Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре

Министерство сельского хозяйства РФ ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» Механико-технологический институт Кафедра «Техносферная безопасность» КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ ПОЖАРЕ для направления подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность профиль Пожарная безопасность Тюмень, 2020 Содержание дисциплины Тема 1. Основные процессы и параметры, характеризующие поведение материалов в условиях пожара. Вопрос 1. Понятие о структуре материалов. Кристаллические и аморфные тела. (СРС) Вопрос 2. Химико – физические процессы. Понятие о физических, механических и теплофизических свойствах материалов.(СРС) Вопрос 3. Пожарно-технические характеристики материалов.(СРС) Вопросы 4. Критические условия воспламенения и распространения горения. Характеристики тепловыделения, дымовыделения и газовыделения. Понятие об опасных факторах пожара. Тема 2. Метод исследования поведения материалов в условиях пожара. Вопрос 1 Экспериментальные методы исследования механических свойств строительных материалов. Вопрос 2 Определение показателей воспламеняемости и распространения пламени, тепловыделения, токсичности продуктов горения. Вопрос 3 Классификация строительных материалов по пожарной опасности в соответствии с Федеральным Законом №123-ФЗ и требования, предъявляемые к ним(СРС). Тема 3. Поведение материалов в условиях пожара Вопрос 1. Поведение каменных (минеральных) материалов в условиях пожара Вопрос 2. Поведение строительных металлов и сплавов в условиях пожара. Вопросы 3. Поведение древесины и материалов на ее основе в условиях пожара Вопросы 4. Поведение полимерных строительных материалов в условиях пожара Тема 4. Способы снижения пожарной опасности строительных материалов Вопрос 1. Металлических конструкций Вопрос 2. Деревянных конструкций Вопрос 3. Железобетонных конструкций Тема 5. Поведение зданий и сооружений в условиях пожара, обеспечение их степени огнестойкости и конструктивной пожарной безопасности Вопрос. Огнестойкость металлических конструкций Вопрос. Огнестойкость деревянных конструкций Вопрос. Огнестойкость железобетонных конструкций Введение Дисциплина «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» базируется на закономерностях химических процессов, физики твердого тела, материаловедения, теории горения, основах теплопередачи, законах строительной механики и строительного дела. Поэтому изучение курса предшествует изучение целого рода общеобразовательных и технических дисциплин. Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа (2 зачетных единицы) в том числе лекции -12, практические – 24, СРС -36. РГР, зачет. Тема 1. Основные процессы и параметры, характеризующие поведение материалов в условиях пожара. Вопрос 1. Внешние и внутренние факторы, определяющие поведение строительных материалов в условиях пожара Под поведением строительных материалов в условиях пожара понимается комплекс физико_химических превращений, приводящих к изменению состояния и свойств материалов под влиянием интенсивного высокотемпературного нагрева. В процессе эксплуатации материала в обычных условиях на него - воздействуют внешние факторы: - область применения (для облицовки пола, потолка, стен; внутри помещения с нормальной средой, с агрессивной средой, снаружи помещения и т.п.); - влажность воздуха (чем она выше, тем выше влажность пористого материала); - различные нагрузки (чем они выше, тем тяжелее материалу сопротивляться их воздействию); - природные воздействия (солнечная радиация, температура воздуха) Внешние факторы влияют на долговечность материала (ухудшение его свойств в течение времени нормальной эксплуатации). Чем они агрессивнее (интенсивнее) воздействуют на материал, тем быстрее изменяются его свойства, разрушается структура. При пожаре, помимо перечисленных, на материал воздействуют и значительно более агрессивные факторы, такие, как: - высокая температура окружающей среды; - время (продолжительность) нахождения материала под воздействием высокой температуры; - воздействие огнетушащих веществ; - воздействие агрессивной среды. В результате воздействия на материал внешних факторов пожара в материале могут протекать те или иные негативные процессы (в зависимости от вида материала, его структуры, состояния в период эксплуатации). Соответственно прогрессирующее развитие негативных процессов в материале ведет к отрицательным последствиям. Основные свойства, характеризующие поведение строительных материалов в условиях пожара Свойства - способность материалов реагировать на воздействие внешних и внутренних факторов: силовых, влажностных, температурных и др. Все свойства материалов взаимосвязаны. Они зависят от вида, состава, строения материала. Ряд из них оказывает более существенное, другие менее существенное влияние на пожарную опасность и поведение материалов в условиях пожара. Применительно к изучению и объяснению характера поведения строительных материалов в условиях пожара в качестве основных рассмотрим следующие свойства: 1. Физические свойства: объемная масса, плотность, пористость, гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость, паро и газопроницаемость. 2. Механические свойства: прочность, деформативность. 3. Теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, тепловое расширение, теплостойкость. 4. Свойства, характеризующие пожарную опасность материалов: горючесть, тепловыделение, дымообразование, выделение токсичных продуктов. Свойства материалов обычно характеризуют соответствующими числовыми показателями, которые определяют с помощью экспериментальных методов и средств. Свойства, характеризующие пожарную опасность строительных материалов Под пожарной опасностью принято понимать вероятность возникновения и развития пожара, заключенную в веществе, состоянии или процессе. Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками (свойствами материалов): горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью продуктов горения. Для оценки степени пожарной опасности строительных материалов используют количественные показатели. Горючесть - свойство, характеризующее способность материала гореть. Строительные материалы по горючести подразделяют на две основные группы: негорючие (НГ) и горючие (Г). Согласно ГОСТ 12.1.044_89 [3] негорючие (несгораемые) - материалы, не способные к горению на воздухе. Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются. Горючие (сгораемые) - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Экспериментальную оценку показателя группы горючести строительных материалов проводят по ГОСТ 30244-94 [4], согласно ГОСТ 30244-94 и ФЗ- 123 горючие материалы подразделяются на 4 группы: Г1 - слабогорючие, Г2 _ умеренногорючие, Г3 _ нормальногорючие, Г4 _ сильногорючие. Воспламеняемость - способность материала воспламеняться от источника зажигания, либо при нагреве до температуры самовоспламенения. Экспериментальную оценку показателя воспламеняемости строительных материалов производят по ГОСТ 30402_96 [5]. Согласно ГОСТ 30402 -96 и ФЗ 123 горючие материалы по воспламеняемости подразделяют на 3 группы: В1 _ трудновоспламеняемые, В2 _ умеренновоспламеняемые, В3 _ легковоспламеняемые. Распространение пламени _ способность образца материала распространять пламя по поверхности в процессе его горения. Экспериментальную оценку показателя (группы) распространения пламени по строительным материалам производят по ГОСТ 30444_97 (ГОСТ Р 51032_97) [6]. Согласно ГОСТ 30444_97 и ФЗ 123 горючие материалы по способности распространять пламя по поверхности делят на 4 групы: РП1 _ нераспространяющие, РП2 _ слабораспространяющие, РП3 _ умереннораспространяющие, РП4 _ сильнораспространяющие пламя. Дымовыделение _ способность материала выделять дым при горении, характеризуется коэффициентом дымообразования, определяемым по ГОСТ 12.1.044-89 [3]. Коэффициент дымообразования - величина, характеризующая оптическую плотность дыма, образующегося при сгорании образца материала в экспериментальной установке. По величине коэффициента дымообразования строительные материалы подразделяются на 3 группы: Д1 _ с малой дымообразующей способностью, Д2 _ с умеренной дымообразующей способностью, Д3 _ с высокой дымообразующей способностью. В процессе горения (разложения, тления) органические материалы способны выделять токсичные пары и газы, это свойство характеризуется показателем (индексом) токсичности, который определяют по ГОСТ- 12.1.044_89 [3]. Показатель (индекс) токсичности продуктов горения материалов отношение количества материала к единице объема камеры экспериментальной установки, при сгорании которого выделяющиеся продукты вызывают гибель 50% подопытных животных. По показателю токсичности строительные материалы подразделяются на 4 группы: Т1 _ малоопасные, Т2 _ умеренноопасные, Т3 _ высокоопасные, Т4 _ чрезвычайно опасные. Помимо рассмотренных свойств и показателей пожарной опасности, регламентируемых ФЗ – 123 для более полной оценки пожарной опасности строительных и других твердых материалов с помощью методов, включенных в ГОСТ 12.1.044-89, в исследовательской практике оценивают и ряд других показателей, в частности: температуры воспламенения и самовоспламенения, кислородный индекс, индекс распространения пламени, скорость распространения пламени, теплоту сгорания материала. Температура воспламенения (tв) - минимальная температура, при которой интенсивность выделения газообразных горючих продуктов разложения достаточна для их зажигания внешним источником и поддержания самостоятельного горения материала при устранении внешнего источника. Температура самовоспламенения (tсв) _ самая низкая температура материала, при которой в условиях специальных испытаний происходит интенсивное увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся пламенным горением. Кислородный индекс (КИ) _ минимальная концентрация кислорода (%), необходимая для устойчивого горения материала. Индекс распространения пламени _ условный безразмерный показатель, характеризующий способность материала распространять пламя по поверхности. Скорость распространения пламени по поверхности материала (V, м/с) _ скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего участка. Теплота сгорания ( Qн , МДж/кг)- количество тепла, выделяющегося при полном сгорании единицы массы материала. Физико-химические процессы, приводящих к изменению свойств строительных материалов в условиях пожара 1.1.3.1. Физические процессы Теплоперенос (теплопередача) _ непрерывное перемещение теплового потока от обогреваемой поверхности образца материала (изделия) вглубь (в направлении необогреваемой поверхности _ при одностороннем обогреве, Основным показателем, характеризующим развитие этого процесса, является температура материала (t - потенциал теплопереноса). Параметрами, необходимыми для количественной оценки протекания процесса теплопереноса и расчета изменения основного показателя (t) при пожаре являются теплофизические характеристики материала. Влагоперенос _ отражает процесс перемещения влаги в пористой структуре материала одновременно с развитием процесса теплопереноса. Поскольку отмеченные процессы действуют одновременно, часто их рассматривают как один процесс тепло_влагопереноса. При нагреве материала до температуры 100 оС влага, содержащаяся в порах, претерпевает температурное расширение, что увеличивает давление на стенки пор, вызывает увеличение внутренних напряжений в материале и снижает его прочность. Дальнейший нагрев материала приводит к переходу воды, содержащейся в порах, в парообразное состояние. При этом сначала влага испаряется с обогреваемой поверхности материала. Затем фазовый переход влаги в пар происходит в так называемой «зоне испарения», которая по мере прогрева постепенно перемещается в глубь образца (строительной конструкции) под влиянием процесса теплопереноса. Учитывая, что объем пор в твердом материале во время нагрева практически не изменяется, интенсивное парообразование (с 1 л воды получается 1700 л пара при нормальных условиях) приводит к быстрому росту давления в порах материала. По мере перемещения зоны испарения вглубь материала (изделия) давление возрастает. Основным показателем процесса влагопереноса является избыточное давление (Р) пара в зоне испарения. Давление пара является одним из основных стимуляторов процесса разрушения (накопления нарушений, повреждений структуры) материала. При превышении избыточным давлением некоторой критической величины этот процесс может привести к явлению взрывообразной потери целостности образца (изделия) материала. Химические процессы Дегидратация _ химическая реакция отщепления от молекулы вещества химически связанной воды. Этот процесс, например, характерен для ряда природных каменных материалов, в частности, гипса: а также для искусственных каменных материалов, изготовленных на минеральных вяжущих веществах например, цементного вяжущего в искусственных каменных материалах (бетоне, асбестоцементе). В то же время другие компоненты композиционных материалов (например, бетонов) могут расширяться, что приводит к возникновению внутренних усилий в материале, созданию напряженного его состояния, накоплению повреждений, разрушению (сниже нию прочности). Диссоциация _ расщепление (распад) молекул. Эта химическая реакция свойственна, в частности, природным каменным материалам, например, при температуре порядка 900оС протекает реакция диссоциации известняка (карбоната кальция) СаСО3 = СаО + СО2 . Она характерна также для минеральных вяжущих веществ, которые являются основой искусственных каменных материалов. Эта реакция приводит к снижению объемной массы, прочности материала, увеличению его пористости. Химическое разложение твердых материалов состоит в том, что при повышении их температуры до определенного для каждого материала значения (температуры начала деструкции) начинается процесс разрыва химических связей с образованием более простых компонентов (твердых, жидких, газообразных). С повышением температуры скорость химических реакций возрастает. Термическое разложение является чрезвычайносложным процессом, зависящим от множества параметров. Этот процессможно разделить на 3 разновидности. 1. Термическая деструкция, при которой сложные молекулы распадаются на более простые звенья. 2. Пиролиз _ процесс глубокого расщепления продуктов деструкции вплоть до образования простейших молекул. 3. Термоокислительное разложение при участии кислорода воздуха.Процесс термоокислительного разложения приводит к воспламенению материала. Процесс разложения материалов при повышенных температурах сопровождается образованием газообразных, жидких веществ, обладающих токсичным действием. Для большинства материалов общим токсичным компонентом продуктов разложения и горения является оксид и диоксид углерода (СО, СО2). Таким образом, и химические процессы приводят к разрушению (снижению прочности) материалов и другим негативным последствиям, в частности, горению. Физико-химические процессы Основным физико-химическим процессом, который происходит с органическими строительными материалами в условиях пожара, является процесс горения. Глубоко и всесторонне этот процесс, его законы и теоретические основы рассматривают при изучении дисциплины «ФХОР и ТП» Тема 2. Метод исследования поведения материалов в условиях пожара. Классификационные (аттестационные) методы оценки показателей пожарной опасности материалов Согласно ФЗ 123 к строительным материалам предъявляют требования по следующим показателям пожарной опасности: группам горючести, воспламеня емости, распространению пламени, дымообразующей способности и токсичности продуктов горения. Для оценки этих показателей пожарной опас ности используют ряд методов, регламентируемых ГОСТ [3_6]. Вначале по методу 1 ГОСТ 30244_94 оценивают, относится материал к негорючим (НГ) или к горючим (Г). Если материал относится к (НГ), то другие показатели пожарной опасности для него не определяют. Если материал относится к горючим, то для него по методу 2 ГОСТ 30244_94 определяют группу горючести, а затем и другие показатели пожарной опасности по методам [3, 5, 6]. 3. ГОСТ 12.1.044.89. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. 4. ГОСТ 30244.94. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть. 5. ГОСТ 30402.96. Материалы строительные. Метод испытаний на воспламеняемость. 6. ГОСТ 30444.97 (ГОСТ Р 51032.97). Материалы строительные. Метод испытаний на распространение пламени. 7. ГОСТ 30247.0.94. Конструкции строительные Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования. Исследования механических характеристик материалов при их нагревании Экспериментальные исследования механических характеристик неорганических строительных материалов (бетона, арматурных сталей) применительно к условиям пожара проводят в основном с помощью разрушающих методов, в процессе которых происходит разрушение (уничтожение) испытуемых образцов. В наше время используются методы испытаний приближенные к условиям работы конструкций при пожаре. Это методы испытаний бетона и металлов (в частности, арматурных сталей и алюминиевых сплавов). Они содержат следующие основные технологические операции. 1. Образец материала вначале нагружают до заданной постоянной величины 2. Нагруженный образец подвергают нагреву до момента достижения им предельного состояния (разрушения, предельной деформации ползучести и т.п). 3. В процессе опыта регистрируют изменение температуры и деформации образца. Затем строят графики изменения относительной деформации образца. Эти экспериментальные данные используют в расчетах пределов огнестойкости строительных конструкций. Задание на СР. Тема 3 Поведение материалов в условиях пожара. Вопрос 1. Поведение каменных (минеральных) материалов в условиях пожара Вопрос 2. Поведение строительных металлов и сплавов в условиях пожара. Вопросы 3. Поведение древесины и материалов на ее основе в условиях пожара Вопросы 4. Поведение полимерных строительных материалов в условиях пожара Литература. 1. Ф3 123 «Технический регламент ……. 2.Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: Учебник/ В.Н. Демехин, И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, Б.Б. Серков, А.Ю. Фролов, Е.Т. Шурин, 1 М.: Академия ГПС МЧС России, 2003.1 656 с, ил 3. ГОСТ 12.1.044.89. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. 4. ГОСТ 30244.94. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть. 5. ГОСТ 30402.96. Материалы строительные. Метод испытаний на воспламеняемость. 6. ГОСТ 30444.97 (ГОСТ Р 51032.97). Материалы строительные. Метод испытаний на распространение пламени. 7. ГОСТ 30247.0.94. Конструкции строительные Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования. Вопросы для собеседования к темам, выносимым на самостоятельное изучение 1. Понятие о структуре материалов. 2. Понятие о физических, механических и теплофизических свойствах материалов. 3. Изменения теплофизических характеристик при нагревании материала. 4. Изменения теплофизических характеристик при нагревании. 5. Пожарно-технические характеристики материалов. 6. Понятие об опасных факторах пожара. 7. Экспериментальные методы исследования механических свойств строительных материалов. 8. Определение показателей воспламеняемости и распространения пламени, тепловыделения, токсичности продуктов горения. 9. Классификация строительных материалов по пожарной опасности в соответствии с Федеральным Законом №123-ФЗ и требования, предъявляемые к ним. 10. Основные виды и характерные свойства каменных материалов, применяемых в строительстве. 11. Основные процессы и особенности поведения при нагреве. 12. Влияние температурных деформаций (напряжений). 13. Изменение механических и теплофизических свойств каменных материалов в процессе нагревания. 14. Сравнительная оценка поведения различных видов каменных материалов в условиях пожара. 15. Основные виды и особенности металлов и сплавов, применяемых в строительстве. 16. Процессы, происходящие в металлах и сплавах при нагревании и определяющие изменение механических и теплофизических свойств. 17.Особенности поведения горячекатаной, холоднотянутой, термически упрочненной и легированной сталей в условиях пожара. 18.Область использования древесины и материалов на ее основе в современном строительстве. 19. Особенности физического и химического строения древесины. 20. Влияние строения древесины и ряда внешних факторов на физические, механические и теплофизические свойства древесных материалов. 21. Поведение древесных материалов при нагревании. Особенности термоокислительной деструкции. 22.Воспламенение, горение, тление древесины и материалов на ее основе. 23. Токсичность продуктов терморазложения и горения. 24.Полимеры и пластмассы, используемые в строительстве, особенности их строения. 25. Поведение пластмасс при нагревании: термопластичность, термоактивность изменение механических характеристик, теплостойкость, термоокислительная деструкция. 26. Предельные условия воспламенения и горения пластмасс. 27. Требования Технического регламента и Сводов правил. 28. Способы повышения стойкости каменных материалов к нагреву. 29. Рациональный подбор компонентов. Введение специальных добавок. 30. Способы повышения стойкости металлов и сплавов к нагреву. 31. Теоретические основы огнезащиты древесины, древесных материалов и пластмасс. 32. Сравнительная эффективность различных видов огнезащиты. 33. Поведение зданий и сооружений при пожарах, как в обычных условиях, так и при ЧС. 34. Аналитический обзор отечественных и зарубежных результатов испытаний натурных фрагментов зданий с различными конструктивными схемами. 35. Огнестойкость зданий: степень огнестойкости, класс конструктивной пожарной опасности в соответствии с Федеральным Законом №123-ФЗ и Сводом правил. 36. Огнестойкость строительных конструкций: предел огнестойкости, класс пожарной опасности. 37. Методы экспериментальной и теоретической оценки огнестойкости строительных конструкций. 38. Основные задачи по обеспечению устойчивости зданий и сооружений при ЧС. 39. Область применения металлических конструкций, их достоинства и недостатки. 40. Поведение в условиях пожара несущих металлических конструкций: балки, фермы, колонны, легкие металлические конструкции, структурные и мембранные конструкции. 41. Оценка предела огнестойкости металлических конструкций: статическая и теплотехническая части расчета незащищенных конструкций и их элементов; особенности расчета предела огнестойкости защищенных конструкций. 42. Область применения деревянных конструкций. 43. Несущие деревянные конструкции и их поведение в условиях пожара: балки, арки, рамы. 44. Способы повышения огнестойкости и снижения пожарной опасности деревянных конструкций. 45. Виды железобетонных конструкций и область их применения. 46. Особенности поведения несущих и ограждающих железобетонных конструкций в условиях пожара. 47. Оценка предела огнестойкости железобетонных конструкций и их элементов. 48. Способы повышения огнестойкости железобетонных конструкций и огнезащита узловых соединений. Комплект заданий для расчетно-графической работы Очная и заочная форма обучения Расчетно-графическая работа состоит из трех вопросов. Номер варианта должен соответствовать сумме двух последних цифр номера зачетной книжки. Например, при номере зачетной книжки 263 –вариант расчетно-графическая робота – № 9; при номере зачетной книжки 560 – вариант № 6; при номере 501 –вариант № 1 и т. п. Варианты заданий Вариант № 1 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие искусственных каменных материалов, изготовленных на основе извести и гипса: по способу получения, основным свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур). 2. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие методов экспериментального определения показателей пожарной опасности строительных материалов? 3. Образцы строительного материала испытали на установке шахтная печь. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе горючести относится материал согласно ГОСТ 30244– и почему (ответ обосновать)? № образца Температура дымовых газов t, 0С Продолжительность самостоятельного горения tсг, с Степень повреждения, % по длине по массе SL Sm 1 130 25 81 38 2 136 28 87 42 3 140 33 80 46   Примечание: В  процессе испытания наблюдалось каплепадение расплавленного материала. Вариант № 2 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие искусственных каменных материалов, изготовленных на основе гипса и портландцемента по основным свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур)? 2. Сравните условия проведения испытаний материалов различными экспериментальными методами определения группы горючести; перечислите, в чем состоит сходство и в чем различие условий испытаний в различных методах, в чем их сходство и отличие по сравнению с условиями пожара? 3. Образцы строительного материала испытали на установке шахтная печь. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе горючести (возгораемости) относится материал согласно ГОСТ 30244– и почему (ответ обосновать)? № образца (из 4-х пластин) Температура дымовых газов t, 0С Продолжительность самостоятельного горения tсг, с Степень повреждения, % по длине по массе SL Sm 1 238 28 87 50 2 232 31 83 49 3 234 29 84 52 Вариант № 3 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие поведения известняка и гранита в условиях пожара (при нагреве до высоких температур)? 2. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие требований, предъявляемых к образцам строительных материалов, которые предназначены для определения показателей пожарной опасности с помощью экспериментальных методов? 3. Образцы строительного материала испытали на установке трубчатая электропечь. Результаты испытаний приведены в таблице. Сделать вывод о группе горючести материала согласно ГОСТ 30244– (ответ обосновать). № образца Прирост температуры в печи t,0С Потеря массы образца m, % Продолжительность пламенного горения t, с 1 49 54 9 2 52 47 12 3 47 49 8 4 50 50 11 5 51 50 10 Вариант № 4 1. Перечислите и поясните основные причины разрушения (снижения прочности) искусственных каменных материалов в условиях пожара (при нагреве до высоких температур). 2. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие приборов (установок), используемых при экспериментальном определении показателей пожарной опасности строительных материалов с помощью стандартных методов? 3. Образцы древесины, обработанные огнезащитным составом, были подвержены огневым испытаниям с целью определения эффективности огнезащитного средства. Результаты испытаний приведены в таблице (m1 –масса образца до испытания, m2 –масса образца после испытания). Выполнить обработку результатов испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ 16363– (СТ СЭВ 4686–) и сделать вывод об эффективности огнезащитного средства. № образца m1, г m2, г № образца m1, г m2, г 1 110,0 101,5 6 113,0 102,3 2 112,1 102,0 7 113,2 103,1 3 109,6 100,5 8 111,1 104,2 4 108,2 99,0 9 110,4 100,3 5 107,3 99,4 10 108,5 101,1 Вариант № 5 1. Перечислите по позициям, в чем сходство и в чем различие углеродистых и легированных сталей по составу, свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур)? 2. Перечислите по позициям, в чем сходство и в чем различие в последовательности проведения испытаний различными экспериментальными методами определения показателей пожарной опасности строительных материалов? 3. Образцы строительного материала испытали на установке трубчатая электропечь. Результаты испытаний приведены в таблице. Сделать вывод о группе горючести материала согласно ГОСТ 30244– (ответ обосновать). № образца Прирост температуры в печи t,0С Потеря массы образца m, % Продолжительность пламенного горения t, с 1 49 47 9 2 51 52 11 3 53 50 12 4 46 49 8 5 50 51 9 Вариант № 6 1. Назовите характерные особенности поведения органических строительных материалов в условиях пожара; свой ответ подтвердите примерами. 2. Перечислите параметры, по которым производится оценка результатов испытаний при экспериментальном определении показателей пожарной опасности строительных материалов различными методами? В каких методах используется одинаковые параметры (назовите методы и параметры)? 3. Образцы древесины, обработанные огнезащитным составом, были подвергнуты огневым испытаниям с целью определения эффективности огнезащитного средства. Результаты испытаний приведены в таблице (m1 –масса образца до испытания, m2 –масса образца после испытания). Выполнить обработку результатов испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ 16363– (СТ СЭВ 4686–) и сделать вывод об эффективности огнезащитного средства. № образца m1, г m2, г № образца m1, г m2, г 1 130,5 98,4 6 129,8 96,7 2 130,1 99,0 7 140,0 109,1 3 132,2 104,0 8 137,2 110,1 4 137,6 106,0 9 136,3 104,8 5 140,5 111,0 10 133,8 107,2 Вариант № 7 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие поведения природных и искусственных каменных материалов в условиях пожара (при нагреве до высоких температур); свой ответ подтвердите на примерах материалов. 2. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие метода определения воспламеняемости декоративных тканей [3] и метода экспериментального определения группы трудногорючих и горючих веществ и материалов по ГОСТ 12.1.044–89. 3. Образцы строительного материала испытали на установке шахтная печь. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе горючести (возгораемости) относится материал согласно ГОСТ 30244– и почему? (Ответ обосновать). № образца (из 4-х пластин) Температура дымовых газов t, С Продолжительность самостоятельного горения tсг, с Степень повреждения, % по длине по массе SL Sm 1 135 65 20 2 136 62 21 3 133 70 18 Вариант № 8 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие искусственных каменных материалов, изготовленных на основе извести и портландцемента, по основным свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур). 2. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие метода определения огнезащитных свойств защитных средств для древесины по ГОСТ 16363– (СТ СЭВ 4686–) и метода экспериментального определения группы трудногорючих и горючих веществ и материалов по ГОСТ 12.1.044–. 3. Образцы строительного полимерного материала испытали в двух режимах для определения показателя токсичности продуктов горения. Результаты испытаний приведены в таблице. Время испытания –30 мин. К какому классу опасности по показателю токсичности продуктов горения относится материал согласно ГОСТ 12.1.044–89 и почему? (Ответ обосновать). № образца Показатель токсичности НCL-50, г/м3,(в режиме пламенного горения) № образца Показатель токсичности НCL-50, г/м3 (в режиме тления) 1 10 1 18 2 12 2 14 3 15 3 11 4 16 4 13 5 10 5 10 Вариант № 9 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие поведения древесины и пластмасс в условиях пожара (при нагреве до высоких температур), а также способов огнезащиты (видов огнезащитных средств). 2. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие метода определения огнезащитных свойств защитных средств для древесины по ГОСТ 16363– (СТ СЭВ 4686–) и метода определения воспламеняемости декоративных тканей [3]. 3. Образцы строительного полимерного материала испытали в двух режимах для определения показателя токсичности продуктов горения. Результаты испытаний приведены в таблице. Время испытания –30 мин. К какому классу опасности по показателю токсичности продуктов горения относится материал согласно ГОСТ 12.1.044–89 и почему? (Ответ обосновать). № образца Показатель токсичности НCL-50, г/м3,(в режиме пламенного горения) № образца Показатель токсичности НCL-50, г/м3,(в режиме тления) 1 128 1 128 2 112 2 112 3 124 3 124 4 119 4 119 5 116 5 118 Вариант № 10 1. Чем отличаются керамические материалы от других искусственных каменных материалов: по технологии изготовления, основным свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур)? (Свой ответ подтвердите на примерах материалов). 2. С помощью каких экспериментальных методов производят определение группы горючести твердых материалов? В чем их сущность, сходство и различие? 3. Образцы строительного материала испытали на установке трубчатая электропечь. Результаты испытания приведены в таблице. Сделать вывод о группе горючести (возгораемости) материала согласно ГОСТ 30244– (ответ обосновать). № образца Прирост температуры в печи t,0С Потеря массы образца m, % Продолжительность пламенного горения t, с 1 52 49 18 2 48 39 12 3 53 41 8 4 47 48 6 5 49 47 7 Вариант № 11 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие углеродистых сталей и алюминиевых сплавов по свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур). 2. Какими показателями характеризуют пожарную опасность строительных материалов, какими методами определяют каждый из них и какими стандартами они регламентируются? 3. Образцы строительного материала испытали на установке шахтная печь. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе горючести относится материал согласно ГОСТ 30244– и почему (ответ обосновать)? № образца Температура дымовых газов t, С Продолжительность самостоятельного горения tсг, с Степень повреждения, % по длине по массе SL Sm 1 450 298 91 50 2 430 301 78 52 3 424 299 85 49 Вариант № 12 1. Назовите основные причины разрушения (снижения прочности) природных каменных материалов в условиях пожара (при нагреве до высоких температур); свой ответ подтвердите примерами. 2. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие метода экспериментального определения коэффициента дымообразования твердых веществ и материалов и метода определения показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов по ГОСТ 12.1.044–. 3. Образцы строительного материала испытали на установке шахтная печь. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе горючести относится материал согласно ГОСТ 30244– и почему (ответ обосновать)? № образца Температура дымовых газов t, 0С Продолжительность самостоятельного горения tсг, с Степень повреждения, % по длине по массе SL Sm 1 136 60 22 2 134 65 20 3 135 70 17 Вариант № 13 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие легированных сталей и алюминиевых сплавов по свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур). 2. Какие методы экспериментальной оценки показателей пожарной опасности используют при испытании строительных материалов, в чем сущность каждого из них? 3. Образцы строительного материала испытали на экспериментальной установке шахтная печь. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе горючести (возгораемости) относится материал согласно ГОСТ 30244– и почему (ответ обосновать)? № образца Температура дымовых газов t, 0С Продолжительность самостоятельного горения tсг, с Степень повреждения, % по длине по массе SL Sm 1 450 300 90 48 2 448 302 88 49 3 451 297 83 51   Примечание: в процессе испытаний наблюдалось расплавлениематериала. Вариант № 14 1. Перечислите по позициям, в чем состоят достоинства и в чем недостатки полимерных материалов (пластмасс) по сравнению с искусственными каменными материалами по свойствам, применению в строительстве, поведению в условиях пожара; свой ответ подтвердите на примерах материалов. 2. Сравните требования, предъявляемые к образцам материалов, испытываемых различными методами при определении группы горючести, укажите, в чем состоит сходство и в чем различие требований? 3. Образцы строительного материала испытали на дымообразующую способность по ГОСТ 12.1.044–. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе относится материал по коэффициенту дымообразования и почему (ответ обосновать)? № образца Коэффициент дымообразования Dm, м2/кг В режиме пламенного горения В режиме тления 1 52 49 2 48 53 3 49 54 4 47 48 5 51 53 Вариант № 15 1. Какие материалы применяют в строительстве в качестве теплоизоляционных и в чем состоит их пожарная опасность (поведение в условиях пожара)? 2. По каким показателям оценивают пожарную опасность строительных материалов и с помощью каких экспериментальных методов определяют каждый показатель (перечислите)? 3. Образцы строительного материала испытали на дымообразующую способность по ГОСТ 12.1.044–. Результаты испытаний приведены в таблице. К какой группе относится материал по коэффициенту дымообразования и почему? (Ответ обосновать). № образца Коэффициент дымообразования Dm, м2/кг В режиме пламенного горения В режиме тления 1 490 491 2 510 507 3 518 483 4 496 493 5 502 499 Вариант № 16 1. Какие методы и средства используют для огнезащиты древесины, в чем состоит физический механизм их действия (влияния) на процесс горения древесины? 2. По каким параметрам, измеряемым в процессе огневых испытаний, оценивают группы горючести материалов, испытываемых различными методами (перечислите названия методов и параметры)? 3. Образцы материала испытали с помощью метода определения трудногорючих и горючих веществ и материалов по ГОСТ 12.1.044–. Результаты испытаний приведены в таблице. Оценить, к какой группе горючести относится материал? (Ответ обосновать). № образца Температура реакционной камеры до введения образца, 0С Максимальная температура газообразных продуктов горения,0С Время достижения максимальной температуры, с Масса образца, кг Потеря массы образца, % до испытания после испытания 1 200 259 65 128 58 2 200 240 73 130 61 3 200 248 80 125 57 Вариант № 17 1. Назовите характерные особенности поведения неорганических материалов в условиях пожара (нагрева до высоких температур); свой ответ подтвердите примерами поведения конкретных видов материалов в условиях пожара. 2. Какими стандартами регламентируются методы экспериментального определения показателей пожарной опасности строительных материалов (приведите названия стандартов и укажите какие показатели пожарной опасности регламентируют каждый из них)? 3. Образцы органического материала испытали с помощью метода определения трудногорючих и горючих веществ и материалов по ГОСТ 12.1.044–. Результаты испытаний приведены в таблице. Оценить, к какой группе горючести относится материал? (Ответ обосновать). № образца Температура реакционной камеры до введения образца, 0С Максимальная температура газообразных продуктов горения,0С Время достижения максимальной температуры, с Масса образца, кг Потеря массы образца, % до испытания после испытания 1 200 230 28 132 53 2 200 241 29 127 51 3 200 239 25 130 52 Вариант № 18 1. Перечислите по позициям, в чем состоит сходство и в чем различие поведения в условиях пожара (при нагреве до высоких температур) бетонов и сталей, применяемых в строительстве. 2. Как классифицируют строительные материалы по показателям пожарной опасности? 3. Образцы материала испытали с помощью метода определения трудногорючих и горючих веществ и материалов по ГОСТ 12.1.044–. Результаты испытаний приведены в таблице. Оценить, к какой группе горючести относится материал? (Ответ обосновать). № образца Температура реакционной камеры до введения образца, 0С Максимальная температура газообразных продуктов горения,0С Время достижения максимальной температуры, с Масса образца, кг Потеря массы образца, % до испытания после испытания 1 200 257 240 131 48 2 200 241 231 130 49 3 200 248 227 128 47