第四章

火災(zāi)痕跡物證1唐山消防救援支隊(duì)孫佳奇CONTENTS本章內(nèi)容第一節(jié)煙熏痕跡木材燃燒痕跡液體燃燒痕跡玻璃破壞痕跡2第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)金屬受熱痕跡第五節(jié)CONTENTS本章內(nèi)容3混凝土受熱痕跡第六節(jié)倒塌痕跡第七節(jié)電氣線路故障痕跡第八節(jié)其他痕跡第九節(jié)Part煙熏痕跡1.1煙熏痕跡的形成1.2煙熏痕跡的證明作用1.3煙熏痕跡的提取與固定第一節(jié)火災(zāi)痕跡物證火災(zāi)痕跡：是指在火災(zāi)現(xiàn)場中，與火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展有關(guān)的因素，作用在物體上留下的印跡。能證明火災(zāi)事實(shí)的火災(zāi)痕跡依附在物品上，所以通常將能證明火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的痕跡和物品統(tǒng)稱為火災(zāi)痕跡物證。

火災(zāi)現(xiàn)場的各種痕跡物證，根據(jù)不同的形成遺留過程和特征，可分別直接或間接證明火災(zāi)發(fā)生時(shí)間、起火點(diǎn)位置、起火原因、蔓延路線、火災(zāi)危害結(jié)果及火災(zāi)責(zé)任等。在利用痕跡物證證明過程中，必須利用多種痕跡物證及其它火災(zāi)證據(jù)共同證明一個(gè)問題，才能保證證明結(jié)果的可靠性。51.1煙熏痕跡的形成煙氣是物質(zhì)燃燒的產(chǎn)物，是散發(fā)在空氣中能夠被人們看到的懸浮的固體、液體的微小顆粒群。煙熏痕跡是指物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣，在流動(dòng)過程中大量游離碳的煙微粒粘附于一些物體之上所形成的一種痕跡。在火災(zāi)調(diào)查中，煙熏痕跡是重要證據(jù)之一。61.1煙熏痕跡的形成

（一）煙氣的產(chǎn)生火災(zāi)過程中，燃燒產(chǎn)生的大量游離碳等微粒隨受熱空氣流動(dòng)，形成煙氣。煙氣的成分非常復(fù)雜，主要組成成分以碳微粒為主，還包括氣相燃燒產(chǎn)物、未燃燒的氣態(tài)可燃物，以及未完全燃燒的液、固相分解物和冷凝物微小顆粒等，例如氧化鈣、氧化鈉、小顆粒混雜物等。71.1煙熏痕跡的形成（二）煙氣的流動(dòng)室內(nèi)空間內(nèi)可燃物燃燒放出大量的熱量和煙氣，形成高溫環(huán)境，由于熱煙氣與周圍環(huán)境空氣之間的溫差所形成的浮力，驅(qū)動(dòng)煙氣在火焰區(qū)正上方形成羽流豎直運(yùn)動(dòng)。熱煙氣上升后，周圍各個(gè)方向的空氣不斷補(bǔ)充形成圓錐體形軸對(duì)稱羽流。81.1煙熏痕跡的形成（三）煙熏痕跡形成

當(dāng)煙氣中的顆粒接觸固體表面時(shí)，在吸附等因素的作用下，附著在物體表面或進(jìn)入物體孔隙內(nèi)部，形成煙熏痕跡。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同物質(zhì)對(duì)煙塵的沉積能力不同，對(duì)于易燃液體燃燒煙塵來講，煙塵在各板材中附著能力的大小依次為玻璃板、石膏板、水泥板、鋁塑板、鐵板、礦棉板。火災(zāi)初期室內(nèi)壁面或物體表面溫度還處于自然溫度，火羽流與相距一定距離的物體﹙該物體不影響軸對(duì)稱火羽流的燃燒即為非限定空間內(nèi)的燃燒﹚熱交換梯度大，容易在這些物體上留下煙熏痕跡，由于火羽流與物體相距一定的距離，軸對(duì)稱羽流不能完全將圓錐體形投影到物體上，而形成模糊的圓錐體形的縱剖面投影圖形，即類似“V”形的煙熏痕跡。91.2煙熏痕跡的證明作用（一）證明起火點(diǎn)

1.根據(jù)“V”字形煙熏痕跡、圓形煙熏痕跡證明起火點(diǎn)受燃燒條件和客觀環(huán)境影響，起火點(diǎn)處通常會(huì)形成具有不同形狀、有別于非起火點(diǎn)的煙熏痕跡。這是因?yàn)榛馂?zāi)初期燃燒不充分，發(fā)煙量較大，容易在墻面留下明顯的煙熏痕跡?！癡”字形煙熏痕跡是煙氣圓錐體與墻體等垂直表面相互作用而產(chǎn)生的痕跡。101.2煙熏痕跡的證明作用（一）證明起火點(diǎn)

2.根據(jù)“白點(diǎn)”證明起火點(diǎn)在利用煙熏痕跡的形狀、位置、分布以及濃密程度判斷起火點(diǎn)時(shí)，應(yīng)注意是否有先期形成的煙熏痕跡被后期火焰燒掉的可能。這是因?yàn)槠鸹瘘c(diǎn)處產(chǎn)生的煙痕比較濃重，起火部位的燃燒時(shí)間一般比較長，當(dāng)火勢發(fā)展，燃燒條件良好時(shí)，在起火初期形成的煙痕可能受到熱輻射、火焰灼燒等，使得這些部位粘附的碳顆粒重新燃燒，導(dǎo)致此處的煙痕顏色變淡而形成“白點(diǎn)”痕跡。111.2煙熏痕跡的證明作用（一）證明起火點(diǎn)

3.根據(jù)門窗上部煙痕證明起火點(diǎn)在火災(zāi)初期，首先起火房間的頂棚、墻壁、門、窗玻璃內(nèi)側(cè)等部位上形成濃密均勻的煙痕。隨著屋內(nèi)壓力的增加，部分煙氣從開口處排出，在開口上部形成濃密煙痕。當(dāng)火勢突破起火房間向其他房間蔓延時(shí)，由于火勢變大，燃燒充分，非起火房間內(nèi)不易形成濃密均勻的煙痕，有時(shí)即使形成一些煙痕，也只是限于直接被熏的局部部位，不像首先起火房間那樣形成的煙痕面積大，均勻濃密。因此，根據(jù)門窗上部明顯的煙痕，可以證明首先起火房間，并能證明是室內(nèi)首先起火。121.2煙熏痕跡的證明作用（一）證明起火點(diǎn)4.根據(jù)頂棚（吊頂）上下煙痕證明起火點(diǎn)頂棚（吊頂）上方起火，山墻上部分內(nèi)側(cè)煙熏痕跡濃密，棚下部分沒有煙熏痕跡或痕跡稀薄，門、窗檐部、頂棚面、墻壁等部位一般沒有煙熏痕跡,起火部位附近屋檐處局部有從里向外形成的明顯煙熏痕跡。因此，如果吊頂內(nèi)殘存的山墻上煙熏濃密，而吊頂下面室內(nèi)墻壁上煙熏稀薄，則說明吊頂內(nèi)先起火；反之說明室內(nèi)先起火。131.2煙熏痕跡的證明作用（二）證明蔓延方向火災(zāi)過程中，煙氣的流動(dòng)方向一般與火勢蔓延方向一致，火災(zāi)后可依據(jù)煙熏痕跡的方向判斷火勢蔓延方向。在火災(zāi)過程中，煙氣流動(dòng)的方向性使物體面向煙氣流的一面先形成煙熏痕跡，濃密程度均勻，背面煙熏程度輕，因此根據(jù)煙熏痕跡濃重程度變化可以判斷出火災(zāi)的蔓延方向。例如，根據(jù)玻璃兩面煙熏情況的不同可以判斷蔓延方向。即使玻璃已經(jīng)破碎掉在地上，可以通過碎塊上的膩痕確定玻璃原來的位置并進(jìn)行判斷。141.2煙熏痕跡的證明作用（二）證明蔓延方向另一方面，由于煙氣流動(dòng)的連續(xù)性，處在不同空間的物體表面，將先后連續(xù)形成煙熏痕跡（如高層建筑火災(zāi)，各層對(duì)應(yīng)窗檐部、管道口等對(duì)應(yīng)部位）。對(duì)這樣的煙熏痕跡的連續(xù)性，要依據(jù)煙氣流動(dòng)規(guī)律和煙熏痕跡的形態(tài)特征來判定，其核心要素是需要確定連續(xù)煙熏痕跡的始點(diǎn)。火是由煙痕的始點(diǎn)開始向另一個(gè)煙痕的部位蔓延過去的。一排物體，隨著距初始發(fā)煙點(diǎn)距離的增加，其上面產(chǎn)生的煙痕越來越淡，根據(jù)這一點(diǎn)可以判斷火災(zāi)蔓延方向。151.2煙熏痕跡的證明作用（三）證明起火方式根據(jù)起火時(shí)的特點(diǎn)和起火點(diǎn)留下的痕跡特征，火災(zāi)的起火方式分為陰燃起火、明燃起火、爆炸起火三種。不同的可燃物與不同的起火源相互作用，到發(fā)生明火形成持續(xù)穩(wěn)定燃燒所需要的時(shí)間是不同的，因此煙熏程度也不同。一般情況下，可燃物被明火點(diǎn)燃，會(huì)立即燃燒，形成的煙熏痕跡比較輕；可燃液體蒸氣、可燃?xì)怏w與空氣混合物爆炸起火，則一般煙熏痕跡很輕，甚至沒有；而陰燃起火要經(jīng)過較長時(shí)間的陰燃過程，由于這一過程中產(chǎn)生大量的煙，在周圍物體的表面上會(huì)形成濃密、均勻的煙熏痕跡。161.2煙熏痕跡的證明作用（四）證明可燃物種類不同性質(zhì)的可燃物，在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生不同數(shù)量和不同成分的產(chǎn)物，發(fā)煙量、煙的顏色、氣味也不盡相同。油類、樹脂及其制品因含有大量的碳，即使在空氣充足、燃燒猛烈階段也會(huì)產(chǎn)生大量濃煙，燃燒后在周圍建筑物和物體上留下濃厚的煙熏痕跡，甚至在地面上也會(huì)落下一層煙塵；171.2煙熏痕跡的證明作用

（五）證明燃燒時(shí)間根據(jù)不同部位煙熏痕跡的厚度、密度、附著牢固程度及煙塵顆粒的擴(kuò)散深度比較分析，可證明燃燒時(shí)間。一般煙熏痕跡比較濃密，則說明該處煙氣作用時(shí)間比較長。但是如果某處的煙熏痕跡盡管濃密，但容易擦掉，煙塵顆粒的擴(kuò)散深度較淺，則說明火災(zāi)作用時(shí)間較短；反之，則說明火災(zāi)作用時(shí)間較長。181.2煙熏痕跡的證明作用

（六）證明開關(guān)狀態(tài)在現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)，為了査明電氣線路或電器通電狀態(tài)，就要對(duì)其控制裝置,如刀開關(guān)、插座等進(jìn)行勘驗(yàn)，鑒別其火災(zāi)時(shí)的通電狀態(tài)。由于火災(zāi)的破壞作用，以及撲救中或火災(zāi)后的人為因素影響，常造成控制裝置的原部件解體、分離,在這種情況下可通過其部件表面顏色、煙熏痕跡情況來進(jìn)行判定。191.2煙熏痕跡的證明作用（七）證明玻璃被打破時(shí)間在火災(zāi)過程中，玻璃炸裂掉落之前已經(jīng)受到煙熏作用，掉落到窗臺(tái)或地面上之后，收集并拼接碎片，煙熏痕跡連續(xù)、均勻；起火前被打碎的玻璃，在火災(zāi)中受到煙熏作用的是已經(jīng)掉落在地面上的玻璃碎片,所以使用同樣的方法進(jìn)行勘驗(yàn)，就不能拼接出連續(xù)、均勻的煙熏痕跡。特別是碎片貼地的一面由于在火災(zāi)中受到地面的保護(hù)，沒有煙熏痕跡。201.2煙熏痕跡的證明作用（八）證明容器或管道內(nèi)是否發(fā)生燃燒內(nèi)裝烴類物質(zhì)的容器、反應(yīng)器或管道內(nèi)發(fā)生過燃燒或爆炸，其內(nèi)壁上附有一層煙熏痕跡。電纜溝或下水道內(nèi)如果發(fā)生過烴類易燃液體蒸氣的爆炸或燃燒，在其內(nèi)壁也會(huì)有煙熏痕跡。211.2煙熏痕跡的證明作用（九）證明火場原始狀態(tài)現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)，如果懷疑某件物品在火災(zāi)后被人為移動(dòng)過，通過該物品表面因觸摸被破壞的煙痕、浮灰，或者移動(dòng)該物品，看它下面的物件表面上是否有和該物品底部形狀一致、沒有煙塵的輪廓就可以得到結(jié)論。如果一件物品在火災(zāi)后被人為從火場拿走，或一個(gè)物體從外部移入火場，都可用類似的方法進(jìn)行判別。221.2煙熏痕跡的證明作用（十）判斷火場內(nèi)死者死亡原因?qū)馂?zāi)現(xiàn)場中發(fā)現(xiàn)的死者進(jìn)行尸檢，根據(jù)其氣管、食道等部位有無煙跡及燃燒殘留物，可判斷死者是火前還是火災(zāi)中死亡。一般火災(zāi)前已經(jīng)死亡的人由于在火災(zāi)發(fā)生時(shí)已經(jīng)停止呼吸，所以其口腔和呼吸道中沒有煙痕。而在火災(zāi)中死亡的人在呼吸過程中會(huì)吸入煙塵，沉積在口腔、鼻腔、呼吸道等處。231.3煙熏痕跡的提取與固定

煙熏痕跡的形狀和特征，一般用拍照方式固定，以火場制圖和勘驗(yàn)筆錄輔助說明。需要收集煙塵進(jìn)行鑒定時(shí)，煙痕濃密的可以用竹片、瓷片輕輕刮?。粚?duì)于煙痕稀薄的，可用脫脂棉擦?。粺焿m或爆炸物煙痕進(jìn)入物體內(nèi)部，可將煙塵連同物體一并采取。24Part木材燃燒痕跡2.1木材的基本特性2.2木材燃燒痕跡種類及特征2.3木材燃燒痕跡的證明作用2.4碳化深度的測量第二節(jié)2.1木材的基本特性

（一）木材的密度木材的密度是指單位體積木材的質(zhì)量，通常以kg/m3表示。樹種不同，木材的密度有較大區(qū)別，這主要是由木材的孔隙度和含水量所決定的。孔隙度隨著樹木的品種、年齡、生長條件不同而不同。木材的平均密度為400~900kg/m3，以450kg/m3為界，密度大于450kg/m3的為硬雜木（如槐木），密度小于450kg/m3的為軟雜木（如松木）。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，木材的炭化率和炭化后的表面裂紋形態(tài)與密度有很大關(guān)系，一般來說，密度越大，木材的炭化速率越小，裂紋越密。262.1木材的基本特性

（二）化學(xué)成分

干木材主要含有纖維素、木素、多聚戊糖、脂和無機(jī)物等物質(zhì)。其化學(xué)組成基本相同，主要由碳、氫、氧構(gòu)成，還含有少量的氮和其他元素。現(xiàn)有的木制品，可分為密度板、細(xì)木板、膠合板、纖維板等。272.1木材的基本特性（三）木材的燃燒過程木材受熱后一般會(huì)經(jīng)歷干燥、熱分解、炭化、燃燒等過程。由常溫逐漸加熱，首先是水分蒸發(fā)，當(dāng)溫度達(dá)到110℃時(shí)，水分基本蒸發(fā)完全，木材成為絕對(duì)干燥狀態(tài)；再繼續(xù)加熱就開始熱分解；到150℃左右開始焦化變色；當(dāng)溫度超過200℃時(shí)表面出現(xiàn)黑色，這個(gè)過程叫做炭化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，木材的熱分解速度從250℃開始急劇加快，熱失重顯著增加，275℃時(shí)最為顯著，350℃熱分解結(jié)束，木炭開始燃燒。282.2木材燃燒痕跡種類及特征（一）明火燃燒痕跡在明火作用下，木材很快分解出可燃性氣體并發(fā)生明火燃燒，在外界明火和木材本身明火的共同作用下，表面火焰按照向上、周圍、下面的順序很快蔓延。暫時(shí)沒有著火的部分在火焰作用下進(jìn)一步分解出可燃性氣體，并發(fā)生炭化，同時(shí)表面的炭化層也發(fā)生燃燒，形成氣、固兩相燃燒反應(yīng)。因?yàn)槊骰鹑紵?，炭化層參與燃燒，所以其燃燒后殘留炭化層薄。同時(shí)，若燃燒時(shí)間長，由于木材熱分解速度怏，木材快速失重，殘留炭化層裂紋較寬、較深，呈大塊波浪狀痕跡。29木質(zhì)窗框明火燃燒留下的炭化痕跡2.2木材燃燒痕跡種類及特征

（二）輻射著火痕跡在熱輻射作用下，木材經(jīng)過干燥、熱分解、炭化，受輻射面出現(xiàn)幾個(gè)熱點(diǎn)，然后由某個(gè)熱點(diǎn)先行無焰燃燒，繼而擴(kuò)大發(fā)生明火燃燒。輻射著火痕跡的特征是：炭化層厚、龜裂嚴(yán)重、炭化層表面有光澤，炭化層表面裂紋隨溫度升高而變短。302.2木材燃燒痕跡種類及特征

（三）受熱自燃痕跡在長時(shí)間溫度不高的受熱過程中，木材經(jīng)歷長時(shí)間的熱分解和炭化過程,最后發(fā)生自燃。受熱自燃痕跡的特征是：炭化層深，有不同程度的炭化區(qū)，沿傳熱方向?qū)⒛静钠书_，可依次出現(xiàn)炭化坑、黑色的炭化層、發(fā)黃的焦化層。312.2木材燃燒痕跡種類及特征

（四）電弧灼燒痕跡強(qiáng)烈電弧使木材很快發(fā)生燃燒。但由于電弧作用時(shí)間短，若灼燒后未發(fā)生明火燃燒或產(chǎn)生火焰后很怏熄滅，則其所呈現(xiàn)的特征是：灼燒處炭化層淺，與非炭化部分界線明顯，而且在電弧的瞬間高溫作用下使炭化木材石墨化。石墨化的炭化表面具有光澤，并有導(dǎo)電性。322.2木材燃燒痕跡種類及特征

（五）熾熱體灼燒痕跡如熱焊渣、通電發(fā)熱的燈泡、電熨斗、電烙鐵等高溫體，雖然表面沒有明火，但是溫度很高，易引燃可燃物。熾熱體灼燒痕跡的特征是：根據(jù)熾熱體溫度不同，炭化層厚薄不均，但都有明顯的炭化坑、洞，炭化區(qū)與非炭化區(qū)界線明顯。332.3木材燃燒痕跡的證明作用（一）證明火勢蔓延速度當(dāng)火勢蔓延速度快時(shí)，火流很快通過，木材炭化時(shí)間較短，炭化層較薄,而火勢蔓延速度比較緩慢的情況下，木材則會(huì)形成比較厚的炭化層，因此在一個(gè)火場當(dāng)中，比較不同部位的同一種木材炭化層厚度以及表面特征，可以證明火流的強(qiáng)度大小和火災(zāi)蔓延速度。如果炭化層薄，炭化與非炭化部分界線明顯,說明火勢蔓延快；如果炭化層厚，炭化與非炭化部分界線不清，說明火勢中等；如果炭化層厚，炭化與非炭化部分有明顯的過渡區(qū)，則說明火勢蔓延慢。342.3木材燃燒痕跡的證明作用（二）證明蔓延方向一般來說，在火災(zāi)現(xiàn)場中，沿著火勢蔓延的方向，木材燃燒殘留物燒損程度由重到輕變化?；饎莸穆臃较蛴邢铝袔追N判斷方法：1.根據(jù)多個(gè)木構(gòu)件殘余部分判斷35木材殘留與火勢蔓延示意圖2.3木材燃燒痕跡的證明作用（二）證明蔓延方向一般來說，在火災(zāi)現(xiàn)場中，沿著火勢蔓延的方向，木材燃燒殘留物燒損程度由重到輕變化?；饎莸穆臃较蛴邢铝袔追N判斷方法：2.根據(jù)不同側(cè)面炭化程度判斷由于先受火的一面受熱時(shí)間比較長,所以炭化程度重的一面為迎火面。3.利用斜茬方向判斷木樁、門窗框等比較大的木材，由于先燒的一面比較低，后燒的一面比較高，留下兩側(cè)高低不同的斜茬，其斜茬面為迎火面。4.利用木板上燒的洞的開口判斷由于先受火的一面其邊緣燒損和炭化情況會(huì)比較嚴(yán)重，所以開口比較大的一面為迎火面。362.3木材燃燒痕跡的證明作用

（三）證明燃燒時(shí)間和溫度火場中木材被燒后，由于燃燒時(shí)間和溫度的不同，其炭化深度和裂紋形態(tài)也有所不同。現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)可以利用炭化深度和裂紋形態(tài)來判斷燃燒時(shí)間和溫度,結(jié)合現(xiàn)場情況判斷出燃燒時(shí)間最長、受熱溫度最高的部位，進(jìn)而判定起火部位。372.3木材燃燒痕跡的證明作用（三）證明燃燒時(shí)間和溫度

1.利用炭化深度計(jì)算在耐火建筑(混凝土、磚混結(jié)構(gòu))火災(zāi)中，軟雜木的炭化速率為0.60~0.65mm/min，硬雜木的炭化速率為0.50~0.55mm/min。木材炭化深度與燃燒時(shí)間成正比。利用炭化深度按下式計(jì)算出燃燒時(shí)間：

(4-1)式中X 炭化深度(mm)；v 炭化速率(mm/min)；t 燃燒時(shí)間(min)。然后根據(jù)建筑標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線圖可求得火場溫度。382.3木材燃燒痕跡的證明作用

2.利用炭化裂紋形態(tài)判斷

木材炭化裂紋特征主要體現(xiàn)在裂紋長度、裂紋寬度和單位面積裂紋數(shù)目上，這些特征可以反映火災(zāi)中木材所受溫度作用。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果和多年現(xiàn)場勘驗(yàn)實(shí)踐證明，裂紋長度的變化主要與加熱溫度有關(guān)，而與加熱時(shí)間基本無關(guān)。隨著溫度的升高，橫向裂紋長度變短；木材炭化裂紋的數(shù)量隨溫度的升高而增加；木材炭化裂紋寬度隨加熱溫度的升高而變寬；木材炭化裂紋長度、數(shù)目、寬度還與木材的密度有關(guān)。在同樣的加熱條件下，隨著木材密度的增加，木材炭化裂紋長度變短，數(shù)目增加，寬度變窄。392.3木材燃燒痕跡的證明作用

（四）證明起火點(diǎn)如果在火災(zāi)現(xiàn)場中發(fā)現(xiàn)木間壁、木貨架、木柵欄、木質(zhì)裝飾品等被燒成“V”字形豁口，或者燒成大斜面，則這個(gè)“V”字形豁口或大斜面的低點(diǎn)可能就是起火點(diǎn)。例如，一個(gè)商店發(fā)生火災(zāi)，現(xiàn)場勘驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)某個(gè)墻壁的貨架燒得最重，沿墻面布滿的木貨架燒成了“V”字形豁口，則說明這個(gè)“V”字形豁口的低點(diǎn)就是起火點(diǎn)。402.3木材燃燒痕跡的證明作用（五）證明起火原因根據(jù)木材燃燒痕跡還可以證明起火原因。如果在木質(zhì)表面上留下了電弧灼燒痕跡，則說明該處發(fā)生過電氣線路短路等電氣故障。如果木材出現(xiàn)炭化坑,并且在其附近可以找到熾熱體殘骸，則說明可能是由于電熨斗、電爐子等熾熱體而引起的火災(zāi)。如果在桌子或木地板等木質(zhì)表面上發(fā)現(xiàn)一部分炭化較深，深度比較均勻，炭化區(qū)與非炭化區(qū)界線分明，并且具有液體自然流淌的輪廓，則說明木質(zhì)表面上面灑過液體燃料。412.4碳化深度的測量木材炭化深度的測量是利用炭化深度測量儀測量木材上殘留的炭化層深度，然后根據(jù)木材的原始尺寸計(jì)算出其實(shí)際炭化深度。實(shí)際炭化深度是被火燒掉的木材厚度與實(shí)測炭化層厚度之和。被火燒掉的木材厚度即火燒前木材厚度與火燒后木材厚度之差。火燒后木材厚度可用實(shí)際測量得到，火燒前木材厚度可由未燒部分（如埋在墻里的一段）得到。422.4碳化深度的測量實(shí)測炭化層厚度可以由炭化深度測定儀或其他簡單工具測得。測量針能夠插進(jìn)木炭的最深的距離即為實(shí)測炭化層厚度。簡單工具測定法如圖所示。測量殘留炭化深度時(shí)，應(yīng)該注意不要使用太尖利的工具，且測量時(shí)注意用力不要太大。為了便于比較，一個(gè)火災(zāi)現(xiàn)場中最好由一個(gè)人進(jìn)行測量。43

炭化深度測量方法示意圖Part液體燃燒痕跡3.1可燃液體燃燒規(guī)律3.2液體燃燒痕跡特征3.3形成低位燃燒痕跡的其他情況3.4液體燃燒痕跡的證明作用第三節(jié)3.1可燃?xì)怏w燃燒規(guī)律可燃液體燃燒時(shí)，并不是液體本身在燃燒，而是液體蒸發(fā)出來的蒸氣在燃燒?？扇家后w蒸氣濃度受溫度及可燃液體本身性質(zhì)的影響。當(dāng)液體溫度較低時(shí)，由于蒸發(fā)速度很慢，液面上蒸氣濃度小于爆炸下限,蒸氣與空氣的混合氣體遇到火源時(shí)不能被引燃。隨著液體溫度升高，蒸氣濃度增大，當(dāng)蒸氣濃度增大到爆炸下限時(shí)，蒸氣與空氣的混合氣體遇火源就能閃出火花，但隨即熄滅，即閃燃現(xiàn)象。液體發(fā)生閃燃是因?yàn)槠浔砻鏈囟炔桓?，蒸發(fā)速度小于燃燒速度，蒸氣來不及補(bǔ)充，液面上的蒸氣燒光后火焰便立即熄滅。但是閃燃已經(jīng)表明液體有著火的危險(xiǎn)。453.1可燃?xì)怏w燃燒規(guī)律可燃液體的溫度被加熱到閃點(diǎn)以上，蒸發(fā)速度加快，當(dāng)蒸發(fā)速度等于或大于燃燒速度時(shí)，蒸氣與空氣的混合氣遇火源便發(fā)生燃燒。由于蒸氣能夠源源不斷地補(bǔ)充，故燃燒能持續(xù)進(jìn)行下去，如圖所示。這種持續(xù)燃燒的現(xiàn)象即為可燃液體的著火燃燒過程。46可燃液體燃燒示意圖3.2液體燃燒痕跡

（一）平面上的燃燒輪廓如果易燃液體在材質(zhì)均勻的、各處疏密程度一致的水平面上燃燒，無論是可燃物水平面的被燒痕跡，還是不燃物水平面上所留下的印痕，都呈現(xiàn)液體自然流淌的輪廓，形成一種清晰的表面結(jié)炭燃燒圖形。473.2液體燃燒痕跡

（一）平面上的燃燒輪廓

對(duì)于地毯，使其干透后,用較硬的掃帚用力清掃其表面，將表面的煙塵和堆積物清理后，會(huì)使燃燒痕跡更明顯；對(duì)于木地板，經(jīng)過仔細(xì)清掃和擦拭，很容易顯現(xiàn)炭化區(qū)的輪廓；對(duì)于水泥地面，由于液體具有滲透性，燃燒后遺留下來的重質(zhì)成分會(huì)分解出游離碳，燒余的殘?jiān)吧倭刻苛＠喂痰馗皆诘孛嫔希粝屡c周圍地面有明顯界線的液體燃燒痕跡（如圖）。對(duì)于揮發(fā)性強(qiáng)的液體，如酒精、乙醚等，則不易在不燃地面上留下這種痕跡。48可燃液體在水泥地面上形成的燃燒輪廓3.2液體燃燒痕跡

（二）低位燃燒物質(zhì)的燃燒由于周圍空氣受熱蒸騰的作用，總是先向上發(fā)展，再橫向水平蔓延，向下部蔓延的速度較慢，所以火場上靠近地面的可燃物容易保留下來。如果木地板發(fā)生燃燒，就可能是可燃液體造成的。由于液體的流動(dòng)性，往往在不易燒到的低位發(fā)生燃燒。具體的低位燃燒有以下幾種情況：燒到地板的角落，燒到地板邊緣、接縫，燒到地板下面。493.2液體燃燒痕跡

（三）燒坑和燒洞由于液體的滲透性和纖維物質(zhì)的浸潤性，如果可燃液體被倒在棉被、衣物、床鋪、沙發(fā)上燃燒后，則會(huì)燒成一個(gè)坑或一個(gè)洞。在木地板上的桌子底下、門道以外、接近樓梯上下口的區(qū)域，由于人們經(jīng)常腳踏摩擦，可將地板漆等局部磨損。如果可燃液體流到這些地板表面被破壞的區(qū)域，液體容易滲入木質(zhì)內(nèi)部，則這些地方往往會(huì)造成燒坑。503.2液體燃燒痕跡

（四）呈現(xiàn)木紋紋理如果可燃液體灑在桌面上，尤其是灑在沒有涂漆的水平放置的木材上，由于木材本身生長速度不同導(dǎo)致疏密不均，存在紋理，其中木質(zhì)疏松的地方容易滲入液體，因此燃燒以后，這部分將燃燒得較深，使木材留下清晰的凹凸炭化紋理。在木地板上，液體燃燒時(shí)由于汽化，地板表面不大可能被加熱到該液體的沸點(diǎn)以上，只有在最后將燃盡時(shí)，地板表面溫度瞬時(shí)提高，若地板嚴(yán)密，液體不能滲透到地板內(nèi)部或地板下，則地板很少出現(xiàn)被點(diǎn)燃的情況，而是普遍造成地板表面褪色和輕微炭化現(xiàn)象。513.3形成低位燃燒的其他情況

液體燃燒痕跡的主要特征是燃燒破壞的位置比較低，即低位燃燒特征。但是，由于火災(zāi)現(xiàn)場情況的復(fù)雜性，其他一些條件下也可能產(chǎn)生低位燃燒痕跡。在進(jìn)行現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)，要注意以下情況。523.3形成低位燃燒的其他情況

（一）正在燃燒的可燃物掉落燃燒

在現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)要注意室內(nèi)上部原來是否有如窗簾、衣物、壁毯等懸掛物，在火災(zāi)過程中，它們?cè)诒稽c(diǎn)燃后掉落在地板上，在地板上繼續(xù)燃燒，可以引起地板上的燃燒，形成低位燃燒痕跡。533.3形成低位燃燒的其他情況

（二）起火點(diǎn)在地板上如果起火點(diǎn)就處于地板這一高度時(shí)，例如地板上的電熱器具引燃地毯、地板等，由于受熱時(shí)間比較長，受熱溫度比較高，因此，可能會(huì)在起火點(diǎn)部位的地板上留下比較嚴(yán)重的燒損痕跡，產(chǎn)生類似于液體的低位燃燒痕跡。543.3形成低位燃燒的其他情況

（三）地板上的可燃物燃燒如果火災(zāi)現(xiàn)場的地板上原來堆放有可燃物，例如化纖地毯、木材等。因?yàn)榛w地毯和墊料在閃燃后的火災(zāi)中會(huì)熔化和燃燒，容易形成塑料燃燒后的熔坑，在破壞的地板周圍產(chǎn)生局部不規(guī)則的破壞痕跡。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，地板上的木材達(dá)到一定量，燃燒對(duì)水泥地板的破壞作用比可燃液體還要嚴(yán)重，這些痕跡有時(shí)可能被誤以為是可燃液體燃燒后留下的。553.3形成低位燃燒的其他情況

（四）轟然后燃燒轟燃后的室內(nèi)火災(zāi)自由燃燒階段，熱輻射強(qiáng)度非常高(120~150kW/m2)，室內(nèi)的燃燒變得特別猛烈并且不穩(wěn)定。強(qiáng)烈的熱輻射可以引燃地板上的覆蓋物及地板本身。轟燃后長時(shí)間的燃燒中，由于固態(tài)可燃物，如沙發(fā)、床等，在燃燒狀態(tài)下掉落到地板上并繼續(xù)燃燒產(chǎn)生的熱輻射，甚至?xí)┑匕濉２煌课坏娜紵闆r雖然并不完全一樣，但是轟燃后的燃燒破壞痕跡各處無明顯特點(diǎn)，類似于可燃液體的低位燃燒痕跡。在實(shí)際火災(zāi)現(xiàn)場中，發(fā)現(xiàn)如窗簾或裝飾家具一類的可燃物在轟燃后燃燒，能夠使木地板局部被燒穿。563.3形成低位燃燒的其他情況

（四）轟然后燃燒與可燃液體的低位燃燒痕跡比較，上述幾種情況下產(chǎn)生的低位燃燒痕跡在可燃水平面的燒損深度決不會(huì)像液體燃燒時(shí)那樣均勻。如果在火場上發(fā)現(xiàn)輪廓內(nèi)燃燒深度不均勻，某個(gè)地方燒入層淺，甚至沒燒著，而有的地方燒入層較深；或者在地板不平的情況下，這種輪廓不是出現(xiàn)在最低處，而是在較高的地面上出現(xiàn)；或者在這種輪廓中發(fā)現(xiàn)遺留下來的某些殘骸，如衣扣或簾子的掛環(huán)等金屬物，則可確認(rèn)不是液體燃燒造成的，從而將這幾種低位燃燒痕跡與液體低位燃燒痕跡區(qū)分開來。573.4液體燃燒痕跡的證明作用

液體燃燒痕跡的證明作用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。（一）證明起火部位、起火點(diǎn)液體燃燒屬于明火燃燒，火焰高、輻射強(qiáng)度大，因此，液體燃燒所在部位周圍物體受到輻射熱的作用，被燒后形成明顯的受熱面。受熱面朝向都指向火源處，一般情況下起火部位就在該處。此外，液體流動(dòng)性和滲透性所形成的痕跡，如低位燃燒痕跡處，局部燒出的坑、洞痕跡處一般就是起火點(diǎn)。583.4液體燃燒痕跡的證明作用（二）證明起火原因在現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)，在疑似液體燃燒痕跡處提取檢材，經(jīng)鑒定確認(rèn)含有易燃液體成分，經(jīng)調(diào)查證實(shí)該處起火前沒有易燃液體存在，排除其他因素后，就可認(rèn)定是放火。停放車輛、油桶等部位，由于車輛的油管、開關(guān)、油箱或油桶滲漏，造成汽油流淌，遇到火源發(fā)生的火災(zāi)，現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)通過液體流淌燃燒痕跡，尋找油管、油箱滲漏原因（如：偷油者將油箱底螺絲擰開），就能確定起火原因。593.4液體燃燒痕跡的證明作用（三）證明肇事者或當(dāng)事人易燃液體閃點(diǎn)低，燃燒速度快，放火者和與起火部位易燃液體接觸的人，如肇事者、操作人和當(dāng)事人，在起火時(shí)其逃離的速度可能遠(yuǎn)低于液體燃燒的速度，多數(shù)人都來不及撤離現(xiàn)場就被燒傷。由于這些人員在現(xiàn)場中的位置、動(dòng)作行為差異，在他們的不同部位就會(huì)留下不同特征的燒傷痕跡。如：他們身上和手上沾上汽油，往往將衣服燒毀或皮膚燒脫。如果能夠找到產(chǎn)生“人皮手套”或“人皮面罩”人，往往就是肇事者或放火者。603.5液體物證的提取

需要提取樣品進(jìn)行分析鑒定時(shí)，應(yīng)在易燃液體可能殘存的部位進(jìn)行取樣?？梢蕴崛∫后w物證本身，也可以提取其浸潤固體物質(zhì)或溶液。在火災(zāi)現(xiàn)場中，液態(tài)物證的提取部位包括：各種液體燃燒輪廓內(nèi)；家具的下面和側(cè)面、地毯、墊子等；地板的護(hù)壁板后、樓梯上、地板裂縫接縫；火災(zāi)后的死水面；各種生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存容器內(nèi)等處。同時(shí)，注意提取液體燃燒痕跡上方的煙塵，利用煙塵可以鑒定是否存在可燃液體。61Part玻璃破壞痕跡4.1玻璃的基本特性4.2玻璃破壞痕跡的證明作用第四節(jié)4玻璃破壞痕跡

在許多火災(zāi)現(xiàn)場，特別是建筑火災(zāi)現(xiàn)場中，往往存在被破壞的玻璃。研究這些玻璃破壞痕跡，可以分析其破壞過程，證明一些火災(zāi)事實(shí)。玻璃的基本特性玻璃主要由二氧化硅及少量氧化鈣、氧化鈉、氧化鋁等物質(zhì)組成。作為一種常用的材料，玻璃具有許多優(yōu)良的特性，如：耐蝕性，玻璃對(duì)于大氣中的水蒸氣、水和弱酸等具有穩(wěn)定性，不溶解也不生銹；絕緣性，在常溫下玻璃的電導(dǎo)率很小，是絕緣體，但在高溫下玻璃的電導(dǎo)率急劇增加；隔熱性，玻璃是熱的不良導(dǎo)體，可以起到一定的保溫作用。玻璃同時(shí)還有一些弱點(diǎn)，例如一般的玻璃硬且脆，受力時(shí)易破碎。634玻璃破壞痕跡玻璃的基本特性建筑玻璃的密度一般為2.45～2.55×103kg/m3，抗拉強(qiáng)度為40～80Mpa，彈性模量為（6～6.75）×104Mpa，在室溫達(dá)到100℃時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.40～0.82W/(m?K)，熱膨脹系數(shù)為（9～15）×106K-1。常見的玻璃除了普通建筑玻璃外，還有鋼化玻璃、雙層玻璃等。644玻璃破壞痕跡玻璃的基本特性由于玻璃容易被破壞，在火災(zāi)現(xiàn)場中有多種原因可能導(dǎo)致其破碎。在火災(zāi)中，玻璃的破壞主要有三種原因：（1）機(jī)械破壞。玻璃的機(jī)械破壞是指在外加機(jī)械應(yīng)力的作用下，玻璃破碎、開裂。（2）熱炸裂。由于玻璃的導(dǎo)熱性很差，在火災(zāi)條件下受熱時(shí)，其各部位受熱溫度不均，會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，使玻璃開裂、破壞。（3）熔融變形。一般玻璃在470℃左右開始變形；740℃左右軟化，但不流淌；隨著溫度升高，粘度降低，則開始出現(xiàn)流淌跡象，大約在1300℃完全熔化成液體狀態(tài)。654.2玻璃破壞痕跡的證明作用

在火災(zāi)調(diào)查中，玻璃破壞痕跡有以下幾種證明作用。

（一）證明破壞原因在火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)玻璃破壞痕跡時(shí)，首先應(yīng)判斷其為機(jī)械破壞還是熱炸裂。1.根據(jù)裂紋形狀判斷由于邊角處的熱應(yīng)力最大，被火燒、火烤炸裂的玻璃，裂紋從邊角開始,裂紋少時(shí)，呈樹枝狀，裂紋多時(shí)，相互交聯(lián)呈龜背紋狀，如圖所示；機(jī)械力沖擊破壞的玻璃，裂紋一般呈放射狀，以擊點(diǎn)為中心，形成向四周放射的裂紋，如圖所示。664.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（一）證明破壞原因在火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)玻璃破壞痕跡時(shí)，首先應(yīng)判斷其為機(jī)械破壞還是熱炸裂。1.根據(jù)裂紋形狀判斷67熱炸裂玻璃裂紋形態(tài)機(jī)械破壞玻璃裂紋形態(tài)當(dāng)玻璃已破碎時(shí)，可根據(jù)碎片形狀判斷：機(jī)械破壞玻璃碎片較尖利，邊緣平直，多為銳角；熱炸裂玻璃碎片邊緣彎曲，可存在鈍角。4.2玻璃破壞痕跡的證明作用2.根據(jù)斷面形態(tài)判斷由于玻璃破裂的過程不同，兩種原因的玻璃破碎斷面特征不一樣：機(jī)械破壞玻璃斷面上存在弓形線；熱炸裂玻璃斷面上一般沒有弓形線。3.根據(jù)落地點(diǎn)位置判斷機(jī)械打擊玻璃時(shí)，由于應(yīng)力較大，玻璃大多向著受力方向掉落，且距離較遠(yuǎn)；而另一側(cè)的碎片數(shù)量較少。熱炸裂玻璃，由于應(yīng)力較小，向兩側(cè)掉落的幾率差不多，且掉落位置較近。684.2玻璃破壞痕跡的證明作用4.根據(jù)殘留部分在框上的牢固程度判斷機(jī)械打擊玻璃，玻璃在打擊點(diǎn)受力最大，在玻璃破碎后應(yīng)力迅速釋放，邊緣處受力較小，且時(shí)間短，如果窗框上有殘留的話，仍比較牢固（主要指用膩?zhàn)庸潭ǖ牟ＡВ２Ａ嵴押?，其殘留在框架上的玻璃附著不牢，在冷卻后一般會(huì)自動(dòng)脫落；這是因?yàn)闊嵴褧r(shí)，邊角處應(yīng)力較大，窗框上殘留玻璃已經(jīng)松動(dòng)。694.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（二）證明受力方向如果已經(jīng)確定玻璃是機(jī)械打擊破壞，則需要判斷玻璃的受力方向，進(jìn)而認(rèn)定破壞過程。用來判斷受力方向的特征如下：1.斷面上的弓形線弓形線是指破裂的玻璃新斷面上的弧形痕。手持玻璃碎片，在陽光下變換角度，觀察斷面，這種弧形痕很容易看清。弓形線以一定的角度和斷面的兩個(gè)棱邊相交。相鄰的弓形線一端在一面棱邊上匯集，另一端在另一面棱邊上分開，對(duì)于放射狀裂紋，弓形線匯聚的一面是受力面。對(duì)于切向裂紋，弓形線分開的一面是受力面。704.2玻璃破壞痕跡的證明作用1.斷面上的弓形線需要說明的是，由于鋼化玻璃在制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，其表面存在殘余壓應(yīng)力，中心存在殘余拉應(yīng)力。受到外力作用時(shí)，玻璃的斷面中心首先產(chǎn)生裂紋，所以鋼化玻璃斷面上的弓形線不能判斷受力方向，如圖71玻璃斷面上的弓形紋示意圖a）普通玻璃b）鋼化玻璃a）b）4.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（二）證明受力方向

2.碎齒痕跡當(dāng)玻璃表面產(chǎn)生裂紋較多時(shí)，裂紋之間的碎屑會(huì)飛濺，在玻璃斷面上形成小缺口，稱為碎齒痕跡。存在碎齒痕跡的一面為非受力面。3.未穿透裂紋當(dāng)打擊力較小時(shí)，玻璃上存在放射狀裂紋未穿透玻璃厚度方向的現(xiàn)象。因?yàn)榉派錉盍鸭y是從非受力面開始，向受力面一側(cè)擴(kuò)展的，所以裂紋未穿透的一側(cè)為受力面。玻璃在外力作用下不僅產(chǎn)生放射狀裂紋，有的同時(shí)也產(chǎn)生同心圓狀切向裂紋，這種裂紋也有上述三種特征。由于同心圓狀裂紋是首先從受力這一面產(chǎn)生的，因此它所證明受力方向的痕跡特征，正好和放射狀裂紋所指明方向的痕跡特征相反。724.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（二）證明受力方向

4.凹貝紋痕跡高速小面積打擊，如子彈、石子，使玻璃的一側(cè)大量碎屑飛濺，產(chǎn)生凹陷，并產(chǎn)生大量切向裂紋，稱為凹貝紋痕跡。存在這一痕跡的一側(cè)為非受力面。玻璃即使已經(jīng)完全從框架上脫落下來，如果能夠通過落在地上的玻璃碎片的膩?zhàn)雍?、灰塵、油漆、雨滴痕等分清原來位置（里外面），仍可以利用上述痕跡判斷破壞力的方向。734.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（三）證明打破時(shí)間

1.堆積層次不同火災(zāi)前被打破的玻璃，因?yàn)橄刃械袈洌渌槠蟛糠志o貼地面，上面是雜物、余燼和灰塵；起火后被打破的玻璃一般在一些雜物余燼的上面。2.煙熏情況不同底面煙熏情況不同。起火前被打破的玻璃，其所有碎片貼地的一面均沒有煙熏；起火后被打碎的玻璃，一部分碎片貼地的一面有煙熏。只要有一塊碎片貼地一面有煙熏，就說明它是起火后被打碎的。斷面煙熏情況不同?；馂?zāi)前被打破的玻璃，其斷面上往往有煙熏；火災(zāi)后打破的玻璃，其斷面往往比較清潔或煙塵少。碎片重疊部分煙塵不同。玻璃破壞時(shí)兩塊落地碎片疊壓在一起，如果下面一塊玻璃重疊部分的上面沒有煙熏，其他部分有煙熏，說明是火災(zāi)前被打破的；如果下面一塊玻璃碎片上面重疊和非重疊部分都有煙熏，則是起火后打破的。744.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（四）證明火勢猛烈程度由玻璃破壞機(jī)理可知，玻璃的炸裂并不取決于其整體溫度高低，而主要取決于不同點(diǎn)或兩平面的溫度差，也就是取決于玻璃的加熱速率和冷卻速率?；饒錾喜Ａ谔幍臏囟茸兓俾试酱螅鋬杀砻骈g的溫度差值越大，玻璃的炸裂就越劇烈。因此，可以根據(jù)玻璃的炸裂程度判斷燃燒速度或火勢猛烈程度。玻璃炸裂細(xì)碎、飛散，說明燃燒速度快，火勢猛烈；玻璃出現(xiàn)裂紋，還留在框架上，說明燃燒速度和火勢為中等程度；玻璃僅是軟化，說明燃燒速度慢，火勢發(fā)展慢。當(dāng)然，這里所說的火勢猛烈程度，是對(duì)同一火場不同部位的火勢比較而言。754.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（五）證明火勢蔓延方向根據(jù)火災(zāi)的發(fā)展規(guī)律，火勢在發(fā)展蔓延的過程中越來越猛烈，從而使玻璃的受熱速度越來越快，熱應(yīng)力越來越大，熱炸裂程度越來越重。例如，在建筑火災(zāi)中，一排窗戶上的玻璃，如果熱炸裂痕跡由軟化變形到細(xì)碎，說明火勢在這一方向上越來越猛烈，從而證明火勢蔓延方向。圖4-11所示玻璃軟化變形，說明此處火勢較弱，距離起火點(diǎn)較近。76現(xiàn)場玻璃軟化變形，說明距離起火點(diǎn)較近4.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（五）證明火勢蔓延方向玻璃受熱時(shí)，其受熱的一面先發(fā)生膨脹，常常是玻璃向受熱面彎曲。如果火災(zāi)溫度達(dá)到750℃時(shí)，玻璃開始熔化，受熱面先軟化，向著受熱面下垂或流淌。在火災(zāi)現(xiàn)場中如果發(fā)現(xiàn)玻璃瓶、燈泡等玻璃制品的某一側(cè)被火燒破壞，則破壞的一側(cè)面向火勢的來向。對(duì)于燈泡，如果受熱時(shí)處于通電狀態(tài)，燈泡內(nèi)壓會(huì)使燈泡迎火面向外凸起破壞；如果處于斷電狀態(tài)，則無此現(xiàn)象，如圖4-12所示。77通電狀態(tài)下玻璃燈泡破壞痕跡，迎火面凸起破壞4.2玻璃破壞痕跡的證明作用

（六）證明火場溫度若玻璃發(fā)生輕微變形，即玻璃邊緣或角上開始變形，出現(xiàn)輕微凸起或凹下,邊緣圓滑，四角仍為直角形式，則其受熱溫度在300~600℃范圍內(nèi)；若玻璃發(fā)生中等變形，即玻璃面有明顯的凹凸變化，邊角已不再維持原形，但仍能推斷出原來的形狀，則其受熱溫度為600~700℃；若玻璃發(fā)生嚴(yán)重變形，即玻璃片卷曲、擰轉(zhuǎn)，或者四個(gè)角全部彎成90°以上，有的已很難推測出原有的形狀，則其受熱溫度一般為700~850℃；若玻璃發(fā)生流淌變形，即玻璃已熔融流淌，表面有大鼓包，有的外形呈瘤狀，完全失去原形，則受熱溫度在850℃以上。784.2玻璃破壞痕跡的證明作用在利用火場玻璃受熱變形特征比較火場不同點(diǎn)的溫度時(shí)，應(yīng)注意三個(gè)問題：1.玻璃變形程度大小，還與其厚薄和擺放形式有關(guān)。一般厚度大的玻璃變形較小，立放的比平放的變形嚴(yán)重。2.應(yīng)取火場上相似位置的玻璃進(jìn)行比較。例如，都是地面上的玻璃，或都是同一高度窗臺(tái)上的玻璃，或是走廊里的壁燈。3.如果火場某處火勢猛烈，該處玻璃易先炸裂。在比較從同一高度窗上落在相應(yīng)地面的玻璃時(shí)，如果有的軟化，有的沒軟化而有炸裂痕，要結(jié)合具體情況具體分析。不能直接肯定軟化的玻璃那點(diǎn)的溫度就高。因?yàn)檫@種軟化可能是在其沒有從窗上掉下來之前就形成的，后經(jīng)軟化變形后掉落；無軟化的玻璃可能是后受火燒，即使溫度高，由于火勢猛烈，玻璃還未軟化就已炸裂而掉落，落地后便不易燒軟了。因此，它們即使同是處在相應(yīng)的地面上，也不能說明其所在處的火場溫度。79Part金屬受熱痕跡5.1

金屬受熱痕跡的形成機(jī)理5.2金屬受熱痕跡的證明作用5.3金屬受熱痕跡的檢驗(yàn)第五節(jié)5金屬受熱痕跡

在火災(zāi)現(xiàn)場中，存在多種金屬材料。這些材料可能用作建筑構(gòu)件，也可能用作各種用具上的零部件。例如，鋼鐵材料，主要用于鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋、防盜門窗、貨架、水管、暖氣等。火災(zāi)現(xiàn)場中的銅主要在電氣系統(tǒng)中應(yīng)用，關(guān)于這類痕跡，將在電氣故障痕跡中再作研究。鋁及其合金主要用于鋁合金門窗、鋁質(zhì)裝飾品、廚房用具等。815.1金屬受熱痕跡的形成機(jī)理

在火災(zāi)高溫作用下，金屬會(huì)發(fā)生變色、變形、彈性喪失、熔化、金相組織變化等，留下相應(yīng)的痕跡。（一）氧化變色在火災(zāi)條件下，金屬表面的氧化反應(yīng)較常溫條件下快得多，并產(chǎn)生金屬氧化物銹層。如果在高溫并在水或水蒸氣的作用下會(huì)生成一部分氫氧化物，在二氧化碳?xì)夥罩羞€會(huì)生成少量堿式金屬碳酸鹽。鐵的氧化物、氫氧化物大多是紅褐色，因此其銹層也是紅褐色。如果燒紅的鐵制品受到水流沖擊，則會(huì)使其表面發(fā)青色，并使氧化層剝脫。825.1金屬受熱痕跡的形成機(jī)理

（一）氧化變色銅制品的銹層主要成分是氧化銅，呈黑色。在超過1000℃時(shí)，氧化銅分解失去部分氧轉(zhuǎn)變成褐紅色的氧化亞銅。銅在常溫下產(chǎn)生的銹層因?yàn)楹袎A式碳酸銅，所以呈現(xiàn)綠斑的形態(tài)。而火災(zāi)中銅銹層沒有這種產(chǎn)物，即便生成銅的氫氧化物，只需70~90℃就分解變成黑色氧化銅了。在現(xiàn)場勘驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意擦去留在銅件表面的煙塵，以便觀察這些銹層顏色。835.1金屬受熱痕跡的形成機(jī)理

（一）氧化變色金屬受熱溫度和時(shí)間不同，形成的氧化層顏色也不同。在火災(zāi)現(xiàn)場中，處于不同部位的金屬，甚至同一金屬物體上不同部位也可能存在溫差。因此，在其表面上形成的顏色有明顯的層次，特別是薄板型黑色金屬。一般情況下，黑色金屬受熱溫度高、作用時(shí)間長的部位形成的顏色呈各種紅色或淡紅色、淺黃色甚至白色，顏色變化層次明顯，特別是溫度超過800℃以上的部位，在其表面上還出現(xiàn)發(fā)亮的“鐵鱗”薄片，質(zhì)地硬而脆。起火點(diǎn)往往在顏色發(fā)紅、淡紅或形成鐵鱗的附近或?qū)?yīng)的部位。845.1金屬受熱痕跡的形成機(jī)理

（一）氧化變色黑色薄板型金屬表面顏色變化與溫度之間的關(guān)系列于表。855.1金屬受熱痕跡的形成機(jī)理（二）變形金屬在火災(zāi)作用下產(chǎn)生變形的主要原因是高溫下金屬的強(qiáng)度降低，由于金屬本身載荷的作用，或者金屬自重的作用，金屬會(huì)發(fā)生變形。同樣的載荷下，受熱溫度越高，變形越嚴(yán)重。由于金屬的熱膨脹系數(shù)較大，在火災(zāi)中受熱后膨脹比較嚴(yán)重。金屬兩端受到限制或各面被固定的金屬，可能產(chǎn)生膨脹變形痕跡。同種金屬受熱溫度越高，熱膨脹程度越大，產(chǎn)生的變形也越大。盛放或輸送液體或氣體的容器或管道，在火災(zāi)作用下內(nèi)部壓力增加，受熱部位強(qiáng)度降低，也會(huì)導(dǎo)致容器或管道局部變形甚至開裂。865.1金屬受熱痕跡的形成機(jī)理（三）彈性喪失在火災(zāi)現(xiàn)場中，有的金屬部件有彈性，例如電氣系統(tǒng)中的開關(guān)、插座等連接裝置，為了保證連接的緊密性，需要有彈簧片、彈簧等作為靜片；常用的席夢(mèng)思床墊，主要使用高碳鋼彈簧。彈性金屬在火災(zāi)中受到熱的作用達(dá)到一定溫度后，會(huì)使其退火，導(dǎo)致彈性喪失。（四）熔化當(dāng)溫度達(dá)到金屬的熔點(diǎn)時(shí)，會(huì)使金屬熔化，留下熔痕。在火災(zāi)熱的作用下，一般鋼鐵構(gòu)件不會(huì)被熔化，只有熔點(diǎn)較低的金屬能夠被熔化，如鋁及其合金。如果發(fā)現(xiàn)鋼鐵構(gòu)件上存在熔痕，一般來說是電弧作用的結(jié)果。875.1金屬受熱痕跡的形成機(jī)理（五）組織結(jié)構(gòu)變化金屬在不同的加溫、保溫和冷卻條件下會(huì)形成不同的金相組織，因此通過已知的金相組織可以分析受熱過程。某些金屬材料，如鋼板、角鋼、鋼筋、鋼絲以及銅鋁導(dǎo)線等，都是由冷軋、冷拔加工制成的。冷拔加工后，金屬內(nèi)部的晶粒形狀由原先的等軸晶粒改變?yōu)檠刈冃畏较蛏扉L的所謂纖維組織。在受熱的條件下，由于原子擴(kuò)散能力增大，變形金屬發(fā)生再結(jié)晶，其顯微組織發(fā)生顯著變化，被拉長、破碎的晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆?、?xì)小的等軸晶粒；同時(shí)，金屬的強(qiáng)度和硬度明顯降低而塑性和韌性大大提高。若溫度繼續(xù)升高或延長受熱時(shí)間，則晶粒會(huì)明顯長大，隨后得到粗大晶粒的組織，使金屬的力學(xué)性能顯著降低。885.2金屬受熱痕跡的證明作用根據(jù)金屬的受熱痕跡，可以分析判斷金屬的受熱過程，從而證明火災(zāi)現(xiàn)場中的一些事實(shí)。（一）證明火勢蔓延方向利用金屬受熱痕跡證明火勢蔓延方向，主要是依據(jù)金屬的熔化痕跡、變形痕跡、金相組織變化等判斷。1.利用變色痕跡證明金屬受熱變色情況，與其受熱溫度有關(guān)，因此，可以通過比較不同部位金屬變色情況，判斷火勢蔓延方向。另外，對(duì)于體積較大的金屬，受熱面和非受熱面的受熱程度不同，變色情況也存在差異，根據(jù)這一點(diǎn)可以判斷火勢蔓延方向。895.2金屬受熱痕跡的證明作用（一）證明火勢蔓延方向2.利用熔化痕跡證明金屬受熱溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)開始熔化，溫度繼續(xù)升高，作用時(shí)間增加時(shí)，其熔化面積擴(kuò)大，長度變小，熔化程度變重。一般金屬形成熔化輕重程度和受熱面與非受熱面差別的規(guī)律與可燃物（木材殘留）是基本一致的?；馂?zāi)現(xiàn)場中金屬熔化時(shí)，面向蔓延方向的一側(cè)受熱溫度高，熔化嚴(yán)重，而背火面熔化相對(duì)較輕。有時(shí)會(huì)產(chǎn)生類似于木材殘留痕跡的斜茬痕跡，斜茬指向火源。905.2金屬受熱痕跡的證明作用（一）證明火勢蔓延方向2.利用熔化痕跡證明由于火勢向前蔓延的同時(shí)向上發(fā)展，有時(shí)會(huì)使一排金屬殘留越來越高，以此可以判斷蔓延方向。利用金屬熔化痕跡證明蔓延方向時(shí)，主要是利用鋁及其合金等熔點(diǎn)較低的金屬熔化痕跡證明。下圖所示鋁合金架子兩側(cè)的殘留高度差異，可以證明火勢是從左向右蔓延的。91鋁合金熔化痕跡5.2金屬受熱痕跡的證明作用（一）證明火勢蔓延方向3.利用金屬變形痕跡證明在火災(zāi)中，金屬的迎火面首先受到火災(zāi)熱的作用，強(qiáng)度下降。起火點(diǎn)處溫度高，受熱時(shí)間長，變形相對(duì)嚴(yán)重，如圖。92變形嚴(yán)重的門框?qū)?yīng)著起火點(diǎn)5.2金屬受熱痕跡的證明作用3.利用金屬變形痕跡證明在利用變形痕跡判斷時(shí)，考慮金屬強(qiáng)度變化的同時(shí)，還應(yīng)該考慮金屬的載荷，不僅要考慮金屬的原始載荷，還要考慮到火災(zāi)過程中可能產(chǎn)生的掉落物品砸、碰等造成的臨時(shí)載荷對(duì)金屬變形的影響。如果沒有外加載荷，由于迎火面受熱嚴(yán)重，金屬受熱強(qiáng)度下降更快，金屬在重力的作用下變形，則其變形方向指向起火點(diǎn)，如圖所示。93豎直存放的床墊向著起火點(diǎn)變形5.2金屬受熱痕跡的證明作用4.利用金屬構(gòu)件金相組織證明金屬在受熱情況下，會(huì)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大。受熱溫度越高，受熱時(shí)間越長，晶粒變化越明顯。因此，根據(jù)金屬受熱后晶粒的大小，可以推斷其在火災(zāi)中所受的溫度和作用時(shí)間。在火災(zāi)現(xiàn)場，比較一排同類型的鋼鐵構(gòu)件的金相組織，觀察晶粒大小變化規(guī)律，可以根據(jù)晶粒變化情況判斷其受熱情況，進(jìn)而判斷火勢蔓延方向。945.2金屬受熱痕跡的證明作用（二）證明起火點(diǎn)位置火災(zāi)中金屬的變化可以反映其受熱溫度，根據(jù)這一規(guī)律，可以判斷不同部位金屬的受熱情況，根據(jù)受熱溫度的高低判斷起火點(diǎn)的位置。1.利用金屬變色痕跡證明在火災(zāi)現(xiàn)場，由于不同部位金屬的受熱溫度不同，可能形成明顯的顏色梯度變化痕跡。根據(jù)這一點(diǎn)，可以判斷受熱溫度最高的部位，進(jìn)而證明起火點(diǎn)位置。圖4-16所示為彩鋼板屋頂受熱變色痕跡，變色嚴(yán)重處對(duì)應(yīng)起火部位。95彩鋼板屋頂變色痕跡5.2金屬受熱痕跡的證明作用（二）證明起火點(diǎn)位置1.利用金屬變色痕跡證明在實(shí)際的火災(zāi)調(diào)查過程中，遇到的鋼構(gòu)件一般為有涂層鋼構(gòu)件，如果在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)鋼構(gòu)件表面顏色較原色變淺，表明此處火場溫度在300℃左右；如果發(fā)現(xiàn)鋼構(gòu)件表面出現(xiàn)零星的紅褐色銹斑，表明此處火場溫度在500℃左右；如果發(fā)現(xiàn)鋼構(gòu)件表面出現(xiàn)大量成片的紅褐色銹層，表明此處火場溫度在700℃左右；如果發(fā)現(xiàn)鋼構(gòu)件表面呈灰黑色，表明此處火場溫度在900℃左右。對(duì)于汽車火災(zāi)來說，車身鋼板的變色痕跡可以證明起火點(diǎn)的位置。當(dāng)起火點(diǎn)處于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋受到下方熱的作用，變色痕跡比較均勻；當(dāng)起火點(diǎn)處于發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上方時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋受熱不均，導(dǎo)致各處變色痕跡出現(xiàn)明顯差別。965.2金屬受熱痕跡的證明作用（二）證明起火點(diǎn)位置1.利用金屬變色痕跡證明利用變色痕跡證明起火點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該注意一些因素的影響。如果金屬在火災(zāi)中接觸了某些化學(xué)物質(zhì)的話，其變色情況會(huì)發(fā)生改變；火災(zāi)后如果不能及時(shí)勘驗(yàn)，會(huì)產(chǎn)生新的銹層干擾火災(zāi)中的顏色變化。另外，煙熏痕跡對(duì)金屬的顏色會(huì)起到干擾作用，觀察時(shí)應(yīng)注意去掉煙熏層。975.2金屬受熱痕跡的證明作用（二）證明起火點(diǎn)位置2.利用金屬變形痕跡證明一般認(rèn)為，起火點(diǎn)處溫度最高，受熱時(shí)間最長。反映到金屬上，則強(qiáng)度降低幅度最大，變形程度最嚴(yán)重。例如，下圖所示貨架變形嚴(yán)重，明顯下垂,說明此處受熱溫度最高，經(jīng)調(diào)查判斷此攤位為起火點(diǎn)。98局部金屬貨架變形現(xiàn)場照片5.2金屬受熱痕跡的證明作用（二）證明起火點(diǎn)位置2.利用金屬變形痕跡證明在火災(zāi)現(xiàn)場，由于金屬構(gòu)件熱膨脹受限制、受約束，首先受熱和受熱溫度較高的部位，容易形成熱膨脹變形痕跡。如兩端被固定的鋼架、鑲嵌在墻體中的鋼構(gòu)件等，其某一部位受熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力，會(huì)使其先出現(xiàn)變形痕跡，起火部位一般在變形最大部位或者熱膨脹最明顯的一側(cè)。995.2金屬受熱痕跡的證明作用（二）證明起火點(diǎn)位置3.根據(jù)彈性變化痕跡判斷如果發(fā)現(xiàn)沙發(fā)、席夢(mèng)思床墊的某一部位只有幾個(gè)彈簧失去了彈性而塌落,那么這個(gè)部位一般情況下就是起火點(diǎn)，如圖所示。這類火災(zāi)多數(shù)是煙頭等非明火火種引起陰燃，造成靠近起火部位陰燃時(shí)間比其他部位長，局部溫度也高，使該部位的幾只彈簧先受熱失去彈性。當(dāng)引起明火時(shí)，火勢發(fā)展速度快，使其他部位彈簧受高溫作用時(shí)間相對(duì)短些，因此比陰燃部位彈簧彈性強(qiáng)度降得少。100席夢(mèng)思彈簧彈性喪失痕跡5.2金屬受熱痕跡的證明作用（二）證明起火點(diǎn)位置4.利用金屬熔化痕跡證明火場中局部金屬被熔化，如果排除電弧作用，說明此處受熱最嚴(yán)重，可能為起火點(diǎn)。根據(jù)金屬熔點(diǎn)的高低，依據(jù)不同種類金屬熔化與未熔化或以同種金屬在現(xiàn)場不同地點(diǎn)上熔化與未熔化的區(qū)別，判定出火場溫度范圍或局部受溫最高的部位來。圖4-19所示為汽車火災(zāi)現(xiàn)場照片，汽車的輪胎全部燒毀，鋁合金輪轂熔化嚴(yán)重，說明此處燃燒猛烈。101鋁合金輪轂熔化痕跡5.2金屬受熱痕跡的證明作用（三）證明通電狀態(tài)1.利用開關(guān)靜片間距證明在火災(zāi)過程中，開關(guān)、插座靜片的彈性將喪失。如果火災(zāi)中處于連接狀態(tài)，動(dòng)片處于兩個(gè)靜片之間，則靜片間距等于動(dòng)片的厚度。在火災(zāi)作用下金屬片失去彈性，由于靜片彈性喪失不會(huì)恢復(fù)原來位置，所以靜片間距較大。如果兩靜片雖已失去彈性，但仍保持正常距離，說明火災(zāi)當(dāng)時(shí)它們沒有接通，處于斷開狀態(tài)。1025.2金屬受熱痕跡的證明作用（三）證明通電狀態(tài)2.利用金屬變色痕跡證明對(duì)于電熱器具上的金屬部件，如果在火災(zāi)中單單受到火災(zāi)熱的作用，其受熱溫度低于受到電熱和火災(zāi)共同作用。這樣，在顏色變化上，電熱和火災(zāi)共同作用下顏色反映的溫度較高。所以根據(jù)受熱變色痕跡，可以分析金屬所受的溫度，分析是否受到電熱的作用，從而判斷在火災(zāi)中是否處于通電狀態(tài)。3.利用金屬熔化痕跡證明由于一些金屬的熔點(diǎn)較高，單靠火災(zāi)熱的作用很少能熔化，但在電熱和火災(zāi)的共同作用下則可能熔化。根據(jù)這一點(diǎn)，可以判斷通電狀態(tài)。1035.2金屬受熱痕跡的證明作用（四）證明盛裝易燃液體容器原始狀態(tài)在現(xiàn)場還可能發(fā)現(xiàn)由于熱膨脹或爆炸力而引起外部變形的金屬容器或管道。根據(jù)這些物體變形情況，可以分析作用力是來自物體內(nèi)部還是物體的外部以及作用力的方向。盛裝易燃液體的容器，例如油桶、液化石油氣罐等，如果在火災(zāi)前是密封的，而且容器中盛有液體，在火災(zāi)中由于受熱，液體大量蒸發(fā)，使容器內(nèi)的壓力大大增加，增加了容器的載荷。同時(shí)，金屬制作的容器在受熱后強(qiáng)度會(huì)迅速降低，在壓力的作用下，容器會(huì)向外鼓脹變形，如果壓力足夠大,容器會(huì)在某個(gè)薄弱環(huán)節(jié)開裂。當(dāng)壓力迅速增加時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致容器爆裂?，F(xiàn)場中發(fā)現(xiàn)容器發(fā)生上述變化痕跡時(shí)，說明容器內(nèi)存在液體，火災(zāi)中處于密封狀態(tài),而且說明是火災(zāi)導(dǎo)致容器破壞，而不是容器破壞發(fā)生泄漏而引發(fā)火災(zāi)。1045.3金屬受熱痕跡的檢驗(yàn)對(duì)金屬受熱痕跡的檢驗(yàn)，主要有直觀檢驗(yàn)法和金相分析法兩種。直觀檢驗(yàn)主要是觀察比較金屬的變色、變形等宏觀上的痕跡。金相分析則是通過檢驗(yàn)金屬的金相組織變化，分析金屬的受熱過程。利用金相分析法檢驗(yàn)金屬受熱痕跡，提取金屬樣品時(shí)，要注意提取具有證明作用，能反映火災(zāi)事實(shí)的部位。提取時(shí)，特別是切割時(shí)，要注意樣品的冷卻，防止取樣過程對(duì)金相組織的影響。制樣觀察時(shí)，應(yīng)采用一致的浸蝕劑和放大倍數(shù)，使金相照片具有可比性。105Part混凝土受熱痕跡6.1

混凝土的組成6.2混凝土在火災(zāi)中的變化6.3混凝土受熱痕跡的證明作用6.4混凝土受熱痕跡的檢驗(yàn)第六節(jié)6混凝土受熱痕跡

混凝土是由凝膠材料、粗細(xì)集料（或稱骨料）以及加入的水，必要時(shí)加入的外加劑和礦物摻和料按適當(dāng)?shù)谋壤浜?，凝結(jié)而成的人造石材。由于混凝土具有良好的力學(xué)性能和耐火性能，在建筑中得到廣泛的應(yīng)用。經(jīng)歷火災(zāi)之后，混凝土受熱而發(fā)生物理和化學(xué)變化，遭到一定程度的破壞，形成受熱痕跡。研究混疑土的受熱變化過程和機(jī)理，可以根據(jù)混凝土受熱痕跡分析判斷其受熱情況，分析火災(zāi)事實(shí)。1076.1混凝土的組成

在混凝土成型時(shí)，水泥主要與水進(jìn)行水化反應(yīng)，水泥的水化物中含有不定型的水化硅酸鈣，即從水泥組分中C3S及C2S中演化出來的凝膠體C-S-H（C表示CaO，S表示SiO2，H表示H2O），凝膠體約占水化漿體全部總重的70%；另一種主要組分是氫氧化鈣Ca(OH)2,用C-H表示，它以晶體形式混合于凝結(jié)體中，其約占全部重量的20%?；炷恋闹饕瘜W(xué)成分為：水化硅酸鈣3CaO?2SiO2?3H2O、水化鋁酸鈣3CaO?Al2O3?6H2O、水化鐵酸鈣CaO?Fe2O3?H2O、氫氧化鈣Ca(OH)2、碳酸鈣CaCO3等。1086.2混凝土在火災(zāi)中的變化

混凝土受熱之后，其化學(xué)成分會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其力學(xué)性能改變，留下了受熱痕跡。（一）成分變化當(dāng)混凝土受熱溫度達(dá)到100℃以后，混凝土毛細(xì)孔中游離的水分蒸發(fā)。當(dāng)受熱溫度達(dá)到300℃時(shí)，混凝土中水化物開始脫水，失去其中的結(jié)晶水。當(dāng)受熱溫度達(dá)到573℃，混凝土中的Ca(OH)2晶體發(fā)生變化，產(chǎn)生CaO和H2O；受熱溫度達(dá)到900℃，CaCO3分解，生成CaO和CO2。1096.2混凝土在火災(zāi)中的變化（二）顔色變化混凝土、鋼筋混凝土構(gòu)件受火災(zāi)作用后，在其外部形成不同顏色的受熱痕跡。雖然不同的混凝土受熱后生成的一些化合物含量不同(如鐵的化合物)，使顏色的變化程度有一些差別，但是總的變化規(guī)律基本上是一致的。這種顏色變化的規(guī)律，可以反映受火災(zāi)作用時(shí)的不同溫度。110混凝土在不同溫度下的顏色變化情況6.2混凝土在火災(zāi)中的變化（三）強(qiáng)度變化在混凝土受熱過程中，當(dāng)溫度超過300℃以后，由于結(jié)晶水的失去、熱膨脹系數(shù)差別導(dǎo)致骨料和水泥之間結(jié)合程度降低，使混凝土的強(qiáng)度開始下降。570℃以后，隨著骨料中石英晶體發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變以及氫氧化鈣脫水，強(qiáng)度迅速下降。受熱溫度達(dá)到900℃，強(qiáng)度基本喪失。與自然冷卻強(qiáng)度相比較時(shí)，水冷卻強(qiáng)度下降幅度較大。對(duì)于鋼筋混凝土來說，不但是鋼筋和混凝土的強(qiáng)度和彈性模量隨著溫度的升高而降低，高溫后鋼筋的強(qiáng)度恢復(fù)比較明顯，但是鋼筋和混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度不再回升。所以在經(jīng)歷高溫之后，鋼筋混凝土的強(qiáng)度損失比普通混凝土更為嚴(yán)重，同時(shí)也大于高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度損失。1116.2混凝土在火災(zāi)中的變化（三）外形變化在受熱過程中，由于混凝土強(qiáng)度的下降，會(huì)出現(xiàn)開裂、脫落、露筋、變形或斷裂等外形變化。1.開裂高溫時(shí)，混凝土中會(huì)產(chǎn)生幾種應(yīng)力，主要有：水泥砂漿與集料之間的膨脹不同所引起的應(yīng)力；鋼筋混凝土之間的膨脹系數(shù)不同所產(chǎn)生的應(yīng)力；因?yàn)榻孛娉叽绾托螤畈町愐鸬臏囟忍荻犬a(chǎn)生的應(yīng)力；在冷卻過程中的收縮受限而產(chǎn)生的應(yīng)力；消防用水的突然冷卻效應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)力；由于截面內(nèi)部溫度梯度的非線性產(chǎn)生的應(yīng)力。在這幾種應(yīng)力的作用下，混凝土?xí)l(fā)生開裂。1126.2混凝土在火災(zāi)中的變化（三）外形變化2.脫落（剝落）火災(zāi)中混凝土剝落大多發(fā)生在火災(zāi)過程中，也有很多發(fā)生在冷卻階段，混凝土多孔結(jié)構(gòu)中的水分在受熱時(shí)也會(huì)蒸發(fā)，水蒸氣體積膨脹產(chǎn)生的壓力也可導(dǎo)致剝落，特別是剛剛施工完的水泥或磚石剝落將更嚴(yán)重。圖4-20所示為混凝土柱上的剝落痕跡?；炷恋募稀仓r(shí)間、預(yù)應(yīng)力的大小以及升溫速度和溫度的高低不同，表面剝落的特征也不一樣。1136.2混凝土在火災(zāi)中的變化（三）外形變化3.露筋露筋是指因混凝土在高溫下發(fā)生爆裂或脫落而使內(nèi)部鋼筋裸露，實(shí)際上也是一種脫落痕跡。鋼筋混凝土在火災(zāi)中受熱，由于鋼筋的膨脹系數(shù)大于混凝土的膨脹系數(shù)，鋼筋的膨脹促使局部混凝土保護(hù)層剝落，使鋼筋外露。鋼筋混凝土的受熱溫度越高、時(shí)間越長，則露筋面積越大。圖4-21所示為混凝土梁上的露筋痕跡，表明此處受熱溫度最高、時(shí)間最長。1146.2混凝土在火災(zāi)中的變化4.變形由于高溫下混凝土的彈性模量會(huì)下降，在載荷作用下，一些混凝土構(gòu)件的形狀會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生變形痕跡，主要是指梁、板變形與墻、柱傾斜。其主要原因是隨著溫度的升高，混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，組織松弛，加之空隙失水失去吸附力，從而造成彈性模量降低，變形增大。在高溫下，混凝土的彈性模量的降低幅度要大于抗壓強(qiáng)度的降低幅度，特別是溫度相對(duì)較低時(shí)，兩者差別更大。在荷載作用下，混凝土構(gòu)件會(huì)發(fā)生彎曲甚至斷裂。115混凝土柱上的剝落痕跡混凝土梁上的露筋痕跡6.3混凝土受熱痕跡的證明作用在火災(zāi)現(xiàn)場，根據(jù)混凝土變化情況，可以判斷混凝土的受熱過程，根據(jù)受熱情況判斷火災(zāi)蔓延方向，進(jìn)而判斷起火部位、起火點(diǎn)。（一）根據(jù)顏色變化證明可以根據(jù)不同部位混凝土的顏色特征，分析不同部位受熱溫度、受熱時(shí)間的差異，通過對(duì)比找出受熱溫度最高、時(shí)間最長的部位，則該處可能是起火部位。1166.3混凝土受熱痕跡的證明作用（二）根據(jù)混凝土外觀變化程度證明在火災(zāi)現(xiàn)場，不同部位的混凝土由于受熱溫度不同，其強(qiáng)度變化程度不一樣，形成開裂、起鼓、脫落、露筋、變形、熔結(jié)、折斷等痕跡。根據(jù)混凝土受熱溫度不同產(chǎn)生外觀變化程度的差別，也可以分析起火部位和起火點(diǎn)的位置。構(gòu)件混凝土剝落和露筋的程度，應(yīng)依據(jù)剝落的部位和范圍大小綜合評(píng)定，應(yīng)注意辨別剝落和外露現(xiàn)象是否為本次火災(zāi)所造成的。根據(jù)開裂情況判斷受熱程度時(shí)，應(yīng)該注意勘驗(yàn)裂紋的數(shù)量、分布，以及裂紋的深度和寬度。勘驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意，有時(shí)裂紋是抹灰層的裂紋，而非混凝土的裂紋，所以必要時(shí)可以鏟掉抹灰層進(jìn)行勘驗(yàn)。如果無法用肉眼直接判斷變形量的差別時(shí)，可以借助水準(zhǔn)儀或者經(jīng)緯儀等測量儀器進(jìn)行測量。1176.3混凝土受熱痕跡的證明作用（三）根據(jù)強(qiáng)度、成分等變化證明有時(shí)混凝土受熱后外觀變化不明顯，可以通過檢測其強(qiáng)度變化、成分變化等方法，判斷不同部位的受熱情況差異，進(jìn)而推斷起火部位和起火點(diǎn)的位置。1186.4混凝土受熱痕跡的檢驗(yàn)當(dāng)混凝土的外觀變化不明顯，無法采用直觀鑒定的方法判斷其受熱程度時(shí)，需要運(yùn)用采樣檢驗(yàn)的方法進(jìn)行鑒定。（一）回彈值測量回彈法檢測作為一種無損檢測方法，可以用來檢測混凝土的質(zhì)量。其原理是根據(jù)回彈值判斷混凝土的表面硬度，分析其強(qiáng)度。在火災(zāi)高溫作用下，混凝土的強(qiáng)度下降，表面硬度也隨之下降，其下降程度與受熱溫度之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。在火災(zāi)現(xiàn)場，可以使用回彈儀測量混凝土的表面硬度，根據(jù)混凝土的硬度來判斷其強(qiáng)度降低情況，進(jìn)而判斷受熱情況。一般來講，在同一現(xiàn)場中對(duì)同一構(gòu)件的回彈值進(jìn)行檢測，回彈值最低的部位，其受熱溫度最高、受熱時(shí)間最長。1196.4混凝土受熱痕跡的檢驗(yàn)進(jìn)行回彈值測量時(shí)，在選定的混凝土構(gòu)件上，在一個(gè)局部至少選取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試，取其平均值作為該部位的回彈值?？梢灾苯颖容^不同部位回彈值的數(shù)值進(jìn)行判斷。在火災(zāi)現(xiàn)場測量混凝土構(gòu)件的回彈值時(shí)，應(yīng)該注意以下事項(xiàng)：1）被測表面應(yīng)潔凈。測量時(shí)應(yīng)除去混凝土表面的覆蓋物，避免表面覆蓋物對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生影響。2）由于滅火射水對(duì)混凝土強(qiáng)度有影響，所以測量時(shí)應(yīng)該考慮這一因素，避開遇水部分。表面潮濕也會(huì)影響測試結(jié)果，所以應(yīng)待表面干燥后再測，或者在相同的條件下檢測。3）當(dāng)混凝土發(fā)生脫落時(shí)，其暴露的表面不是混凝土的原始表面，而是距離表面有一定的厚度?？紤]到混凝土的傳熱過程，發(fā)生過剝落的部位不能反映混凝土的實(shí)際受熱時(shí)間，所以測量時(shí)應(yīng)避開發(fā)生剝落部位。另外，表面存在蜂窩、麻面、氣孔等缺陷的部位均不宜選作測試面。4）混凝土浮漿多的部位回彈值偏低，有較大石子時(shí)回彈值偏高，因此測量時(shí)應(yīng)該避開此類部位。1206.4混凝土受熱痕跡的檢驗(yàn)（二）化學(xué)鑒定化學(xué)鑒定法的主要依據(jù)是，混凝土在受熱過程中的兩次分解反應(yīng)，即氫氧化鈣和碳酸鈣的分解，是在一定的溫度下發(fā)生的。通過鑒定混凝土成分的變化，分析是否發(fā)生過這兩個(gè)分解反應(yīng)，可以判斷混凝土的受熱溫度。1.中性化測量在混凝土中，存在大量的氫氧化鈣晶體。當(dāng)混凝土的受熱溫度達(dá)到573℃，混凝土中的氫氧化鈣分解為氧化鈣和水，由堿性變?yōu)橹行?。測量中性化的深度，可以比較不同部位混凝土受熱溫度及時(shí)間。具體方法是：在選定的部位去掉裝飾層，將混凝土鑿開露出鋼筋，除掉粉末，然后用噴霧器向破損面噴灑1%的無水乙醇酚酞溶液，噴灑量以表面均勻濕潤為準(zhǔn)，稍等一會(huì)兒便會(huì)出現(xiàn)變紅的界線，從混凝土表面用尺子測出變紅部位的深度，此深度即為中性化深度。通常受熱時(shí)間越長，溫度越高，則中性化深度越大。注意：如果混凝土在滅火時(shí)遇水，CaO和水反應(yīng)能夠生成Ca(OH)2，不能應(yīng)用這種方法。1216.4混凝土受熱痕跡的檢驗(yàn)（二）化學(xué)鑒定2.C02和CaO含量測量混凝土長期在空氣中自然放置時(shí)，表面層中的Ca(OH)2會(huì)吸附空氣中的CO2形成CaCO3，稱為混凝土的炭化，炭化層一般為2~3mm。炭化層內(nèi)的CO2含量隨著受熱溫度和時(shí)間的增加而減少，利用這一點(diǎn)可以判斷受熱溫度。采用《煤中碳酸鹽二氧化碳含量的測定方法》(GB/T218-1996)測定CO2含量，在選定部位取樣，粉碎后測量，以此推算受熱時(shí)間和溫度。當(dāng)混凝土受熱溫度達(dá)到900℃后，碳酸鈣將分解為CaO和C02。因此，測量混凝土中CaO的含量，可以判斷混凝土的受熱情況。采用GB/T176-2008所規(guī)定水泥化學(xué)分析方法中氧化鈣的測定方法測量，查表推算受熱溫度和時(shí)間。注意：遇水部位的氧化鈣會(huì)和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，不能測量CaO含量。1226.4混凝土受熱痕跡的檢驗(yàn)（三）超聲波檢測法超聲波檢測可以評(píng)價(jià)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，判斷混凝土的強(qiáng)度變化，進(jìn)而推斷混凝土在火災(zāi)中的損傷情況。超聲波法檢測混凝土強(qiáng)度的基本原理是：超聲波在混凝土中傳播時(shí)，其縱波速度的平方與混凝土的彈性模量成正比，與混凝土的密度成反比。在一定受熱溫度下，混凝土受熱時(shí)間越長，其聲時(shí)越大，振幅和波速越小。由于超聲波的聲時(shí)、振幅和波速變化與混凝土的受熱溫度、受熱時(shí)間存在明顯的相關(guān)性，因此通過對(duì)火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)的超聲波檢測，可以分析混凝土在受熱后的損傷情況，進(jìn)而得出混凝土的受熱溫度、受熱時(shí)間。1236.4混凝土受熱痕跡的檢驗(yàn)（三）超聲波檢測法檢測前將混凝土表面磨平，并將污物除去，然后每隔(5～20)cm（根據(jù)試件大小而定）設(shè)一測點(diǎn)，每個(gè)試件測點(diǎn)不得少于10個(gè)，取其平均結(jié)果。每對(duì)測點(diǎn)必須互相對(duì)應(yīng)，否則將會(huì)引起誤差。為了使探頭和測點(diǎn)表面保持良好聲耦合，以減少聲能耗損，測點(diǎn)刷好后，在每個(gè)測點(diǎn)處應(yīng)涂刷耦合劑，如黃油、凡士林、石膏漿等，然后將發(fā)射器和接收器壓緊于互相對(duì)應(yīng)的一對(duì)測點(diǎn)(透射法)，從儀表中讀出超聲波透過試件所需的時(shí)間。然后根據(jù)首波時(shí)間判斷混凝土的內(nèi)部缺陷程度，推斷不同部位混凝土的受火溫度和時(shí)間。124Part倒塌痕跡7.1

建筑結(jié)構(gòu)的倒塌7.2室內(nèi)物品的倒塌7.3塌落堆積層第七節(jié)7.1建筑結(jié)構(gòu)的倒塌倒塌痕跡是指由于火災(zāi)的破壞作用，火場中的一些物體和建筑構(gòu)件失去平衡狀態(tài)，由原位置向失重的方向發(fā)生傾倒和塌落，或發(fā)生變形破壞，其殘?bào)w在地面上形成塌落堆積狀態(tài)?；馂?zāi)過程中物體發(fā)生倒塌掉落，與火災(zāi)過程具有直接關(guān)系。（一）火災(zāi)中建筑結(jié)構(gòu)倒塌原因1.高溫作用引起倒塌在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，在火災(zāi)溫度高于300℃時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度和彈性模量將隨溫度升高而降低，失去原有的屈服平臺(tái)；達(dá)到400℃以上后，鋼材強(qiáng)度、彈性模量將急劇下降，直至鋼材完全失去強(qiáng)度。鋼結(jié)構(gòu)在高溫作用下很快出現(xiàn)塑性變形，耐火極限僅有15~20min，隨著局部的破壞造成整體失去穩(wěn)定而遭到破環(huán)。木結(jié)構(gòu)表面被燒蝕，削弱了荷重的斷面，當(dāng)表面炭化的深度較深，荷重?cái)嗝婵s小到一定程度時(shí)，木結(jié)構(gòu)將失去穩(wěn)定而導(dǎo)致破壞。1267.1建筑結(jié)構(gòu)的倒塌（一）火災(zāi)中建筑結(jié)構(gòu)倒塌原因1.高溫作用引起倒塌在磚混結(jié)構(gòu)建筑中，特別是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受熱破壞后，容易失去預(yù)加應(yīng)力從而降低結(jié)構(gòu)的承載能力，由于鋼筋伸長可能會(huì)出現(xiàn)較大變形，所以預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的耐火能力比普通鋼筋混凝土要差。消防射水噴射至高溫磚石混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面，由于快速冷卻收縮作用，可能造成結(jié)構(gòu)表面因開裂、表皮剝落，甚至導(dǎo)致承重構(gòu)件出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，造成混凝土結(jié)構(gòu)失去平衡，過早出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性垮塌。1277.1建筑結(jié)構(gòu)的倒塌（一）火災(zāi)中建筑結(jié)構(gòu)倒塌