Горючесть строительных материалов. Свойства пожарной опасности строительных материалов.
РАЗДЕЛ 4: «ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА»
Тема № 17
1. Сущность процесса горения, виды горения и причины его возникновения
Почти во всех производствах применяются вещества, способные воспламеняться и гореть, а в некоторых случаях - образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.
Пожар – неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве, опасное для людей и наносящее материальный ущерб.
Горение – быстро протекающее физико-химическое превращение веществ, сопровождающее выделением в больших количествах теплоты, а также ярким свечением. В обычных условиях горение – процесс окисления, то есть соединение горючего вещества с кислородом в свободном состоянии воздуха или в химически связанном состоянии в различных химических соединениях.
Некоторые вещества: сжатый ацетилен, хлористый азот, озон и другие материалы взрываются без кислорода с образованием теплоты и пламени. В этом случае наблюдается реакция не соединения, а разложения.
Водород и некоторые металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь в парах серы, магний в оксиде углерода.
Для возникновения при окислении горючего вещества кислородом воздуха, кроме этих двух элементов, то есть горючего вещества и окислителя необходимо наличие импульса, то есть источника зажигания, который сообщает горючей смеси требуемое начальное количество энергии.
Горение бывает полное и неполное.
|
|
|
Полное горение при достаточном количестве кислорода, а продуктами реакции является вода, диоксиды серы и углерода, азот. Все они неспособные к дальнейшему окислению.
При неполном горении, когда недостаток кислорода для окисления образуются горючие и токсичные продукты реакции. Например, СО, спирты, кетоны, альдегиды.
При введении в холодную горючую смесь источника поджигания происходит быстрый разогрев смеси в ограниченном объеме до определенной температуры и ее поджигание. Благодаря теплопроводимости разогревается соседний слой и происходит перемещение зоны горения. От скорости распространения пламени горение может быть:
1. дефлаграционным (обычным) – площадь от нескольких сантиметров до нескольких метров в секунду;
2. взрыв – быстрое превращение вещества с выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу. Скорость достигает сотен метров в секунду;
3. детонация – сжатие распространяется по несгоревшему газу в виде ударной волны. Каждая последующая ударная волна движется со скоростью выше предыдущей. Скорость превышает скорость звука, то есть достигает 1000 м в секунду.
Горение может быть гомогенным, когда нет границы раздела, то есть в одинаковом агрегатном состоянии и гетерогенным, когда имеются границы раздела фаз.
|
|
|
Пожар характеризуется образованием опасных факторов:
1. Открытый огонь и искры.
2. Повышенная температура воздуха и различных предметов.
3. Токсичные продукты горения.
4. Дым.
5. Пониженная концентрация кислорода.
6. Обрушение и повреждение зданий, сооружений и установок.
7. Взрывы.
Причинами взрывов и пожаров могут быть не только халатное и небрежное обращение с открытым огнем, но и ошибки в проектировании, нарушение технологического процесса, неисправность, перегрузка или неправильное устройство электрических сетей, производственного оборудования, разряды статического электричества, неисправность установок и систем.
Свойства, определяющие взрывопожароопасность веществ и материалов
Пожароопасность веществ и материалов – совокупность их свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения может быть пожар и взрыв.
В зависимости от способности распространять горение вещества и материалы подразделяются на:
1. горючие, то есть продолжают гореть при удалении источника зажигания;
2. трудногорючие – загораются под действием источника зажигания, но не способны к самостоятельному горению.
|
|
|
3. негорючие, т.е. не способны гореть при температуре до 900 градусов.
Горючие материалы подразделяются:
1. легковоспламеняющиеся с температурой вспышки равной или менее 61 градус. Они способны воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой энергией.
2. средней воспламеняемости. От длительного источника зажигания с низкой энергией.
3. трудновоспламеняющиеся. под действием мощного источника зажигания.
Перечень показателей, характеризующих пожаро- взрывоопасность веществ приведен в табл.1.
Таблица 1
Показатели взрыво- пожароопасности веществ разных
агрегатных состояний
| Показатель | Агрегатное состояние | |||
| газы | жидкости | твердые | пыли | |
| Группа горючести | + | + | + | + |
| Температура вспышки | – | + | + | – |
| Температура воспламенения | – | + | + | + |
| Температура самовоспламенения | + | + | + | + |
| Концентрационные пределы воспламенения | + | + | – | + |
| Температурные пределы воспламенения | – | + | – | – |
| Самовозгорание | – | – | + | + |
| Минимальная энергия зажигания | + | + | – | +– |
| Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, О2 и др. веществами | + | + | + | + |
| Скорость распространения пламени | + | + | – | – |
| Скорость выгорания | – | + | – | – |
| Минимальное взрывоопасное содержание кислорода | + | + | – | + |
| Максимальное давление взрыва | + | + | – | + |
| Скорость нарастания давления | + | + | – | + |
|
|
|
Температура вспышки (Твсп) - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть в воздухе при поднесении к ним внешнего источника зажигания (пламени или нагретого до высокой температуры тела). Устойчивое горение при этом не устанавливается вследствие малой скорости испарения горючей жидкости. Температура вспышки показывает, при какой температуре вещество подготовлено к воспламенению и становится огнеопасным в открытом сосуде.
Согласно ГОСТ 12.1.004-85 в зависимости от температуры вспышки горючие жидкости подразделяются на:
- легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с температурой вспышки не свыше 610С (в закрытом тигле) или не свыше 660С (в открытом тигле);
- горючее (ГЖ) с температурой вспышки паров выше, соответственно, 61 и 660С.
ЛВЖ в свою очередь делятся на три разряда:
а) особо опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки от ‑180C и ниже в закрытом тигле или - 130С и ниже в открытом;
б) постоянно опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки выше -180С до +230С в закрытом тигле или выше -130С до +270С - в открытом;
в) опасные при повышенной температуре ЛВЖ. К данному разряду относятся жидкости с температурой вспышки более +230С до +610С включительно (в закрытом тигле) или более +270С до +660С - в открытом.
Температура воспламенения (Твоспл) - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается способность воспламениться при поднесении внешнего источника воспламенения.
Разница между температурой вспышки и воспламенения для ЛВЖ составляет 1-20С, для ГЖ - до 10-150С и более.
Горение сопровождается выделением тепла, продуктов сгорания и свечением.
Для устойчивого горения необходимо, чтобы теплообразование при этом процессе было больше теплоотдачи в окружающую среду. Если в результате горения образуются газы, то горение сопровождается пламенем.
Процесс воспламенения горючих газов и жидкостей без поднесения к ним открытого огня, а только под влиянием внешнего воздействия тепла называется самовоспламенением.
Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением.
Взрыв - процесс чрезвычайно быстрого, под влиянием внешнего источника воспламенения, химического превращения вещества, сопровождающегося выделением газов и большого количества тепла, нагревающего эти газы до высокой температуры, в результате чего газы совершают работу.
Взрывная способность горючих газов, паров и пыли в воздухе сохраняется в определенных интервалах их концентраций. Существуют нижние и верхние концентрационные и температурные пределы распространения пламени.
Нижний (верхний) концентрационные пределы распространения пламени (НКПРП и ВКПРП) - минимально (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.
Невозможность воспламенения горючей смеси при концентрации ниже НКПРП объясняется малым количеством горючего вещества и избытком воздуха. Чем меньше коэффициент избытка воздуха, тем больше скорость горения и выше давление паров при взрыве.
Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПРП) характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха.
Чем ниже НКПРП и больше концентрационная область распространения пламени, тем большую пожарную опасность они представляют.
В первом случае взрыв не происходит из-за недостатка горючего вещества, во втором - из-за недостатка воздуха (кислорода), необходимого для окисления горючего вещества.
Температурные пределы воспламенения паров в воздухе определяются температурами вещества, при которых его насыщенные пары образуют концентрации, соответствующие нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения.
Горючесть строительных материалов. Свойства пожарной опасности строительных материалов.
Строительные материалыподразделяются на две группы: негорючие (НГ) и горючие (Г) (табл. 2).
Негорючиематериалы под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (минеральные).
Горючийматериал под воздействием огня или высокой температуры воспламеняется, обугливается или тлеет и продолжает гореть, тлеть или обугливаться после удаления источника зажигания (органические).
Горючие строительные материалы, согласно ГОСТ 30244, подразделяются на четыре группы:
Г1 (слабогорючие);
Г2 (умеренногорючие);
Г3 (нормальногорючие);
Г4 (сильногорючие).
Таблица 2
Характеристика групп горючести строительных материалов
|
Группа горючести материалов | Параметры горючести | |||||
| Температура дымовых газов, t, оС | Степень повреждения по длине, Si, % | Степень повреждения по массе, Sт,% | Продолжительность самостоятельного горения, Тсг | |||
| Г1 | < 135 | < 65 | < 20 | 0 | ||
| Г2 | < 235 | < 85 | < 50 | < 30 | ||
| Г3 | < 450 | > 85 | < 50 | < 300 | ||
| Г4 | > 450 | > 85 | > 50 | > 300 | ||
| НГ | Прирост температуры в печи за счет горения образца не превысил 50оС, а продолжительность устойчивого пламенного горения не более 10 мин
 Мы поможем в написании ваших работ! | |||||