CC BY
108
Список использованной литературы
1. База данных DIPPR 801. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //dippr.byu.edu.
2. Алексеев К.С. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VI. Альдегиды / К.С. Алексеев, Н.М. Барбин, С.Г. Алексеев // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21. - № 9. - С. 29-37.
3. ГОСТ 12.1.044-89*. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения (с изм. №1, утв. Постановлением Госкомитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 12.12.89 № 3683). [Электронный ресурс]. Режим доступа: НСИС ПБ. - 2014. - № 1(52).
4. Демидов П.Г. Горение и свойства горючих веществ / П.Г. Демидов, В.С. Саушев. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1975. - 280 с.
ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКСИЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
К.Д. Алешина, аспирант, Л.Р. Шарифуллина, доцент, к.х.н., доцент, Е.Н. Глотов, доцент, к.х.н., Академия гражданской защиты МЧС России, г. Химки
Среди большого количества техногенных чрезвычайных ситуаций в настоящее время самыми распространёнными считаются пожары в жилых и общественных зданиях. Существует немалое количество опасных факторов пожара, это плохая видимость при пожаре, тепловой поток, повышенная температура окружающей среды, пониженное содержание кислорода и т.д. Но самым опасным фактором пожара является большое количество токсичных продуктов горения, которые образуются при горении строительных материалов, использованных при ремонте того или иного помещения. Гибель людей при пожаре гораздо чаще обусловлена вдыханием дыма, чем ожогами [1].
Наиболее распространёнными токсичными веществами, которые выделяются при пожаре, относят диоксид углерода, монооксид углерода и хлороводород. Свойства данных веществ и их влияние на организм человека хорошо изучены. Существуют предельно допустимые концентрации для данных веществ. В нашей стране это следующие показатели: диоксид углерода
-5 -5
СО2 - 0,11 кг/м , монооксид углерода CO - 1,16*10-3 кг/м , хлороводород HCl -2,3*10-5 кг/м3. Помимо данных веществ при пожаре дым также содержит и другие отравляющие вещества, такие как: синильная кислота, соляная кислота, хлор и т.д.
При определённых концентрациях некоторые вещества, которые
образуются при пожаре, могут воздействовать на человека опасно и даже смертельно. Угарный газ в результате соединения с гемоглобином крови нарушает доставку крови к тканям организма, гибель человека может наступить, в зависимости от концентрации от 3-х до 60-ти минут. Диоксид углерода вызывает учащение дыхания и увеличение легочной вентиляции, оказывает сосудорасширяющее действие, вызывает сдвиг рН крови, также вызывает повышение уровня адреналина, может привести к потере сознания и смерти. Хлористый водород вызывает спазмы дыхания, воспалительные отеки и, как следствие, нарушение функции дыхания, образуется при горении хлорсодержащих полимеров, особенно ПВХ. Синильная кислота вызывает нарушение тканевого дыхания вследствие подавления деятельности железосодержащих ферментов, ответственных за использование кислорода в окислительных процессах, вызывает паралич нервных центров. Фтористый водород вызывает образование язв на слизистых оболочках глаз и дыхательных путей, носовые кровотечения, спазм гортани и бронхов, поражение ЦНС, печени, наблюдается сердечно-сосудистая недостаточность. Аммиак оказывает сильное раздражающее и прижигающее действие на слизистые оболочки, вызывает обильное слезотечение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, рвоту, отеки голосовых связок и легких. Сероводород раздражает оболочку глаз и дыхательные пути, способствует появлению судорог и потери сознания.
Также, помимо изученных веществ, в дыме присутствует пароаэрозольный комплекс, в состав которого входят твердые частицы сажи, жидкие частицы смолы, влаги, аэрозолей конденсации выполняющих транспортную функцию для токсичных веществ при дыхании. Кроме того, частицы дыма сорбируют на своей поверхности кислород, уменьшая его содержание в газовой фазе. Крупные частицы (более 2,5 мкм) оседают в верхних дыхательных путях, вызывая механическое и химическое раздражение слизистой оболочки. Мелкие частицы проникают в бронхиолы и альвеолы. При поступлении в большом количестве возможна закупорка дыхательных путей.
В связи с большой конкуренцией на рынке строительных материалов, многие производители в погоне за прибылью производят очень большое количество дешевых и низкокачественных материалов. Эти материалы при воздействие высокой температуры образуют новые, ранее неизученные токсичные вещества. Поэтому целью нашей работы стало изучение и исследование продуктов горения строительных материалов, и последующей разработки предложений и рекомендаций по снижению негативного воздействия токсичных свойств продуктов горения на здоровье человека. Исследование строительных материалов мы проводили с помощью термического и хроматографического анализа [3].
Термический анализ позволяет исследовать термические эффекты фазовых превращений (полиморфные превращения, плавление и кипение, переход из аморфного или стекловидного состояния в кристаллическое). Реакции разложения, соединения и обмена, восстановления и окисления также
могут быть исследованы термографически. Сущность метода заключается в измерении температуры или интервала температур, при которой или в пределах которого происходит фазовое превращение или реакция.
Термический анализ основан на регистрации процессов, протекающих в материалах при их нагревании с выделением и поглощением тепла. Метод термического анализа основывается на следующих основных определениях:
- изменение энергии ДТА (дифференциального термического анализа);
- изменение веса;
- изменение размеров образца;
- изменение электропроводности.
Дифференциально-термический анализ позволяет установить:
- наличие или отсутствие фазовых превращений;
- температуру начала и конца любого процесса, сопровождающегося изменением баланса энергии в системе;
- характер течения процесса во времени;
- смещение того или иного эффекта под действием внешних причин (давление изменение состава окружающей среды).
В нашей лабораторной установке мы совместили метод ДТА и хроматографию, первый метод позволяет выявить образование продуктов горения при разных температурах, второй - идентифицировать образующиеся вещества.
Хроматография - процесс, основанный на многократном повторении актов сорбции и десорбции вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента. Разделение сложных смесей хроматографическим способом основано на различной сорбируемости компонентов смеси. В процессе хроматографирования так называемая подвижная фаза (элюент), содержащая анализируемую пробу, перемещается через неподвижную фазу. Обычно неподвижная фаза представляет собой вещество с развитой поверхностью, а подвижная - поток газа или жидкости, фильтрующейся через слой сорбента. При этом происходит многократное повторение актов сорбции - десорбции, что является характерной особенностью хроматографического процесса и обуславливает эффективность хроматографического разделения [2].
К задачам количественного газохромотографического анализа относится: определение одного компонента или небольшого числа компонентов; определение индивидуального состава многокомпонентной смеси; определение одного или нескольких компонентов смеси и общего содержания остальных веществ.
Таким образом, комбинируя два физико-химических метода, мы можем провести качественный и количественный анализ компонентов продуктов горения строительных материалов. Мы можем увидеть, что происходит с веществом на различных температурных уровнях. В дальнейшем мы можем сделать выводы о токсичности данных веществ, что позволит нам определить воздействия на жизнь и здоровье людей, соответственно разработать
предложения по снижению негативного воздействия токсичных продуктов горения на жизнь и здоровье людей.
Список использованной литературы
1. Алешина К.Д., Шарифуллина Л.Р. Пожароопасность полимерных материалов. // Международный студенческий научный вестник. 2015. - № 3-3. -С. 314.
2. Брянцева Н.В., Шарифуллина Л.Р. Физико-химические методы анализа в криминалистике. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. - 88 с.
3. Шарифуллина Л.Р., Алешина К.Д. Опасность продуктов горения полимерных материалов. // Сб. трудов IX Междунар. науч.-практ. конф. «Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы» Минск, КИИ, апрель 2015. - С. 8-10.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРУШЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ПРИ ПОЖАРЕ
А.А. Атапин, начальник кафедры, А.В. Калач, заместитель начальника института по научной работе,
д.х.н., профессор,
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
В.В. Посметьев, директор, к.ф.-м.н., ООО «Доступная робототехника», г. Воронеж
Пожары часто вызывают существенные деформации и разрушение строительных конструкций. Конструкции из горючих материалов могут обрушаться по мере горения и представляют опасность как для людей, не эвакуированных из зданий, так и для сотрудников пожарной охраны, участвующих в ликвидации пожара. Для прогнозирования обрушения строительных конструкций целесообразно использовать математическое моделирование. Современные методы моделирования позволяют с высокой детализацией представить в модели особенности конструкции и с высокой адекватностью воспроизвести физико-химические особенности процесса горения.
В рамках настоящей работы исследовали конструкции из древесины и древесно-полимерного композита. Древесно-полимерные композиты (ДПК) -это перспективные конструкционные материалы, состоящие из цельной или фрагментированной древесины и полимерного связующего или пропитывающего вещества. ДПК позволяют использовать отходы древесного производства (стружки, опилки), использовать низкоценную древесину. Наиболее распространены ДПК двух видов: стружечно-полимерные композиты и пропитанная полимером древесина. Добавление полимера позволяет снизить
