Národní asociace požární ochrany (NFPA) uvádí, že v roce 2020 došlo v USA k 490 500 požárům budov. Požáry stavebních konstrukcí způsobily v tentýž roce škody na majetku ve výši 12,1 miliardy dolarů. Jak určíme, zda požárem poškozenou konstrukci znovu postavit nebo opravit? Korejský institut stavebního inženýrství a technologie budov (KICT) vyvinul první forenzní nástroj na světě pro požárem poškozené betonové konstrukce.
fotozdroj: Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT)
Když je beton vystaven ohni, hydratační produkty se v cementové matrici chemicky rozkládají. To vede k prasklinám, dramatickému zhoršení pevnosti a dokonce ke konci životnosti jako konstrukce. Neexistuje však žádná široce přijímaná technika, která by dokázala přesně vyhodnotit úroveň poškození způsobeného požárem. Ve výzkumných dokumentech jsou představeny různé techniky , jako je vizuální pozorování, kompresní test, UV spektrum, měření kyslíku, ale žádná z nich nemůže poskytnout vědecké vodítko, zda by měla být struktura v požárních scénách nahrazena nebo opravena. Je to proto, že jejich výsledky nejsou vždy přesné, nereprodukovatelné, a tudíž nepoužitelné na skutečné požáry.
Výzkumný tým vedený Dr. Youngsunem, Heo z oddělení výzkumu požární bezpečnosti v KICT, vyvinul nástroj F2IS (požární forenzní vyšetřování struktury), který může odpovědět na výše uvedené otázky. Odebíráním vzorků o hmotnosti 1 ~ 2 g na každých 10 mm hloubky požárem poškozeného betonu lze získat cenné výsledky. Například F2IS mohl úspěšně předpovídat teplotu poškozenou ohněm s přesností více než 80 % a křivky času a teploty na povrchu betonu. Mohou znovu vytvořit tepelnou difuzivitu použitím trojrozměrné simulační techniky.
Pro vytvoření konečných výstupů se F2IS řídí řadou protokolů. Začíná vstupem na místo požáru, následuje praktický návrh vzorků (PSD) pro požárem poškozené betonové konstrukce; experimentální design (ED) pro výběr vhodných chemických zařízení pro analýzu specifických vzorků; algoritmus chemického profilování (CPA) pro vyčlenění klíčových funkcí z chemických výsledků a konečně algoritmus rozhraní hlubokého učení (DIA) pro porovnání výsledků CPA a standardních dat předem uložených na platformě velkých dat.
S nástrojem F2IS trvá dokončení celého postupu PSD, ED, CPA a DIA méně než dva týdny. Vysoká přesnost a transparentnost nástroje F2IS může také uhasit napětí mezi pronajímatelem a tím, kdo je za požár odpovědný, a také snížit odpovědnost pojišťoven. Kromě toho může výstup opětovné produkce tepelné difuzivity pomocí F2IS přispět k zúžení jednoho konkrétního scénáře požáru mezi mnoha dalšími, k němuž dospěli vyšetřovatelé požárů.
„Po vystavení požáru může životnost betonové konstrukce klesnout během dvou týdnů, v závislosti na úrovni poškození. Čím větší je objem pórů v betonu vzniklých požárem, tím rychlejší je dramatické snížení očekávané délky života. Konstrukce se nebude rekonstruovat, tzn., že i při drobném poškození by mělo být přistoupeno k okamžité diagnostice a následné opravě,“ řekl Dr. Heo.
Výzkumný tým zaregistroval patent na původní technologii a plánuje prozkoumat společnosti, které poptávají, aby komercializovaly nástroj F2IS pro hodnocení betonu poškozeného ohněm v místech požáru. Kromě této techniky tým také plánuje vyvinout rehabilitační systém, který dokáže chemicky vyléčit rozklad hydratačních produktů a fyzicky vyplnit trhliny způsobené požárem, což zase může obnovit zbývající životnost požárem poškozené betonové konstrukce. Patent byl schválen 17. srpna 2021.
Zdroj: TechXplore
