Определение горючести твердых материалов и веществ: Методические указания к лабораторной работе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Кафедра безопасности жизнедеятельности

В.А. ВАСИЛЕНКО, Л.Г. ПРОСКУРИНА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРЮЧЕСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ВЕЩЕСТВ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2003

3

ББК 24.54 В 19 УДК 541.427.3 (075)

Рецензент кандидат технических наук, доцент А.Э. Егель

В19

Василенко В.А., Проскурина Л. Г. Определение горючести твердых материалов и веществ: Методические указания к лабораторной работе. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. – 8 с .

Методические указания устанавливают состав и последовательность выполнения лабораторной работы по определению горючести твердых материалов и веществ, содержит необходимый справочный материал. Предназначены для студентов специальности 330100 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» при изучении дисциплины «Теория горения и взрыва».

ББК 24.54

 Василенко В.А., 2003  Проскурина Л.Г., 2003  ГОУ ОГУ, 2003

4

1 Цель работы 1.1 Изучение методики определения горючести твердых материалов и веществ. 1.2 Определение группы горючести материала.

2 Общие сведения о горючести материалов Материалы, вещества и конструкции реагируют на повышение температуры при пожаре по разному: одни поддаются быстрому воздействию огня, другие сопротивляются горению и длительное время сохраняют несущую способность. Свойством, характеризующим пожарную огнестойкость, является горючесть, т.е. свойство материала или вещества к самостоятельному горению. Разделяют материалы и вещества по возгораемости на 3 группы: - негорючие (несгораемые); - трудногорючие (трудносгораемые); - горючие (сгораемые). К негорючим относят материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются; все естественные и искусственные неорганические материалы, металлы, а также гипсовые, гипсоволокнистые плиты при содержании органической массы до 8 %, по массе; минераловатные плиты на синтетической, крахмальной или битумной связке при содержании ее до 6 % по массе. К трудногорючим относят материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня, а после удаления источника огня горение и тление прекращается. К трудногорючим относят также материалы, состоящие из негорючих и горючих составляющих: асфальтобетон; гипсовые и бетонные материалы, содержащие более 8 % по массе органического заполнителя; войлок, вымоченный в глиняном растворе; древесину, подвергнутую глубокой пропитке антипиренами; цементный фибролит. К группе горючих относят материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня. К горючим относятся все органические материалы, не отвечающие требованиям, предъявляемым к негорючим или трудногорючим материалам. Существуют различные способы определения группы горючести материалов и веществ. Для определения группы горючести строительных материалов в отечественной практике применяют 3 метода: - «огневой трубы» для выделения группы горючих материалов; - метод керамической трубы (КТ) для группы трудногорючих, сущность которого заключается в определении признаков возгораемости материалов при воздействии пламени газовой горелки мощностью 88 МДж/ч в течение 10 мин; 5

- метод испытания на негорючесть для выделения группы негорючих, сущность метода заключается в определении признаков возгораемости при воздействии температуры 825 ± 25 оС и выдержке в течение 20 мин. Наиболее простым и доступным методом являются визуальный и метод «огневой трубы». При визуальном методе горючесть определяют путем поднесения газовой горелки к опытному образцу и по поведению образца судят о его горючести. «Огневая труба» обеспечивает одинаковые условия горения и поджигания всех испытываемых образцов.

3 Экспериментальная часть 3.1 Устройство установки для определения группы горючести материалов Определение группы горючести материалов по методу «огневой трубы» производится на установке, приведенной на рисунке 1. Она представляет собой вертикально расположенную металлическую трубу диаметром 50 мм и высотой 165 мм. Труба (1) закреплена на штативе (5) и снабжена держателем для образца (6), смотровым зеркалом (4) и спиртовой горелкой с фитилем диаметром 5мм (3).

1 - металлическая труба; 2 - образец; 3 - горелка; 4 - зеркало; 5 - штатив; 6 - держатель образца. Рисунок 1 – Установка для определения группы горючести материалов (прибор «Огневая труба») 6

3.2 Методика проведения эксперимента Тонколистовые материалы, свертывающиеся при горении, прикрепляют проволокой в рамке. Если образцы при испытании плавятся, то их вставляют между двух слоев стеклоткани марки «Э» толщиной 0,1 мм, длиной 340 мм и шириной 40 мм, сложенных петлей. Сыпучие материалы испытываются в корзиночке из латунной сетки с размером ячеек, препятствующим высыпанию материала. Монолитные материалы толщиной до 10 мм испытывают при их натуральной толщине, а из материалов большей толщины вырезают образцы толщиной 10 мм. Размеры образцов, помещаемых в рамку, должны составлять 45 х 155 мм, не помещаемых в рамку – 35 х 150 мм. У монолитных образцов на расстоянии 10 мм от одного из торцов делают отверстие диаметром 1 - 2 мм для подвешивания в трубе. 3.3 Указания по безопасности 3.3.1 Проверить внешним осмотром спиртовую горелку на отсутствие течей и состояние фильтра. 3.3.2 Проверить надежность крепления испытываемого материала в трубе. 3.3.3 Вентилятор вытяжного шкафа включать только по разрешению преподавателя. 3.4 Порядок проведения эксперимента 3.4.1 Подготовленные для испытания образцы взвесить с точностью до 0,01 г. Если образец помещается в корзиночку или между слоями стеклоткани, определить чистую массу образца (без корзиночки и стеклоткани). 3.4.2 Один из образцов подвесить в центре трубы прибора так, чтобы нижний конец его выступал из трубы на 5 мм и находился на 10 мм выше горелки. 3.4.3. Смотровое зеркало установить так, чтобы весь образец в трубе был виден наблюдателю. 3.4.4 Зажечь горелку и отрегулировать высоту пламени до 55 мм. 3.4.5 Подвести горелку под образец так, чтобы пламя действовало на середину нижнего торца образца или на его угол, если образец находится в стеклоткани. 3.4.6 Запустить секундомер. 3.4.7 Через 2,5 мин действия пламени источник зажигания удалить и зафиксировать время самостоятельного горения и тления образца.

7

4 Обработка, анализ полученных результатов и выводы 4.1 Образец, остывший до комнатной температуры, вновь взвесить. 4.2 Определить потерю массы в процентах от массы исходного образца:

∆P =

Pнач − Pкон ⋅ 100 % , Pнач

(1)

где ∆P - потеря массы образца, г; Pнач - начальная масса образца, г; Pкон - конечная масса образца, г. 4.3 Определить группу горючести испытываемых материалов. Она определяется исходя из следующих условий. Если самостоятельное пламенное горение или тление, которое оценивают по выделению дыма, продолжается более 60 с и потеря массы при этом у партии образцов составляет более 20 %, то испытанный материал относят к группе горючих. Если такой результат наблюдается только у одного образца, необходимо испытать новую партию образцов. При наличии во второй серии опытов хотя бы одного образца с потерей массы более 20 % и времени самостоятельного горения более 60 с материал относят к группе горючих. Если потеря массы составляет меньше 20 % и образцы не горят самостоятельно более 60 с, то такие материалы и вещества относят к группе трудногорючих. 4.4 Результаты определения группы горючести испытываемых материалов занести в таблицу 1. Таблица 1 – Определение группы горючести материала № п/п

Характеристика образца Матери- Размеал ры, мм

Начальная масса, г

Время самостоятельного горения или тления, с

Конечная масса образца, г

4.5 По результатам исследования сделать выводы. 8

Потеря массы образца г

%

Группа горючести

5 Указания по составлению отчета 5.1 Отчет должен содержать: - цель работы; - краткие сведения по горючести веществ и материалов; - таблицу результатов замеров и расчетов группы горючести 3- 4 материалов; - выводы по полученным результатам.

6 Вопросы для самоконтроля 6.1 На какие группы подразделяются вещества и материалы по горючести? 6.2 Какие материалы относят к трудногорючим? 6.3 К какой группе горючести относятся органические материалы? 6.4 Для каких целей в «огневой трубе» предусмотрено зеркало? 6.5 Как закрепляются в «огневой трубе» образцы материалов, свертывающиеся и плавящиеся при испытаниях? 6.6 Какие материалы и вещества испытываются методом «огневой трубы?

Список использованных источников 1 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд.: В 2 книгах; кн. 1 /А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко, Г. Н. Кравчук и др. – М.: Химия, 1990. – 496 с. 2 Баратов А.Н., Андрианов Р.А. и др. Пожарная опасность строительных материалов. /Под ред. А.Н.Баратова. – М.: Стройиздат, 1988. – 380 с.

9