1. Внешние и внутренние факторы, определяющие поведение строительных материалов в условиях пожара

В процессе эксплуатации материала в обычных условиях на него воздействуют внешние факторы:

-область применения (для облицовки пола, потолка, стен; внутри помещения с нормальной средой, с агрессивной средой, снаружи помещения и т.п.);

-влажность воздуха (чем она выше, тем выше влажность пористого материала);

-различные нагрузки (чем они выше, тем тяжелее материалу сопротивляться их воздействию);

-природные воздействия (солнечная радиация, температура воздуха, ветер, атмосферные осадки и т.п.).

Перечисленные внешние факторы влияют на долговечность материала (ухудшение его свойств в течение времени нормальной эксплуатации). Чем они агрессивнее (интенсивнее) воздействуют на материал, тем быстрее изменяются его свойства, разрушается структура.

При пожаре, помимо перечисленных, на материал воздействуют и значительно более агрессивные факторы, такие как:

высокая температура окружающей среды;

время нахождения материала под воздействием высокой температуры;

воздействие огнетушащих веществ;

воздействие агрессивной среды.

Основные свойства, характеризующие поведение строительных материалов в условиях пожара

Свойствами называют способность материалов реагировать на воздействие внешних и внутренних факторов: силовых, влажностных, температурных и др.

Все свойства материалов взаимосвязаны. Они зависят от вида, состава, строения материала. Ряд из них оказывает более существенное, другие - менее существенное влияние на пожарную опасность и поведение материалов в условиях пожара.

Применительно к изучению и объяснению характера поведения строительных материалов в условиях пожара предлагается в качестве основных рассмотреть следующие свойства:

Физические свойства: объемная масса, плотность, пористость, гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость, паро- и газо-проницаемость.

Механические свойства: прочность, деформативность.

Теплофизические свойства: тепловпроводность, теплоемкость, температуропроводность, тепловое расширение, теплоемкость.

Свойства, характеризующие пожарную опасность материалов: горючесть, тепловыделение, дымообразование, выделение токсичных продуктов.

Свойства материалов обычно характеризуют соответствующими числовыми показателями, которые определяют с помощью экспериментальных методов и средств.

Свойства, характеризующие пожарную опасность строительных материалов

Под пожарной опасностью принято понимать вероятность возникновения и развития пожара, заключенную в веществе, состоянии или процессе.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.

Горючесть - свойство, характеризующее способность материала гореть. Строительные материалы подразделяются на две категории: негорючие (НГ) и горючие (Г).

Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:

Г1 (слабогорючие);

Г2 (умеренногорючие);

Г3 (нормальногорючие);

Г4 (сильногорючие).

Воспламеняемость - способность материала воспламеняться от источника зажигания, либо при нагреве до температуры самовоспламенения. Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:

В1 (трудновоспламеняемые);

В2 (умеренновоспламеняемые);

В3 (легковоспламеняемые).

Распространение пламени - способность образца материала распространять пламя по поверхности в процессе его горения. Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы:

РП1 (нераспространяющие);

РП2 (слабораспространяющие);

РП3 (умереннораспространяющие);

РП4 (сильнораспространяющие).

Дымовыделение - способность материала выделять дым при горении, характеризуется коэффициентом дымообразования.

Коэффициент дымообразования - величина, характеризующая оптическую плотность дыма, образующегося при сгорании образца материала в экспериментальной установке. Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:

Д1 (с малой дымообразующей способностью);

Д2 (с умеренной дымообразующей способностью);

ДЗ (с высокой дымообразующей способностью).

Показатель токсичности продуктов горения материалов - отношение количества материала к единице объема камеры экспериментальной установки, при сгорании которого выделяющиеся продукты вызывают гибель 50% подопытных животных. Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:

Т1 (малоопасные);

Т2 (умеренноопасные);

ТЗ (высокоопасные);

Т4 (чрезвычайно опасные).

2.Кристаллические и аморфные тела. Виды кристаллических решеток: Свойства кристаллических решеток.

Кристаллы – твердые тела, обладающие трехмерной периодической атомной (или молекулярной) структурой и, при определенных условиях образования, имеющие естественную форму правильных симметричных многогранников. Следует различать понятия структура кристалла и пространственная решетка. Структура – это физическая реальность, а пространственная решетка – геометрическое построение, помогающее выявить законы симметрии структуры кристалла.

Виды кристаллических решеток

Частицы в кристалле колеблются около положений равновесия – узлов кристаллической решетки, расположенных на определенных расстояниях друг от друга в определенном порядке. Расстояния между самими частицами меняются вследствие теплового движения. Наименьший фрагмент, повторением которого можно образовать всю решетку наз. элементарной ячейкой. Выделяют четыре типа кристаллических решеток:

• молекулярные (водород, азот, нафталин, сухой лед и др.) – в узлах решетки расположены молекулы. Характеризуются малой прочностью.

• ковалентные (алмаз, кремний, германий, сульфид цинка и др.) – между соседними атомами осуществляется ковалентная (парноэлектронная связь), общие электроны могут двигаться по строго определенным путям. Являются диэлектриками или полупроводниками.

• ионные (поваренная соль, бромистое серебро и др.) – в узлах ионы, удерживающиеся электростатическими силами притяжения.

• металлические (металлы) – в узлах  ионы металлов.

Амо́рфные вещества́ (тела́)— конденсированное состояниевещества, атомная структура которых имеетближний порядоки не имеетдальнего порядка, характерного длякристаллических структур. В отличие откристалловстабильно-аморфные вещества не затвердевают с образованием кристаллических граней, и, (если не были под сильнейшим анизотропным воздействием — сжатием илиэлектрическим полем, например) обладаютизотропиейсвойств, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях. И не имеют определённойточки плавления: при повышении температуры стабильно-аморфные вещества постепенно размягчаются и вышетемпературы стеклования(Tg) переходят вжидкое состояние. Вещества с высокойскоростью кристаллизации, обычно имеющие (поли-)кристаллических структуру, но сильно переохлаждённые призатвердеваниив аморфное состояние, при последующем нагреве незадолго до плавлениярекристаллизуются(в твёрдом состоянии с небольшим выделением тепла), а затем плавятся как обычные поликристаллические.

3.Пористость, капиллярность. Виды пор и капилляров Влияние капилляр­но-пористой структуры на основные физические, теплофизические и ме­ханические свойства строительных материалов.

По́ристость — характеристика материала, совокупная мера размеров и количества пор в твёрдом теле^[2].

Является безразмерной величиной от 0 до 1 (или от 0 до 100 %). 0 соответствует материалу без пор; 100 %-я пористость недостижима, но возможны приближения к ней (пена, аэрогель и т. п.). Дополнительно может указываться характер пористости в зависимости от величины пор: мелкопористость, крупнопористость и т. п. Характер пористости является словесной характеристикой материала и его определение зависит от отрасли.

Поры, как правило, заполнены вакуумом или газом с плотностью, значительно меньшей, чем истинная плотность материала образца. В этом случае величина пористости не зависит от истинной плотности материала, а зависит только от геометрии пор.

КАПИЛЛЯРНОСТЬ, движение жидкости по узкому отверстию, вызванное поверхностным натяжением между жидкостью и окружающим ее материалом. Чаще всего это явление наблюдается в вертикально поставленных узких стеклянных трубках, так называемых капиллярных трубках, но может происходить и по другим направлениям, как, например, при впитывании воды губкой или промокательной бумагой.