Способы снижения пожарной опасности полимеров и строительных пластмасс.
Первое - улучшение свойств существующих полимеров путем структурной модификации. Это направление предусматривает такую модификацию полимеров, которая позволяет повысить температурный предел эксплуатации полимера. Эффект достигается путем совместной полимеризации или поликонденсации звеньев различных мономеров.
Второе - создание новых органических полимеров, специально предназначенных для использования при высоких температурах. Это направление является наиболее плодотворным. Оно привело к созданию нового класса органических полимеров с жесткими цепями. Жесткость цепи полимеров достигалась введением устойчивых ароматических карбо- или гетероциклических группировок. Температура плавления, полученных таким образом полимеров, превышает иногда 600С
Третье - синтез принципиально новых классов неорганических и элементорганических полимеров, обладающих повышенной термостойкостью. Данное направление было стимулировано успехами, достигнутыми в области синтеза кремнийорганических полимеров. Развитию этого направления способствует то, что прочность многих связей превышает прочность связи –С – С – . Усилия исследователей были направлены на синтез стабильных неорганических полимеров с линейными цепями, содержащих такие типичные повторяющие связи, как – Si – N – , - B – N – . Были синтезированы полимеры, в которых атомы Si силоксаноподобных звеньях заменены на атомы Al, Fi, Sn, B.
|
|
|
Параметры, характеризующие пожарную опасность полимеров и строительных пластмасс.
Опасность полимерных материалов при пожаре зависит от температуры нагрева, процентного содержания кислорода в воздухе, а так же от пожароопасных свойств веществ и материалов. В условиях пожара при повышенной концентрации кислорода в воздухе пожарная опасность полимерных материалов определяется большим количеством выделяющегося тепла и дыма. Механизм горения полимеров достаточно сложен и обуславливается многообразием выделяющихся при горении промежуточных веществ, однако, конечными продуктами горения полимерных материалов, при условии достаточной концентрации кислорода в воздухе, являются ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА и ВОДА. Случай когда опасные концентрации токсичных веществ в воздухе наступают раньше чем опасная для человека температура, происходит при горении и разложении полимеров в начальной стадии пожара, в условиях низкой концентрации кислорода в воздухе. В этом случае оконные проемы закрыты и остекление препятствует притоку свежего воздуха в очаг пожара, а температура в помещениях не успевает достичь температуры самовоспламенения продуктов термического разложения полимерных материалов. В состав применяемых строительных и отделочных материалов помимо полимеров зачастую входят различные наполнители, стабилизаторы, антипирены, красители, пластификаторы и т.д., которые при пожаре способны выделять летучие металлосоединения, которые поражают центральную нервную систему. Наряду с выделением отравляющих, удушающих и раздражающих веществ при горении полимеров наблюдается обильное выделение ДЫМА, снижающего видимость, что значительно затрудняет эвакуацию людей, вызывая панику и усложняет работу пожарных подразделений. Кстати, дымообразующие способности перечисленных Вами полимеров не зависят от концентрации кислорода в воздухе и являются величинами постоянными.
|
|
|
Особенности физического и химического строения древесины. Поведение материалов на основе древесины при нагревании.
Древесина в основном состоит из органических веществ. Элементарный химический состав древесины всех пород практически одинаков. Органическая часть абсолютно сухой древесины (высушенной при 103о С) содержит в среднем 49-50 % углерода, 43-44 % кислорода, около 6 % водорода и 0,1-0,3 % азота.
Неорганическая часть может быть выделена в виде золы путем сжигания древесины. Количество золы в древесине около 0,2-1 %. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний, в меньших количествах фосфор, сера и другие элементы. Они образуют минеральные вещества, большая часть которых нерастворима в воде. Среди растворимых первое место занимают щелочные – поташ и сода, а из нерастворимых – соли кальция.
|
|
|
Химические элементы образуют сложные органические соединения. Главные из них – целлюлоза, лигнин, гемицеллюлоза, входящие в состав клеточных стенок древесины. Остальные вещества называются экстрактивными. Это смолы, дубильные и красящие вещества. Неорганическая часть может быть выделена в виде золы путем сжигания древесины. Количество золы в древесине около 0,2-1 %. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний, в меньших количествах фосфор, сера и другие элементы. Они образуют минеральные вещества, большая часть которых нерастворима в воде. Среди растворимых первое место занимают щелочные – поташ и сода, а из нерастворимых – соли кальция. Массовая теплота сгорания древесины представляет собой количество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы массы – 1 кг древесины. Теоретически массовую теплоту сгорания можно определить по химическому составу. Точно определить теплоту сгорания можно в лабораторных условиях в калориферах.
|
|
|
Элементарный химический состав древесины практически одинаков. Поэтому теплота сгорания единицы массы древесины почти не зависит от природы и в абсолютно сухом состоянии колеблется в пределах 19,6- 21,4 МДж/кг.
Обычно дрова оценивают не по массе, а по объему, и необходимо знать теплоту сгорания единицы объема (1 м3) древесины. Умножив теплоту сгорания единицы массы на плотность древесины, получают теплоту сгорания единицы объема. Объемная теплота сгорания зависит от породы, т.е. чем выше плотность древесины, те6м выше ее теплота сгорания. Например, для древесины дуба объемная теплота сгорания равна 13*103 Мдж/м3, для осины – 7,4*10 м 3 МДж/м3. теплота сгорания также зависит от влажности древесины, с увеличением которой она уменьшается.
Физическими свойствами древесины называются такие, которые определяют без нарушения целостности испытываемого образца и изменения ее химического состава, т. е. выявляют путем осмотра, взвешивания, измерения, высушивания.
К физическим свойствам древесины относятся: внешний вид и запах, плотность, влажность и связанные с ней изменения – усушка, разбухание, растрескивание и коробление. К физическим свойствам древесины относится также ее электро-, звуко- и теплопроводность, показатели макроструктуры.
Внешний вид древесины определяется ее цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.
Цвет. Цвет древесине придают находящейся в ней дубильные, смолистые и красящие вещества, которые находятся в полостях клеток.
Влажность древесины. В растущем дереве вода необходима для его жизни и роста, в срубленной древесине наличие воды нежелательно, так как приводит к ряду отрицательных явлений.
Влажностью (абсолютной) древесины называется отношение массы воды к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах
В древесине различают воду связанную (гигроскопическую) и свободную (капиллярную). Свободная вода заполняет полости клеток и пространства между клетками, а связанная находится в толще клеточных стенок. Свободная вода удерживается механическими связями и удаляется легко; связанная вода удерживается физико-механическими связями, и удаление этой воды требует дополнительных затрат энергии. Связанная вода оказывает значительное влияние на свойства древесины.
Общее количество воды в древесине складывается из свободной и связанной. Максимальное количество связанной воды составляет примерно 30 % при температуре 15-20о С. Предельное количество свободной воды зависит от плотности, т.е. от того, как велик объем пустот в древесине, который может быть заполнен водой.
Состояние древесины, при котором свободная вода отсутствует, а клеточные стенки содержат максимальное количество связанной воды, называется гигроскопичностью или пределом насыщения клеточных стенок. Предел гигроскопичности соответствует максимальной влажности клеточных стенок при увлажнении древесины в насыщенном водой воздухе. Предел насыщения клеточных стенок – максимальная влажность клеточных стенок свежесрубленной древесины или при хранении ее длительное время в воде. При этом в полостях клеток содержится и некоторое количество свободной воды. Таким образом, влажность предела насыщения клеточных стенок составляет 30 % для пород умеренного климата.
Влажность предела гигроскопичности при температуре 15-20о С составляет 30 % и мало зависит от породы древесины.
Влажность предела гигроскопичности с повышением температуры снижается и при 100о С составляет 19-20 %
Древесина весьма чувствительна к нагреву. Уже при температуре материала порядка 110˚С (383К) начинается ее разложение, сопровождающееся выделением летучих веществ, что можно обнаружить по характерному запаху.
При температурах 110-150˚С (383-423К) происходит выделение из древесины в основном негорючих продуктов разложения (вода, углекислый газ), что сопровождается изменением цвета древесины (она желтеет).
При температурах 150-200˚С (423-473К) древесина начинает обугливаться, приобретая коричневую окраску. Газы, выделяющиеся при этом, являются горючими и состоят в основном из окиси углерода, водорода и паров органических веществ. Однако выделяющихся продуктов разложения недостаточно, чтобы образовалась горючая смесь и началось пламенное горение. Это возможно лишь при более высоких температурах.
При 250-300˚С (623-673К) происходит воспламенение продуктов разложения древесины.
Параметры, характеризующие пожарную опасность древесины, скорость обугливания, скорость выгорания, скорость распространения пламени, тепловыделение, дымообразующая способность, токсичность продуктов горения.
Пожарная опасность огнезащитного состава определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, распространением пламени по поверхности, воспламеняемостью, дымообразующей способностью, токсичностью продуктов горения. Настоящие показатели устанавливают номенклатуру показателей пожарной опасности огнезащитных составов для определения их области применения в строительстве и отделке зданий и помещений.
Распространение пламени
Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на 4 группы: РП1 – нераспространяющие, РП2 – слабораспространяющие, РП3 – умереннораспространяющие, РП4 – сильнораспространяющие.
ГОСТ Р 51032-97 регламентирует методы испытаний строительных материалов (в т.ч. и тех, что обработаны огнезащитными составами) на распространение пламени. Для проведения испытаний на образец воздействуют теплом радиационной панели, расположенной под небольшим углом и нагретой до определенной температуры. В зависимости от плотности теплового потока, величину которого устанавливают по длине распространения пламени по образцу, обработанному огнезащитным составом материалу присваивают одну из четырех групп.
Воспламеняемость
Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на группы: В1 – трудновоспламеняемые, В2 – умеренновоспламеняемые, В3 – легковоспламеняемые.
ГОСТ 30402 определяет методы испытаний строительных материалов на воспламеняемость. Группа определяется в зависимости от того, при каком тепловом потоке радиационной панели происходит воспламенение.
Дымообразующая способность
По данному показателю материалы делятся на 3 группы: Д1 – с малой дымообразующей способностью, Д2 – с умеренной дымообразующей способностью, Д3 – с высокой дымообразующей способностью.
Группы по дымообразующей способности устанавливают по ГОСТ 12.1.044. Для испытания образец помещается в специальную камеру и сжигается. Во время горения замеряется оптическая плотность дыма. В зависимости от этого показателя древесину с нанесенным на нее огнезащитным составом относят к одной из трех групп.
Токсичность
По токсичности продуктов горения выделяют 4 группы материалов: Т1 – малоопасные, Т2 – умереннопасные, Т3 – высокопасные, Т4 – чрезвычайноопасные. Группы по токсичности устанавливают по ГОСТ 12.1.044.
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 2060; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!