CC BY
81
О ВОЗМОЖНОСТИ АДАПТАЦИИ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОЧАГА ПОЖАРА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К КОНСТРУКЦИЯМ ИЗ ГАЗОСИЛИКАТНЫХ БЛОКОВ
А.В. Волосач, старший преподаватель, магистр, Институт переподготовки и повышения квалификации МЧС Республики
Беларусь, пос. Светлая Роща
Строительные материалы постоянно модернизируются, появляются иные технологии изготовления, при которых используются новые компоненты. Если ранее абсолютными лидерами при возведении стен были кирпич, дерево и железобетонные панели, то в последнее время рынок обогатился широким спектром материалов для возведения стен дома: это сэндвич-панели, шлакобетонные, газобетонные, пенобетонные, керамзитобетонные и пенополистирольные плиты, керамоблоки, используются также и 3D-панели, которые изготавливаются из мелкодисперсной древесной фракции или пластика.
Наиболее широко используются газосиликатные блоки. На сегодняшний день из них строится примерно половина домов от общих объемов мирового строительства. Сегодня именно газосиликаты, которые производятся исключительно с синтезным твердением в автоклавах, остаются лидерами по лучшему комплексу эксплуатационных характеристик, долговечности и многовариантности изготавливаемых из них изделий. Это обусловило преимущественное использование газосиликатных блоков при строительстве малоэтажных зданий в европейских странах, России, Америке, Азии; наблюдается тенденция перевода малоэтажного домостроения на автоклавные газосиликаты и газобетоны также и в Белоруссии.
В отличие от газобетона, в газосиликате используются иные смеси. Вяжущий элемент представляет собой смесь с преимущественным содержанием негашеной извести (% масс.: СаО - 75; СО - 4,0; МgO - 2,0; БОЭ -1,0). Наполнителем рабочей смеси являются, % масс.: кварцевый песок SiO2 -85; дополнительные элементы: СаО - 10; А12О3 - 7; МgO - Э; Бе2ОЭ - Э; №2О - 2; БОЭ - 1). Как газообразователь применяется алюминиевая паста, содержащая не менее 90 % активного металла [1]. Белорусские ТНПА [1, 2] также определяют условный состав, который может меняться в допустимых пределах в зависимости от производителя. От применяемого состава и качества исходных материалов во многом зависят свойства готовой продукции.
Газосиликатный блок изготавливается на основе пористого (ячеистого) бетона методом автоклавного твердения. Пористый бетон, в свою очередь, представляет собой не что иное, как смесь на основе минерального вяжущего вещества, включающего известь, и кремниевого компонента. Цемент в состав материала не входит либо добавляется в очень малом процентном соотношении. Пористым, или ячеистым, бетон назван в связи с наличием
равномерно распределенных по всему объему небольших округлых пустот (пор) размером 1-3 мм в диаметре.
Новые материалы, используемые в строительстве, требуют модификации и уточнения методов и подходов к поиску очага пожара по степени изменения свойств этих материалов, находящихся в зависимости от времени и интенсивности воздействующих тепловых потоков. Установление изменения свойств новых строительных материалов от температурного (термического) воздействия позволит восстанавливать обстановку на пожаре, воссоздавать динамику его развития.
Точное установление причин пожаров, соответствующий их учет и анализ являются важными условиями для организации успешной борьбы с пожарами.
Окончательный вывод о положении очага пожара зачастую невозможно сделать даже тогда, когда для этого исчерпаны все возможности: произведен тщательный осмотр места пожара, собраны и проанализированы показания очевидцев, учтены особенности обстановки, предшествовавшей возникновению пожара, особенности действий по его тушению [3].
Во многих случаях для окончательного вывода о положении очага пожара требуется проводить исследования строительных конструкций и материалов на месте пожара, используя полевые методы исследования, а также при необходимости проводить лабораторные исследования.
Для исследования бетонных и железобетонных конструкций применяют следующие основные методы:
- ультразвуковая импульсная дефектоскопия.
Ультразвуковая дефектоскопия используется для оценки качества бетонных и железобетонных конструкций и, соответственно, для оценки степени их термических поражений после пожара (установления очага горения).
Метод основан на измерении скорости прохождения ультразвуковых волн в поверхностном слое бетона с помощью прозвучивающего прибора (дефектоскопа).
Скорость поверхностной ультразвуковой волны в ненагретом бетоне составляет около 2000-2500 м/с. Разрушение бетона на пожаре приводит к последовательному ухудшению его акустических свойств. При этом скорость движения ультразвуковой волны последовательно меняется.
Потолок в помещениях, сделанный из железобетонных плит перекрытия, - самый распространенный объект исследования по данной методике. На пожаре он, в отличие от стен, не загорожен мебелью и фиксирует все, что происходит в комнате.
Результаты измерений относительной скорости прохождения ультразвуковых волн на всех намеченных участках наносятся на план обследуемой конструкции. На плане выделяются зоны термических поражений исследованной конструкции. Зона наибольших термических поражений будет соответствовать зоне наименьших значений относительной скорости
прохождения ультразвуковых волн.
Способна ли степень разрушения газосиликатных блоков, так изменить скорость поверхностной ультразвуковой волны, чтобы она фиксировалась приборами, требует изучения.
- фиксация остаточных температурных зон на теплоемких конструкциях.
Конструктивные элементы с относительно малой теплопроводностью и достаточно высокой теплоемкостью (кирпичные, бетонные стены, перекрытия и т.п.), прогревшись в ходе пожара, отдают затем тепло постепенно.
В зонах, где горение было достаточно длительное, стена успевает прогреться лучше (на большую глубину и до более высокой температуры), и остывает она соответственно значительно медленнее, чем менее прогретые участки. Часто бывает, что даже через несколько часов стена остается еще теплой. Поэтому после пожара при поисках его очага можно измерить температуру конструкции в различных ее зонах. Рекомендуется использовать приборы, обеспечивающие бесконтактное измерение температур.
Для бесконтактных измерений применяются два типа приборов: пирометры и тепловизор (сканирующий пирометр).
Пирометры дают возможность дистанционного измерения температуры в отдельных точках конструкций. При необходимости выявления распределения температурных зон по поверхности стены измерения проводятся последовательно в нескольких десятках точек.
Измерение остаточных температурных зон на конструкциях - полезный, быстрый и нетрудоемкий метод получения информации, необходимой для поиска очага пожара.
Скорость изменения температуры предварительно нагретого силикатного кирпича с учетом максимальной исходной температуры также не исследована, поэтому использовать данный метод без предварительных исследований нецелесообразно.
- ударно-акустический.
Ударно-акустический метод применяется в строительстве для определения твердости бетона и железобетона. Учитывая, что твердость этих материалов снижается при тепловом воздействии на них в ходе пожара, метод может быть применен для оценки степени их термического поражения.
Для измерения остаточной прочности конструкций могут применяться портативные цифровые измерители прочности (ИП -1, PROSEQ, SCHMIDT и др.).
Аналогично УЗ-дефектоскопии на месте пожара намечаются конструкции для обследования; составляется план конструкции (потолка, стены) в масштабе; на конструкции намечаются участки, в которых будет производиться исследование. Зона наибольших термических поражений будет соответствовать зоне наименьших значений остаточной прочности конструкций.
Учитывая, что количество компонентов, подвергающихся термическому распаду в силикатных блоках, значительно меньше, чем в бетоне, твердость его
будет изменяться не так интенсивно, поэтому применимость данного метода, также требует дополнительной проработки.
- рентгеновский фазовый анализ и ИК-спектроскопия.
Исследования проводятся в лабораторных условиях, на предварительно
отобранных на месте пожара пробах цементного (известкового) камня. Рентгеновский фазовый анализ - традиционный метод исследования неорганических материалов. Он позволяет зафиксировать изменения фазового состава цементного (известкового) камня. Результаты рентгеновского фазового анализа позволяют выявлять на месте пожара зоны термических поражений конструкций из материалов с цементным и известковым связующим.
Фазовые переходы силикатных блоков необходимо также дополнительно определить, хотя часть авторов указывает на то, что данный метод не применим к исследованию силикатных блоков.
Метод ИК-спектроскопии для исследования неорганических веществ и материалов используется относительно редко, оставаясь преимущественно методом анализа функционального состава органических веществ. Тем не менее, он с тем же успехом, что и рентгеновский фазовый анализ, может использоваться для выявления зон термических поражений на указанных материалах. Критерием оценки при этом служат рассчитываемые спектральные критерии - соотношения отдельных характеристических полос в спектрах.
- определение остаточного содержания термолабильных компонентов.
Пробы цементного и известкового камня засыпают в тигли и нагревают в муфельной печи при температуре 800 °С в течение 1-1,5 ч. После нагрева и охлаждения пробы повторно взвешивают, определив величину убыли массы пробы.
Величина убыли массы может быть использована в качестве критерия степени термического поражения материала на пожаре; чем она меньше, тем выше степень термического поражения [4].
Термолабильных компонентов в составе силикатных блоков также значительно меньше, чем в бетоне, поэтому для применения данного метода необходимо определиться с массой пробы (навеской), потеря массы которой будет характеризовать величину температурного воздействия.
Хотя в настоящее время большое внимание уделяется вопросам расследования пожаров, практика расследования пожаров свидетельствует о необходимости дальнейшего улучшения этой работы, и не в последнюю очередь, со стороны инструментальных и лабораторных исследований.
Вывод. Возможность применения рассмотренных методов анализов, разработанных и апробированных для бетонных и железобетонных материалов применительно к газосиликатным блокам, не является безусловной. Вопросы, отражающие поведение газосиликатных блоков при воздействии факторов пожара, в изученной нами литературе не обнаружены, поэтому возможность использования имеющихся методик исследования бетонных и железобетонных конструкций для строений из газосиликатных блоков требует дополнительного
исследования, научного подтверждения и обоснования.
А вопросы обеспечения дознавателя и специалистов в области проведения пожарно-технической экспертизы новыми или модернизированными инструментальными методами анализа современных строительных материалов, в частности, газосиликатных блоков, повышающими вероятность обнаружения истинных причин возникновения очага пожара, все также остаются актуальными.
Список использованной литературы
1. ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия».
2. СТБ 1117-98 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые. Технические условия».
3. Мегорский Б.В. Методика установления причин пожаров / Б.В. Мегорский. - М.: Стройиздат, 1966. - 348 с.
4. Чешко И.Д. Технические основы расследования пожаров: Метод. пособ. / И.Д. Чешко. - М.: ВНИИПО, 2002. - 330 с.
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА АЗОТ-ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ АНТИПИРЕНОВ НА ПРОЦЕСС ТЕРМОДЕСТРУКЦИИ И ГОРЕНИЯ ПОЛИОЛЕФИНОВЫХ ПОЛИМЕРОВ
Н.В. Гладкая, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Республики Беларусь, г. Минск
О.В. Рева, доцент, к.х.н., доцент, Командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь,
г. Минск
В настоящее время все более широкое распространение получают полимерные материалы на основе полиолефинов, которые обладают замечательными конструкционными и электроизоляционными свойствами. Однако серьезным недостатком полиолефинов является их низкая термостойкость и повышенная пожарная опасность, вызванная низкими температурами воспламенения и склонностью к растеканию [1].
Довольно эффективным путем снижения горючести полимеров является внедрение антипиренов в матрицу на стадии расплава [2]. Однако до настоящего времени нет ясности относительно общности или различия в характере процессов, обусловливающих эффект потухания в случае применения замедлителей горения не только в полимерах различных классов, но и внутри одного класса [3, 4]. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования процессов термических превращений полимерных
