Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ ЗиС 1 семестр.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
456.7 Кб
Скачать

Тема 6. Поведение полимерных строительных материалов в условиях пожара

Полимерные материалы нашли широкое применение в строительстве. Это обусловлено тем, что по сравнению с традиционными материалами они обладают рядом преимуществ: высокотехнологичны, экономичны, декоративны. Одна тонна полимерного сырья позволяет сэкономить в строительстве около 6 м3 леса и 1,5 т металла. Однако одним из главных недостатков, ограничивающих область применения полимерных строительных материалов (ПСМ), является их высокая пожарная опасность.

При изучении темы необходимо учитывать, что в строительстве широкое применение нашли около 20 видов природных, искусственных и синтетических полимеров, классифицирующихся по способу получения (полимеризационные и поликонденсационные), и по отношению к нагреву (термопластичные и термореактивные).

Поливинилхлоридная смола широко используется при изготовлении материалов для покрытия полов, гидроизоляционных и декоративных пленок, труб, изделий конструктивного назначения. Полистирол изготавливают в виде пенопластов ПС-1, ПС-4, ПСВ-С, облицовочных плиток для стен и сантехнических изделий. Жёсткие пенополиуретаны (ППУ) используют для изготовления сендвич-панелей взамен панелей из легкого бетона. Широкое применение в строительстве находят эпоксидные смолы, которые используют для изготовления покрытий пола на промышленных энергетических объектах. Полиэфирные, формальдегидные и другие смолы используют также как вяжущее при изготовлении отделочных плиток, сантехнического оборудования и т. п. Полиэтилен чаще всего используют при изготовлении канализационных труб, гидроизоляционных материалов, сантехнических деталей.

Полимерные материалы природного и искусственного происхождения используются в строительстве также в виде красок, лаков, мастик и клеев. Пожарная опасность лакокрасочных покрытий с увеличением толщины слоя значительно возрастает.

Свойства ПСМ определяются особенностями их основного компонента – полимера. Общие сведения о полимерах изложены в учебнике [4]. В учебнике [2] рассмотрены их пожароопасные свойства. В приложении к этому учебнику приведены таблицы с указанием некоторых характеристик пожарной опасности пластмасс. Сущность основных методов оценки пожарной опасности ПСМ изложена в нормативно-технической литературе [9 – 12] и методических указаниях [3].

Строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести, определяемых по ГОСТ 30244-94 (метод I), подразделяют на негорючие (НГ) и горючие (Г).

Строительные материалы в зависимости от значений параметров горючести, определяемых по ГОСТ 30244-94 (метод II), подразделяют на 4 группы горючести: Г1 – слабогорючие; Г2 – умеренногорючие; Г3 – нормальногорючие; Г4 – сильногорючие.

Строительные материалы в зависимости от значений критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП), определяемых по ГОСТ 30402-96, подразделяют на 3 группы: В1 – трудновоспламеняемые (КППТП>35 кВт/м2); В2 – умеренновоспламеняемые (20<КППТП<35 кВт/м2); В3 – легковоспламеняемые (КППТП<20 кВт/м2).

Горючие строительные материалы по способности распространения пламени по поверхности в зависимости от величины КППТП по ГОСТ 30444-97 подразделяют на 4 группы: РП1 – нераспространяющие (КППТП≥11 кВт/м2); РП2 – слабораспространяющие (8<КППТП<11 кВт/м2); РП3 – умереннораспространяющие (5<КППТП<8 кВт/м2); РП4 – сильнораспространяющие (КППТП≤5 кВт/м2).

В зависимости от значения коэффициента дымообразования, определяемого по ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.18, материалы классифицируют на 3 группы: Д1 – с малой дымообразующей способностью (Dmax≤50 м2/кг); Д2 – с умеренной дымообразующей способностью (50<Dmax<500 м2/кг); Д3 – с высокой дымообразующей способностью (Dmax>500 м2/кг). Сущность метода заключается в измерении оптической плотности задымленной среды, образующейся в камере при сгорании единицы массы материала. При этом вначале значения коэффициента дымообразования (Dmmax, кг/м2) определяются в режиме тления (без инициирующего пламени) и горения (с инициирующим пламенем) образца, а затем для материала принимается его максимальное значение.

В зависимости от значения показателя токсичности продуктов горения, определяемого по ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.20, материалы классифицируют на 4 группы: Т1 – малоопасные (НCL50>120 г/м3); Т2 – умеренно опасные (40≤НCL50<120 г/м3); Т3 – высокоопасные (13≤НCL50<40 г/м3); Т4 – чрезвычайно опасные (НCL50<13 г/м3). Значение показателя токсичности (НCL,г/м3) показывает, какое количество материала при его сгорании вызывает 50 %-ную гибель подопытных животных (белых мышей) в испытательной камере объемом 1 м3. Материалы испытывают в одном из двух режимов – термоокислительного разложения или пламенного горения и принимают наиболее опасный для подопытных животных.

Экспериментальное определение группы трудногорючих и горючих твердых веществ и материалов проводится по ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.3. Этот метод используется как сравнительный и не является аттестационным для строительных материалов.

Важной характеристикой горючести пластмасс является показатель «кислородный индекс», указывающий на минимальное содержание кислорода в воздухе, при котором материал способен устойчиво гореть не менее 180 секунд после его поджигания (ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.14). Этот метод применяется для сравнительной оценки горючести пластмасс.

Другой важной характеристикой оценки пожарной опасности горючих материалов является «индекс распространения пламени» (ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.19). При расчёте этого показателя учитывается несколько характеристик: способность материала к воспламенению; скорость распространения пламени; степень повреждения поверхности образца; температура дымовых газов. Отделочные и облицовочные материалы, а также лакокрасочные и плёночные покрытия испытывают, нанося на основу, принятую в реальной конструкции.

При изучении темы необходимо иметь в виду, что опасные факторы пожара при одновременном действии на человека усиливают друг друга, т.е. может возникнуть эффект синергизма. Чаще всего это обусловлено воздействием различных токсических веществ, дыма и тепла.

В результате изучения темы студент должен усвоить следующие вопросы: полимеры и пластмассы, особенности их строения и применения в строительстве; поведение пластмасс при нагревании: термопластичность, термореактивность, изменение механических характеристик, теплостойкость, термоокислительная деструкция; предельные условия воспламенения и горения пластмасс; группы горючести пластмасс; кинетические параметры горения пластмасс; критический тепловой поток воспламенения и распространения пламени; тепловыделение при горении; дымообразование; состав продуктов термического разложения и горения; синергизм при воздействии опасных факторов пожара на человека.