1.1. Характеристики и физико-механические свойства сыпучих материалов. Пожароопасность цемента


Советы по пожароопасным свойствам строительных материалов

При возведении и эксплуатации современных зданий, в том числе жилых домов, торгово-развлекательных и деловых центров, приоритетной задачей является обеспечение их полной пожарной безопасности. Особая специфика подобных строений, заключающаяся в масштабности путей предполагаемой эвакуации, предъявляет высокие требования к конкретным характеристикам используемых материалов и целых конструкций.

Постройка считается грамотно спроектированной в том случае, если наряду с решением важных экономических и технических задач, соблюдаются все правила пожарной безопасности. Вся масса существующих строительных материалов подразделяется по их назначению и сфере применения.

Материалы могут быть конструктивные, отделочные, изоляционные, конструктивно-отделочные и конструктивно-изоляционные.

С точки зрения возможной горючести две материалы можно разделить на негорючие и горючие.

Не горючие материалы

Последние, в свою очередь, можно также подразделить на отдельные типы:

  • слабо горючие;
  • нормально горючие;
  • умеренно горючие и сильно горючие.

Еще одна характеристика, по которым оценивается безопасность материалов, это их токсичность при горении, дымообразующие свойства, способность распространять огонь и степень воспламеняемости.

Общая совокупность всех перечисленных характеристик относит их к какому-то конкретному классу пожароопасности: для негорючих материалов КМО, и для горючих КМ1 – КМ5.

Пожароопасные материалы: природные свойства

Пожарную опасность всех строительных материалов определяет, главным образом, сырье, из которого они произведены.

По этой характеристике все их можно подразделить на отдельные типы: смешанные, неорганические и органические.

Каковы свойства каждой обозначенной группы? К группе неорганических материалов принадлежат минеральные вещества, которые часто применяются для изготовления основы строения – его жесткого каркаса.

Часто применяемые минеральные материалы – бетон, керамики, стекло, различные типы природного камня, кирпич, асбоцемент и прочие материалы. Часто сами по себе они являются негорючими, но при добавлении даже минимального количества органических или полимерных веществ их свойства могут серьезно измениться. Степень их восприимчивости к пламени повышается, и из своей категории негорючих они переходят в трудно-сгораемые.

Широкое распространение в последнее время получили строительные материалы на основе полимеров, являющимися горючими и относящиеся к неорганическим материалам. От химического состава полимера, от его строения и объема зависит, к какому классу горючести будет обладать данный материал.

Среди полимерных веществ выделяют две группу соединений. Это термопласты, способные плавиться, если отсутствует специальный защитный слой. Еще одна группа – реактопласты, которые образуют коксовый слой при сильном нагревании. Он препятствует процессу горения, защищая материал от высокой температуры за счет того, что в его составе содержатся негорючие элементы.

Защита пропиткой

К какому типу материалов не относился бы представитель полимерной группы, перевести в разряд полностью негорючих его невозможно.

Но вполне получится заметно снизить пожарную опасность материала. Существует группа специальных веществ, антипиренов, значительно повышающих огнестойкость. Все антипирены, предназначенные для полимеров, подразделяются условно на три типа:

  • К первому относятся вещества, вступающие с полимером в химическую реакцию. Они используются главным образом для реактопластов, никоим образом не ухудшая их химических и физических свойств.
  • Второй тип – это интумесцентные добавки. На поверхности обработанного материала, под воздействием огня, они образуют ячеистый вспененный слой кокса, мешающий горению.
  • Третий тип представляют вещества, способные смешиваться с полимерной основой механически. Данные материалы применяют для снижения горючих свойств эластомеров, термопластов и реактопластов.

Наиболее распространенные материалы из органики, часто использующиеся в современном строительстве, это древесина и ее различные производные.

К последним относятся всевозможные плиты древесно-волокнистые, древесно-стружечные, листы фанеры и прочее. Все строительные материалы из органики относятся к горючим, а при добавлении к ним, в качестве наполнителей, каких-либо полимеров, делает их пожароопасность еще выше.

Различные лакокрасочные материалы, например, не просто увеличивают степень горючести, но и увеличивает показатели токсичности и дымообразования, увеличивает скорость распространения языков огня по поверхности. К и без того смертельно опасному угарному газу (СО) присоединяются химически вредные и ядовитые вещества.

Свойства пожарной безопасности

Чтобы снизить пожароопасность строительных материалов из органики, их, как и полимерные представители, подвергают тщательной обработке антипиренами. Эти специальные вещества, нанесенные на поверхность, при сильном нагревании способны выделять особый негорючий газ, или превращаться в пену.

И в том и в другом случае к веществу затрудняется доступ кислорода, что мешает разгораться пламени. Наибольшей активностью обладают антипирены, в состав которых входят смесь сульфата аммония с фосфорнокислым натрием, а также диаммонийфосфат.

Смешанные строительные материалы имеют в своем составе неорганическое и органическое сырье. Обычно стройматериалы данной категории не выделяются в собственную группу. Они относятся к той группе из двух предыдущих, чье сырье количественно преобладает в составе. Допустим, состоящий из цемента и древесных волокон фибролит является органическим, а битум относится к неорганическим. Обычно подобный смешанный тип обозначают как представителя горючей группы.

Особые требования к обеспечению безопасности больших бизнес-центров и торгово-развлекательных комплексов, современных высоток, требуют необходимости разработки специальных мероприятий. Важнейшим из них является предпочтение применения для строительства слабо-горючих и полностью негорючих материалов. Более всего это относится к ограждающим и несущим конструкциям, а также к различным отделочным материалов. Особой вопрос – материалы для обработки предполагаемых путей эвакуации.

Пожароопасные материалы: отделочные и облицовочные

На современном рынке представлено множество различных облицовочных и отделочных материалов. Это панели ПВХ и ДСП, пленки, стеклопластик, плитки из полистирола и керамики, обои и так далее.

Большая часть продукции этого вида является горючей. В помещениях, где к противопожарной характеристикам имеются особые требования, где бывает много людей, а их быстрая эвакуация достаточно сложна, отделка представляет собой особенную опасность для здоровья и жизни людей.

При горении она чрезвычайно повышает степень задымленности помещения, способствует мгновенному распространению по нему пламени, выделяет ядовитые продукты. Именно по такой причине в этом качестве должны быть использованы материалы классом не ниже КМ2. Отделочные материалы могут проявлять различные качества. Это во многом зависит от поверхности, которая явилась для них основой. Возьмем в качестве примера обыкновенные обои.

В сочетании с горючими веществами они будут вполне себе легковоспламеняющиеся, если же база окажется негорючей, то и они будут всего лишь слабо-горючими. Выбирая материалы для отделки и облицовки, следует руководствоваться не только их качествами непосредственно, но и свойствами предполагаемых оснований.

Для помещений, рассчитанных на большое количество людей, не рекомендуется использовать стройматериалы органического состава.

Отделка мдф плитами

Это относится, например, к панелям МДФ, входящих обычно в Г4 или Г3 группы. В торговых залах запрещается применять материалы с классом пожароопасности выше, чем КМ2, для отделки потолков и стен. Простые бумажные обои не входят в перечень продукции, нуждающейся в непременной сертификации. Их вполне можно использовать в качестве отделки даже в помещениях с повышенными требованиями, но в том случае, если основанием для них будет служить негорючий материал.

Панели МДФ вполне успешно можно заменить гипсокартоном, покрытым особой декоративной пленкой. Из-за своей гипсовой основы данный материал относится к негорючим, полимерная же пленка относит его в П группу.

Все это позволяет использовать его для помещений фактически любого назначения: сегодня материал успешно применяется для возведения отдельных строительных конструкций – разного рода перегородок.

Напольные покрытия: пожарная опасность

К особым качествам напольных покрытий имеется гораздо меньше претензий, чем к облицовочным и отделочным материалам.

Дело в том, в случае возникновения пожара, температура внизу, возле пола, гораздо ниже, чем у стен и, тем более, потолка. С другой стороны, немаловажное значение для напольных покрытий имеет показатель степени распространенности языков пламени.

Линолеум и его горение

Весьма широкое применение получили сегодня различные линолеумы, за счет своих отличных эксплуатационных качеств и простоты монтажа. Этим материалом застилают полы в коридорах, холлах, вестибюлях и фойе самых разных зданий.

Надо заменить, что большинство материалов подобного рода являются сильно горючими, относятся к группе Г4, и имеют значительный коэффициент дымообразования.

При t 300 градусов они способны поддерживать горение, при нагревании более 500-600 воспламеняются. Продукты горения большинства материалов являются токсичными.

Поэтому использовать их как напольное покрытие для холлов и коридоров, где необходимо применять материалы класса не ниже КМЗ, запрещено.

Тем более нельзя использовать его на лестничных клетках и в вестибюлях, требования к которым еще жестче. Практически то же самое относится и к ламинату, состоящему из полимеров и органики. Независимо от его типа, он также относится к горючим материалам, непригодным для отделки эвакуационных коридоров и путей.

Самыми устойчивыми, в плане пожарной безопасности, среди напольных покрытий являются керамогранит и плитка из керамики. Они входят в группу КМО, и не содержатся в списке материалов, нуждающихся в противопожарной сертификации.

Данный тип материалов можно использовать в помещения фактически любого функционального назначения. Кроме того, в холлах и коридорах успешно применяют полужесткие плитки из поливинилхлорида с минеральным наполнителем (КМ1).

Противопожарные свойства: гидроизоляционные и кровельные материалы

Защита кровли от пожара?

Пожароопасность материалов кровли обычно отмечается в их сертификатах как отдельная группа – горючести.

Менее всего опасными оказываются кровельные покрытия из глины и металла, более опасными – изделия, в состав которых входят битум, резина, каучуки, термопласты полимеры. Между тем, именно эти составляющие обеспечивают покрытиям такие качественные характеристики, как паро- и водонепроницаемость, эластичность, стойкость к образованию трещин, морозоустойчивость, устойчивость к атмосферным воздействиям.

Самыми пожароопасными материалами справедливо считаются гидроизоляционные и кровельные материалы, содержащие битум. Последний способен воспламеняться уже при показателях t, достигающих 230 градусов, он имеет высокую скорость горения и дымообразующая способность. Битумы активно используются в изготовлении гидроизоляционных, мастичных кровельных и рулонных материалов (рубероид, стеклорубероид, гидроизол, пергамин, изол, фольгоизол).Почти все материалы для кровли, в состав которых входит битум, входят в группу Г4.

Это значительно ограничивает их применение в помещениях, для которых к пожарной безопасности разработаны особые требования. Укладывать их необходимо исключительно на негорючую основу. Поверх них должна производиться гравийная засыпка. На отдельные сегменты кровлю здания разделяют специальными противопожарными рассечками.

Все эти мероприятия рассчитаны на то, чтобы своевременно локализовать очаг возгорания, а также помешать распространению огня.

На современном рынке представлено множество видов материалов для гидроизоляции. Это полиэтиленовые, поливинилхлоридные, тиоколовые, полипропиленовые, полиамидные и другие мембраны. Фактически все они являются горючими.

Самыми благополучными из них, относительно пожарной безопасности, являются мембраны гидроизоляционные, входящие в группу Г2. Обычно это изделия из поливинилхлорида, в который добавлен антипирен.

Теплоизоляционные материалы и их горение

Теплоизоляционные материалы, которые должны быть сертифицированы относительно их пожарной безопасности, подразделяются условно на пять групп, первая из которых – пенополистиролы. Из-за своей бюджетности они весьма активно применяются в современном строительстве. Данная продукция имеет отличные теплоизолирующие качества, однако обладает она и рядом недостатков.

К ним относятся их недолговечность, плохая устойчивость к ультрафиолету, недостаточная паропроницаемость и влагостойкость, и, конечно же, высокая степень горючести.

Экструдированный пенополистирол обладает более упорядоченной структурой: его составляют закрытые мелкие поры. Особая технология производства обеспечивает ему более высокую влагостойкость, но горючесть остается такой же высокой.

Самовоспламенение материала происходит при температуре около 480 градусов, а воспламеняться принудительно он способен при температуре от 220 градусов. Во время горения выделяется много тепла и токсичные продукты. Относятся все пенополистиролы к Г4 группе.

Еще один вид материалов для теплоизоляции – пенополиуретаны, представленные термоактивной неплавкой пластмассой. Она имеет ячеистую структуру, ее поры и пустоты заполняет газ, обладающий низкой теплопроводностью. У пенополиуретана весьма высокая пожароопасность, которая объясняется его низкой температурой воспламенения, высоким дымообразованием, токсичностью отходов сгорания.

При его изготовлении используют антипирены, снижающие способность к воспламенению, но повышающие опасность продуктов горения. Можно сказать, что применение пенополиуретана в зданиях с особыми требованиями к безопасности, весьма ограничено. Изготовленные из фенолформальдегидных резольных смол резольные пенопласты являются трудногорючими.

Они используются в качестве теплоизоляции перегородок, наружных ограждений и различных фундаментов, в виде среднеплотных плит. При воздействии открытого огня материал сохраняет свою форму, но обугливается. Его дымообразующая способность гораздо ниже, чем у пенополистирола. Важным недостатком данной категории продукции является тот факт, что при разложении они выделяют особо токсичные вещества, весьма опасные для здоровья и жизни людей.

Стекловата также относится теплоизоляционным материалом. Для ее изготовления применяются те же материала, что и для производства стекла, и отходя стекольного производства.Температура плавления материал составляет около 500 градусов, и она обладает довольно хорошими противопожарными характеристиками.

Но из-за некоторых причин, к группе негорючих материалов относится только стекловата плотностью не более сорока кг/куб. метр.

К группе теплоизоляции относится также вата каменная, которую производят из волокон базальтовой горной породы. Этот материал имеет высокие звукоизоляционные и теплоизоляционные качества, выдерживает различные нагрузки, стоек и долговечен. Материалы, относящиеся к данной разновидности, не выделяют опасных и вредных веществ, а также не воздействуют негативным образом на окружающую среду.

С точки зрения пожарной безопасности, каменная вата является одним из наиболее надежных материалов – она не горюча, и относится к классу КМО пожарной безопасности.

Прочные волокна материала могут выдерживать нагревание до 1000 градусов, что позволяет ему успешно препятствовать распространению огня во время пожара. Материал можно использовать в этажности здания практически без ограничения.

Вам будет интересно почитать:

  • ← Как обустроить скважину на воду на участке: советы
  • Газификация в частном доме? Устройство, проект своими руками →

domsdelat.ru

Пожаробезопасность и огнестойкость строительных материалов

Готовясь к строительству или ремонту дома, мы придирчиво сравниваем цены строительных материалов, их теплоизолирующие и шумопоглощающие качества, обращаем внимание на красоту текстуры и прочность, долговечность и экологичность.

При этом на оценку огнестойкости и пожароопасности времени у нас, как правило, не остается. Однако, именно эти два параметра являются крайне важными для здоровья и жизни человека, поскольку от пожара никто не застрахован.

Давайте вместе восполним существующий пробел знаний в области пожарной безопасности популярных строительных материалов, а также рассмотрим их классификацию.

 

Пожаробезопасность и огнестойкость – понятия неравнозначные

Сразу внесем ясность в терминологию, поскольку у большинства застройщиков нет четкого понятия в данном вопросе.

Термин пожаробезопасность относится к строительным материалам и описывает их поведение при воздействии огня.

Огнестойкость – понятие, которое относится не к материалам, а к строительным конструкциям, и характеризует их способность без потери прочности и несущей способности сопротивляться воздействию пожара. Поэтому выражение огнестойкость строительных материалов является некорректным.

Нельзя говорить, например, об огнестойкости гипсокартона, а можно рассматривать устойчивость к огню конструкции перегородки или потолка, обшитых этим материалом.

При этом противопожарные нормы обязательно учитывают не только вид облицовки, но также материал каркаса, наличие и вид утеплителя, вид отделки и еще ряд важных параметров, каждый из которых влияет на общую огнестойкость испытываемой конструкции.

Классификация материалов по степени пожарной безопасности

Статья 13 «Технического регламента» действующих требований пожарной безопасности делит все стройматериалы на две группы: горючие и негорючие. Первая группа делится на 4 подгруппы. Это слабогорючие материалы, обозначаемые символом Г1, умеренно горючие — Г2, нормально горючие — Г3 и сильно горючие — Г4.

Поскольку горение – процесс, сопровождаемый коренным изменением физической и химической структуры материала, то для оценки пожарной безопасности вводятся дополнительные параметры: токсичность (малоопасные — Т1, умеренноопасные — Т2, высокоопасные ТЗ и чрезвычайно опасные Т4), дымообразующая способность (Д1-Д3), воспламеняемость (от В-1 до В3) и способность распространять пламя по своей поверхности (от РП-1 нераспространяющие пламя и до РП-4 сильнораспространяющие).

Оценивая в пожарных испытаниях горючесть строительных материалов, им присваивают соответствующий класс – комплексный показатель пожарной безопасности.

Все негорючие материалы относятся к классу КМ0, а горючие делятся на 5 классов от КМ1 до КМ5.

К негорючим стройматериалам относится природный камень, металл, кирпич, бетон, керамика, стекло и асбоцемент. Категория горючих материалов намного шире, поскольку сегодня на рынке представлены сотни видов синтетических полимерных материалов и композиций, используемых для строительных и отделочных работ.

Знаем критерии оценки – уверенно смотрим в сертификат материала

Пожарный сертификат, который должен иметь любой легально продаваемый строительный материал – объективный показатель его безопасности. Этим документом и следует пользоваться, принимая решение о покупке. Рассмотрим и мы сертификаты пожарной безопасности наиболее популярных строительных материалов.

Гипсокартон

Поскольку этот материал очень часто используется как конструкционный, то его главным показателем является огнестойкость. Стандартный лист из гипсокартона выдерживает действие огня в течение 20 минут, после чего разрушается.

Токсичных газов и дыма этот материал не выделяет и не распространяет пламя по своей поверхности. Все виды гвл и гкл (гипсоволокнстых и гипсокартонных листов) относятся к категории негорючих материалов.

Сэндвич панели

Эти конструкции отличаются неплохой огнестойкостью, которая зависит от толщины утеплителя.

С полиуретановым утеплителем толщиной 150 мм сэндвич-панель из стального профлиста в случае пожара продержится 45 минут. Этого времени достаточно, чтобы эвакуировать людей из области возгорания.

Сайдинг пвх

По поводу ПВХ сайдинга пожарный сертификат говорит о том, что это материал умеренногорючий Г2 и умеренновоспламеняемый В2. Токсичность горения у него невысокая Т2.

СИП панели

Данный вид конструкций широко применяется в каркасном строительстве. Существует два вида сип панелей – с внешним слоем из цементно-стружечных плит и из древесно-стружечной плиты OSB. Первые относятся к классу КМ1 – то есть вполне безопасны в пожарном отношении (трудногорючие, слабовоспламеняемые с низкой дымообразующей способностью).

У sip-панелей с утеплителем из пенополистирола пожаробезопасность минимальная, что требует надежной защиты стен несгораемой отделкой.

Посмотрим, что написано в пожарном сертификате про эти композитные конструкции: сильногорючие – Г4, сильнораспространяющие огонь – РП4, легковоспламеняющиеся – В3. Показатель токсичности у них очень высокий – Т4, дымообразующая способность — Д3 (умеренная).

Поэтому говорить о том, что такие панели по пожарным характеристикам способны заменить обработанный огнестойкой пропиткой деревянный брус, нельзя.

Пенополистирол

Этот утеплитель очень часто используется для облицовки фасадов и в качестве заполнения ограждающих конструкций, в частности сип-панелей, о которых мы упоминали выше.

Производители сумели снизить горючесть и воспламеняемость полистирольного пенопласта, однако, прогресса в уменьшении дымообразования и токсичности не наблюдается. Кроме этого, облицовка фасада пенопластом требует обязательного устройства противопожарных осечек в виде швов из негорючей минваты. В противном случае при пожаре быстро выгорает вся поверхность фасада, а жильцы получают высокую дозу токсичных газов.

Газобетон, пенобетон, керамзитобетонные блоки

Газо и пено бетон относятся к группе несгораемых материалов с предельной огнестойкостью Е1-180. Это говорит о том, что стены из этих материалов выдерживают огонь без разрушения в течение 180 минут. При этом блоки из газо и пенобетона не выделяют токсичных газов и дыма.

Керамзитобетонные блоки превосходят их по огнестойкости, поскольку выдерживают открытое пламя не менее 7 часов.

Монтажная пена

Это вспененный полиуретан, который сегодня выпускается в трех модификациях, отличающихся по степени горючести. Пена с индексом В1 является противопожарной. Шов из такой пены глубиной 30 мм и шириной 100 мм не выгорает при пожаре в течение 45 минут.

Монтажная пена с маркировкой В2 обладает способностью самозатухания, а стандартная дешевая пена класса В3 является горючей и требует защиты штукатуркой или гипсовой шпаклевкой.

Поликарбонат сотовый

Заглянем в сертификат этого популярного материала, используемого для навесов, теплиц и других светопрозрачных конструкций. Это слабогорючий материал (Г1), который не распространяет пламя по своей поверхности (РП1).

Неплохо выглядит он и с точки зрения воспламеняемости (умеренновоспламеняемый) и дымообразованию (умеренная дымообразующая споосбность). Зато по токсичности сотовый поликарбонат относится к группе высокоопасных (Т3). Поэтому его лучше всего использовать для открытых сооружений, а не внутри жилых зданий.

Ондулин

Данный материал, по своей конструкции — картон, пропитанный модифицированным битумом с минеральным наполнителем. Комплексный показатель пожарной безопасности у этого кровельного материала очень низкий — К5 при максимальном уровне горючести К4. Поэтому в случае пожара такая кровля выгорает очень быстро.

greensector.ru

1.1. Характеристики и физико-механические свойства сыпучих материалов

На процесс транспортировки и складской переработки влияют характерные свойства сыпучих материалов: размер частиц, плотность, объемная масса, коэффициент внутреннего трения, коэффициенты трения о твердые несущие поверхности, угол естественного откоса, влажность, подвижность и связность частиц, слеживаемость, абразивность.

Средний размер частиц сыпучих материалов – менее 0,1 мм. Поэтому эти грузы легко распыляются. Чтобы избежать потерь ценных материалов и защитить окружающую среду при транспортных и погрузочно-разгрузочных работах с сыпучим грузом, средства механизации и транспортные коммуникации должны быть полностью герметизированы.

Объемная масса сыпучего груза в количественном выражении составляет определенную часть величины плотности материала. Она зависит от способа и длительности его транспортировки или хранения. Величина сил сцепления сыпучих материалов зависит от гранулометрического состава, влажности, степени уплотнения и длительности нахождения материала к таре.

Относительная подвижность частиц порошкообразных материалов зависит от величины сил сцепления и трения между отдельными частицами, возникающими при их взаимном перемещении.

От подвижности частиц материала зависит величина угла наклона к горизонтальной плоскости образующей конуса свободно насыпанного, без падения с высоты, материала (рис. 1.1).

Угол носит название угла естественного откоса материала в покое.

Рис. 1.1. Определение угла естественного откоса

Для материалов, сцепление которых незначительно или вовсе отсутствует, угол внутреннего трения равен углу естественного откоса:Для порошкообразных материалов со значительным сцеплением образующая поверхности откоса криволинейна, а средний угол естественного откоса больше угла внутреннего трения. Он зависит от метода получении откоса – свободным насыпанием или обрушением.

При насыпке материала с некоторой высоты угол естественного откоса окажется меньше ранее определенного угла естественного откоса .

Угол принято определять условно при высоте падения около 1 м.

В этом случае на основании экспериментальных данных можно принять следующее соотношение:Коэффициент внешнего трения сыпучих материалов f также зависит от того, находится ли материал в покое или движении.

Коэффициенты внутреннего и внешнего трения для этих материалов находятся между собой в известной зависимости.

Слеживаемость – это свойство сыпучих материалов при длительном хранении или при воздействии вибраций терять подвижность частиц. За исключением сухой золы, все сыпучие строительные Материалы относятся к слеживающимся грузам. С повышением влажности материала, а также с увеличением высоты слоя материала в бункере или силосе слеживаемость возрастает. У абсолютно сухих материалов свойство слеживаемости отсутствует или проявляется слабо. Чтобы предотвратить слеживаемость сыпучего материала, необходимо периодически осуществлять его механическое или аэрационное рыхление, а также перемещать (перекачивать) из одного силоса в другой (например, цемент необходимо перекачивать не реже одного раза в 15 дней).

Абразивность – это свойство сыпучих материалов истирать соприкасающиеся с ними поверхности транспортной установки при их движении относительно друг друга. Однако нельзя оценивать абразивность материала только по износу элементов транспортного оборудования. Интенсивность износа транспортной установки, помимо свойства транспортируемого груза, зависит также от скорости движения частиц материала, от направления вектора скорости движения относительно ограничивающей его рабочей поверхности, от материала, из которого изготовлены детали и трубопровод установки. Значительной истирающей способностью обладают самые массовые строительные материалы – цемент, минеральный порошок, зола, песок. Абразивность этих сыпучих материалов существенно снижает работоспособность отдельных элементов транспортной установки. Особенно сильно изнашиваются поворотные участки трубопроводов (колена) в пневматических транспортных установках нагнетательного действия. При пневмотранспортировании цемента срок службы стального колена в несколько раз меньше, чем прямолинейного стального трубопровода.

Для увеличения долговечности пневматической установки, перемещающей абразивные сыпучие строительные грузы, следует по возможности снижать скорость транспортировки частиц, а также для изготовления наиболее изнашиваемых деталей применять износостойкие стали, сплавы, полимеры и другие материалы.

Для снижения абразивного износа трубопровода необходимо прокладывать трассу без наклонных участков, применять колена с плавным поворотом (при подаче цемента оптимальный радиус поворота равен 1,5 и 2 м для трубопроводов диаметром 100 и 150 мм соответственно). Пневматическое перемещение абразивного материала приводит к истиранию горизонтальных трубопроводов преимущественно вдоль их нижней внутренней стороны на протяжении 20-25% длины окружности. Это истирание происходит за период от нескольких месяцев до 3 лет в зависимости от степени абразивности транспортируемого материала и характеристики движения воздушно-материального потока.

Взрыво- и пожароопасность — горючие сыпучие материалы могут при определенных условиях самовозгораться, а в смеси с воздухом – взрываться. Взрыв аэровзвеси сыпучих горючих компонентов происходит только в том случае, когда их концентрация в воздухе находится в диапазоне между нижним и верхним пределами воспламенения. Согласно существующим нормам нижний предел воспламенения служит основным критерием взрывоопасности аэровзвесей.

Взрывоопасными припаю считать пылевоздушные смеси, нижний предел воспламенения которых меньше или равен 65 г/куб.м. Пыли с нижним пределом, превышающим 65 г/куб.м, считают пожароопасными. Для того чтобы аэровзвесь воспламенилась, к ней необходимо подвести определенную тепловую энергию. Минимальную энергию зажигания аэровзвесей определяют на специальном приборе путем экспериментального построения зависимости вероятности зажигания от энергии разряда конденсатора.

Источником тепловой энергии, необходимой для зажигания аэровзвесей, в смесителях, бункерах могут быть нагретые поверхности движущихся элементов, искровой разряд электрооборудования, электропроводки и статического электричества.

Для предупреждения взрыва пылевоздушных смесей необходимо избегать пыления при транспортировании и перегрузках материала, тщательно заземлять металлическое оборудование, использовать взрывозащищенное оборудование, контролировать с помощью датчиков температуру в зоне наибольшего трения, не допускать попадания посторонних металлических предметов, для чего загружаемую смесь необходимо пропускать через магнитный сепаратор.

Искры статического электричества при разряде заряженного диэлектрического материала в аппаратах обладают незначительной энергией, поэтому от них пылевоздушные смеси не взрываются. Реальную опасность представляют искры с заряженных металлических частей оборудования: требуется их тщательное заземление.

Характеристики некоторых сыпучих материалов, перемещаемых пневматическим транспортом, приведены в табл. 1.1 и 1.2.

Коэффициенты внутреннего трения сыпучих строительных материалов, а также коэффициенты трения материала по различным опорным поверхностям (стали, дереву, резине) приведены в табл. 1.3.

Влажность большинства массовых сыпучих строительных материалов (цемента, гипса) не должна превышать 1% по массе, так как при увеличении этой величины материалы могут слеживаться. Кроме того, влажные вяжущие материалы теряют химическую активность. Зимой, при содержании влаги более 4% по массе, они подвержены смерзанию.

Цемент

Цемент получают из клинкера после обжига и измельчения с необходимыми добавками. Номенклатура выпускаемых цементов достаточно широка и разнообразна: портландцемент, глиноземистый цемент, гидрофобный, сульфатостойкий, быстротвердеющий, белый портландцемент и др.

Цемент перевозят в специализированных транспортных средствах. При перевозке цемента в транспортных средствах общего назначения (крытый железнодорожный вагон, баржа) его необходимо защищать от увлажнения, распыления и загрязнения. Цемент должен храниться в стационарных или инвентарных складах. На мелких рассредоточенных объектах цемент необходимо хранить в контейнерах.

При хранении в силосах. чтобы избежать слеживания, необходимо периодически проводить аэрационно-пневматическое разрыхление цемента и перекачивать цемент не реже одного раза в 15 дней.

Запрещается складировать в одну емкость цемент разных марок и видов.

Объемная масса портландцемента меняется следующим образом в зависимости от способа и длительности хранения:– объемная масса рыхлого свеженасыпного цемента – 0,8-1,2 т/куб.м;– объемная масса уплотненного цемента (при хранении 2-15 суток при высоте слоя, равной 10 м, и 2-5 суток при высоте слоя выше 10 м, а также цемента, находящегося под воздействием случайных не значительных и кратковременных вибраций) – 1,2-1,6 т/куб.м;– объемная масса сильно уплотненного цемента (после хранения 15 суток при высоте слоя более 5 м или сброшенного с высоты более 10 м, а также подвергающегося значительным и продолжительным вибрациям и толчкам) – 1,5-1,75 т/куб.м.

Известь

Строительную известь получают, обжигая известняк, мел и другие кальциево-магниевые карбонатные горные породы. Тонкоизмельченную строительную известь получают путем гашения или размола негашеной извести, в процессе ее производства допускается введение минеральных тонкомолотых добавок.

Порошкообразную известь следует отгружать в автоцементовозах, железнодорожных цементовозах, контейнерах или бумажных многослойных мешках. Водным транспортом порошкообразную известь можно перевозить только в таре.

Известь-кипелку нужно хранить в закрытых складах, в которые не могут попасть атмосферные и грунтовые воды. Необходимо учитывать, что даже при правильном хранении молотая известь-кипелка постепенно теряет вяжущие свойства, так как гасится влагой из воздуха. Поэтому срок хранения извести-кипелки в мешках с момента изготовления до употребления не должен превышать 15 суток. Срок хранения извести в герметической таре не ограничен.

Гипс строительный

Строительный гипс получают путем термической обработки природного гипсового камня, который измельчают до или после этой обработки. По качеству гипс разделяют на три сорта – 1, 2 и 3-й.

К основным свойствам этого строительного материала относятся тонкость помола и предел прочности при изгибе и сжатии. Тонкость помола характеризуется остатком на сите с сеткой № 02. Для 1, 2 и 3-го сортов этот остаток не должен превышать 15, 20 и 30% соответственно. Предел прочности при изгибе образцов размером 4х4х16 см в возрасте 1,5 ч для 1, 2 и 3-го сортов составляет 0.27; 0.22 и 0.17 МПа соответственно.

Гибс не должен схватываться ранее, чем через 4 минуты после начала затворения гипсового теста. Полное схватывание не должно наступать ранее, чем через 6 минут, но не позднее, чем через 30 минут.

Строительный гипс отгружают навалом, в мешках, контейнерах и металлических бочках. Хранить его необходимо в закрытых сухих помещениях в штабелях высотой до 2 м. Пол в складских помещениях должен быть поднят над уровнем земли не менее чем на 30 см.

Гипс не рекомендуется долго хранить, так как в результате взаимодействия с парами воды, содержащимися в воздухе, его химическая активность постепенно снижается. Предельный срок хранения гипса – 3 месяца.

zement-naval.ru

Пожарная опасность строительных материалов

Обеспечение пожарной безопасности входит в число ключевых задач при строительстве и эксплуатации современных высоток, крупных деловых центров и торгово-развлекательных комплексов. Специфика таких зданий – большая протяженность путей эвакуации – диктует повышенные требования к пожарной безопасности используемых строительных конструкций и материалов. И только когда эти требования соблюдаются наравне с решением других технических и экономических задач, здание считается спроектированным правильно.

Согласно Федеральному закону Российской Федерации от 22 июля 2008 г № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», выбор строительных материалов напрямую зависит от функционального назначения здания или помещения.

Классификацию строительных материалов часто проводят, основываясь на сфере применения продукции. По этому критерию ее разделяют на конструктивные, изоляционные и отделочные, а также конструктивно-изоляционные и конструктивно-отделочные решения.

Строго соблюдая требования пожарной безопасности к строительным материалам можно предотвратить возгорание дома

С точки зрения пожарной безопасности оптимальная классификация предлагается в Статье 13 «Технического регламента», которая разбивает строительные материалы на два типа: горючие и негорючие. В свою очередь, горючие материалы делятся на 4 группы – слабогорючие (Г1), умеренно горючие (Г2), нормально горючие (Г3) и, наконец, сильно горючие (Г4).

Кроме того, они оцениваются по таким критериям, как воспламеняемость, способность распространять пламя по поверхности, дымообразующая способность и токсичность. Совокупность этих показателей позволяет присвоить конкретному материалу класс пожарной опасности: от КМ0 – для негорючих материалов до КМ1-КМ5 – для горючих.

Природные свойства материалов

Ключевым фактором, определяющим пожарную опасность строительных материалов, является сырье, из которого они изготовлены. В этой зависимости их можно разделить на три большие группы: неорганические, органические и смешанные. Рассмотрим подробнее свойства каждой из них. Начнем с минеральных материалов, которые принадлежат к группе неорганических и, наравне с металлическими конструкциями, служат для создания жесткого каркаса – основы современных зданий.

Наиболее часто встречающиеся минеральные строительные материалы – это природный камень, бетон, кирпич, керамика, асбоцемент, стекло и т.д. Они относятся к негорючим (НГ), но даже при небольшом добавлении полимерных или органических веществ – не более 5–10% от массы – их свойства меняются. Увеличивается пожарная опасность, и из НГ они переходят в категорию трудносгораемых.

В последние годы широкое распространение получила продукция на основе полимеров, принадлежащая к неорганическим материалам и являющаяся горючей. При этом от объема и химического строения полимера зависит принадлежность конкретного материала к группе горючести. Выделяют два основных типа полимерных соединений. Это реактопласты, образующие при нагревании коксовый слой, который состоит из негорючих веществ и защищает материал от воздействия высоких температур, препятствуя горению. Другой тип – это термопласты (плавятся без создания теплозащитного слоя).

Вне зависимости от типа, полимерные строительные материалы нельзя перевести в разряд негорючих, но возможно снизить их пожарную опасность. Для этого применяются антипирены – различные вещества, которые способствуют повышению огнестойкости. Антипирены для полимерных материалов можно разделить на три большие группы.

В первую входят вещества, осуществляющие химическое взаимодействие с полимером. Эти антипирены применяются преимущественно для реактопластов, без ухудшения их физико-химических свойств. Вторая группа антипиренов – интумесцентные добавки – под воздействием пламени образует на поверхности материала вспененный ячеистый коксовый слой, препятствующий горению. И, наконец, третья группа – это вещества, которые механически смешиваются с полимером. Их используют для снижения горючести как термопластов, так реактопластов и эластомеров.

Из всех органических материалов наибольшее распространение при строительстве современных зданий получила древесина и изделия из нее – древесно-стружечные плиты (ДСП), древесно-волокнистые плиты (ДВП), фанера и т.д. Все органические материалы относятся к группе горючих, а их пожарная опасность повышается при добавлении различных полимеров. Например, лакокрасочные материалы не только повышают горючесть, но и способствуют более быстрому распространению пламени по поверхности, увеличивают дымообразование и токсичность. В этом случае к СО (угарному газу) – основному продукту горения органических материалов – добавляются и другие токсичные вещества.

Для снижения пожарной опасности органических строительных материалов, как и в случае с полимерными веществами, их обрабатывают антипиренами. Нанесенные на поверхность, под воздействием высоких температур антипирены могут превращаться в пену или выделять негорючий газ. В обоих случаях они затрудняют доступ кислорода, препятствуя возгоранию древесины и распространению пламени. Эффективными антипиренами являются вещества, содержащие диаммоний фосфат, а также смесь фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония.

Что касается смешанных материалов, они состоят из органического и неорганического сырья. Как правило, строительная продукция данного типа не выделяется в отдельную категорию, а относится к одной из предыдущих групп, в зависимости от того, какое сырье преобладает. К примеру, фибролит, состоящий из древесных волокон и цемента, считается органическим, а битум – неорганическим. Чаще всего смешанный тип относится к группе горючих продуктов.

Повышенные требования к пожарной безопасности крупных торгово-развлекательных и офисных центров, а также высотных зданий диктуют необходимость разработки комплекса противопожарных мероприятий. Одним из наиболее важных является преимущественное использование негорючих и слабогорючих строительных материалов. В особенности это касается несущих и ограждающих конструкций здания, кровли, а также материалов для отделки путей эвакуации.

Согласно классификации НПБ 244-97, обязательной сертификации в области пожарной безопасности подлежат отделочные, облицовочные, кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы, а также напольные покрытия. Рассмотрим данные категории на предмет пожарной опасности.

Отделочные и облицовочные материалы

Существует множество отделочных и облицовочных материалов, среди которых можно выделить полистирольные плитки, ПВХ- и ДСП-панели, обои, пленки, керамическую плитку, стеклопластики и т.д. Большинство продукции данного типа относятся к горючей. В помещениях с массовым скоплением людей, а также в зданиях, где эвакуация затруднена из-за большой площади и этажности, отделочные материалы могут создавать дополнительную угрозу жизни и здоровью людей, вызывая задымление, выделяя токсичные продукты горения и способствуя быстрому распространению пламени. Поэтому необходимо выбирать материалы не ниже класса КМ2.

В зависимости от поверхности, на которую они нанесены, отделочные материалы могут иметь различные свойства. К примеру, в сочетании с горючими веществами обычные обои могут проявить себя как легковоспламеняющиеся, а нанесенные на негорючую базу – как слабогорючие. Поэтому при выборе отделочных и облицовочных материалов следует руководствоваться не только данными об их пожарной опасности, но и свойствами оснований.

Для отделки помещений с большим скоплением людей и путей эвакуации недопустимо использование органических продуктов, в частности, МДФ-панелей, которые чаще всего относятся к группам Г3 и Г4. Для отделки стен и потолков в торговых залах нельзя использовать материалы с более высокой пожарной опасностью, чем класс КМ2.

Обои на бумажной основе не входят в список продукции, подлежащей обязательной сертификации, и их можно применять в качестве отделочного материала для помещений с повышенными требованиями к пожарной безопасности с учетом того, что основание будет негорючим.

В качестве замены МДФ-панелям используют гипсокартон с внешним покрытием из декоративной пленки. Благодаря гипсовой основе гипсокартон относится к негорючим материалам, а декоративная пленка на основе полимеров переводит его в группу Г1, что позволяет применять его для отделки помещений практически любого функционального назначения, включая, вестибюли. Сегодня гипсокартон повсеместно применяется для строительства перегородок – самостоятельных строительных конструкций. Это необходимо учитывать при определении их класса пожарной опасности.

Напольные покрытия

К горючести напольных покрытий предъявляются менее жесткие требования, чем к отделочным и облицовочным материалам. Причина состоит в том, что при пожаре пол находится в зоне наименьшей температуры по сравнению со стенами и потолком. В то же время, для материалов, служащих в качестве напольного покрытия, важную роль играет такой показатель, как распространение пламени по поверхности (РП).

Благодаря удобству монтажа и высоким эксплуатационным характеристикам широкое применение в качестве напольных покрытий в коридорах, вестибюлях, холлах и фойе зданий получили линолеумы – различные виды рулонных полимерных покрытий. Практически все материалы такого типа относятся к группе сильно горючих (Г4) и обладают высоким коэффициентом дымообразования. Уже при температуре 300°С они поддерживают горение, а при нагреве свыше 450–600 °С – воспламеняются. Кроме того, в продукты горения линолеумов входят токсичные вещества – двуокись углерода, СО и хлористый водород.

Поэтому их недопустимо использовать в качестве напольного покрытия для коридоров и холлов, где, согласно требованиям, должны применяться материалы не ниже КМ3, не говоря про вестибюли и лестничные клетки, для которых действуют более жесткие требования. То же можно сказать и о ламинате, который состоит из органических и полимерных материалов и, вне зависимости от типа, относится к числу сильно горючих – непригодных для путей эвакуации.

Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являются керамическая плитка и керамогранит. Они относятся к группе КМ0 и не входят в перечень материалов, подлежащих сертификации в области пожарной безопасности. Такая продукция подходит для помещений любого функционального назначения. Кроме того, в качестве напольного покрытия в коридорах и холлах можно использовать полужесткие плитки, изготовленные из поливинилхлорида с большим количеством минерального наполнителя (группа КМ1).

Кровельные и гидроизоляционные материалы

Обычно пожароопасность кровельных материалов указана в сертификатах в виде группы горючести. Наименьшей опасностью отличаются кровли из металла и глины, а наибольшей – материалы на основе битумов, каучуков, резинобитумных продуктов и термопластичных полимеров. Хотя именно они придают кровельным материалам высокие эксплуатационные характеристики – водо- и паронепроницаемость, морозостойкость, эластичность, стойкость к негативным атмосферным воздействиям и образованию трещин.

Одними из наиболее пожароопасных являются кровельные и гидроизоляционные материалы, в состав которых входят битумы. Они самовоспламеняются уже при температуре 230–300°С. Кроме того, битум обладает высокой дымообразующей способностью и скоростью горения.

Битумы широко применяются в производстве рулонных (рубероид, пергамин, стеклорубероид, изол, гидроизол, фольгоизол) и мастичных кровельных и гидроизоляционных материалов. Практически все кровельные материалы на основе битума относятся к группе Г4. Это накладывает ограничения на их использование в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Так, они должны укладываться на негорючее основание. Кроме того, поверх осуществляется гравийная засыпка, а также устраиваются противопожарные рассечки, разделяющие кровлю здания на отдельные сегменты. Это необходимо для того, чтобы локализовать возгорание и воспрепятствовать распространению пожара.

Сегодня на рынке представлены десятки видов гидроизоляционных материалов – полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные, полиамидные, тиоколовые и другие мембраны. Вне зависимости от вида, все они относятся к группе горючих. Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являются гидроизоляционные мембраны, относящиеся к группе горючести Г2. Как правило, это материалы на основе поливинилхлорида с добавлением антипиренов.

Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы, подлежащие сертификации в области пожарной безопасности, можно разделить на пять групп. Первая из них – пенополистиролы. Благодаря сравнительно низкой стоимости они получили широкое распространение в современном строительстве. Наряду с хорошими теплоизолирующими свойствами эта продукция обладает рядом серьезных недостатков, в числе которых недолговечность, недостаточная влагостойкость и паропроницаемость, низкая стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей и углеводородных жидкостей, а главное – высокая горючесть и выделение при горении токсичных веществ.

Одной из разновидностей пенополистиролов является экструдированный пенополистирол. Он имеет более упорядоченную структуру из мелких закрытых пор. Такая технология производства повышает влагостойкость материала, но не снижает его пожарную опасность, которая остается столь же высокой. Воспламенение пенополистиролов происходит при температуре от 220°С до 380°С, а самовоспламенение соответствует температуре 460–480°С. При горении пенополистиролы выделяют большое количество тепла, а также токсичные продукты. Вне зависимости от вида, все материалы данной категории относятся к группе горючести Г4.

В качестве теплоизоляции в составе штукатурных фасадных систем пенополистирол рекомендуется устанавливать с обязательным устройством противопожарных рассечек из каменной ваты – негорючего материала. Из-за высокой пожарной опасности применение материалов этой группы недопустимо в вентилируемых фасадных системах, так как они могут существенно повысить скорость распространения пламени по фасаду здания. При использовании комбинированных кровельных покрытий пенополистирол укладывается на негорючее основание из каменной ваты.

Следующий вид теплоизоляционного материала – пенополиуретан – представляет собой неплавкую термореактивную пластмассу с ячеистой структурой, пустоты и поры которой заполнены газом с низкой теплопроводностью. Из-за невысокой температуры воспламенения (от 325°С), сильной дымообразующей способности, а также высокой токсичности продуктов горения, в число которых входит цианистый водород (синильная кислота), пенополиуретан обладает повышенной пожарной опасностью. При производстве пенополиуретана активно применяются антипирены, которые позволяют снизить воспламеняемость, но, вместе с тем, повышают токсичность продуктов горения. В целом, использование пенополиуретана в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности сильно ограничено. При необходимости его можно заменить двухкомпонентным материалом – пенополиизоциануратом, который обладает более низкой воспламеняемостью и горючестью.

Резольные пенопласты, изготовленные из резольных фенолформальдегидных смол, относятся к группе трудногорючих. В виде плит средней плотности они применяются для теплоизоляции наружных ограждений, фундаментов и перегородок при температуре поверхности не выше 130°С. Под воздействием пламени резольные пенопласты обугливаются, сохраняя в целом свою форму, и обладают малой дымообразующей способностью по сравнению пенополистиролом. Одним из главных недостатков данной категории материалов является то, что при деструкции они выделяют набор высокотоксичных соединений, в который, помимо угарного газа, входит формальдегид, фенол, аммиак и другие вещества, представляющие непосредственную угрозу жизни и здоровью людей.

Еще один вид теплоизоляции – стекловата, для производства которой используется те же материалы, что и при изготовлении стекла, а также отходы стекольной промышленности. Стекловата обладает хорошими теплотехническими характеристиками, а температура ее плавления составляет порядка 500°С. Однако в силу некоторых особенностей к группе НГ относится теплоизоляция плотностью менее 40 кг/м³.

Каменная вата – один из самых пожаробезопасных теплоизоляционных материалов

В перечень теплоизоляционных материалов входит каменная вата, которая состоит из волокон, получаемых их каменной породы базальтовой группы. Каменная вата обладает высокими тепло- и звукоизоляционными характеристиками, стойкостью к нагрузкам и различным видам воздействия и долговечностью. Материалы данной группы не выделяют вредных веществ и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. Каменная вата – наиболее надежный материал с точки зрения пожарной безопасности: она является негорючей и имеет класс пожарной опасности КМ0. Волокна каменной ваты способны выдерживать температуру до 1000°C, благодаря чему материал эффективно препятствует распространению пламени. Теплоизоляция из каменной ваты может применяться без ограничения в этажности здания.

Оценка пожароопасности теплоизоляции проводилась в рамках специализированных семинаров, организованных ВНИИПО МЧС. Они сопровождались натурными огневыми испытаниями, в которых участвовали распространенные виды теплоизоляционных материалов – пенополистирол, пенополиуретан, резольный пенопласт и каменная вата. Под воздействием открытого пламени горелки пенополистирол расплавился с образованием горящих капель в течение первой минуты эксперимента, пенополиуретан сгорел в течение 10 минут. За 30 минут испытания резольный пенопласт обуглился, а каменная вата не изменила своей первоначальной формы, доказав свою принадлежность к негорючим материалам. Вторая часть испытаний – имитации возгорания кровли с теплоизоляционным слоем – показала, что горящий расплав пенополистирола, проникая во внутренние помещения, способствует распространению пожара и возникновению новых очагов возгорания. Таким образом, по результатам испытаний были сделаны выводы о высокой пожарной опасности наиболее часто используемых теплоизоляционных материалов.

Подводя итоги, необходимо еще раз отметить важность эффективных противопожарных мероприятий в процессе проектирования и строительства зданий. Одно из центральных мест занимают оценка пожарной опасности и грамотный выбор строительных материалов, основанный на действующих нормах и стандартах и учитывающий функциональное назначение и индивидуальные особенности здания. Применение современных материалов позволяет обеспечить полное соответствие требованиям пожарной безопасности, гарантируя сохранность жизни и здоровья людям, которые будут находиться в здании после завершения строительства.

library.stroit.ru

Пожарная опасность строительных материалов

В число ключевых задач при строительстве и эксплуатации коттеджей и современных высоток, крупных деловых центров и торгово-развлекательных комплексов входит обеспечение пожарной безопасности входит. Специфика высотных зданий и развлекательных центорв  - большая протяженность путей эвакуации - диктует повышенные требования к пожарной безопасности используемых строительных конструкций и материалов. И только когда эти требования соблюдаются наравне с решением других технических и экономических задач, здание считается спроектированным правильно.

Согласно Федеральному закону Российской Федерации от 22 июля 2008 г № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", выбор строительных материалов напрямую зависит от функционального назначения здания или помещения.

Классификацию строительных материалов часто проводят, основываясь на сфере применения продукции. По этому критерию ее разделяют на конструктивные, изоляционные и отделочные, а также конструктивно-изоляционные и конструктивно-отделочные решения.

С точки зрения пожарной безопасности оптимальная классификация предлагается в Статье 13 "Технического регламента", которая разбивает строительные материалы на два типа: горючие и негорючие. В свою очередь, горючие материалы делятся на 4 группы - слабогорючие (Г1), умеренно горючие (Г2), нормально горючие (Г3) и, наконец, сильно горючие (Г4).

Кроме того, они оцениваются по таким критериям, как воспламеняемость, способность распространять пламя по поверхности, дымообразующая способность и токсичность. Совокупность этих показателей позволяет присвоить конкретному материалу класс пожарной опасности: от КМ0 - для негорючих материалов до КМ1-КМ5 - для горючих.

Природные свойства материалов

Ключевым фактором, определяющим пожарную опасность материалов, является сырье, из которого они изготовлены. В этой зависимости их можно разделить на три большие группы: неорганические, органические и смешанные. Рассмотрим подробнее свойства каждой из них. Начнем с минеральных материалов, которые принадлежат к группе неорганических и, наравне с металлическими конструкциями, служат для создания жесткого каркаса - основы современных зданий.

Наиболее часто встречающиеся минеральные строительные материалы - это природный камень, бетон, кирпич, керамика, асбоцемент, стекло и т.д. Они относятся к негорючим (НГ), но даже при небольшом добавлении полимерных или органических веществ - не более 5-10% от массы - их свойства меняются. Увеличивается пожарная опасность, и из НГ они переходят в категорию трудносгораемых.

В последние годы широкое распространение получила продукция на основе полимеров, принадлежащая к неорганическим материалам и являющаяся горючей. При этом от объема и химического строения полимера зависит принадлежность конкретного материала к группе горючести. Выделяют два основных типа полимерных соединений. Это реактопласты, образующие при нагревании коксовый слой, который состоит из негорючих веществ и защищает материал от воздействия высоких температур, препятствуя горению. Другой тип - это термопласты (плавятся без создания теплозащитного слоя).

Вне зависимости от типа, полимерные строительные материалы нельзя перевести в разряд негорючих, но возможно снизить их пожарную опасность. Для этого применяются антипирены - различные вещества, которые способствуют повышению огнестойкости. Антипирены для полимерных материалов можно разделить на три большие группы.

В первую входят вещества, осуществляющие химическое взаимодействие с полимером. Эти антипирены применяются преимущественно для реактопластов, без ухудшения их физико-химических свойств. Вторая группа антипиренов - интумесцентные добавки - под воздействием пламени образует на поверхности материала вспененный ячеистый коксовый слой, препятствующий горению. И, наконец, третья группа - это вещества, которые механически смешиваются с полимером. Их используют для снижения горючести как термопластов, так реактопластов и эластомеров.

Из всех органических материалов наибольшее распространение при строительстве современных зданий получила древесина и изделия из нее - древесно-стружечные плиты (ДСП), древесно-волокнистые плиты (ДВП), фанера и т.д. Все органические материалы относятся к группе горючих, а их пожарная опасность повышается при добавлении различных полимеров. Например, лакокрасочные материалы не только повышают горючесть, но и способствуют более быстрому распространению пламени по поверхности, увеличивают дымообразование и токсичность. В этом случае к СО (угарному газу) - основному продукту горения органических материалов - добавляются и другие токсичные вещества.

Для снижения пожарной опасности органических строительных материалов, как и в случае с полимерными веществами, их обрабатывают антипиренами. Нанесенные на поверхность, под воздействием высоких температур антипирены могут превращаться в пену или выделять негорючий газ. В обоих случаях они затрудняют доступ кислорода, препятствуя возгоранию древесины и распространению пламени. Эффективными антипиренами являются вещества, содержащие диаммоний фосфат, а также смесь фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония.

Что касается смешанных материалов, они состоят из органического и неорганического сырья. Как правило, строительная продукция данного типа не выделяется в отдельную категорию, а относится к одной из предыдущих групп, в зависимости от того, какое сырье преобладает. К примеру, фибролит, состоящий из древесных волокон и цемента, считается органическим, а битум - неорганическим. Чаще всего смешанный тип относится к группе горючих продуктов.

Повышенные требования к пожарной безопасности крупных торгово-развлекательных и офисных центров, а также высотных зданий диктуют необходимость разработки комплекса противопожарных мероприятий. Одним из наиболее важных является преимущественное использование негорючих и слабогорючих материалов. В особенности это касается несущих и ограждающих конструкций здания, кровли, а также материалов для отделки путей эвакуации.

Согласно классификации НПБ 244-97, обязательной сертификации в области пожарной безопасности подлежат отделочные, облицовочные, кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы, а также напольные покрытия. Рассмотрим данные категории на предмет пожарной опасности.

Отделочные и облицовочные материалы

Существует множество отделочных и облицовочных материалов, среди которых можно выделить полистирольные плитки, ПВХ- и ДСП-панели, обои, пленки, керамическую плитку, стеклопластики и т.д. Большинство продукции данного типа относятся к горючей. В помещениях с массовым скоплением людей, а также в зданиях, где эвакуация затруднена из-за большой площади и этажности, отделочные материалы могут создавать дополнительную угрозу жизни и здоровью людей, вызывая задымление, выделяя токсичные продукты горения и способствуя быстрому распространению пламени. Поэтому необходимо выбирать материалы не ниже класса КМ2.

В зависимости от поверхности, на которую они нанесены, отделочные материалы могут иметь различные свойства. К примеру, в сочетании с горючими веществами обычные обои могут проявить себя как легковоспламеняющиеся, а нанесенные на негорючую базу - как слабогорючие. Поэтому при выборе отделочных и облицовочных материалов следует руководствоваться не только данными об их пожарной опасности, но и свойствами оснований.

Для отделки помещений с большим скоплением людей и путей эвакуации недопустимо использование органических продуктов, в частности, МДФ-панелей, которые чаще всего относятся к группам Г3 и Г4. Для отделки стен и потолков в торговых залах нельзя использовать материалы с более высокой пожарной опасностью, чем класс КМ2.

Обои на бумажной основе не входят в список продукции, подлежащей обязательной сертификации, и их можно применять в качестве отделочного материала для помещений с повышенными требованиями к пожарной безопасности с учетом того, что основание будет негорючим.

В качестве замены МДФ-панелям используют гипсокартон с внешним покрытием из декоративной плёнки. Благодаря гипсовой основе гипсокартон относится к негорючим материалам, а декоративная пленка на основе полимеров переводит его в группу Г1, что позволяет применять его для отделки помещений практически любого функционального назначения, включая, вестибюли. Сегодня гипсокартон повсеместно применяется для строительства перегородок - самостоятельных строительных конструкций. Это необходимо учитывать при определении их класса пожарной опасности.

 

Напольные покрытия

К горючести напольных покрытий предъявляются менее жесткие требования, чем к отделочным и облицовочным материалам. Причина состоит в том, что при пожаре пол находится в зоне наименьшей температуры по сравнению со стенами и потолком. В то же время, для материалов, служащих в качестве напольного покрытия, важную роль играет такой показатель, как распространение пламени по поверхности (РП).

Благодаря удобству монтажа и высоким эксплуатационным характеристикам широкое применение в качестве напольных покрытий в коридорах, вестибюлях, холлах и фойе зданий получили "линолеумы" - различные виды рулонных полимерных покрытий. Практически все материалы такого типа относятся к группе сильно горючих (Г4) и обладают высоким коэффициентом дымообразования. Уже при температуре 300 ОС они поддерживают горение, а при нагреве свыше 450-600 ОС - воспламеняются. Кроме того, в продукты горения линолеумов входят токсичные вещества - двуокись углерода, СО и хлористый водород.

Поэтому их недопустимо использовать в качестве напольного покрытия для коридоров и холлов, где, согласно требованиям, должны применяться материалы не ниже КМ3, не говоря про вестибюли и лестничные клетки, для которых действуют более жесткие требования. То же можно сказать и о ламинате, который состоит из органических и полимерных материалов и, вне зависимости от типа, относится к числу сильно горючих - непригодных для путей эвакуации.

Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являются керамическая плитка и керамогранит. Они относятся к группе КМ0 и не входят в перечень материалов, подлежащих сертификации в области пожарной безопасности. Такая продукция подходит для помещений любого функционального назначения. Кроме того, в качестве напольного покрытия в коридорах и холлах можно использовать полужесткие плитки, изготовленные из поливинилхлорида с большим количеством минерального наполнителя (группа КМ1).

 

Кровельные и гидроизоляционные материалы

Обычно пожароопасность кровельных материалов указана в сертификатах в виде группы горючести. Наименьшей опасностью отличаются кровли из металла и глины, а наибольшей - материалы на основе битумов, каучуков, резинобитумных продуктов и термопластичных полимеров. Хотя именно они придают кровельным материалам высокие эксплуатационные характеристики - водо- и паронепроницаемость, морозостойкость, эластичность, стойкость к негативным атмосферным воздействиям и образованию трещин.

Одними из наиболее пожароопасных являются кровельные и гидроизоляционные материалы, в состав которых входят битумы. Они самовоспламеняются уже при температуре 230-300ОС. Кроме того, битум обладает высокой дымообразующей способностью и скоростью горения.

Битумы широко применяются в производстве рулонных (рубероид, пергамин, стеклорубероид, изол, гидроизол, фольгоизол) и мастичных кровельных и гидроизоляционных материалов. Практически все кровельные материалы на основе битума относятся к группе Г4. Это накладывает ограничения на их использование в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Так, они должны укладываться на негорючее основание. Кроме того, поверх осуществляется гравийная засыпка, а также устраиваются противопожарные рассечки, разделяющие кровлю здания на отдельные сегменты. Это необходимо для того, чтобы локализовать возгорание и воспрепятствовать распространению пожара.

Сегодня на рынке представлены десятки видов гидроизоляционных материалов - полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные, полиамидные, тиоколовые и другие мембраны. Вне зависимости от вида, все они относятся к группе горючих. Наиболее благополучными, с точки зрения пожарной безопасности, являются гидроизоляционные мембраны, относящиеся к группе горючести Г2. Как правило, это материалы на основе поливинилхлорида с добавлением антипиренов.

Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы, подлежащие сертификации в области пожарной безопасности, можно разделить на пять групп. Первая из них - пенополистиролы. Благодаря сравнительно низкой стоимости они получили широкое распространение в современном строительстве. Наряду с хорошими теплоизолирующими свойствами эта продукция обладает рядом серьёзных недостатков, в числе которых недолговечность, недостаточная влагостойкость и паропроницаемость, низкая стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей и углеводородных жидкостей, а главное - высокая горючесть и выделение при горении токсичных веществ.

Одной из разновидностей пенополистиролов является экструдированный пенополистирол. Он имеет более упорядоченную структуру из мелких закрытых пор. Такая технология производства повышает влагостойкость материала, но не снижает его пожарную опасность, которая остается столь же высокой. Воспламенение пенополистиролов происходит при температуре от 220 до 380 ОС, а самовоспламенение соответствует температуре 460-480 ОС. При горении пенополистиролы выделяют большое количество тепла, а также токсичные продукты. Вне зависимости от вида, все материалы данной категории относятся к группе горючести Г4.

В качестве теплоизоляции в составе штукатурных фасадных систем пенополистирол рекомендуется устанавливать с обязательным устройством противопожарных рассечек из каменной ваты - негорючего материала. Из-за высокой пожарной опасности применение материалов этой группы недопустимо в вентилируемых фасадных системах, так как они могут существенно повысить скорость распространения пламени по фасаду здания. При использовании комбинированных кровельных покрытий пенополистирол укладывается на негорючее основание из каменной ваты.

Следующий вид теплоизоляционного материала - пенополиуретан - представляет собой неплавкую термореактивную пластмассу с ячеистой структурой, пустоты и поры которой заполнены газом с низкой теплопроводностью. Из-за невысокой температуры воспламенения (от 325 ОС), сильной дымообразующей способности, а также высокой токсичности продуктов горения, в число которых входит цианистый водород (синильная кислота), пенополиуретан обладает повышенной пожарной опасностью. При производстве пенополиуретана активно применяются антипирены, которые позволяют снизить воспламеняемость, но, вместе с тем, повышают токсичность продуктов горения. В целом, использование пенополиуретана в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности сильно ограничено. При необходимости его можно заменить двухкомпонентным материалом - пенополиизоциануратом, который обладает более низкой воспламеняемостью и горючестью.

Резольные пенопласты, изготовленные из резольных фенолформальдегидных смол, относятся к группе трудногорючих. В виде плит средней плотности они применяются для теплоизоляции наружных ограждений, фундаментов и перегородок при температуре поверхности не выше 130 ОС. Под воздействием пламени резольные пенопласты обугливаются, сохраняя в целом свою форму, и обладают малой дымообразующей способностью по сравнению пенополистиролом. Одним из главных недостатков данной категории материалов является то, что при деструкции они выделяют набор высокотоксичных соединений, в который, помимо угарного газа, входит формальдегид, фенол, аммиак и другие вещества, представляющие непосредственную угрозу жизни и здоровью людей.

Еще один вид теплоизоляции - стекловата, для производства которой используется те же материалы, что и при изготовлении стекла, а также отходы стекольной промышленности. Стекловата обладает хорошими теплотехническими характеристиками, а температура её плавления составляет порядка 500 ОС. Однако в силу некоторых особенностей к группе НГ относится теплоизоляция плотностью менее 40 кг/м3.

В перечень теплоизоляционных материалов входит каменная вата, которая состоит из волокон, получаемых их каменной породы базальтовой группы. Каменная вата обладает высокими тепло- и звукоизоляционными характеристиками, стойкостью к нагрузкам и различным видам воздействия и долговечностью. Материалы данной группы не выделяют вредных веществ и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. Каменная вата - наиболее надёжный материал с точки зрения пожарной безопасности: она является негорючей и имеет класс пожарной опасности КМ0. Волокна каменной ваты способны выдерживать температуру до 1000°C, благодаря чему материал эффективно препятствует распространению пламени. Теплоизоляция из каменной ваты может применяться без ограничения в этажности здания.

Оценка пожароопасности теплоизоляции проводилась в рамках специализированных семинаров, организованных ВНИИПО МЧС. Они сопровождались натурными огневыми испытаниями, в которых участвовали распространенные виды теплоизоляционных материалов - пенополистирол, пенополиуретан, резольный пенопласт и каменная вата. Под воздействием открытого пламени горелки пенополистирол расплавился с образованием горящих капель в течение первой минуты эксперимента, пенополиуретан сгорел в течение 10 минут. За 30 минут испытания резольный пенопласт обуглился, а каменная вата не изменила своей первоначальной формы, доказав свою принадлежность к негорючим материалам. Вторая часть испытаний - имитации возгорания кровли с теплоизоляционным слоем - показала, что горящий расплав пенополистирола, проникая во внутренние помещения, способствует распространению пожара и возникновению новых очагов возгорания. Таким образом, по результатам испытаний были сделаны выводы о высокой пожарной опасности наиболее часто используемых теплоизоляционных материалов.

Подводя итоги, необходимо ещё раз отметить важность эффективных противопожарных мероприятий в процессе проектирования и строительства зданий. Одно из центральных мест занимают оценка пожарной опасности и грамотный выбор строительных материалов, основанный на действующих нормах и стандартах и учитывающий функциональное назначение и индивидуальные особенности здания. Применение современных материалов позволяет обеспечить полное соответствие требованиям пожарной безопасности, гарантируя сохранность жизни и здоровья людям, которые будут находиться в здании после завершения строительства.

Роман Ильягуев

 

 

alldoma.ru

Выбираем строительные материалы по степени их пожароопасности

Добавил(а): Евгений Удальцов 1 августа

Часто при прочтении подобных заголовков возникает первая «Не хочется читать, тема не самая приятная и дай Бог, чтобы пожара никогда не было». Однако такая тема вовсе не говорит только о том, как могут себя вести во время пожара те или иные конструкции. Подобная информация предупреждает о возможном риске и позволяет построить свой дом с тем расчетом, чтобы он был максимально защищен от пожара и заодно защищал Вас.

Категории материалов по степени возгораемости

Что же стоит выделить первым? Очевидно, это категории, на которые материалы делятся по степени возгораемости. Всего их три:

  1. Негорючие – они не подвергаются воздействию огня, то есть не горят, не обугливаются и не тлеют.
  2. Трудногорючие – могут тлеть и обугливаться и делать это вплоть до того момента, пока рядом находится источник открытого огня.
  3. Горючие – возгораются и тлеют под воздействием огня и делают это даже после того, как источник будет ликвидирован.

Те стройматериалы, которые получены путем неорганического происхождения, считаются материалами, относящимися ко второй группе, то есть негорючим. К ним относят:

Природные материалы вроде камня, песка, гранита, бута, мрамора, гравия, известняка и других.

Искусственные материалы – это и глиняный полнотелый кирпич после обжига. Он также может быть пустотелым и пористопустотелым. Легкий кирпич, который имеет выгорающие добавки, являющиеся легкоземельными. Камни из керамики (пустотелые). Силикатный кирпич, который не прошел стадию обжига. Блоки, а также камни, которые изготавливаются из тяжелых и легких бетонов и могут быть как сплошными, так и пустотелыми. Стеновые камни, которые сделаны из смеси грунта и бетона, а также изделия для облицовки и архитектурные элементы.

Надежный камень

Во время пожара части конструкции, сделанные из натурального или искусственного камней показывают свои лучшие качества и являются воплощением надежности.

Главное требование, которое предъявляется к стенам и перегородкам из натурального и искусственного камня – это газонепроницаемость. Если каменная или кирпичная кладка прочная и не содержит щелей, она является прекрасным заграждением с противопожарной точки зрения. Во время обрушения перекрытий, частичных или полных, нагрузка на стены и перегородки становится другой.

Металл является таким же востребованным материалом, как и камень. Однако проигрывает в сравнении с ним по степени огнестойкости. Через пятнадцать минут после начала воздействия прямого огня происходит изменения, касающиеся степени упругости металлических изделий, а также их текучести. Это приводит к изменению состояния сжатого стержня.

Сочетание свойств

Трудногорючие материалы сочетают в себе свойства как горючих, так и не горючих. Из них строят здания с заданными параметрами. К таковым относят огнестойкость, устойчивость к воздействию агрессивной среды, звукотеплопроводность, сжатие и другие.

К трудногорючим относят бетон, применяемый для асфальтирования, а также материалы, содержащие бетон с небольшим содержанием органического заполнителя, и материалы, содержащие гипс. Также сюда относят материалы их из различных полимеров и древесину, которая прошла обработку антипиренами. Войлок, который вымачивали в глиняном растворе, цементный фибролит и другие.

Что хорошо горит и как это защитить

К горючим материалам, которые имеют органическое происхождение, причисляют ДСП, торфяные плиты, древесину, пенопласт, линолеум, резину и т.д. У пластмасс есть очень большой недостаток – при горении они выделяют запахи, которые являются продуктами термического распада и крайне вредны для здоровья.

Для того, чтобы повысить степень огнестойкости изделий из древесины и пластмасс, применяют различные защитные меры. Древесину тщательно обрабатывают антипиренами, а в состав пластмасс вводят добавки, которые снижают степень горючести изделий.

Как достигается огнестойкость

Огнестойкость – важный параметр, которому нужно уделить особе внимание. Он говорит о том, в течение какого времени материал может выстоять при воздействии высоких температур. Однако стоит отметить, что помимо огня на конструкцию оказывают существенное воздействие эксплуатационный нагрузки, а также напор струй воды, количество воды, находящейся в статическом положении, и падающие конструкции. Для того, чтобы определить степень огнестойкости того или иного материала, его подвергают воздействию температур в пределах от 550 до 1200 градусов, поскольку именно такие температуры возникают в условиях пожара.

Элементы здания и их степень их пожароопасности

Теперь самое время перейти к рассмотрению различных частей зданий и степени их пожароопасности.

Фундамент – является подземной частью здания, его основанием. Именно он воспринимает всю нагрузку от конструкций здания. К нему не предъявляют каких-либо противопожарных требований, поскольку фундамент делается из таких материалов, предел огнестойкости которых значительно выше, чем у стен и перекрытий.

Стена выполняет функции не только несущие, но и ограждающие. Она передает все воспринимаемые нагрузки на фундамент и сама оказывает на него давление. Стены делятся на внутренние и наружные, продольные и поперечные. Именно несущие стены воспринимают давление, передавая его на фундамент.

Цоколь – является частью наружной стены. Он немного выступает из плоскости стены и выглядит как постамент, на котором она покоится. Выполняет функцию защиты стены от механических повреждений.

Карниз представляет собой горизонтальный выступ, который либо находится в верхней части стены, заканчивая ее, либо располагается над оконными и дверными проемами. Он отводит воду, которая стекает с крыши здания, чтобы она не попадала на стену, окно или дверь.

Ниша – углубление в стене, которое используется либо для размещения встроенного или стенного шкафа, а также для приборов, отапливающих помещение, и для различных декоративных целей.

Парапет – это небольшая стенка, которая идет по краю крыши. Сейчас эта стенка заменяется металлическими перилами, которые также называют парапетом.

Балкон – открытая площадка с ограждениями, которая выдается из плоскости стены. Лоджия является частью помещения и открыта по фасаду. Балконы с лоджиями являются не только полезной площадью и украшением здания, но также защищают от дыма и огня при пожаре. Кроме того, они служат как пути эвакуации для людей, а также помогают пожарным добраться до места возгорания.

Противопожарная стена – отделяет отсеки для того, чтобы предотвратить распространение пожара. Также они отделяют помещения с горючими и негорючими конструкциями. Такие стены исполняют только из материалов, не подверженных горению.

Перегородка – это вертикальная конструкция, которая служит для разделения помещений и может быть как несущей, так и не несущей, а также стационарной или с возможностью ее передвижения. Она может быть сплошной или содержать проем. Они могут исполнять роль преграды во время пожара, но некоторые ее виды, в частности пустотелые перегородки из горючих материалов, помогают распространяться огню.

Перекрытие в отличие от перегородки разделяет помещения по горизонтали на этажи. Является внутренней ограждающей конструкцией.

Опоры служат для соединения конструкции и передают нагрузку на фундамент или основание. Они изготавливаются из кирпича, камня, железобетона, чугуна и других материалов.

Покрытие – ограждает здание сверху от внешней среды и может служить в качестве потолка помещения и крышей одновременно. Она состоит из помещений, называемых чердаками и крыши. Изготавливаются из стали, железобетона или дерева. В качестве главных элементов для крыши выступают стропила и фермы, которые соединяют стяжками или обрешеткой.

Кровля является верхней частью крыши, ее оболочкой. Этот элемент является водонепроницаемым и имеет в основании обрешетку и плиты, которые кладут по фермам и балкам. Кровля изготавливается из черепицы, стали, дерева и других материалов.

Лестница – нужна для свободного перемещения людей между этажами здания. Лестница должна быть удобной для перемещения людей не только в спокойных условиях, но и в условиях пожара, а также в других ситуациях, связанных с авариями. Основные лестницы применяются для каждодневного пользования, а в случае невозможности их использования применяются пожарные лестницы.

Люблю природу и красоту окружающего мира, освещаю это в своих статьях и пытаюсь поспособствовать претворению прекрасного в жизнь. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

prorab.guru


Смотрите также