РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИМЕНЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Методика исследований
Показатели пожарной опасности материалов оценивают с целью определения исходных данных для разработки систем по выполнению требований и норм пожарной безопасности.
Показатели пожарной опасности в работе определялись согласно с ГОСТ 12. 1.044-89 ССБТ "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения"; ДСТУ БВ. 2.7-19-95 (ГОСТ 30244-94) Матеріали будівельні. Методи випробувань на горючість [141, 142, 145-150].
Исследования горючести и огнезащитной эффективности покрытий определяли как по стандартным методикам, так и согласно Методики исследований изложенной в работах [21, 73, 97, 141, 143-145] "Методика экспериментального определения повышения огнестойкости строительных конструкций, группы трудногорючих и горючих твердых материалов".
Исследования огнестойкости металла с покрытием и без покрытия проводили на модельных образцах лабораторной экспериментальной электроустановки, выполненной согласно разработок ВНИИПО и ЦНИИСК им. Кучеренко В.А. [21, 97, 148]. Установка позволяет при напряжении 220В через регулятор РНО-250-10 производить плавно подъем температуры, согласно заданного режима стандартного пожара (СТ СЭВ 1000-78) [148]. Нагрев камеры (полезный объем электропечи 20х20х15см) проводился с помощью карбидо-кремниевых нагревателей, сопротивление нагревателей 3,6Ом. Максимальная температура нагрева в камере - 1200-14000С. Подъем температуры проводился за счет изменения потребляемой мощности регулятором от нуля до 5кВт. Для контроля температуры в камере использовали хромель-алюмелевые термопары (диаметром 0,5мм). Система предложенных нами термопар позволяла производить контроль за температурой как внутри объема камеры, так и температуры на обогреваемой и не обогреваемой поверхности контрольных образцов. Термопары проходили постоянную тарировку, ошибка в измерениях не более ?100С. В камере температура оценивалась по трем термопарам, находящимся на расстоянии 10см от испытуемых образцов. Для выравнивания температуры по всему объему камеры включались дополнительные нагреватели.
Испытаниям подвергались контрольные образцы - модели (не менее 3-х образцов), сталь ст.3, размер пластин 200х200мм с толщиной металла (3, 5, 6, 8 и 10мм). Для контроля температуры прогрева на не обогреваемой стороне металлических пластин проводилось зачеканивание термопар.
При испытании образцов с огнезащитным покрытием предварительно наносилось покрытие и согласно п.4.3.2.2 ГОСТ 12.1.044-89 проводилась его выдержка в течении 20ч в сушильном шкафу при температуре 60?50С.
За критическую температуру прогрева стальных пластин принималась температура 5000С (СТ СЭВ 1000-88), поэтому при достижении указанной температуры на не обогреваемой поверхности металлических пластин испытания прекращались.
Для сравнительной оценки полученных результатов исследования кроме данного (основного) метода применялся экспресс-метод оценки эффективности огнезащитных покрытий изложенный в работах [151, 152, 155].
Согласно ГОСТ 16363-98 (СТ СЭВ 86-84) "Средства защиты для древесины. Метод определения огнезащитных свойств", а также п.4.3 ГОСТ 12.1.044-89 "Метод экспериментального определения группы трудногорючих и горючих твердых веществ и материалов" проводилась оценка огнезащитной эффективности предложенных огнезащитных покрытий по древесине.
Кроме данных стандартных критериев оценки огнезащитной эффективности покрытий по древесине, учитывая, что огнезащитная способность покрытия проявляется не за короткое время испытаний (по ГОСТ 16363-98 (СТ СЭВ 4686-84) продолжительность испытаний 2мин, а по ГОСТ 12.1.044-89 п.4.3 - 300с) продолжительность испытаний согласно методологии испытаний изложенной в работах [152, 156] была увеличена до 10мин. Это позволило получить более объективную характеристику огнезащитной способности покрытий, особенно, в части сравнительной эффективности с другими видами известных покрытий.
При этом нами для полноты оценки огнезащитной эффективности покрытий по древесине были введены и новые показатели изменения массы древесины при огневом воздействии [53, 58, 63, 68, 107, 152, 154, 156]:
- потеря массы за счет обугливания ?mоб;
- суммарная потеря массы ??m (потеря массы за счет выгорания и обугливания ?mг+ ?mоб).
Учитывая, что основной характеристикой показывающей изменение несущей способности древесины является изменение сечения, были введены критерии и по оценке изменения сечения в испытуемых образцах с покрытием, а именно:
- потеря площади нижнего сечения образцов Sн (как наиболее подверженного огневому влиянию);
- потеря площади верхнего сечения образцов Sв (как наименее подверженная часть огневому воздействию);
- потеря усредненной величины сечения образцов (характеризующая усредненное влияние на изменение площади сечения огневого воздействия).
При оценке изменения сечения образцов с огнезащитным покрытием обязательно учитывались:
- потеря сечения за счет выгорания Sг;
- потеря сечения за счет обугливания Sоб;
- суммарная потеря сечения ?S=Sг+Sоб.
Введение данных критериев позволило получить при исследовании огнезащитной эффективности покрытий более объективную характеристику всестороннего их влияния на защиту древесины.
Важными критериями при оценке огнезащитной эффективности работы покрытий, как для металла, так и древесины являются также введенные новые критерии [15, 68, 152]:
- скорость достижения критической температуры при огневом воздействии (для металла);
- скорость потери массы и потери сечения при огневом воздействии (для древесины).
Указанные критерии позволяют судить о динамике протекающих процессов прогрева металла и древесины.
Для оценки изменения прочностных свойств древесины под покрытием при огневом воздействии проводили сравнительную оценку прочности с образцами-дублерами [15, 68, 152]. При этом форма образцам-дублерам при