התקדמות חדשה במחקר על ביצועי בטון סיבי בזלת בטמפרטורה גבוהה מסייעת בשיפור בטיחות האש של מבנים

לאחרונה חלה התקדמות חדשה במחקר על התכונות המכניות של סיבי בזלתבטון תחת פעולת טמפרטורה גבוהה. המחקר מראה כי שילוב של סיבי בזלתיכולים לשפר משמעותית את עמידות הבטון בטמפרטורות גבוהות, ולספק פתרון חדש לבטיחות אש בבניינים.

כאשר מתרחשת שריפה בבניין, הטמפרטורה הגבוהה תגרום נזק פנימי למבנה הבטון, תפחית את כושר הנשיאה שלו, ובמקרים חמורים אף תגרום לכשל כללי של המבנה. על מנת למתן את הנזק שנגרם על ידי שריפה למבנה הבניין, חשוב במיוחד לחקור את ביצועי הבטון בסביבה בטמפרטורה גבוהה. סיבי בזלת הפכו למוקד תשומת הלב של חוקרים בשל עמידותם המצוינת לטמפרטורות גבוהות.

נכון לעכשיו, המחקר בוחן בעיקר את הביצועים בטמפרטורה גבוהה של סיבי בזלת בטון באמצעות קצב אובדן המסה, חוזק דחיסה, חוזק כיפוף ומדדים אחרים לאחר טמפרטורה גבוהה. המחקר מצא:
1. קצב אובדן מסה: ערבוב של סיבי בזלת יש לו השפעה קטנה על אובדן מסת הבטון, אך עם עליית הטמפרטורה, קצב אובדן מסת הבטון עולה בהדרגה ומגיע למקסימום ב-800 ℃.
2. חוזק דחיסה: חוזק הדחיסה של בטון מראה מגמה של עלייה ואז ירידה עם עליית הטמפרטורה, ומגיע לשיא ב-400 מעלות צלזיוס. מינון סיבי בזלת של 2.0 ק"ג/מ"ק או מינון נפחי של 0.4%, חוזק הדחיסה המקסימלי.
3. חוזק כיפוף: חוזק הכיפוף יורד בהדרגה עם עליית הטמפרטורה, אך מגיע לערך המקסימלי כאשר סימום סיבי הבזלת הוא 2.0 ק"ג/מ"ק.
4. תכונה נגד סדקים: תערובת של סיבי בזלת יכול גם לשפר את התכונה נוגדת הסדיקה של בטון לאחר טמפרטורה גבוהה ולהפחית את תופעת ההתפוצצות בטמפרטורה גבוהה.

כמו כן, נמצא כי השפעת הטמפרטורה הגבוהה על התכונות המכניות של הבטון הייתה משמעותית יותר מאשר תערובת הסיבים. עם זאת, המחקר הנוכחי מתמקד בחוזק דחיסה ובחוזק כיפוף, ויש צורך במחקר נוסף על תכונות אחרות בעתיד. בנוסף, סביבת האש היא מורכבת ומשתנה, אם ניקח בחשבון רק את השפעת הטמפרטורה ומינון הסיבים היא יחסית יחידה, מחקר עתידי צריך לקחת בחשבון את זמן החימום, קצב החימום וגורמים אחרים תחת ההשפעה המשותפת של ביצועי הבטון.

מומחים ציינו כי מחקר בטון סיבי בזלת לשיפור בטיחות האש של מבני מבנים מספק בסיס חשוב לעתיד הצפוי לשימוש נרחב בבניינים רבי קומות, מנהרות ואזורים אחרים בסיכון גבוה לשריפה.