Исследование свойств огнетушащих порошков, модифицированных торфяными гидрофобными добавками Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 614.842

Мисников О.С.

Мисников Олег Степанович, д. т. н., заведующий кафедрой геотехнологии и торфяного производства ФГБОУ ВПО «Тверской государственный технический университет» (ТвГТУ), 170023, Тверь, Академическая, 12, misolg@mail.ru

Дмитриев О.В.

Дмитриев Олег Владимирович, научный сотрудник отделения информационного обеспечения населения и технологий информационной поддержки РСЧС и пожарной безопасности экспертно-консалтингового отдела ФГБОУ ВПО «Ивановский институт ГПС МЧС России», 153009, Иваново, пр-т Строителей, 33, olegdmitriev22@gmail.com

Попов В.И.

Попов Владимир Иванович, к. т. н., профессор кафедры пожарной профилактики ФГБОУ ВПО «Ивановский институт ГПС МЧС России», 153009, Иваново, пр-т Строителей, 33, olegdmitriev22@gmail.com

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОГНЕТУШАЩИХ ПОРОШКОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ТОРФЯНЫМИ ГИДРОФОБНЫМИ ДОБАВКАМИ

Аннотация. Проведены исследования по определению возможности использования гидрофобно-модифицирующих добавок на основе органического вещества торфа в качестве антислеживающего агента в огнетушащих порошках. Дана информация по промышленно-адаптированному способу их получения. Приведена схема экспериментальной установки для исследования процессов тушения модельных очагов пожаров различных классов. Разработана оригинальная методика проведения испытаний порошковых огнетушащих составов. Представлены количественные показатели эффективности использования контрольных и гидрофобно-модифицированных огнетушащих порошков.

Ключевые слова: огнетушащий порошок, торф, гидрофобно-модифицирующая добавка, тонко-дисперсный помол, водоотталкивание, экспериментальная установка, методика, тушение модельного очага.

Misnikov O.S.

Misnikov Oleg S., D. Sc., Prof., Head of Chair Geotechnology and Peat Production Tver State Technical University, 170023, Tver, Academicheskay, 12

Dmitriev O.V.

Dmitriev Oleg V., research officer of Expert and Consulting Institute Ivanovo State Firefighting Service of EMERCOM, 153009, Ivanovo, Stroitelej Prospect, 33

Popov V.I.

Popov Vladimir I., Ph. D., Professor of Chair Fire Prevention Institute Ivanovo State Firefighting Service of EMERCOM, 153009, Ivanovo, Stroitelej Prospect, 33

RESEARCH

OF PROPERTIES OF DRY CHEMICAL POWDERS MODIFIED BY PEAT BASED HIDROPHOBIC ADDITIVES

Abstract. We conducted a research to identify whether it is possible to use hydrophobic modification additives on the base of peat as a free flowing agent in dry chemical powders. The information on industrially adapted ways of production is provided.There was developed a scheme of atest setup for extinguishing ofmodel fires of different classes.We developed a unique method of dry chemical powders compositions testing. We presented quantitative efficiency metrics of use of control and hydrophobic modified dry chemical powders.

Keywords: dry chemical, peat, hydrophobically modifying additive, fine grinding, water repellency, the experimental installation, methodology, standardized fire source extinguishment.

Огнетушащие порошки, являющиеся эффективными огнетушащими средствами для ликвидации возгораний различных веществ, нашли широкое применение в мобильных установках, а также модульных и автоматических средствах пожаротушения. Такому распространению огнетушащих порошков способствует их универсальность и высокие качественные характеристики, выгодно отличающие их от других известных средств пожаротушения [1]. В то же время огнетушащие порошки имеют ряд недостатков, основным из которых является большая склонность к слеживанию.

При тушении очага возгорания определяющим, при прочих равных условиях, является степень механического диспергирования ингредиентов порошка [2], определяемая конечным размером его частиц. Чем больше дисперсность порошка, характеризуемая удельной поверхностью частиц, тем выше его огнетушащая способность. Это вызвано большей скоростью прогрева компонентов, а также высокой интенсивностью теплообменных процессов на границе «пламя - частица». Однако при повышении удельной поверхности частиц ухудшаются эксплуатационные свойства порошка: происходит увеличение способности к влагопоглощению и, соответственно, слеживание и комкообразование. Интегральное действие этих факторов приводит к значительному сокращению срока его эксплуатационного хранения. Для предотвращения негативных процессов используются специальные антислеживающие добавки [1], к которым относится аэросил (пирогенный кремнезем), белая сажа, стеараты металлов, нефелин, тальк и др. Стоимость применяемых модифицирующих средств достаточно высокая и составляет от 65 рублей (белая сажа) до 350 рублей (аэросил) за килограмм.

Таким образом, внесение в состав огнетушащего порошка гидрофобизирующих добавок позволяет сохранять длительное время его качественные характеристики, но одновременно приводит к усложнению технологии получения и увеличению затрат на его производство. Актуальность исследований обусловлена разработкой новых видов гидрофо-бизирующих добавок, которые при высоких качественных характеристиках будут иметь относительно низкую стоимость.

Для решения этой проблемы предлагается использовать гидрофобно-модифицирующие

добавки широкого спектра действия, получаемые из торфяного сырья, 37% мировых запасов которого находится на территории Российской Федерации [3].

Целью исследований является возможность использования гидрофобно-модифицирующих добавок (ГМД) на основе органического вещества торфа в качестве водоотталкивающего агента в огнетушащих порошках. В связи с поставленной целью в работе решался комплекс взаимосвязанных задач: во-первых, оптимизация концентрации ГМД в порошке; во-вторых, сравнительный анализ водоотталкивающих свойств контрольного и модифицированных порошков; в-третьих, определение их минимального расхода на тушение модельного очага возгорания.

Теоретические основы получения продуктов термохимической переработки торфа и их применения в качестве водоотталкивающих агентов в различных видах минеральных дисперсных материалах были заложены проф. В.Е. Раковским и его научной школой в 40-60-х годах XX века [4, 5]. В дальнейшем их идеи получили свое развитие в работах сотрудников Тверского государственного технического университета [6]. Они использовались при разработке способа гидрофобной модификации минеральных вяжущих гидравлического твердения и строительных материалов на их основе.

Известно, что в состав органического вещества торфа входят: битумы; вещества, извлекаемые холодной и горячей водой, а также соединения, растворяющиеся в воде после гидролиза в присутствии минеральных кислот (водорастворимые и легкогидролизуемые вещества торфа, целлюлоза); негидролизуемый остаток (лигнин) и гуминовые вещества, извлекаемые из торфа раствором щелочи [4, 5, 7]. Из всех приведенных выше групп химических соединений, входящих в состав органического вещества торфа, изначально гидрофобными являются только битумы. К ним относятся вещества, растворимые в органических растворителях, которые состоят в основном из жиров, восков, парафинов и смол. Содержание в торфяном сырье экстрагированных соединений и их элементный химический состав колеблется в пределах 1,4...15,9% от органической массы в зависимости от типа и вида торфа, его степени разложения и минерализации. Однако в среднем их содержание невелико и составляет около 2-4% [5, 7].

В то же время при нагреве торфа до высоких температур (при отсутствии или недостатке кислорода) начинает проявляться характерное для всех биотоплив свойство - его термическая неустойчивость. Его органическая масса претерпевает сложные превращения, комплекс которых принято называть термической деструкцией (пиролизом), в результате чего образуются твердые, жидкие и газообразные продукты. Процесс пиролиза торфа представляет собой совокупность ряда последовательных и параллельных реакций, протекающих вследствие сложности строения элементарных структурных единиц органических веществ в несколько стадий. Эти стадии характеризуются определенным рядом однотипных групп реакций со специфическими кинетическими закономерностями [5]. Таким образом, каждая составная часть торфа имеет свои особенности, определяемые их природой, и накладывает в зависимости от содержания в торфе определенный отпечаток на ход его термического разложения. Но основное внимание необходимо обратить на то, что при термическом распаде органической массы торфа появляется значительное количество дополнительных гидрофобных соединений, наличие которых не фиксировалось в первоначальном сырье. Это, в первую очередь, соединения, называемые в научно-технической литературе «пиролизными маслами», а также твердый остаток, который при удалении пирогенетической воды переходит из гидрофильного в гидрофобное состояние [5, 6].

Таким образом, основной научный подход, применяемый при получении ГМД из торфа, -это использование природных битумов, а также термохимическое воздействие на органическое вещество торфа с целью дополнительного их получения и равномерного распределения на органическом носителе, которым являются твердые частицы торфа. Такая система обладает чрезвычайно высокой степенью гидрофоб-ности и при контакте с дисперсным материалом будет существенно замедлять процесс поглощения им капельно-жидкой и парообразной влаги. Внесение можно осуществлять простым механическим перемешиванием, но наиболее эффективным является ввод ГМД в шаровую мельницу при получении порошкообразных материалов, в том числе и при производстве огнетушащих порошков.

Кроме непосредственного влияния твердых компонентов на минеральные зерна в ходе сов-

местного измельчения гидрофобной добавки и компонентов порошка происходит дополнительный процесс механохимического нанесения битумных пленок на его поверхность, улучшающий водоотталкивающие свойства [8, 9]. Таким образом, при оптимизации параметров процесса помола возможно создание дискретных пленочных образований на модифицируемых минеральных частицах, которые позволят достаточно эффективно изолировать их от воздействия капельно-жидкой и парообразной влаги.

Эту гипотезу подтверждают исследования методом просвечивающей электронной микроскопии на микроскопе JEOL JEM-100CX II минеральных частиц цементного клинкера, на которые наносились порошкообразные торфяные модификаторы при совместном помоле [8]. Размер частиц клинкера приблизительно находится в том же диапазоне, что и размер частиц исследуемых огнетушащих порошков.

Г идрофобно-модифицирующие добавки (рис. 1), использованные в качестве антисле-живающего агента в огнетушащих порошках, являются продуктом процесса низкотемпературной термохимической деструкции органического вещества торфа, измельченного до размера частиц менее 50 мкм. При разложении органических соединений выделяемые жидкие продукты (битумные компоненты) сорбируются в виде пленок толщиной от 2,3 до 10 нм [6, 8, 9] на поверхности высокодисперсных торфяных частиц и придают им дополнительные водоотталкивающие свойства. Внешне гидрофобно-модифицирующая добавка представляет собой порошок темнокоричневого или черного цвета с насыпной плотностью 350-400 кг/м3.

Примерный групповой химический состав ГМД следующий: битумы - до 5%; термобитумы - до 10%; термодеструктурированные гуминовые вещества - до 40%; лигнин -до 30%; органоминеральные комплексы -до 15%. Исходным сырьем для получения добавок является торф всех типов со степенью разложения не менее 20%. В связи с этим более точный групповой химический состав можно установить только при использовании конкретного типа и вида торфа. В экспериментах в качестве сырья для получения модифицирующих добавок применялся низинный осо-ково-гипновый и верховой пушицево-сфаг-новый торф с степенью разложения в обоих случаях - 20-25%.

Рис. 1. Фото гидрофобно-модифицирующей торфяной добавки для минеральных дисперсных материалов

Fig. 1. Picture of hydrophobic modified peat additive for mineral dispersed materials

Для усиления водоотталкивающего эф-фекта и одновременного упрощения способа внесения и дозирования, в экспериментах были использованы добавки ГМД, которые дополнительно насыщались1 гидрофобными компонентами. Их концентрация варьировала от 1 до 20%. Для удобства интерпретации результатов исследований, введем обозначение, при котором число после ГМД будет обозначать дополнительную концентрацию гидрофобного компонента. Например, ГМД-3 представляет собой добавку с дополнительным гидрофобным компонентом концентрацией 3%.

При проведении первого этапа исследований ГМД вносили в определенных концентрациях в полуфабрикат огнетушащего порошка «Волгалит АВС» (порошкообразный состав без традиционно применяемой гидрофобизу-ющей добавки - аэросила). В качестве метода внесения использовали механическое перемешивание гидрофобных модификаторов в полуфабрикате огнетушащего порошка «Волгалит АВС».

При выполнении работ проводились следующие исследования:

• определение способности огнетушащего

порошка с ГМД к водоотталкиванию;

• оценка влияния ГМД в концентрациях

1...5% на огнетушащий эффект порошка

1 Способ насыщения защищен секретом производства («ноу-хау»).

«Волгалит АВС» при тушении модельного очага пожара с легковоспламеняющейся жидкостью по методике и на лабораторной установке, разработанной в ФГБОУ ВПО «Ивановский институт ГПС МЧС России». Оценка водоотталкивающих свойств, проведенная по методике [10], показывает, что при использовании ГМД в концентрациях от 1 до 5% полного впитывания капель воды в слой порошка в течение 120 минут не происходит. В то же время частичное скатывание капель с его поверхности отмечено только в единичных случаях при концентрации не менее 2% ГМД-5. Однако необходимо подчеркнуть, что и промышленно выпускаемый огнетушащий порошок «Волгалит АВС» с добавкой аэросила тест на водоотталкивание не прошел.

Усиление огнетушащего эффекта при тушении модельного очага пожара легковоспламеняющейся жидкости возникает только при концентрации 2% гидрофобно-модифи-цирующей добавки в огнетушащем порошке. При использовании ГМД расход огнетушащего порошка сокращается на 10%, а ГМД-3 и ГМД-5 - на 20%.

Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что введение добавок серии «ГМД» в качестве гидрофобизирующих компонентов позволяет придавать гидрофобные свойства компонентам огнетушащего порошка, уменьшать склонность к влагопог-лощению, а также увеличивать огнетушащий эффект. В то же время при использовании антислеживающих компонентов на основе торфа методом механического смешивания [11] не достигается максимально возможной реализации заложенного в них потенциала.

Для усиления эффективности использования ГМД в огнетушащих составах был проведен их совместный помол с компонентами порошка в шаровой мельнице. Необходимо отметить, что практика использования такого типа добавок при помоле различных видов минеральных материалов показывает, что они являются хорошими интенсификаторами помола и позволяют увеличивать условную удельную поверхность частиц как минимум на 5-10% [9], что приводит к сокращению времени помола и связанному с этим энергосберегающему эффекту.

В качестве образцов для сравнения использовались промышленно выпускаемые огнетушащие порошки «Волгалит-АВС» и «ИСТО-1». Кон-

трольный образец получали методом совместного помола в шаровой мельнице компонентов промышленного порошка «Волгалит-АВС» без гидрофобных добавок. В экспериментальных составах традиционный гидрофобизирующий компонент [1] был заменен ГМД. Помол контрольного образца осуществлялся в течение 25 минут до достижения удельной поверхности 380-400 м2/кг. Время помола экспериментальных образцов до достижения таких же показателей дисперсности составило от 20 до 23 минут. После приготовления порошков определялась их склонность к влапоглощению и к слеживанию по стандартной методике [10] с увеличением относительной влажности воздуха с 80 до 100%.

Склонность к влагопоглощению В, % определялась по формуле

B =

m1 - m

2

1QQ%,

m

где m - масса нетто испытуемой навески порошка, г; m1 - масса стаканчика с навеской после выдержки (увлажнения), г; m2 - масса стаканчика с навеской до выдержки (увлажнения), г.

Склонность к слеживанию С, %, определялась по формуле

C =

mк

m

1QQ%,

где mк - масса образовавшихся комочков и порошка, не высыпавшегося из стаканчика, г.

Анализ полученных результатов позволил установить значительное улучшение показателя «склонность к слеживанию» во всех экспериментальных порошковых огнетушащих составах (табл. 1) по сравнению с контрольным и промышленным порошком «Волгалит-АВС». По этому показателю экспериментальные составы имеют такие же характеристики, как и промышленный порошок «ИСТО-1». Он является высококачественным огнетушащим порошком, который широко применяется для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В, а также в оборонных технологиях.

Необходимо обратить внимание на некоторое увеличение в ряде экспериментальных образцов (№№ 1, 4, 6) склонности с влагопог-лощению В. Однако сама по себе эта величина может характеризовать только сорбционную

Таблица 1. Результаты испытания огнетушащих порошковых составов Table 1. The test results of dry chemical powder compositions

№ Вид порошка Масса тары mv г m2, г m1, г m, г В, % m1после сушки, г mк, г С, %

1 Экспериментальный с 1% ГМД-20 на основе верхового торфа 105,29 119,3Q 12Q,15 14,Q1 6,Q7 119,12 Q,43 2,894

2 Экспериментальный с 1% ГМД-20 на основе низинного торфа 98,86 112,8б 113,44 14,QQ 4,14 112,59 Q Q

3 Экспериментальный с 2% ГМД-20 на основе верхового торфа 107,93 121,93 122,51 14,QQ 4,14 121,74 Q,Q1 Q,Q69

4 Экспериментальный с 2% ГМД-20 на основе низинного торфа 108,05 122,Q5 122,7б 14,QQ 5,Q7 121,88 Q,29 1,971

5 Экспериментальный с 2% ГМД-10 на основе верхового торфа 102,12 11б,12 11б,72 14,QQ 4,29 115,92 Q,31 2,123

б Экспериментальный с 2% ГМД-10 на основе низинного торфа 87,96 1Q1,97 Ю2,б8 14,Q1 5,Q7 1Q1,7 Q,33 2,242

7 Контрольный образец 105,06 119,Q8 119,9Q 14,Q2 5,85 118,92 1Q,85 73,113

8 Промышленный «Волгалит-АВС» 108,94 122,9б 123,6Q 14,Q2 4,57 122,81 1,94 13,233

9 Промышленный «ИСТО-1» 105,13 119,14 12Q,Q6 14,Q1 6,57 118,9б Q Q

емкость слоя огнетушащего порошка по водяному пару без взаимосвязи с его способностью к контактным взаимодействиям, приводящим к образованию комков. Это хорошо заметно при анализе показателя С. Во всех без исключения экспериментальных порошках он существенно ниже, чем у контрольного (в 25-1059 раз) и у «Волгалит-АВС» (4,5-192 раза). Причем, в отличие от промышленного и контрольного образцов, у которых наблюдалось комкование во всем объеме, у экспериментальных составов за скомкованную массу принималась лишь та часть порошка, которая в незначительном количестве прилипала к стенкам стаканчиков и разрушалась при легком механическом воздействии. Комков в слое экспериментальных порошков отмечено не было, и весь просеиваемый порошок оказался в подрешетном продукте. Кстати, этот вывод подтверждает то, что такой же качественной характеристикой С обладает и «ИСТО-1», в то время как показатель В у него был самым высоким из всех исследуемых составов (см. таблица 1, строка № 9).

Оценку влияния ГМД на огнетушащий эффект порошков при тушении модельных очагов пожара классов А и В проводили на специально изготовленной лабораторной установке на кафедре пожарной профилактики в составе учебно-научного комплекса «Госу-

дарственный надзор» Ивановского института ГПС МЧС России (рис. 2).

Компрессор 1, вращаемый электродвигателем 2, по шлангам высокого давления 3 нагнетает воздух в промежуточную емкость 4. Величина давления в промежуточной емкости измеряется манометром 5. При срабатывании электромагнитного клапана 6 сжатый воздух импульсно выбрасывается в устройство для подачи порошка 7. Огнетушащий порошок, содержащийся в резервуаре, переходит во взвешенное состояние и выбрасывается на моделируемый очаг возгорания 8. Высота устройства для подачи порошка относительно модельного очага регулируется с помощью передвижной лапки штатива 9.

Главное отличие экспериментальной установки от аналогов, используемых в настоящее время в специализированных лабораториях России, заключается в том, что она обладает возможностью изменения угла атаки газопорошковой струи. Такой подход позволяет осуществлять моделирование тушения огнетушителем, а также модулями порошкового пожаротушения. В установке также предусмотрена возможность выбора модельного очага возгорания, позволяющего проводить исследования с жидкими и с твердыми горючими нагрузками. При этом площадь модельного очага с жидким топливом может выбираться путем

Рис. 2. Принципиальная схема установки для определения огнетушащей способности порошков:

1 - компрессор; 2 - электродвигатель; 3 - шланги высокого давления; 4 - промежуточная емкость; 5 - манометр; 6 - электромагнитный клапан; 7 - устройство для подачи порошка;

8 - модельный очаг пожара; 9 - штатив

Fig. 2. Schematic structural diagram of the setup for determination of dry chemical powders capability:

1 - compressor; 2 - electric motor; 3 - high pressure hoses; 4 - intermediate container; 5 - manometer; 6 - electromagnetic valve; 7 - powder feeding device; 8 - model fire source; 9 - pillar

изменения диаметра кольца, которое ограничивает разлив бензина. Размеры модельного очага с твердой горючей нагрузкой выбираются путем изменения ее массы. Возможность подачи в зону горения строго дозированного количества огнетушащего порошка обеспечивает высокую точность проведения сравнительной оценки его огнетушащей способности. Такое преимущество обеспечивается за счет особой конструкции устройства для подачи (рис. 3).

Последовательность проведения эксперимента состоит из подготовки лабораторной огнетушащей установки и модельного очага пожара, поджога и тушения. В резервуар устройства для подачи насыпали предварительно взвешенную на электронных весах с точностью да 0,01 г порцию порошка.

Высота от зеркала горючей жидкости до нижнего среза устройства для подачи порошка регулировалась таким образом, чтобы при запуске установки основание конуса струи, выходящей из устройства, было

равным 0,08 м, что соответствовало диаметру ограничивающего кольца (рис. 4 б). Далее при помощи компрессора в промежуточную емкость нагнетается воздух до достижения избыточного давления 70 кПа. Величина давления была определена экспериментально и обусловлена тем, что при запуске установки это ее минимальное значение, необходимое для выброса всей порции порошковой смеси из резервуара.

Для моделирования очага пожара класса А 1 (горение твердых веществ, сопровождаемое тлением) в качестве горючего материала использовали 40 брусков из дерева хвойных пород длиной 80 мм и квадратным сечением 5 мм. Влажность древесины составляла примерно 6%.

В модельном очаге пожара класса В 1 (горение жидких веществ, нерастворимых в воде) в качестве горючей жидкости использовали бензин марки А-80 объемом 3,5 мл. Количество горючей жидкости в испытаниях оставалось постоянным. Затем в поддон наливалась вода

Сжатый воздух

Насадка

Трубка

Выходное отверстие для порошка

■ О „V.

Газопорошковая смесь Рис. 3. Конструкция устройства для подачи порошка

Fig. 3. Powder feeding device design

а) б)

Рис. 4. Тушение модельных очагов пожара: древесины (а) и бензина (б) Fig. 4. Extinguishing of model fire: wood (a) and petrol (б)

таким образом, чтобы ее зеркало полностью закрывало дно поддона, и устанавливалось кольцо-ограничитель площадью 0,005 м2. После подготовительных операций горючая жидкость выливалась на поверхность воды, ограниченную кольцом.

Процедура поджога зависит от класса модельного очага. Для древесины, чтобы дать установиться (стабилизироваться) горению, необходимо выдержать время 1 минуту, а для бензина для этого достаточно 10...15 секунд. После стабилизации процесса горения с помощью электромагнитного клапана осуществляется пуск огнетушащего порошка. Пр и срабатывании клапана воздух по шлангам высокого давления подается в резервуар устройства для подачи порошка. В момент попадания воздуха в камеру на порцию порошка воздействует пневматический удар, в результате которого порошок переходит в псев-доожиженное состояние и под давлением выбрасывается в зону горения модельного очага пожара (рис. 5).

После выброса порции порошка из устройства на очаг возможны два варианта раз-

вития процесса тушения. Во-первых, это прекращение горения (рис. 5) - в таком случае считается, что масса порошка достаточна для тушения. Во-вторых, после рассеивания струи порошка горение может не прекратиться, либо произойти повторное воспламенение очага. В этом случае массы порошка не хватает для ликвидации возгорания.

Для оценки влияния теплового, огнепреграждающего и сорбционного эффектов при тушении модельного очага пожара определялось минимальное количество порошка, которое способно погасить модельный очаг пожара. В результате проведенных исследований по тушению модельных очагов пожаров (класс В 1) установлено, что экспериментальные огнетушащие составы по своим качественным характеристикам соответствуют промышленно выпускаемым огнетушащим порошкам «Волгалит-АВС» и «ИСТО-1» (табл. 2).

Необходимо отметить, что в некоторых экспериментах в модифицированных порошках зафиксировано снижение их количества для тушения модельного очага на 34% (табл. 2, строка № 5), а также увеличение рас-

а)

б)

Рис. 5. Прекращение горения модельных очагов пожара в результате воздействия огнетушащего порошка: древесины (а) и бензина (б)

Fig. 5. Model fire blowout as the result of dry chemical powders use: wood (a) and petrol (б)

хода на 33% (см. табл. 2, строка № 6) при прочих равных условиях. Это еще раз подчеркивает то, что 2%-я концентрация добавки в порошке является предельным значением и граничным условием для решения задачи по количественной оптимизации состава, что хорошо согласуется с ранее полученными данными для минеральных вяжущих материалов [8]. Вместе с тем, количественный (концентрация добавки в порошке) и качественный (степень гидрофоб-ности ГМД) состав будет зависеть и от ингредиентов минеральной части огнетушащего состава. То есть в этом случае появляется реальная возможность снижения степени насыщения торфяной матрицы дополнительными гидрофобными компонентами и, соответственно, стоимости конечного продукта.

Кроме фактора влияния на процессы тушения химического состава порошка и добавок большое значение имеют и физические свойства гидрофобного модификатора. Например, величина, на которую увеличивается расход экспериментального порошка ГМД 10-3W, полностью совпадает с процентом снижения его насыпной плотности.

Таблица 2. Результаты испытания огнетушащей способности порошков (класс пожара В 1)

Table 2. Test results of powders capabilities

(class of fire 2)

№ Вид огнетушащего порошка Содержание ШД, % Maссa для тушения, г

1 Контрольный порошок - 0,3

2 Промышленный «Волгалит АВС» - 0,3

3 Промышленный «ИСТО-1» - 0,3

4 Экспериментальный с ГМД 10 на основе низинного торфа 3 0,3

S Экспериментальный с ГМД 10 на основе низинного торфа 2 0,2

б Экспериментальный с ГМД 10 на основе верхового торфа 3 0,4

7 Экспериментальный с ГМД 10 на основе верхового торфа 2 0,3

Таким образом, разработанные составы огнетушащих порошков, гидрофобно-модифицированных добавками на основе органи-

ческого вещества торфа соответствуют критериям по огнетушащей способности и позволяют организовать их производство в промышленных условиях без изменения реально применяемых технологических процессов.

Библиографический список

1. Баратов А.Н. Огнетушащие порошковые составы / А.Н. Баратов, Л.П. Вогман. М.: Стройиздат, 1982. 72 с.

2. Абдурагимов И.М. О механизмах огнетушащего действия средств пожаротушения / И.М. Абдурагимов // Пожаровзрывобезо-пасность. 2012. № 4. С. 69.

3. Торфяные ресурсы мира: Справочник /

В.Д. Марков [и др.]; под ред. А.С. Оленина. М.: Недра, 1988. 383 с.

4. Раковский В.Е. Общая химическая технология торфа / В.Е. Раковский. М.; Л., 1949. 363 с.

5. Раковский, В.Е. Химия пирогенных процессов / В.Е. Раковский, Ф.Л. Каганович, Е.А. Новичкова. Минск: АН БССР, 1959. 208 с.

6. Мисников О.С. Физико-химические основы гидрофобизации минеральных вяжущих материалов добавками из торфяного сырья / О.С. Мисников // Теоретические

основы химической технологии. 2006. Т. 40. № 4. С. 455-464.

7. Физико-химические основы технологии торфяного производства / И.И. Лиштван,

A.А. Терентьев, Е.Т. Базин, А.А. Головач. Минск: Наука и техника, 1983. 232 с.

8. Мисников О.С. Применение современных высокотехнологических методов исследования при изучении свойств модифицированных цементов / О.С. Мисников, Е.Ю. Черткова // Вестник ТвГУ Серия «Химия». 2011. № 29. Вып. 12. С. 131-138.

9. Мисников О.С. Оценка эффективности гидрофобной модификации цементов добавками на основе торфяного сырья / О.С. Мисников // Труды ИНСТОРФА 2012. № 4 (57).

С. 38-47.

10. ГОСТ Р 53280.4-2009. Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Часть 4. Огнетушащие порошки общего назначения. Общие технические требования. Методы испытаний.

11. Дмитриев О.В. Исследование свойств огнетушащих составов, модифицированных гидрофобными добавками на основе торфа / О.В. Дмитриев, О.С. Мисников,

B.И. Попов // Пожаровзрывобезопасность. № 5. 2013. С. 81-85.