Конспект по пожежно-профілактичній піготовці
Страница 7 из 52
Теплопровідністю Називається здатність матеріалу передавати тепло через товщу від однієї своєї поверхні до іншої унаслідок різниці температур. Чисельно теплопровідність характеризується коефіцієнтом теплопередачі. Коефіцієнт теплопередачі залежить від структури матеріалу, його температури, вогкості, густини і однорідності. Будівельні матеріали, що мають коефіцієнт теплопередачі менше 0,15 Вт/(м2 Х °С), називаються теплоізоляціями. Їх використовують для теплової ізоляції будівель і споруд. До матеріалів теплоізоляцій відносяться азбест, мінеральна вата, повсть і ін. Найбільші значення коефіцієнта теплопередачі у металів. Чим вище коефіцієнт теплопередачі у будівельних конструкцій, тим швидше відбувається їх прогрів до небезпечних температур в умовах пожежі.
Теплоємність Характеризує здатність речовини поглинати тепло при нагріванні. Кількість тепла, яке необхідне затрачувати на нагрівання одиниці кількості речовини на 1°С, називається питомою теплоємністю і чисельно характеризується коефіцієнтом теплоємності. Для більшості будівельних матеріалів коефіцієнт теплоємності знаходиться в межах 0,7—2,8 кДж/(кг ∙°С).
При пожежі частина тепла, що виділяється при горінні, поглинається будівельними конструкціями. При нагріванні будівельних конструкцій їх міцність зменшується. Чим менше коефіцієнт теплоємності матеріалу будівельної конструкції, тим менша кількість тепла буде потрібно для її нагрівання. Отже, матеріал з малим значенням коефіцієнта теплоємності швидше прогрівається до небезпечних температур в умовах пожежі.
Тепловим розширенням Називається властивість будівельних матеріалів змінювати свої розміри при нагріванні. Чисельним показником теплового розширення є температурний коефіцієнт лінійного (об'ємного) розширення, який показує відносну зміну одиниці довжини (об'єму) тіла при підвищенні його температури на 1°С.
Зміна лінійних розмірів будівельних конструкцій при нагріванні в умовах пожежі викликає додаткові напруги, збільшення деформацій і руйнування.
Термостійкістю Називається здатність матеріалів зберігати свої властивості в умовах різких коливань температури (нагрівання, охолоджування). Термостійкість будівельних матеріалів залежить від їх природи, фізико - хімічних властивостей, характеру і величини теплових дій. Найбільшу термічну стійкість мають керамічні матеріали і вироби. Меншою термічною стійкістю володіють матеріали, виготовлені на основі мінеральних зв’язуючих. Більшість полімерних матеріалів має низьку термостійкість.
Газопроникністю називається здатність матеріалу пропускати через свою товщу газ (повітря). Чисельним показником газопроникності є коефіцієнт газопроникності. Він показує кількість газу, що проходить протягом 1год через стіну завтовшки 1м, площею 1м2 при різниці тиску 1Па (0,1кгс/см2). Коефіцієнт газопроникності залежить від густини, пористості, вогкості матеріалу і змінюється в широких межах.
При пожежі через огороджуючі будівельні конструкції, виготовлені з матеріалів з великим коефіцієнтом газопроникності, продукти горіння можуть проникати в суміжні приміщення.
Хімічна стійкість матеріалу Характеризується здатністю чинити опір руйнуючій дії агресивного середовища (кислот, лугів, розчинів солей і т. п.). Більшість будівельних матеріалів, окрім керамічного і природного каміння, яка не володіє стійкістю до дії кислот і лугів.
Міцністю Називається властивість матеріалів чинити опір руйнуванню. Під дією зовнішніх навантажень, в результаті теплового розширення або інших факторів в матеріалі виникають різні внутрішні напруги — стиснення, розтягування, вигин, кручення, зріз. Поки величина внутрішньої напруги не досягає граничного значення, матеріал не руйнується. Напруга, при якій матеріал руйнується, називається Межею міцності. Межа міцності рівна руйнуючій силі, що доводиться на 1см2 площі поперечного перетину матеріалу.
Такі будівельні матеріали, як цегла і бетон, добре чинять опір стисненню, гірше — зрізу і ще гірше — розтягуванню. Гарними механічними властивостями володіє деревина. Проте деревина є горючим матеріалом, що обмежує область її застосування.
5.2. ГРУПИ І ПОКАЗНИК ЗАЙМИСТОСТІ
БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ
Для пожежної профілактики важливо знати не тільки фізичні і механічні властивості будівельних матеріалів, але і показники їх пожежної небезпеки.
Пожежна небезпека твердих речовин і матеріалів характеризується наступними показниками: схильністю до загоряння; температурою спалахування; температурою самонагрівання; схильністю до теплового, хімічного і мікробіологічного самонагрівання; температурою самоспалахування; швидкістю вигоряння і розповсюдження полум'я по поверхні; димоутворюючої здатності; виділенням токсичних газів і ряд інших. Для повної оцінки характеру протікання горіння необхідно мати дані по всіх показниках, проте в конкретних умовах використовування матеріалу ступінь його пожежної небезпеки може відображатися одним показником, який є найістотнішим і характерним. Саме таким найістотнішим показником пожежної небезпеки будівельних матеріалів є здатність займатися.
Будівельні матеріали по займистості розділяються на три групи: що не згоряють, важкогорючі та ті, що згоряють.
До тих, що не згоряють відносяться матеріали, які під впливом вогню або високої температури не займаються, не тліють і не обвуглюються. Ними є всі природні і штучні неорганічні матеріали, метали, які застосовуються в будівництві, а також гіпсові або гіпсоволокнисті плити при масовому вмісті органічної частини до 8%, мінераловатні плити на синтетичному, крохмальному або бітумному зв'язуючому при масовому змісті його до 6%.
До важкогорючих відносяться такі матеріали, які під впливом вогню або високої температури спалахують, тліють і продовжують горіти або тліти тільки за наявності джерела вогню, а після видалення джерела вогню їх горіння і тління припиняються. Ними є матеріали, що складаються з складових, що не згоряють і згоряють, наприклад: асфальтовий бетон, гіпсові і бетонні матеріали з масовим вмістом більше 8% органічного заповнювача; мінераловатні плити на бітумному зв'язуючому при масовому вмісті його від 7 до 15%; глиносолом’яні матеріали з середньою густиною не менше 900 кг/м3; повсть, яка вимочена в глиняному розчині; деревина просочена антипіренами; цементний фіброліт; деякі полімерні матеріали типу пінопласту ФРП-1; склопластики на феноловій смолі Р-21.
До горючих відносяться такі матеріали, які під впливом вогню або високої температури спалахують або тліють і продовжують горіти або тліти після видалення джерела вогню. Ними є всі органічні матеріали, які не відповідають вимогам, що пред'являються до матеріалів, що не згоряють або важкогорючі.
Приведена класифікація по займистості застосовна не до всіх матеріалів, оскільки вона не ґрунтується на кількісних показниках. Тому додатково введено поняття — показник займистості.
Показником займистості називається відношення кількості тепла, що виділяється дослідним зразком при підпалі, до кількості тепла, що підводиться до дослідного зразка від джерела підпалу. По величині показника займистості будівельні матеріали діляться на чотири групи:
матеріали, що не згоряють (показник займистості 0-0,1);
важкогорючі матеріали (показник займистості 0,1-0,5);
важкозаймисті матеріали (показник займистості 0,5-2,1);
матеріали, що згоряють (показник займистості більше 21).
Оскільки визначення показника займистості пов'язано з складними тепловими вимірюваннями, то класифікація будівельних матеріалів по його величині не знайшла широкого застосування на практиці. Вона використовується тільки в тих випадках, коли потрібна точна кількісна оцінка займистості будівельного матеріалу або коли визначити групу займистості більш доступними способами не представляється можливим.
5.3. НЕГОРЮЧІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ.
Сучасне будівництво має в своєму розпорядженні широкий асортимент матеріалів, з яких можуть бути виготовлені практично всі будівельні конструкції, деталі і вироби, що не згоряють, для зведення будівель. Будівельні матеріали, що не згоряють, різноманітні як по своєму складу, так і за походженням. Тому нижче розглядаються найхарактерніші види будівельних матеріалів цієї групи.
Природні будівельні матеріали.
Найхарактернішими представниками цього виду матеріалів є граніт, вапняки, гравій, щебінь, пісок, пемза, азбест.
Граніт — глибинна вивержена порода. Він володіє порівняно високою механічною міцністю при стисненні. До складу граніту входять 20—40% кварцу, 40—60% польового шпату і 5—20% слюди. Ці складові частини є зернисто-кристалічною сумішшю і мають різні коефіцієнти лінійного розширення. Тому при високих температурах граніт розтріскується. Особливо сильно впливає на руйнування граніту кварц, який при температурі 575°С різко збільшує свій об'єм. Різке зниження міцності граніту наступає після 600°С, а при температурі 800°С вона складає 35% від первинної. Граніт має великий коефіцієнт теплопередачі. Тому його використовують у фундаментах, в облицьовуваннях, а також як щебінь для приготування бетонної суміші.
Вапняки Утворилися головним чином із залишків морських рослинних і тваринних організмів, які згодом зцементувалися вуглекислим кальцієм. Зустрічаються вапняки і чисто хімічного походження, що утворилися в наслідку випадання вуглекислого кальцію з розчинів. Тому вапняки бувають пористими (черепашник, вапняний туф) і щільними. Перші застосовуються як стінний матеріал, другі — для кладки фундаментів (бутовий камінь), як щебінь для бетону і сировини для виробництва вапна і портландцементу. Вапняк більш стійкий до дії високих температур, ніж граніт. При нагріванні щільного вапняку до температури 600°С його міцність збільшується на 34%. Інтенсивне розкладання вапняку з утворенням вапна починається при температурі 900°С. Цей процес протікає з поглинанням тепла, що сприяє зменшенню прогріву матеріалу.
Гравій Є скупченням окатаних уламків гірських порід. За розміром гравій підрозділяється на дрібний (діаметром 5—20 мм), середній (20—40 мм) і крупний (40—150 мм). Гравій застосовується для приготування бетонної суміші.
Щебінь Утворюється в результаті дроблення гранітного і вапнякового каміння в каменедробарках. Застосовують його, так само як і гравій, для приготування бетонних сумішей.
Пісок Є рихлим скупченням дрібних зерен кварцу, польового шпату і вапняку. Пісок використовують для приготування бетонних сумішей, штукатурних розчинів, а також для виготовлення силікатних виробів. Чистий кварцовий пісок є сировиною для виробництва скла.
Пемза (вулканічне скло) утворюється при швидкому охолоджуванні продуктів виверження вулканів на повітрі. Завдяки малій густині і низькому коефіцієнту теплопередачі пемзу і пемзові піски застосовують для приготування бетонів, а також як теплоізоляція.
Азбест — матеріал мінерального походження, володіє малою тепло - і звукопровідністю, здатний розщеплюватися на якнайтонші гнучкі і міцні волокна, завдяки чому отримав назву «гірський льон». При температурі 500°С азбест починає втрачати хімічно зв'язану воду і стає менш міцним, а при температурі 700—800°С — крихким. Азбест застосовують для виготовлення матеріалів теплоізоляцій, широко використовують в суміші з цементом. При перемішуванні і ущільненні суміші волокна азбесту переплітаються між собою, утворюючи армуючу сітку. Виготовлені таким чином вироби використовують для захисту від вогню і високих температур матеріалів і конструкцій, що згоряють.
Керамічні вироби.
Матеріалом для виробництва керамічних виробів є різні види глин. Глина є продуктом вивітрювання полевошпатових гірських порід. Головними її частинами є глинозем і кремнезем, які хімічно зв'язані між собою і з водою в частинки розмірами до 0,005 мм. Глини підрозділяються на гончарні і цегляні. Останні мають великий ступінь забруднення пилом, піском і іншими домішками. Якщо глини не містять оксидів заліза, то вони мають білий колір і називаються каолинами.
Глина володіє цінною здатністю — при насиченні водою давати пластичну масу, що формується, яка після сушки і випалення перетворюється на тверде камневидне тіло. Ця властивість широко використовується при виготовленні цегли, черепиці, керамічних плиток і інших виробів.
Глиняна цеглина Є штучним каменем розміром 250Х120X65 мм. Він виготовляється шляхом формування, сушки і випалення легкоплавкої глини при температурі 950—1000°С. Промисловість випускає звичайну і ефективну (пористий, дірчастий, щілистий і порожнистий) глиняну цеглу, а також порожнисті керамічні блоки для стін і перекриттів. Конструктивні елементи з глиняної цеглини є вогнестійкими. Звичайна глиняна цеглина витримує одностороннє нагрівання до 700—900°С, не знижуючи своєї міцності і не знаходячи ознак руйнування. При цьому можуть мати місце тільки незначні поверхневі пошкодження кладки у вигляді тріщин і тонких відшаровувань. Конструкції з глиняної цеглини є надійними протипожежними перешкодами.
