Ресей ТЖМ Мемлекеттік өртке қарсы қызмет академиясы Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК Көкшетау техникалық институты
М.М. Әлменбаев, Ж.К. Макишев, К.Ж. Раимбеков, А.Б. Сивенков, Ж.Е. Токушев, С.Д. Шәріпханов
ҚҰРЫЛЫС МАТЕРИАЛДАРЫНЫҢ ӨРТ ҚАУІПТІЛІГІ
Оқу құралы
Көкшетау – 2018
Ресей ТЖМ Мемлекеттік өртке қарсы қызмет академиясы Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК Көкшетау техникалық институты
М.М. Әлменбаев, Ж.К. Макишев, К.Ж. Раимбеков, А.Б. Сивенков, Ж.Е. Токушев, С.Д. Шәріпханов
ҚҰРЫЛЫС МАТЕРИАЛДАРЫНЫҢ ӨРТ ҚАУІПТІЛІГІ
Оқу құралы
Техника ғылымдарының докторы, доцент Сивенков А.Б. редакциясымен
Қазақстан Республикасы ІІМ
ТЖК Көкшетау техникалық институтының басып шығару кеңесімен
Бекітілген
Көкшетау – 2018
УДК 614.8 ББК 38.96 П46
Р е ц е н з е н т :
Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университетінің профессоры, МАНЭБ академигі, техника ғылымдарының докторы Х.Ж. Байшагиров
Авторлар:
М.М. Әлменбаев, Ж.К. Макишев, К.Ж. Раимбеков, А.Б. Сивенков, Ж.Е.
Токушев, С.Д. Шәріпханов
Құрылыс материалдарының өрт қауіптілігі: Оқу құралы, / П46 М.М.
Әлменбаев, Ж.К. Макишев, К.Ж. Раимбеков т.б. Мәскеу – Көкшетау: Ресей ТЖМ МӨҚҚ академиясы – Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК Көкшетау техникалық институты, 2016 ж. – 101 б., ил.
Аударған: С.М. Баратов, Е.Е. Капбаров.
ISBN 978-601-7978-00-6
Оқу құралында құрылыс материалдарының өрт қауіптілігін бағалауға арналған отты әдіс сипаттамасы берілген. Құрылыста қолданылатын негізгі материалдар, олардың өрт жағдайындағы әрекетінің өрт қауіптілік ерекшеліктері мен қасиеттері, сонымен қатар оларды оттан қорғау әдістері ұсынылған
Оқу құралы Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК өрт техникалық профиліндегі жоғарғы оқу орындарының тыңдаушылары мен курсанттарына арналған және өрт қауіпсіздік саласындағы мамандарға, практикалық жұмысшыларға, жобалаушыларға, сонымен қатар құрылыс профиліндегі Қазақстан Республикасының ЖОО студенттеріне пайдалы болуы мүмкін.
УДК 614.8 ББК 38.96
ISBN 978-601-7978-00-6
© Ресей ТЖМ Мемлекеттік өртке қарсы қызмет академиясы, 201
© Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК Көкшетау техникалық институты
Казақстан, 2018
КІРІСПЕ
Ғимараттар мен имараттардың өрт қауіпсіздігін қамтамасыз ету маңызды мемлекеттік тапсырма болып табылады. Қазақстан Республикасында өзінің жасалуы бойынша әртүрлі және өрт қауіпті материалдарды үлкен көлемде құрылыс жұмыстарында пайдалану бұл бағыттың өзектілігін анықтайды.
Құрылыс құрылымдары және оның темірбетоннан, кірпіштен, бетоннан жасалған бөліктері өрт жағдайында ондаған минут бойы, ал кейде бірнеше сағат бойы жалынның әсеріне қарсыласып, бұзылмауға қабілетті.
Ғимараттың болат құрылымдары жанбайтын болып табылады, бірақ өрттің әсерінен 15 – 20 минуттан кейін тасушы қабілетін қарқынды түрде жоғалтады.
Тұтас ағаш құрылымдар өзінің тасушы қабілетін жану кезінде біршама ұзақ уақыт сақтағанымен, олар өрттің дамуына және жалынның таралуына жағдай жасайды. Пластмассадан жасалған құрылымдық элементтер, сонымен қатар сәндік, жылуоқшаулағыш, жабынды және басқа материалдар өрт жағдайында тек қана жанып қоймай, адамға қауіпті улы заттарды бөледі.
Инженер-жобалаушы, инженер құрылысшы, инженер-пайдаланушы құрылыс материалдарының өрттегі қасиеттерін білуге, құрылымдардың өрттегі әрекетін бағалауға, құрылымдық бөліктерді оттан қорғаудың тиімді әдістерін ұсынуға міндетті. Бірақ бұл бірінші кезекте өрт қауіпсіздік инженерінің міндеті болып табылады. «Құрылыс материалдарының және құрылымдарының өрт қауіпсіздігі» пәні өрт қауіпсіздік инженері қалыптасатын негізгі пән болып табылады.
Бұл оқу құралы Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК Көкшетау техникалық институтының өрттің алдын-алу кафедрасындағы «Құрылыс материалдарының және құрылымдарының өрт қауіпсіздігі» пәнін көп жылдар бойы оқыту тәжірибесіне сәйкес құрастырылған.
Оқу құралында құрылыс материалдары және олардың өрт қауіптілігі жайында негізгі мәліметтер баяндалған, материалдарды жанғыштыққа, тұтанғыштыққа, жанған заттардың уланғыштығына, түтін түзу қабілетіне, жалынның бет бойымен таралуына сынау әдістері берілен, оттан қорғау әдістері, сонымен қатар құрылыс материалдарының өрт қауіптілігін төмендетудегі олардың тиімділігі суреттелген.
Оқу құралын дайындауда Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК Көкшетау техникалық институты және Ресей ТЖМ МӨҚҚ Академиясы қызметкерлерінің ғылыми зерттеу жұмыстарының нәтижелері пайдаланылды.
Ұсынылып отырған материал азаматтық жоғарғы және орта білім беру мекемелерінде «Ғимараттар мен имараттардың өрт қауіпсіздігі», «Өміртіршілік қауіпсіздігі», «Технобиосферадағы төтенше жағдай» курстарын оқу, курстық және дипломдық жобалау үшін оқу және практикалық түпнұсқа болып табылады.
1. ӨРТ ЖАҒДАЙЫНДАҒЫ ҚҰРЫЛЫС МАТЕРИАЛДАРЫНЫҢ ІС- ӘРЕКЕТІН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
1.1. Құрылыс материалдарының өрт қауіптілігін сипаттайтын, оларды бағалаудың классификациялық әдістерінің көрсеткіштері
Өрт қауіптілігі дегеніміз – белгілі бір затқа байланысты алынған жағдай немесе процесс ретінде алынатын өрттің пайда болуы мен дамуы ықтималдылығы ретінде қабылдауға болады.
«Өрт қауіпсіздігіне жалпы талаптар» [1] техникалық регламентіне сәйкес құрылыс материалдарының өрт қауіптілігі келесі өрт техникалық сипаттамалармен (материалдың қасиетімен) анықталады: жанғыштығымен, тұтанғыштығымен, жалынның бет бойымен таралуымен, түтінтүзгіштік қасиетімен және жанған заттардың уланғыштығымен. Құрылыс материалдарының өрт қауіптілігі дәрежесіне баға беру үшін келесі сандық көрсеткіштерді пайдаланады.
Жанғыштық – материалдың жану қабілетін сипаттайтын қасиет болып табылады. «Өрт қауіпсіздігіне жалпы талаптар» [1] техникалық регламентіне сәйкес құрылыс материалдарын екі негізгі топқа бөліп қарастыруға болады:
жанбайтын (ЖБ), жанатын (Ж).
МЕСТ 12.1.044-89 [2] сәйкес жанбайтын – бұл ауада жануға қабілеті жоқ материалдар болып табылады.
Жанбайтын құрылыс материалдары үшін өрт қаупіне қатысты басқа көрсеткіштер анықталмайды және нормаланбайды.
Жанғыш – бұл өздігінен жануға қабілетті заттар мен материалдар, сонымен қатар олар жану көзінен тез жанатын және оны алып тастаған соң да өз бетімен жануға қабілетті материалдар.
Құрылыс материалдарының жанғыштық топтарының көрсеткіштеріне экспериментті түрде бағалау МЕСТ 30244-94 [3] бойынша және «Өрт қауіпсіздігіне жалпы талаптар» [1] техникалық регламентіне сәйкес жүргізеді.
Жанғыш материалдар 4 топқа бөлінеді: Ж1-осал жанғыштар, Ж2-шамалап жанғыштар, Ж3-қалыпты жанғыштар, Ж3-қатты жанғыштар.
Тұтанғыштық – материалдың жану көзінен, немесе өздігінен тұтану температурасына дейін қыздырғанда тұтануға қабілеті.
Құрылыс материалдарының тұтанғыштығы көрсеткіштеріне экспериментті түрде бағалау МЕСТ 30402-96 [4] сәйкес жүргізеді. МЕСТ 30402-96 және «Өрт қауіпсіздігіне жалпы талаптар» [1] техникалық регламентіне сәйкес тұтанғыштығы бойынша жанғыш материалдар үш топқа бөлінеді: Т1-қиын тұтанатын, Т2-шамалы тұтанатын, Т3-жеңіл тұтанатын.
Жалынның бет бойымен таралуы – материал үлгісінің жану процесі кезінде жалынның бет бойымен таралу қабілеті.
Құрылыс материалдары бойынша жалынның бет бойымен таралуының
көрсеткіштерін эксперименттік бағалау МЕСТ 30444-97 (МЕСТ Р 51032-97) [5]
бойынша жүргізеді. МЕСТ 30444-97 және «Өрт қауіпсіздігіне жалпы талаптар»
[1] техникалық регламентіне сәйкес жанғыш материалдар жалынның бет бойымен таралуы бойынша 4 топқа бөлінеді: ЖТ1-таралмайтын, ЖТ2-осал таралатын, ЖТ3-шамалап таралатын, ЖТ4-тез таралатын.
Түтінтүзгіштік қабілеті – жану кезінде материалдың түтінтүзу қабілеті, түтін түзу коэффицентімен сипатталып, МЕСТ 12.1.044-89 [2] бойынша анықталады.
Түтінтүзу коэффиценті – эксперименттік қондырғыда материал үлгісінің жануы кезінде түзілетін, түтіннің оптикалық тығыздығын сипаттайтын шама болып табылады.
Құрылыс материалдарын түтінтүзу коэффицентінің шамасы бойынша 3 топқа бөледі: Тт1-аз түтін түзуге қабілетті, Тт2-шамалы түтін түзуге қабілетті, Тт3- түтін түзу қабілеті жоғары.
Органикалық материалдар жану процесі (бөліну, балқу) кезінде улы бу мен газ бөлуге қабілетті. Бұл қасиет МЕСТ 12.1.044-89 [2] бойынша анықталатын улағыштық көрсеткішімен (индексімен) сипатталады.
Полимер материалдардың жану өнімдерінің улағыштық көрсеткіші (индексі) – экспериментальды қондырғы камерасының бірлік көлемі мен материал санына қатынасы, оның жануы кезінде бөлінетін өнім тәжірибе жасалатын жануарлардың 50 % ын қырылуға әкеліп соғады.
Құрылыс материалдары бөлетін өнімнің улағыштық көрсеткіші бойынша 4 топқа бөлінеді: У1-аз қауіпті, У2- шамалы қауіпті, У3-жоғары қауіпті, У4- төтенше қауіпті.
Құрылыс материалдары, топтарға байланысты 6 өрт қауіпті класқа бөлінеді (кесте. 1.1).
Кесте 1.1 Құрылыс материалдарының өрт қауіптілік кластары
Құрылыс материалдарының өрт қауіптілік қасиеттері
Топтарға байланысты құрылыс материалдарының өрт қауіптілік класы
МК0 МК1 МК2 МК3 МК4 МК5
Жанғыштық ЖБ Ж1 Ж1 Ж2 Ж3 Ж4
Тұтанғыштық - Т1 Т2 Т2 Т2 Т3
Түтін түзу қабілеті - Тт2 Тт2 Тт3 Тт3 Тт3
Жанатын өнімнің уланғыштығы - У2 У2 У2 У3 У4
Жалынның бет бойымен таралу қабілеті
- ЖТ1 ЖТ1 ЖТ2 ЖТ2 ЖТ4
[2] Қарастырылған өрт қауіптілік көрсеткіштері мен қасиеттерін регламенттеуден басқа, зерттеу тәжірибесінде МЕСТ 12.1.044-89 көрсетілген
әдістердің көмегімен құрылыс және басқа да қатты материалдардың өрт қауіптілігін толығырақ бағалау үшін, басқа да көрсеткіштердің қатарын: тұтану және өздігінен тұтану температурасын, кислород индексін, жалынның таралу индексін, жалынның таралу жылдамдығын, материалдың жану жылулығын бағалауды өткізеді.
Тұтану температурасы(tт) – бөлінетін газтәріздес жанғыш өнімдердің бөліну қарқыны оны сыртқы жану көзі арқылы жағуға және сыртқы жану көзін алып тастағаннан кейін де, өздігінен жануын қолдауға жететін минималды температура.
Өздігінен тұтану температурасы (tөт) – арнайы сынақ жағдайында жалындап жанумен аяқталатын, экзотермиялық реакция жылдамдығының қарқынды дамуы жүретін, материалдың ең төменгі температурасы.
Оттекті индекс (ОИ) – материалдың тұрақты жануына қажетті оттек-азот қоспасындағы оттектің аз мөлшерде шоғырлануы (%).
Жалынның таралу индексі – жалынның материалдың бет бойымен таралу қабілетін сипаттайтын шартты өлшемсіз көрсеткіші.
Жалынның материал беті бойымен таралу жылдамдығы (V, м/с) – жалын майданының жанбай тұрған учаскеге қарай жылжуының жылдамдығы.
Жану жылулығы (Qн, МДж/кг) – материал массасы бірлігінің толық жануы кезінде бөлінетін жылу көлемі.
Органикалық құрылыс материалдарымен өрт жағдайында болатын негізгі физико-химиялық процесс жану процесі болып табылады.
Бұл процесті, оның теоретикалық негіздері мен заңдарын «Өртті сөндіру және жану процестерінің теоретикалық негіздері» пәнін оқу кезінде жан-жақты әрі тереңірек қарастырады.
Жану – жарық пен жылу бөлуді қоса алып жүретін жанғыш материалдарды, жану өніміне айналдыратын қиын физико-химиялық процесс.
Жану процесінің құрамына келесі бірқатар процестер кіреді: тұтану, жалынның таралуы, жылу бөлу, түтінтүзу.
Тұтану – жанғыш қоспаны мәжбүрлеп жағу процесі, яғни жоғары қыздырылған жағу көзі арқылы жануға бастамашы болу.
Құрылыс материалдарының жануы өрт кезінде жалынның таралу процесін қоса алып жүреді.
Жалынның таралуы материалдың жанбаған үстіңгі бетіне жылжитын және химиялық реакцияның нәтижесінде бөлініп шығатын жылудың есебінен орындалатын үздіксіз процес болып табылады.
Жылубөлу өрт кезінде құрылыс (және құрылыс ғана емес) материалдарының жануы салдарынан орын алатын процес болып табылады. Бөлінген жылу жанып жатқан материалдың жанбаған бөлігін немесе бөлменің өрт ауыртпалығын құрайтын басқа да жанғыш материалдарды қыздырады (жандыруға дайындайды).
Түтінтүзу де жанумен бірге жүретін процес болып табылады. Өртте жану
процесі тотықтырғыш жеткіліксіз болғанда орын алып, түтінтүзуге және толық жанбаған өнімнің құрылуына алып келеді. Түтін қатты және сұйық бөліктерден тұратын аэрозоль түрінде болады. Түтіннің оптикалық қасиеттері, өрт кезінде адамдарды эвакуациялау мүмкіндігін шектеу және түтінделген ортада көру мүмкіндігін төмендететін, жарықты жұту және жою қасиеттерімен сипатталады.
Түтінтүзу қарқыны материалдың химиялық табиғатымен, ал бөлменің түтінделуі өрттің дамуы кезінде, өрт ошағынан жылу ағынының әсер етуінен түтінтүзгіш материалдардың көлеміне байланысты анықталады. Түтін түзілудің ең көп мөлшері материалдың пиролизі (жануға дайындалу) және бықсып жану режимінде орыналады. Түтіннің құрамы әдетте улы заттардан тұрады.
1.2. Құрылыс материалдарының өрт қауіптілігін бағалау әдістері 1.2.1. Материалдарды жанатын немесе жанбайтын топқа жатқызу үшін
жанғыштыққа сынау әдісі (1 әдіс) [3]
Бұл әдісті біртекті құрылыс материалдарына қолданады. Ал қабат-қабат материалдар үшін, бұл әдіс сапасын бағалау үшін қолданылуы мүмкін. Бұл жағдайда сынақты, материалдың құрамындағы әрбір қабат үшін жеке жүргізеді.
Біртекті материалдар – әртүрлі заттардың қоспасы біркелкі бөлінген бір заттан тұратын материалдар (мысалы, ағаш, пенопласт, ағаш жоңқасынан жасалған плиталар және т.б.).
Қабат-қабат материалдар – біртекті материалдардың екі немесе одан да көп қабатынан жасалған материалдар (мысалы, гипсокартон беттер, қағаз – қабаттас пластиктер, оттан қорғау құрамымен өңделген біртекті материалдар).
Әдістің мәні сынақ өткізіліп жатқан материалдың үлгісіне белгіленген уақыт бойы жылумен әсер ету және қыздырған кезде оның әрекетін сипаттайтын параметрлерін тіркеумен қорытындыланады.
Арнайы дайындалған материалдан сынақ өткізу үшін диаметрі 45 мм және биіктігі 50 мм цилиндр формалы кем дегенде 5 үлгі дайындайды. Егер материалдың қалыңдығы 50 мм кем болса, онда қажетті қалыңдықты бірнеше үлгіні бір-біріне көлденең түрде сыммен бекітіп құрастыру арқылы жасайды.
Сынақты құбырлы электропеш қондырғысы арқылы өткізеді (сур. 1.1).
Сур. 1.1. Жанбайтын материалдар тобын анықтауға арналған қондырғының сызбасы [3]:
1 – жылуоқшаулағышты пештің корпусы; 2 – экран, 3 – ауа ағынын тұрақтандырушы;
4 – шығаратын патрубок; 5 – үлгі ұстаушы; 6 – термобулар; 7 – пеш арнасы.
Сынақ өткізу тәртібі келесідей:
1. Пешті 750(±5) °С дейін қыздырады және осы температурада 10 минут бойы ұстап тұрады.
2. Таразға тартылып, өлшенген үлгіні үлгі ұстаушыға 5 орналастырып, үлгіні пешке кіргізу үшін қондырғыға іліп қояды.
3. Үлгіні пешке кіргізіп ереже бойынша 30 мин ұстап тұрады (пештегі температуралық балансқа жеткенше).
4. Жылу әсер ету уақытында үлгі бетіндегі және ортасындағы пештің термобу көрсеткішін жазып алады және тұрақты жалындап жанудың пайда болуы мен ұзақтығын көзбен тіркеп отырады.
5. Жылумен әсер ету аяқталған соң үлгі ұстаушыны үлгімен бірге пештен шығарып, эксикаторда суытады және қайта таразға тартады.
Қалған 5 үлгіге дәл осыған ұқсас етіп сынақ өткізеді.
Егер сынақ аяқталған соң келесі нәтижелер алынса материалды жанбайтын материалдар тобына жатқызуға болады:
пештегі температураның өсуі 50 °С артық емес;
үлгінің салмақ жоғалтуы 50 % артық емес;
тұрақты жалындап жану ұзақтығы 10 с артық емес.
Егер тізімде көрсетілген критерилердің біреуі орындалмай қалған болса, онда материалды жанғыш материалдар тобына жатқызады.
1.2.2. Жанғыш материалдарға олардың жанғыштық тобын анықтау
үшін сынақ өткізу әдісі (2 әдіс) [3]
Әдісті барлық біртекті және қабат-қабат жанғыш материалдарға, сонымен қатар сәндеу, қаптау үшін қолданылатын және лакбояу жабындарына сынақ өткізу үшін қолданады.
Әдістің мәні материал үлгісіне 10 минут бойы газды жанарғы жалынымен әсер ету және жалынмен әсер ету кезінде оның әрекетін сипаттайтын параметрлерін бекітумен қорытындыланады.
Сынақ өткізу үшін 12 үлгі қажет. Үлгілердің өлшемі: 1000х190 мм, қалыңдығы 70мм. Сынақ өткізу үшін оларды қорап түрінде тігінен 4-еуін біріктіріп орналастырады. Сәндік, қаптама үшін қолданылатын материалдарды, сонымен қатар лакбояу жабындарын сынақ өткізу үшін жанбайтын негіздермен байланыстырып жасайды. Байланыстыру әдісі материалдар мен неіздердің бетін тығыз түйістіріп тұруын қамтамасыз ету қажет. Жанбайтын негіздер ретінде қалыңдығы 10 немесе 12 мм асбестоцемент беттерін қолдану қажет. Сынақ өткізу қондырғысы тік орналасқан шахта типті пеш тәрізді болады (сур. 1.2).
Сур. 1.2. Жанғыш материалдардың жанғыштық тобын анықтауға арналған қондырғы [3]:
1 – тартып шығаратын зонт; 2 – түтінқұбыр; 3,8 – термобулар; 4 – үлгі ұстаушы; 5 – от камерасының есігі (пештің); 6 – сыналатын үлгі; 7 – көруге арналған терезе; 9 – пеш корпусы;
10 – газды жанарғы; 11 – диафрагма; 12 – газды түтікқұбыр; 13 – желдеткіш.
Сынақ өткізу процесіндегі операциялардың кезектілігі келесідей:
1. Үлгілерді өлшеп оны үлгі ұстаушының рамасына бекітеді 4
2. Үлгілерді 6 жағу камерасына 9 орнатып, есікті 5 жабады.
3. Желдеткішті қосады 13 (желдеткіштің қосылуы сынақтың басталуы болып табылады).
4. Газды жанарғыны жандырады 10.
5. Сынақ басталғаннан кейінгі 10 минутта термобудың 8 көмегімен түтін газдарының температурасын және үлгінің өздігінен жану уақытын жазып алады.
6. Сынақтан кейін суыған үлгілерді пештен шығарып, үлгінің зақымдалған бөлігінің ұзындығын өлшейді және оны таразға тартады.
7. Сынақ нәтижелерін 1.2 кестеде берілгендер бойынша бағалайды.
1.2 Кесте Материалдарды жанғыштық топтары бойынша анықтау
Материал дардың жанғыштық
топтары
Жанғыштық параметрлері Түтін
газдардың температурасы
t, оС
Ұзындық бойынша зақымдалу дәрежесі SL, %
Салмағы бойынша зақымдалу дәрежесі
SM, %
Еркін жану ұзақтылығы τсг, с
Ж1 ≤ 135 ≤ 65 ≤ 20 0
Ж2 ≤ 235 ≤ 85 ≤ 20 ≤ 30
Ж3 ≤ 450 > 85 ≤ 50 ≤ 300
Ж4 > 450 > 85 > 50 > 300
Ескерту.Ж1-Ж3 жанғыштық топтарындағы материалдар үшін сынақ кезінде жанғыш тамшылар мен балқымаларды қолдануға рұқсат етілмейді.
1.2.3. Материалдарды тұтанғыштығына сынау әдісі [4]
Әдісті барлық біртектес және қабат-қабат жанғыш құрылыс материалдары үшін қолданады.
Әдістің мәні 1.3 суретте көрсетілген құрылғы арқылы анықтайтын, үлгінің бетіне берілген стандартты деңгейдегі сәулелік жылу ағынымен және жану көзіндегі жалынмен әсер ету арқылы материалдың тұтану параметрлерін анықтаудан тұрады.
Сәулелік жылу ағынымен әсер ету деңгейі 5 тен 50 кВт/м2 болуы қажет.
Сынақ өткізу үшін квадрат формалы ұзындығы 165 (±5) мм , қалыңдығы 70 мм артық емес болатын 15 үлгі дайындайды.
Сур.1.3. Материалды тұтанғыштығына сынауға арналған қондырғының схемасы[4]:
1 – қыздырғыш элементпен радиационды панель; 2 – жылжымалы жанарғы;
3 – көмекші тұрақты жанарғы; 4 – қыздырғыш элементтің күштік кабелі; 5 – жылжымалы жанарғыны қолмен басқару үшін жүрісті шектейтін жұдырықша; 6 – жылжымалы жанарғыны
автоматты түрде басқаруға арналған жұдырықша; 7 – қозғалтқыш белбеу; 8 – жылжымалы жанарғыны отын беру жүйесіне байланыстыруға арналған тығын; 9 – жағу жүйесі және жылжымалы жанарғының орын ауыстыру жүйесіне арналған монтажды тақта; 10 – қорғаушы
тақта;11 – тік орналасқан тіреу; 12 – тік орналасқан бағыттаушы; 13 – үлгіге арналған жылжымалы платформа; 14 – тіреу негізі; 15 – қолмен басқару; 16 – қарсы салмақты рычаг;
17 – электрқозғалтқыш жетегі.
Сынақ өткізу тәртібі келесідей:
1. Үлгіні салқындатқан соң оның бетін ортасында 140 мм диаметрлі тесігі бар альюминий фольгамен орайды.
2. Үлгіні жылжымалы платформаға орнатылатын үлгі ұстаушыға орнаты, қарсы салмақты реттейді.
3. Жылжымалы жанарғыны бастапқы қалыпқа орнатып, жанарғыға берілетін ауа мен ( 160тан 180 мл/мин дейін) газдың (13тен 20мл/мин дейін) шығынын реттейді. Қосымша жанарғы үшін газдың шығынын жалынның ұзындығы (15мм) бойынша реттейді.
3. Берілген термо-ЭДС шамаға қол жеткізген соң қондырғыны дәл осы режимде 5 минуттан кем емес уақыт ұстап тұрады. Бұл кезде термо-ЭДС шамасы 1 % ауытқымауы қажет.
4. Қорғағыш плитаға экран табақшасын орналастырып, үлгіні – сынақ үшін үлгінің имитаторын ауыстырады, қозғалмалы қыздырғыш механизімін іске қосып, экран табақшасын алады және ақыт өлшегішті қосады.
5. 15 минут өткеннен кейін немесе үлгі тұтанған жағдайда сынақты тоқтатады. Бұл үшін экран табақшасын қорғағыш плитаға орналастырып, уақыт өлшегішті және қозғалмалы қыздырғыш механизмін тоқтатып, үлгіні ұстағышымен бірге алып үлгі имитаторды қозғалмалы платформаға орналастырады экран пластинасын алып тастайды.
6. ППТП 20 кВт/м2 өлшемі беріледі (егерде сынақ барысында тұтану тіркелсе) немесе тұтану тіркелмесе 40 кВт/м2 . Операцияны ретімен 5 – 7 қайталау керек.
7. Егерде ППТП 20 кВт/м2 тұтану тіркелсе, ППТП өлшемін о 10 кВт/м2 дейін төмендетіп операцияны 5-7 рет қайталайды.
10. Егерде ППТП 40 кВт/м2 кезінде тұтану болмаса онда ППТП өлшемін 50 кВт/м2 көтереді және операцияны 5-7 рет қайталайды. ППТП 50 кВт/м2 кезінде тұтану тіркелмесе онда осы сынақты 2 рет қайталайды және ондада тұтану байқалмаса онда сынақты тоқтатады.
11. ППТП екі өлшемін анықтағаннан кейін, оның бірінде тұтану байқалады екіншісінде байқалмайды, жану байқалмайтын ППТП өлшемді5 кВт/м2 жоғарыламыз және 3 үлгіде операция 5-7 рет қайталанады.
За КППТПВ дегеніміз ППТП-ның үш үлгі үшін тұтану тіркелген ең төменгі өлшемі
1.3. кесте бойынша құрылыс материалдарын тұтанғыштығына бағалау жүргізеді.
Кесте 1.3 Материалдардың тұтанғыштық топтары бойынша классификациялануы
Материалдың тұтанғыштық тобы [1, 4] КППТПВ, кВт/м2
В1 – қиын тұтанатын 35 – 50
В2 – қалыпты тұтанатын 20 – 35
В3 – жеңіл тұтанатын < 20
1.2.4. Материалдарды жалынның бет бойымен таралуына сынау әдісі [5]
Әдісті ғимараттың жабынына және еденнің беттік қабаттарына пайдаланатын барлық біртектес және қабат-қабат жанғыш материалдарға сынақ өткізу үшін қолданылады.
Әдістің мәні үлгі бетіне жылу ағынымен әсер ету нәтижесінде, бет бойынша жалынның таралу ұзындығын анықтау арқылы бекітетін, жылу ағынының критикалық беттік тығыздығын (ЖАКБТ) анықтаудан тұрады.
Жалынның таралу ұзындығы (L) – жалындап жанудың таралуы нәтижесінде үлгі бетінің максималды зақымдалу көлемі.
Сынақ өткізу үшін өлшемі 1100х250мм болатын 5 материал үлгісін дайындайды. Анизотроптық материалдар үшін үлгінің 2 жиынтығы дайындалады.
Үлгілерді жанбайтын негіздермен байланыстырып жасайды. Жанбайтын негіздер ретінде қалыңдығы 10 және 12 мм болатын асбестцементті беттерді қолданады.
Үлгінің жанбайтын негізді қосқандағы қалыңдығы 60 мм.
Сынақ өткізу қондырғысы (сур. 1.4) келесі негізгі бөліктерден тұрады:
тартып шығаратын зонтты және түтінқұбырлы сынақ камерасынан;
сәулелік жылу ағыны көзінен (радиационды панель);
жану көзінен (газды жанарғы);
үлгі ұстаушыдан және ұстаушыны сынақ камерасына (платформа) енгізуге арналған құрылғыдан.
Құрылғыны түтінқұбырдағы және сынақ камерасындағы температураны тіркеуге және өлшеуге арналған аспаппен жабдықтайды.
Сур. 1.4. Материалдың беті бойымен жалынның таралу тобын анықтауға арналған құрылғы [6]:
1 – сыналатын үлгі; 2 – электрқыздырушы панель; 3 – газды пилотты жанарғы; 4 – реттеуші вентиль; 5 – пропанды баллон; 6 –есік; 7 – дефлектор пластиналы терезе; 8 – термобу;
9 – потенциометр; 10 – тартып шығаратын ауақұбыры; 11 – айналатын қалқа; 12 – қаңылтыр таба.
Сынақ өткізу тәртібі келесідей.
1.Қондырғыны МЕСТ талаптарына сәйкес үлгінің белгіленген нүктелерінде және оны бет бойы бойынша орналастырғаннан кейін, сондай-ақ ол жұмысқа дайын болғанда камераның есігін ашып, газды қыздырғышты тұтандырады, қыздырғышты сыналатын беттен қашықтығы 50мм кем емес етіп
орналастырады.
1. Үлгіні үлгі ұстаушыға орнатып, камераға кіргізеді.
2. Камераның есігін жауып секундомерді қосады. 2 минут ішінде ұстағаннан кейін қыздырғыштын жалының үлгінің орталық осінде орналасқан 0 нүктесінде үлгімен байланыстырады. Жалынды дәл осы қалыпта 10 минутқа қалдырады.
Уақыт өткен соң жалынды бастапқы қалыпқа қайтарады.
3. Үлгінің тұтануы байқалмаған жағдайда 10 минут ішінде сынақ аяқталған болып есептеледі. Үлгі тұтанған жағдайда сынақты,Сынақ өткізу процесінде үлгінің тұтану уақыты мен жалындап жану уақыты фиксацияланады.
5. Сынақ аяқталған соң камераның есігін ашып, платформаны жылжытып, үлгіні шығарып алады. Әрбір кезектегі үлгіге сынақ өткізу үлгі ұстаушыны бөлме температурасына дейін салқындатқан соң және МЕСТ [5] бойынша ППТП сәйкестігін тексеруден соң өткізіледі.
6. Үлгінің зақымдалған бөлігін өлшеу оның осінің ұзындығы бойынша бес үлгінің әрқайсысына жеке-жеке жүргізіледі.
Зақымдалу деп жалындап жану оның беті бойымен таралуы нәтижесінде үлгі материалының күйіп, көмірге айналуын айтады. Балқу, шалысу, ісіну, шөгу, түсінің, формасының өзгеруі, үлгінің тұтастығының бұзылуы зақымдалған болып саналмайды. Жалынның таралу ұзындығын бес үлгінің зақымдалған бөлігінің ұзындықтарының арифметикалық ортасы арқылы анықталады.
Жанғыш құрылыс материалдары ЖАКБТЖТ көлеміне байланысты жалынның таралуының 4 тобына бөледі (1.4кесте).
Кесте 1.4 Жалынның таралуы бойынша материалдың классификациялануы
Материал бойымен жалынның таралу тобы [1, 5] ЖАКБТЖТ, кВт/м2
РП1–таралмайтын жалын ≥ 11
РП2–осал таралатын 8 – 11
РП3–шамалап таралатын 5 – 8
РП4–тез таралатын < 5
1.2.5. Материалдар мен қатты заттарды түтінтүзу коэффициентін экспериментальді анықтау әдісі [2]
Әдістің мәні жарықтың түтінделген аймақ арқылы өтуі кезінде жарықтануының әлсіреуін фотометриялық тіркеуден тұрады.
Үлгінің бірлік жоғалтқан массасындағы түтіннің меншікті оптикалық тығыздығын анықтауды екікамералы қондырғы арқылы жүргізіеді. Олар жану камерасы (көлемі 0,003 м3) және өлшегіш аппаратурасымен бірге түтін камерасы ( көлемі 0,51 м3) (1.5 сур).
Сур.1.5. Материалдың түтінтүзгіштігін анықтайтын қондырғының сызбасы [2]: 1 – жану камерасы; 2 – үлгіні ұстағыш; 3 – кварцты шыныдан жасалған терезе; 4, 7 –
желдету клапандары; 5 – жарық қабылдағыш; 6 – өлшеу камерасы;
8 – кварцты шыны; 9 – жарық көзі; 10 – сақтандырғыш мембрана;
11 – желдеткіш; 12 – бағыттағыш күнқағар; 13 – жанарғы; 14 – вкладыш;
15 – электрқыздырғыш панель
Сынақ үшін 40х40х10 мм 10-нан кем емес үлгі дайындалады. Өңделетін және қапталатын материалдарды, сонымен қатар лакбояулы және қабатты жабындарды нағыз конструкция негізін бояп сынақ өткізу қабылданған.
Сынақты екі түрлі тәртіпте өткізеді: жалындап жану және термоқышқылды ыдырау (бықсу). Бірінші (бықсу) түрде үлгіге тығыздығы 18 кВт/м2 болатын жылу ағынымен әсер ету арқылы сынақ өткізеді. Термоқышқылдық бұзылуға шыдамды болып келетін материалдарға тығыздығы 35 кВт/м2 жылу ағынымен сынақ өткізеді. Көрсетілген екі жағдайда да материалдар сынақ өткізу кезінде өздігінен тұтанбауы керек.
Жалынды жану режимі сыналатын үлгіге бір уақытта газды қыздырғыш және 35 кВт/м2 тығыздықты жылу ағыны әсер еткенде қамтамасыз етіледі.
Жалынды жану режимінде сынақ жүргізердін алдында дайындықты келесі тәртіпте жүргізеді:
1. Үлгі ұстағышқа асбестцементті үлгісі бар жапсырманы орналастырады.
2. Екі камераны жабады.
3. Электрқыздырғыш панелдің спиралына 15 кернеу, қызған қорғағыш шыныға 3 кернеу береді. Панель қыздырудың қалыпты режиміне шыққан соң жарық берушіні 9, люксметрдің өлшеу құрылғысын, араластыру желдеткішін 11 қосады.
4. 1 Жану камерасын ашады.
4. Асбестцементті үлгісі бар жапсырманы шығарады.
5. Газды қыздырғышты тұтандырады.
6. Камераны жабады.
7. Жану камерасына 1 мин ішінде желдетуді жүргізеді.
8. Жарықтың бір байламының диаметрін фотоэлементтің 5 жарық сезу қабатының диаметріне тең етіп және жарық берушінің жарығын 100 лк етіп орнатып, диафрагмамен реттейді.
Сынақ тәртібі келесілерден тұрады:
1. Сыналатын материалдың дайын үлгісі жапсырмаға орналастырылады.
2. Жану камерасының есігін ашады 1, жапсырманы жылдам 2 үлгі ұстағышқа қояды және есікті жабады.
Сынақтың ұзақтығын ең төменгі жарықтануға жеткен уақыт бойынша анықтайды, бірақ 15 минуттан артық емес.
Термототығулық ыдырау (түтіндеу) режиміндегі сынақ кезінде газдық шілтерді тұтандырмайды Сынақты жүргізу тәртібі жалынды жану режимі үшін бекітілген тәртіппен ұқсас.
Үлгілердің өздігінен тұтануы жағдайында сынақ өткізу температурасын 50
°С аралығымен төмендетеді. Әрбір режимде 5 үлгіні сынайды. Түтіндеу және жалынды жану режиміндегі әрбір сынақтың нәтижесі бойынша түтіндену коэффициентін (Dm), м2/кг формула бойынша анықтайды:
(1.1)
мұндағы V – түтін камерасының көлемі м3; Lm – түтінденген газды ортадағы жарық сәулесінің ұзындығы, м; m – зерттелетін материалдың салмағы, кг; Tj, Tmin– сәйкесінше бастапқы және төменгі жарықтану, лк.
Содан кейін (жалын жану және түтіндену режимдері үшін) бес шаманың арифметикалық орта мәні есептеледі. Материалдар түтіндену коэффициентінің шамасы бойынша келесі топтарға жіктеледі. [1, 2] (1.5 кесте).
1.5 Кесте Түтінтүзгіштік қасиеті бойынша материалдардың жіктелуі
Түтінтүзгіштік қасиеті бойынша топтар Түтінтүзгіштік коэффициенті Dm, м2/кг
Д1 – Түтінтүзгіштік қасиеті төмен ≤ 50
Д2 – Түтінтүзгіштік қабілеті қарқынды 50 – 500 Д3 – Түтінтүзгіштік қасиеті жоғары > 500
1.2.6. Полимер материалдардың жану өнімдерінің улағыштық көреткіштерін зертханалық анықтау әдісі [2]
Жану өнімдерінің уланғыштық көрсеткіштерін анықтау әдісінің мәні жабық кеңістіктегі көлем бірлікке қатысты материалдың массасынан жанған өнімдердің
ұшу салдарының сандық байланысын бекіту. Әдіс 1.6 суретте көрсетілген экспериментті қондырғының көмегімен жүзеге асырылады.
Сур.1.6. Полимер материалдардың жану өнімдерінің улағыштық көреткіштерін анықтайтын зертханалық қондырғының сызбасы [2]:
1 – жану камерасы; 2 – үлгіні ұстағыш; 3 – электрқыздырғыш панель; 4 -тосқауыл; 5, 17 – ауыспалы жеңдер; 6 – стационарная секция экспозиционной камеры; 7 – эксрозиционды камераның қозғалмалы секциясы; 8,14 – штуцер; 9 – камера алдындағы есік; 10 – тәжірибелік
жануарларға арналған тор; 11 – алдынғы камера; 12 – сақтандырғыш мембрана; 13 – желдеткіш; 15 – резенкелі прокладка; 16 – үрлеу клапан
Сынақ үшін өлшемдері 60х60 мм және нақты қалыңдығы 10 мм артық емес 10-нан кем емес үлгі дайындалады. Түтіндену коэффициентін анықтау әдісі тәрізді сынақ екі режимде өткізіледі: термототығулық ыдырау және жалынды жану. Алдыңғы тәжірибелерде әр материалдың өте зиянды улағыш жану өнімінің бөлінуіне ықпал жасайтын температуралық режимін анықтаймыз.
1 Камераны (1.6 сур) гермитизациялау үшін ауаны үрлемелі прокладкаға қысымдап, 2 үлгі ұстағышқа 60х60х10 мм өлшемді асбестцементтен жасалған үлгіні орналастырады. Үлгінің қыздырылатын бетінің орталық бөлігінде термоэлектрикалық түрлендіргішті бекітеді. 5, 17 ауыспалы жеңнің және ішкі алдыңғы камераның есігінің 4 тосқауылын жауып, қондырғыны жалынды жану режиміне ауыстырады. Электрқыздырғыш панел қалыпты режимге шыққаннан кейін ауыспалы жең және жану камерасының есігі ашылады. Бақыланатын материалдың үлгісін және термобудымен бірге қыстырманы алып, газды шілтерді тұтандырады. Зерттелетін материалдың үлгісін ұстағышқа ұйымдастырамыз. Үлгі тұтанғаннан кейін газды жанарғыны дереу сөндіреміз. Үлгінің жану уақыты
экспозиционды камерадағы СО және СО2 концентрациясының ең жоғарғы мәніне жетуі бойынша анықталады немесе 5(±0,5) мин тең деп қабылданады. Содан кейін ауыспалы жеңнің тосқауылын жауып, араластыру желдеткішін іске қосады.
Жануарлардың торын 10 алдыңғы камераға қойып, сыртқы есігін жабады.
Экспозициондық камераның төменгі бөлігінде газдың температурасы 30 °С дейін төмендегеннен кейін алдыңғы камераның ішкі есігін ашады және жануарлардың экспозициясының басталу уақытын белгілейді. Оттегінің концентрациясы 16 %-дан кем болмаған кезде экспозицияны 30 минут аралығында өткізеді. Әрбір сынақта 10 ақ тышқан пайдаланылады әрқайсысының салмағы 20(±2) г. Экспозиция уақыты аяқталғаннан кейін ауыспалы жеңдердің желдету клапанын, алдыңғы камераның сыртқы есігін ашып, желдеткішті іске қосып, қондырғыны 10(±1) минут аралығында желдетеді. Өлген тышқандар санын және улануға тән сипаттарын тіркейді
Термототығыштық ыдырау (бықсу) режимінде сынақ 400(±5) °С температурада өткізіледі, сонымен қатар газды жанарғыны тұтандырмайды. Өте жоғары температурада ыдырайтын материалдар үшін сынақты 600(±5) °С температурада (жылу ағынының тығыздығы 38(±1) өткізеді. Үлгінің өздігінен тұтануы жағдайында сынақтың температурасын 50 °С аралығында төмендетеді.
Ең көп өлімге ұшыраған зертханалық жануарлар тобын салыстыру сынақ режимін таңдау критериі болып табылады. Улағыш әсерін анықтаған кезінде сынақ уақытында өлген, сондай-ақ сынақтан кейінгі 14 күн ішінде өлген жануарлар есепке алынады. Материалдың құрамына байланысты (оның жану өнімдерін талдағанда) оксид пен көміртегі диокситінің, азот қышқылының, бензолдың, хлорлы сутектің, акрилонитрилдің, альдегидтердің және басқада заттардың мөлшерін анықтайды. Алынған бірқатар мәндер материалдың салмағының өзгеруіне байланысты улағыштық көрсеткіштерін НСL50, г/м3 есептеу үшін пайдаланылады. Жану өнімдерінің улағыштық көрсеткіштерінің мәні полимер материалдардың өрт қауіптілігін бағалауда салыстыру үшін пайдаланылады. Экспозицияның уақытына және көрсетілген көрсеткіштерінің мәні бойынша олар 4 топқа жіктеледі (1.6 кесте).
1.6 кесте Жаңғыш құрылыс материалдардың жану өнімдерінің улағыштығы бойынша жіктелуі Қауіптілік
классы
Уақытқа байланысты жану өнімдерінің көрсеткіштері экспозиции, г/м3
5 минут 15 минут 30 минут 60 минут
Қауіптілігі
төмен 210 жоғары 150 жоғары 120 жоғары 90жоғары Орташа-қауіпті
70 жоғары, бірақ 210 жоғары емес
50 жоғары, бірақ150 жоғары емес
40 жоғары, бірақ 120 жоғары емес
30 жоғары, 90 жоғары емес Қауіптілігі
жоғары
25 жоғары, бірақ 70 жоғары емес
17 жоғары, бірак 50 жоғары емес
13 жоғары, бірақ 40 жоғары емес
10 жоғары, бірақ 30 жоғары емес Төтенше-қауіпті 25 жоғары 17 жоғары 13 жоғары 10 жоғары емес
емес емес емес
Құрылыс материалдарының арналуына байланысты олардың қажетті өрт қауіпті көрсеткіштерінің номенклатурасы қарастырылған (кесте 1.7).
1.7 кесте Құрылыс материалдарының қажетті өрт қауіпті көрсеткіштерінің номенклатурасы
Құрылыс материалдары
Өрт қауіптілік көрсеткіштері Жаңғышты
қ тобы
Жалын таралу тобы
Тұтанғышты
қ тобы Түтінтүзгіштік коэффициенті
Жану өнімдерінің улағыштық көрсеткіштері Өңдейтін және
қаптайтын материалдар
+ - + + +
Еденді жабатын
материалдар + + + + +
Едендегі кілем
жабындар - + + + +
Жабын материалдар + + + - -
Суоқшаулағыш және бу оқшаулағыш материалдар қалыңдығы 2 см
жоғары
+ - + - -
Жылуоқшаулағыш
материалдар + - + + +
2. ТАС МАТЕРИАЛДАРЫ, ОЛАРДЫҢ ӨРТ КЕЗІНДЕГІ ІС-ӘРЕКЕТІ
ЖӘНЕ ӨРТТІҢ ӘСЕРІНЕ ТҰРАҚТЫЛЫҒЫН АРТТЫРУ ӘДІСТЕРІ.
Тас материалдарының өрт кезіндегі әрекетін реттеу және болжау үшін оның шығу тегін (дайындау технологиясының мәнін), құрамын, құрылымын, қасиеттерін және өрт кезіндегі материалдың іс-әрекетіне әсер ететін басқа да ішкі факторларының кешенін білу қажет (сур. 2.1).
qур. 2.1. Құрылымдық сызба – өрт кезінде минералды (тас) материалдарының іс-әрекетін реттеуінің, болжауының, бағалауының, үйренуінің және олардың қолданылу аясын
анықтаудың кілті.
Өрт кезінде тас материалдарының іс-әрекетінің жалпы заңдылықтары мен теориялық негіздері
Анықтаушы факторлар
Сыртқы факторлар Ішкі факторлар Өрттің:
Өрттің
температурасы;
Уақыты;
От сөндіргіш заттар.
Пайдаланылуы:
Қолдану саласы;
Ауыртпалығы;
Ауа ылғалдылығы;
Әсері.
Дайындау технологиясы;
Шығу тегі;
Химиялық құрамы;
Қасиеттері.
Кері процестер
Химиялық:
Дегидратация;
Диссоциация.
Физикалық:
Жылутасымалдау;
Ылғалтасымалдау;
Жылулық деформация;
Құрылымдық өзгеріс;
Ақаулардың жиналуы;
Құрамының өзгеруі
Кері салдары:
Құрамының төмендеуі;
Қайтымсыз деформация;
Бұйымның бұзылуы;
Жану.
