7月23日下午,齐齐哈尔市第三十四中学校体育馆楼顶坍塌,事故发生时馆内共有19人,其中4人自行脱险,15人被困,其中多人为正在体育馆内训练的女排队员。7月24日上午,最后一名被困学生被搜救到,已无生命体征,此次事故共造成11人死亡。
据新华社报道,经现场初步调查,与体育馆毗邻的教学综合楼施工过程中,施工单位违规将珍珠岩堆置体育馆屋顶。受降雨影响,珍珠岩浸水增重,导致屋顶荷载增大引发坍塌。深入调查仍在进行中。
(资料图片仅供参考)
视频来源:九派新闻。3D制作:周蔚然
导致体育馆坍塌的珍珠岩是什么
珍珠岩(Perlite)是一种火山喷发的酸性熔岩,经急剧冷却而成的玻璃质岩石,因其具有珍珠裂隙结构而得名。它的主要成分是碳酸钙(CaCO₃),通常具有白色或浅灰色的外观,并具有多孔、多孔性的结构。
珍珠岩有多种用途。由于其多孔性和轻质的特性,被广泛应用于建筑和建材工业中。
例如,珍珠岩可以作为填料用于建筑材料中,如混凝土、砂浆和轻质砌块的制造。
它还可以用于制造保温材料、隔热材料和过滤材料等。珍珠岩吸水性较强容易渗水和增重,平时用于外墙保温时外层还需做一层防水涂料。
此外,珍珠岩也可用作农业领域的土壤改良剂,改善土壤的通气性和保水性。
全球珍珠岩的产量相对较大。主要的产量集中在美国、中国、俄罗斯、印度和巴西等国家。
这些地区拥有丰富的珍珠岩矿藏,并且在建筑和建材领域的需求量很大。
从齐齐哈尔体育馆屋顶现场图片来看,整个屋顶结构全部坍塌,这和其屋顶堆积的珍珠岩重量有直接关系。
强吸水
珍珠岩吸水后可增重2-16倍
珍珠岩协会副会长李珠表示,在科研过程中发现,珍珠岩的吸水率是按照轻重来说的,比如他的容重是30公斤/立方米,它的吸水率可以达到1600%,如果他的容重是200公斤/立方米,它的吸水率就是200%,通俗说就是,珍珠岩遇水以后,它的重量可以增加2倍到16倍。
珍珠岩吸水率的影响因素:
1. 珍珠岩颗粒大小:颗粒越小表面积越大,吸水能力也就越强。颗粒达到2mm左右,珍珠岩平衡吸湿率达到容量的30%,达到重量的300%;当颗粒达到0.5mm左右时,珍珠岩平衡吸湿率达到容量的60%,达到重量的600%;
2. 珍珠岩孔隙度:孔隙度大,珍珠岩的吸水率也高。
3. 珍珠岩微孔结构:珍珠岩的微孔结构越复杂,吸水率也越高。
4.水温:水温越高,水分的分子运动越剧烈,吸水速度也越快。
5. 珍珠岩质量:不同来源的珍珠岩质量差距也会影响吸水率的差距。
不规范
露天放置珍珠岩极其错误
记者在电商平台查询到,多家公司有珍珠岩出售。记者咨询河北一家公司,其客服人员介绍,店里有1-2毫米、2-4毫米和3-6毫米三种规格的珍珠岩出售,如用作外墙保温材料,1-2毫米和2-4毫米的都可以用。2-4毫米规格的7公斤一袋,如一次性批发150袋,出厂价为每袋15元。该客服人员表示,珍珠岩在运输时不能碰水,一旦沾水,虽然并不会影响它的使用,但会变重。记者注意到,在该产品的页面,商家也提醒,该珍珠岩的吸水率为45%。
根据我国工信部2012年底发布的《JCT 209-2012膨胀珍珠岩行业标准》,膨胀珍珠岩的包装袋上应标明产品名称、制造厂名、生产地址及防淋雨标志。产品运输过程中应避免雨淋,防止散漏,严禁踩踏。产品应按标号、等级在室内堆放,堆放高度不宜超过2米,堆放场地应平整、干燥。
“根据我看到的相关报道图片,这些珍珠岩是袋装的,也就是散装的。绝大多数情况下,散装的珍珠岩是作为保温层,用于屋面的回填;同时起到找坡作用,有利于排水。”承接过多个学校建设项目的业内人士任先生表示,建筑工地应该有专门的材料堆放区,并做好相关防护。然而,此次事件中珍珠岩的堆放区却是原有建筑的屋顶,并不是施工现场专门设置的材料堆放区。“放置在这个区域肯定是有问题的。这类材料在堆放过程中,需要在下边铺设托底材料,作为隔空措施。同时,不管有没有雨水,都需要安排避雨措施,最简单直接的办法就是用塑料布将它覆盖起来。”
未发现
事发体育馆屋顶可能早已变形
《建筑结构荷载规范》中显示,建筑结构荷载分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。其中,永久荷载包括结构自重、土压力、预应力等;可变荷载包括楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、风荷载、雪荷载等,其中屋面活荷载分为不上人的屋面、上人的屋面等四种标准。
受访的业内专家根据现场图片和常规情况推断,事发体育馆的屋顶属于不上人的屋面,均布活荷载标准值最低,是0.5kN/㎡,意味着每平方米堆放50多公斤的物品就会超出承重标准。
《建筑结构荷载规范》中还列出了常用材料和构件的自重,其中珍珠岩的自重是0.8至2.5kN/m³,也就是说,在不考虑吸水的情况下,按自重的最低标准算,堆置的珍珠岩可能已超出体育馆屋顶的承重标准。
事发体育馆位于东北严寒地区,虽然建筑设计会为冬季积雪等情况增加荷载的冗余,然而珍珠岩吸水后的自重至少翻倍。曾参与重特大房屋倒塌事故调查工作的建筑结构工程师岳先生认为,由于体育馆屋顶的珍珠岩已经堆放了一段时间,经过了几次降雨,7月23日下午坍塌前,屋顶很可能已经发生了破坏变形,只是没有被发现。
(海报新闻编辑 马婉莹 综合央视新闻、极目新闻、九派新闻、上海科协等)
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