中的变化.ppt

（二）根据强度变化痕迹判定
100～150℃时，混凝土通过自蒸作用失去自由 水，导致Ca(OH)2晶体进一步结晶，未水化的进 一步水化，使混凝土硬而致密，强度增加。
160～370℃，混凝土失去水化硅酸钙所吸附的 物理水和水化铝酸钙中的水，使混凝土收缩。
混凝土受热温度低于300℃，温度升高对混凝土 强度影响不大，甚至使强度增强；
（四）根据化学成分的变化判定
2、测定炭化层中CO2
试验表明，当混凝土受热温度达550℃时，CaCO3 开始分解，但分解速度很缓慢，随着混凝土受热温 度的升高，其分解速度迅速增加。达到898℃时是 （CaCO3）的分解温度。如果加热温度继续提高， 仍会加剧CaCO3分解速度，混凝土炭化层中CO2含 量将随加热温度的升高而降低。
混凝土、钢筋混凝土和水泥砂浆饰面之间只是骨料有 所不同，其凝结过程和在火场中被烧后发生的物理、 化学变化是相同的，都是凝胶材料水泥在起作用。
一、学变化， 生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、氢氧 化钙、碳酸钙等组成。
生成的这些水化物依靠CaO－SiO2 －H2O胶凝结构相连 接，而且不断地增大化学键力。由上述物质中的各 个原子、分子建立成复杂的网状结构，将骨料紧紧 包住，而达到水泥凝固硬化。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
（一）根据颜色变化痕迹判定 一般情况下，呈浅色的部位就是受火灾温度高、烧的重 的部位。
温度不超过200℃颜色无变化，随着温度升高，颜色由 深色向浅色变化；
300～600℃为淡红色； 600～800℃为灰白色； 800℃以上为草黄色。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
定石块中CaO晶体大小等。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
（四）根据化学成分的变化判定 1、测定中性化深度
混凝土中由于存在Ca(OH)2和少量NaOH、KOH， 因而硬化后的混凝土呈碱性，pH值为12～13。混凝 土经火灾作用后，碱性的Ca(OH)2发生分解，放出 水蒸气，留下中性的CaO。
现场勘查时，可以用1%酚酞的无水乙醇溶液用喷雾 器喷于破损的混凝土表面，稍后会出现变红的界限。 测量出不显红色部分的深度，即为中性化深度。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
（二）根据强度变化痕迹判定 受热温度高于300℃，混凝土的脱水收缩超过热膨胀，混凝土体
积缩小，而砂子、石子等骨料受热时不断膨胀。两者相反作用的 结果，使混凝土发生龟裂，强度下降； 400～600℃，由于Ca(OH)2晶体失水，发生晶体破坏，使混凝 土失去“骨架”，并且骨料中的石英在560℃由低温型相变为高 温型，体积突然膨胀，使混凝土裂缝变大，强度急剧下降。普通 混凝土都经不起600℃高温长时间作用，通常把600℃称为混凝 土破坏性温度。 700～900℃，混凝土中的CaCO3发生分解，使混凝土粉化，强 度丧失殆尽。
第四章 火灾痕迹物证
第七节 混凝土在火灾中的变化
一、混凝土的组成及水泥的主要成份
混凝土是由水泥为凝胶材料，砂子为细骨料，鹅卵石 或碎石为粗骨料，和水按一定比例配制而成的混合物， 经硬化后形成的一种人造石材。为了增大混凝土的抗 拉强度，加入钢筋形成钢筋混凝土 。
我国的水泥按原料的来源不同可分为普通水泥(P)、 矿渣水泥(K)、火山灰水泥(H)。
30
4～5
30 11～12
500
60
4.5～6
800
60 12～13
90
5～7
90 13～15
30
6～7
30 12～15
600
60
7～8
900
60 粉化
90
9～10
90 粉化
30
7～9
30 12～14
700
60
8～11
1000
60 粉化
90
9～12
90 粉化
（四）根据化学成分的变化判定
2、测定炭化层中CO2含量
加热
最高温度 CO2含量
时间(min)
(℃)
(%)
2、测定炭化层中CO2含量
所以可在现场勘查中凿取混 凝土炭化层试样，采用国家 标准碳酸盐中二氧化碳测定 方法测定二氧化碳的含量， 通过查表推算出燃烧时间和 火烧温度。根据现场温度分 布，分析判断火势蔓延方向 和起火部位。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
（四）根据化学成分的变化判定
1、测定中性化深度
现场勘查时还可以在混凝土构件表面凿取小块，放入 1%酚酞的无水乙醇溶液中，测定混凝土中性化深度。
其中呈红色变化的，说明Ca(OH)2存在，可以判定该 水泥构件在火灾中承受温度不超过500 ℃ ，或者受火 时间很短；如果不呈红色，或者红色相对浅淡，说明 那里的Ca(OH)2 已经分解或分解一部分，其承受温度 在600 ℃ 以上。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
（四）根据化学成分的变化判定
化学方法鉴定的主要依据是混凝土中的水泥在火 灾中发生两种反应：
Ca(OH)2 580C CaO ＋ H2 O
CaCO3
900C CaO ＋ CO2
主要方法有：中性化深度的确定、炭化化层中CO2 含量的测定、炭化层水泥中游离CaO的测定、用热
天平测定炭化层中水泥的失重及用电子显微镜测
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
1、测定中性化深度
混凝土中性化深度 随着加热温度的升 高和加热时间的增 长而加深。其深度 深的部位，就是烧 的“重”的部位。 右表为矿渣水泥混 凝土中性化深度与 受热温度、时间的 关系 。
受热温 度(℃)
受热时 间(min)
中性化深 度(mm)
受热温度 (℃)
受热 中性化 时间 深度 (min) (mm)
混凝土在水化凝结过程中会生成大量Ca(OH)2，当 混凝土长期在空气中自然放置时，表面层中的 Ca(OH)2就会吸收空气中的CO2形成CaCO3，通常 把这种过程叫做混凝土的炭化作用，所形成的 CaCO3层叫炭化层(一般厚度为2～3 mm左右)。
炭化作用的速度随空气中CO2浓度的增大而加快。 一般炭化层中CO2含量在20%左右。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
（三）根据外观变化痕迹判定 100～ 300C 外观无变化，强度增加； 300～ 400C 开始有微裂纹，强度不变； 600～ 700C 裂缝增大增多，强度下降较多； 800～ 900C 酥裂脱落，强度几乎全部消失； 1000C 以上 熔结、熔瘤。
混凝土露筋从 左至右逐渐加 重，说明右侧 为迎火面