Главная

Счетчики воды

Негорючие материалы (особенности применения и хранения). Виды, состав и свойства твёрдых горючих веществ и материалов Что такое горючие материалы

Негорючие материалы (особенности применения и хранения). Виды, состав и свойства твёрдых горючих веществ и материалов Что такое горючие материалы

По способности к горению (горючести) пожароопасные вещества подразделяют на горючие, трудно горючие и негорючие.

Горючие вещества и материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:

1) легко воспламеняющиеся;

2) вещества «средней воспламеняемости»;

3) трудно воспламеняющиеся.

Легко воспламеяющиеся – горючие вещества повышенной пожарной опасности, которые при хранении на открытом воздухе или в помещении способны без предварительного подогрева возгораться при кратковременном (до 30 с) воздействии источника зажигания с низкой энергией (от пламени спички, искры, сигареты и др.)

1. Негорючие Не способные к горению в воздухе. Ткань асбестовая, ткань асбестостеклянная, пенноасбест, металлы, применяемые в строительстве, строительные материалы: песок, глина, гравий, цемент и изделия из них (кирпич, бетон) и др.

2. Трудно горючие Способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не

способные гореть после его удаления. Состоящие из горючих и негорючих материалов: стеклотекстолит СК-9А, стеклотекстолит ФН-Ф, фетр, пенобетоны с наполнителем из полистирола, три хлор этилен С2НCl3, слабые водные растворы спиртов и др.

3. Горючие Способные самовозгораться, а также возгораться и самостоятельно гореть после удаления источника зажигания.

Твердые:

органические: древесина, уголь, торф, каучук,хлопок, картон, резина, стеариновая кислота и др.; неорганические: металлы (калий, натрий, литий, алюминий и др., и их соединения);

неметаллические: (сера, фосфор,кремний и др. и их соединения), втом числе пыли (органические –угольная, древесная, сахарная, мучная и др.; неорганические – железная, алюминиевая, кремниевая, серная и др.)

Жидкие :

нефть и нефтепродукты, спирты, кислоты, парафины, углеводороды1 и др., в том числе синтетические материалы, плавящиеся при нагревании.

Газообразные :

водород, углеводороды, аммиак и др., а также пары горючих жидкостей.

Легко воспламеняющиеся твердые вещества (материалы): целлулоид, полистирол, древесная стружка, торфоплиты (возгораются от пламени спички, спиртовки, газовой горелки).

Средней воспламеняемости : древесина, уголь, бумага в пачках, ткань в рулонах (необходим источник зажигания с высокой энергией, способной прогреть до температуры воспламенения).

Трудно воспламеняющиеся : мочевина (карбамид) СН4ON2, гетинакс марки В (прессованная бумага, обработанная синтетической смолой резольного типа), древесина после огнезащитной обработки, полихлорвиниловая плита.

Негорючие вещества . Отнесение многих веществ и материалов к группе негорючих в значительной степени условно, так как речь идет о горении в атмосферном воздухе (содержание О2 ~ 21% об.). Однако эти вещества могут взаимодействовать при контакте с озоном (О3), фтором F2, жидким кислородом.

Кроме того, есть несколько групп негорючих веществ, которые являются пожароопасными:

1. окислители: KMnO4, Cl2, HNO3, O2жидк., Na2O2, H2O2 и др.;

2. вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой и друг с другом (карбид кальция СаС2, Na, негашеная известь, CaO, H2SO4 + + Me  H2 (горит);

3. термически нестойкие вещества (карбонат аммония), (NH4)2СО3  Н2СО3 + 2NH3;

4. вещества, способные к взрывчатому превращению без участия кисло-

рода воздуха (нагрев или удар), 4BaN6  Ba + Ba3N2 + 11N2 + 297 кДж.

Трудно горючие вещества . Такие вещества неоднородны по пожарной опасности и делятся на три группы:

Первая группа : горение возможно лишь при наличии мощного источника зажигания, например, при пожаре.

Вторая группа : способна при нагревании выделять горючие пары и газы, имеющие определенную область воспламенения.

Третья группа : некоторые ВВ – нитрат аммония NH4NO3, NH4NO3 = НNO3 + NH3 – 170 кДж (при нагревании).

Выделяющийся NH3 способен гореть (но если источник убрать – процесс прекратиться).Иначе протекает процесс, если нитрат аммония подвергается действию теплового импульса или мощного детонатора:

NH4NO3  N2 + 2H2О + 0,5О2 + 126 кДж.

1. Негорючие – неспособные к горению в атмосфере воздуха нормального состава. Достаточным критерием для отнесения к этой группе является неспособность материала гореть при температуре среды 900°С, к этой группе относятся естественные и искусственные органические материалы и применяемые в строительстве металлы.

2. Трудногорючие – способные гореть под воздействием источника зажигания, но не способные к самостоятельному горению после его удаления. К ним относятся: древесина, подвергнутая эффективной огнезащитной обработке путем нанесения покрытия или пропитки (бешефит); войлок, пропитанных глинистым раствором, некоторые полимеры и другие материалы.

3. Горючие – способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. По воспламеняемости горючие вещества подразделяются налегковоспламеняющиеся и трудновоспламеняющиеся.

Легковоспламеняющиеся – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться от кратковременного воздействия пламени спички, искры. Наколенного электропровода и тому подобных источников зажигания с низкой энергией. К ним относятся практически все горючие газы (например, водороды, метан, окись углерода и т.п.), горючие жидкости (ГЖ) с температурой вспышки не более 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле (например, ацетон, бензин, бензол, толуол, этиловый спирт, керосин, скипидар и др.), а также все твердые вещества (материалы), которые возгораются от пламени спички или горелки, прем горение распространяется по поверхности горизонтально расположенного испытуемого образца (например, сухая древесная стружка, полистирол и др.).

Трудновоспламеняющиеся – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламенятся только под воздействия мощного источника зажигания (например, поливинилхлоридная конвейерная лента, карбамидный пенопласт для герметизации поверхности горного массива в подземных выработках, гибкие электрические кабели с изоляцией из поливинилхлорида, вентиляционные трубы из виниле кожи и др.).

На сегодняшний день человечество использует множество разнообразных горючих веществ. Их существует уже достаточно много видов и все они обладают какими-то своими, уникальными характеристиками. Что же представляют собой эти вещества? Это то сырье, которое может продолжать гореть, после того как источник возгорания будет удален.

Газы и жидкости

На сегодняшний день существует несколько групп горючих веществ.

Можно начать рассмотрение с газов - группа ГГ. К этой категории принадлежат те вещества, которые могут смешиваться с воздухом, образовывая при этом взрывоопасную или воспламеняющуюся среду, при температуре не выше 50 °С. В данную группу газов, можно отнести определенные индивидуальные летучие соединения. Это может быть аммиак, ацетилен, бутадиен, водород, изобутан и некоторые другие. Отдельно стоит сказать, что сюда же входят и пары, которые выделяются при испарении легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), представляющих следующую категорию.

К группе ЛВЖ принадлежат те жидкие горючие вещества, которые продолжат гореть после удаления источника возгорания, а также их температура вспышки не превышает порога в 61 градус по Цельсию для закрытого тигеля. Если этот сосуд открытого типа, то порог повысится до 66 градусов. К таким жидким веществам можно отнести ацетон, бензол, гексан, гептан, изопентан, стирол, уксусную кислоту и множество других.

Горючие жидкости и пыли

Казалось бы, что и горючая - это одно и то же, однако на практике это оказалось не так. Их разделают на две разные категории. Даже несмотря на то что параметры их возгорания совпадают и некоторые жидкости принадлежат и к той, и к этой группе, есть основное отличие. К ГЖ относят еще и субстанции на основе масла. Это, к примеру, может быть касторовое или же трансформаторное.

Далее стоит сказать о таком горючем веществе, как пыль. ГП - это твердая субстанция, которая в настоящий момент находится в мелкодисперсном состоянии. Попадая в воздух, такая пыль способна образовать с ним взрывоопасную структуру. Если такие частицы осядут на стенах, потолке и прочих поверхностях, то они могут стать причиной пожара.

Классы ГП

Отдельно стоит отметить, что есть классы горючих веществ и материалов. К примеру, пыль делится на три категории в зависимости от степени пожароопасности и взрывоопасности.

Первый класс - это наиболее опасные аэрозоли, у которых нижний концентрационный предел взрываемости (воспламенения) (НКПВ) до 15 г/м 3 . Сюда можно отнести серу, мельничную, эбонитовую или торфяную пыль.
Ко второму классу относят те частицы, у которых предел НКПВ находится в пределах от 15 до 65 г/м 3 . Они считаются более взрывоопасными.
Третья категория - самые пожароопасные. Это группа жидких аэрогелей, у которых НКПВ составляет более 65 г/м 3 , а температура самовоспламенения до 250 градусов по Цельсию. Такими свойствами обладает табачная или же элеваторная, к примеру, пыль.

Общие характеристики

Какие горючие вещества являются таковыми и почему? Есть несколько определенных характеристик, обладая которыми, жидкость, пыль, газы и прочие субстанции могут быть отнесены к горючим.

К примеру, градус вспышки - это величина, характеризующая нижний предел температуры, при достижении которого жидкость будет образовывать легковоспламеняющиеся пары. Однако здесь нужно отметить, что наличие источника огня вблизи такой паровоздушной смеси вызовет лишь ее сгорание, без устойчивого эффекта горения самой жидкости.

Если ранее говорилось о нижнем концентрационном пределе, то есть еще и верхний. НКПВ или же ВКПВ - это, соответственно, величины, при достижении которых, может произойти воспламенение или же взрыв жидкости, пыли, газов и т. д. Все виды горючих веществ обладают данными пределами. Однако тут важно отметить, что если концентрация будет ниже или, наоборот, выше указанных пределов, то ничего не произойдет даже при наличии источника открытого огня в непосредственной близости от вещества.

Твердое сырье

Здесь стоит сказать о том, что твердые горючие вещества ведут себя несколько иначе, чем пыль, жидкость или газ. При нагревании до определенной температуры данная группа сырья ведет себя индивидуально, а зависит это от ее характеристик и структуры. К примеру, если взять серу или каучук, то при нагреве они сначала плавятся, а потом испаряются.

Если взять, к примеру, уголь или бумагу и некоторые другие вещества, то они при нагреве начинают разлагаться, оставляя после себя газообразные и твердые остатки.

Еще один очень важный момент: состав горючих веществ и их химическая формула сильно влияет и на сам непосредственный процесс горения. Есть несколько стадий, на которые делят это явление. Простые субстанции, такие как антрацит, кокс или сажа, к примеру, разогреваются и тлеют без всяких искр, так как их химический состав - это чистый углерод.

К сложным относят, например, дерево, каучук или пластмассу. Это обусловлено тем, что их химический состав довольно сложный, а потому и выделяют две стадии их горения. Первая стадия - это процесс разложения, который не сопровождается привычным выделением светла и тепла, а вот вторая стадия уже считается горением, и в это время начинает выделяться тепло и свет.

Другие вещества и характеристики

Естественно, что твердые вещества также обладают температурой вспышки, но при этом по понятным причинам она гораздо выше, чем у жидких или газообразных субстанций. Пределы температур вспышки составляют от 50 до 580 градусов по Цельсию. Стоит отдельно сказать, что такой распространенный горючий материал, как древесина, имеет порог от 270 до 300 °С, в зависимости от породы самого дерева.

Наибольшую скорость сгорания среди твердых веществ имеют порох и взрывчатые вещества. Это обусловлено тем, что обе эти субстанции имеют достаточно большое количество кислорода, которого вполне хватает для их полного сгорания. Кроме того, они вполне могут гореть под водой, под землей, а также в полностью герметичной среде.

Древесина

Стоит чуть больше сказать об этом горючем твердом материале, так как на сегодняшний день он является одним из наиболее распространенных. Причиной этому является то, что он один из самых доступных. Здесь стоит сказать о том, что на самом деле древесина - это вещество с ячеистой структурой. Все ячейки заполнены воздухом. Степень пористости любой породы превышает 50 % и увеличивается, что говорит о не слишком большой концентрации твердого вещества по отношению к воздуху. Именно из-за этого она и поддается горению достаточно хорошо.

Если сделать вывод, то можно сказать, что в мире есть большое количество разнообразных горючих веществ, без которых нельзя обойтись в повседневной жизни, но вместе с этим необходимо быть крайне осторожными при их эксплуатации, используя только по назначению.

Для определения вероятности появления пламени главное значение имеет горючесть веществ и разнообразных материалов. Эта характеристика определяют категорию пожарной опасности сооружений, помещений, производств; позволяет правильно выбрать средства для ликвидации очагов.

Группа горючести всех материальных составляющих объекта, определяет успешность борьбы с пожаром, минимизирует вероятность появления жертв.

Особенности различных веществ

Известно, что вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях, которые важно учитывать, определяя группу горючести. ГОСТ предусматривает классификацию, основанную на количественных показателях.

Если вещество может гореть, до для пожарной безопасности наиболее оптимальна группа горючести Г1, чем Г3 или Г4.

Горючесть имеет большое значение для отделочных, теплоизоляционных, строительных материалов. На ее основе определяют класс пожарной опасности. Так, гипсокартонные листы имеют группу горючести Г1, каменная вата – НГ (не горит), а утеплить пенополистирол относится к группе горючести Г4, и снизить его пожарную опасность помогает применение штукатурки.

Газообразные вещества

Определяя класс горючести газов и жидкостей, нормативами вводят такое понятие как концентрационный предел. По определению – это предельная концентрация газа в смеси с окислителем (воздухом, например), при которой пламя может распространяться от точки возгорания на любое расстояние.

Если такого граничного значение не существует, и газ не может самовоспламеняться, то его называют негорючим.

Жидкие

Жидкости называют горючими, если существует температура, при которой они могут воспламеняться. Если жидкость перестает гореть в отсутствии внешнего источника нагревания, то ее называют трудногорючей. Негорючие жидкости вовсе не загораются в воздушной атмосфере при нормальных условиях.

Некоторые жидкости (ацетон, эфир) могут вспыхивать при 28 ℃ и ниже. Их относят к особо опасными. Загорающиеся жидкости при 61…66 ℃и выше относят к легковоспламеняющимся (керосин, уайт-спирит). Испытания проводят в открытом и закрытом тигле.

Твердые

В сфере строительства наиболее актуальным является определение группы горючести твердых материалов. Предпочтительнее использовать вещества группы горючести Г1 или НГ, как самые стойкие к воспламенению.

Классификация

Интенсивности процесса горения и условий его протекания определяют вероятность усиления пожара, возникновения взрыва. Исход происшествия зависит от совокупности свойств исходного сырья.

Общее деление

Согласно общегосударственному стандарту пожарной и взрывной опасности, вещества и разнообразные материалы из них делятся на следующие группы:

абсолютно негорючие;
трудно сгораемые;
горючие.

Не могут гореть на воздухе, что не исключает взаимодействие с окислителями, друг с другом, водой. Следовательно, некоторые представители группы в определенных условиях представляют пожароопасность.

К трудно сгораемым относятся соединения, которые горят при поджигании на воздухе. Как только источник огня ликвидируется, горение прекращается.

Горючие вещества в определенных условиях загораются сами или в присутствии источника огня, продолжают интенсивно гореть.

Классификация по горючесть строительного сырья и продукции, рассмотрена в отдельном обновленном стандарте. Строительные общегосударственные нормы учитывают категории всех видов изделий, используемых в работе.

Согласно этой классификации негорючие стройматериалы (НГ) подразделяются на две группы в зависимости от режима испытаний и значений показателей, полученных при этом.

В 1 группу входит продукция, при исследовании которой температура внутри печи увеличивается не больше, чем на 50 ℃. Уменьшение массы образца не превышает 50 %. Пламя не горит вообще, а выделяющаяся теплота не превышает 2,0 МДж/кг.

Во 2 группу НГ входят материалы с такими же показателями увеличения температуры внутри печи и потери массы. Отличие в том, что пламя горит до 20 секунд, теплота сгорания не должна быть больше 3,0 МДж/кг.

Классы горючести

Горючие материалы исследуют по аналогичным критериям, подразделяют на 4 группы или класса, которые обозначают буквой Г и цифрой, находящейся рядом с ней. Для классификации учитывают значения следующих показателей:

температура газов, выделяющихся с дымом;
степень уменьшения размеров;
величина уменьшения веса;
время сохранения пламени без источника горения.

К Г1 относится группа материалов с температурой дыма, не превышающей 135 ℃. Потеря длины укладывается в 65 %, веса – 20 %. Само по себе пламя не горит. Такая строительная продукция называется самозатухающей.

В Г2 входит группа материалов с температурой дыма, не превышающей 235 ℃. Потеря длины укладывается в 85 %, массы – 50 %. Самостоятельное горение продолжается не более 30 секунд.

К Г3 относится материалы, у которых температура дыма не превышает 450 ℃. Потеря длины составляет более 85 %, веса – до половины. Само по себе пламя горит не более 300 секунд.

В группу горючести Г4 вошли материалы, у которых температура дыма превышает 450 °С. Потеря длины превышает 85 %, массы – более 50 %. Самостоятельное горение продолжается более 300 секунд.

Допустимо использовать следующие приставки в названии каждой группы горючести в порядке увеличения цифрового индекса:

слабо;
умеренно;
нормально;
сильногорючие материалы.

Приведенные показатели горючести наряду с некоторыми другими характеристиками обязательно учитывают при разработке проектной документации, составлении смет.

Большое значение также имеет способность образовывать дым, токсичность продуктов горения, скорость возможного распространения огня, вероятность быстрого воспламенения.

Подтверждение класса

Образцы материалов подвергают испытаниям в лабораториях и на открытой местности по стандартным методикам отдельно для негорючих и горючих стройматериалов.

Если продукция состоит из нескольких слоев, нормативом предусмотрена проверка на горючесть каждого слоя.

Определения горючести проводят на специальном оборудовании. Если окажется, что у одного из компонентов горючесть высокая, то этот статус будет закреплен за продуктом в целом.

Установка для проведения экспериментальных определений должна находиться в помещении с комнатной температурой, нормальной влажностью, без сквозняков. Яркий солнечный или искусственный свет в лаборатории не должны мешать снимать показания с дисплеев.

Перед началом исследования образца прибор проверяют, калибруют, прогревают. Затем образец закрепляют в держателе внутренней полости печи и сразу включают регистраторы.

Главное, чтобы не прошло более 5 секунд с момента размещения образца. Определение продолжают до достижения баланса температур, при котором на протяжении 10 минут изменения не составляют больше 2 °С.

По окончании процедуры образец вместе с держателем вынимают из печи, охлаждают в эксикаторе, взвешивают и измеряют, причисляя их к группе горючести НГ, Г1 и так далее.

Метод проверки горючести

Все строительные материалы, включая отделочные, облицовочные, лакокрасочные виды покрытий, независимо от однородности или многослойности исследуют на горючесть единым методом.

Предварительно готовят 12 единиц одинаковых образцов с толщиной, равной реальным значениям во время эксплуатации. Если структура слоистая, берут пробы с каждой поверхности.

Затем образцы выдерживают при комнатной температуре и нормальной влажности окружающего воздуха минимум 72 часа, периодически взвешивая. Выдерживание следует прекратить при достижении постоянной массы.

Установка имеет стандартную конструкцию, состоит из камеры сжигания, системы подачи воздуха и отвода выделяющихся газов.

Образцы по очереди помещают в камеру, проводят измерения, фиксируют потерю массы, температуру и количество выделяющихся газообразных продуктов, время горения без источника пламени.

Анализируя все полученные показатели, определяют уровень горючести материала, принадлежность его к определенной группе.

Применение в строительстве

При возведении строений применяют несколько разных видов стройматериалов: конструктивных, изолирующих, кровельных, отделочных с отличающимся назначением и нагрузками. На всю продукцию должны иметься в наличии и предъявляться потенциальным покупателям сертификаты.

Следует заранее ознакомиться с параметрами, характеризующими безопасность, твердо знать, что может означать каждое сокращение и цифры. Закон требует использовать для каркасов строительных потолков только материалы группы горючести Г1 или НГ.

Вещества и материалы являются горючими, если они способны самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

В свою очередь все горючие материалы входят в ту или иную группу горючести.

Сущность метода определения групп горючести заключается в определении степени повреждений материала, времени самостоятельного горения, температуры дымовых газов при фиксированном термическом воздействии на образцы в камере сгорания.

Горючие строительные материалы (по ГОСТ 30244) в зависимости от значений параметров горючести подразделяют на четыре группы горючести: Г1, Г2, Г3, Г4 в соответствии с нижеприведенной таблицей. Материалы относятся к определенной группе горючести при условии соответствия всех значений параметров, установленных таблицей для этой группы.

Параметры горючести
Группа горючести материалов	Температура дымовых газов Т , ˚С	Степень повреждения по длине S L , %	Степень повреждения по массе S m , %	Продолжительность самостоятельного горения t c.r , с
Г1	≤135	≤65	≤20	0
Г2	≤235	≤85	≤50	≤30
Г3	≤450	>85	≤50	≤300
Г4	>450	>85	>50	>300

Примечание — Для материалов групп горючести Г1 — Г3 не допускается образование горящих капель расплава при испытании

Для проведения испытаний в ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Республике Мордовия необходимо предоставить 12 образцов размерами 1000×190 мм. Толщина образцов должна соответствовать толщине материала, применяемого в реальных условиях. Если толщина материала составляет более 70 мм, толщина образцов должна быть 70 мм. При изготовлении образцов экспонируемая поверхность не должна подвергаться обработке.

Испытание образцов проводится в теплофизической лаборатории на испытательной установке «Шахтная печь».

(1 — камера сжигания; 2 — держатель образца; 3 — образец; 4 — газовая горелка; 5 — вентилятор подачи воздуха; 6 — дверца камеры сжигания; 7 — диафрагма; 8 — вентиляционная труба; 9 — газопровод; 10 — термопары; 11 — вытяжной зонт; 12 — смотровое окно).

При испытаниях фиксируется температура дымовых газов и поведение материала при тепловом воздействии.

После окончания испытания измеряется длина отрезков неповрежденной части образцов и определяется остаточную их массу.

Неповрежденной считается та часть образца, которая не сгорела и не обуглилась ни на поверхности, ни внутри. Осаждение сажи, изменение цвета образца, местные сколы, спекание, оплавление, вспучивание, усадка, коробление или изменение шероховатости поверхности не считают повреждениями. Результат измерения округляют до 1 см.

Неповрежденную часть образцов, оставшуюся на держателе, взвешивают. Точность взвешивания должна составлять не менее 1 % от начальной массы образца.

Обработка результатов проводится по методике ГОСТ 30244-94.

После проведения испытаний и оплаты стоимости испытания, сотрудники испытательной пожарной лаборатории подготавливают отчетную документацию.

Группа горючести	Определение согласно ГОСТ	Примеры веществ и материалов
1. Горючие	Способные самовозгораться, а также возгораться 1 и самостоятельно гореть после удаления источника зажигания	Твердые органические: древесина 2 , уголь, торф, каучук 3 , хлопок, картон, резина 4 , стеариновая кислота 5 и др.; неорганические: металлы (калий, натрий, литий, алюминий и др. и их соединения); неметаллические: (сера, фосфор, кремний и др. и их соединения), в том числе пыли (органические – угольная, древесная, сахарная, мучная и др.; неорганические – железная, алюминиевая, кремниевая, серная и др.)
		Жидкие: нефть и нефтепродукты 6 , спирты 7 , кислоты 8 , парафины 9 , углеводороды 10 и др., в том числе синтетические материалы, плавящиеся при нагревании
		Газообразные: водород, углеводороды 11 , аммиак и др., а также пары горючих жидкостей
2.Трудногорючие	Способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные гореть после его удаления	Состоящие из горючих и негорючих материалов: стеклотекстолит СК-9А, стеклотекстолит ФН-Ф, фетр, пенобетоны с наполнителем из полистирола, трихлорэтилен С 2 НCl 3 , слабые водные растворы спиртов и др.
3. Негорючие	Не способные к горению в воздухе	Ткань асбестовая, ткань асбестостеклянная, пеноасбест, металлы, применяемые в строительстве, строительные материалы: песок, глина, гравий, цемент и изделия из них (кирпич, бетон) и др.