Пожарная опасность полимерных материалов, снижение горючести и нормирование их пожаробезопасного применения в строительстве

• Автор: Серков, Борис Борисович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 271 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Воспламенение полимерных материалов.

1.2. Распространение пламени по поверхности полимерных материалов

1.3.Массовая скорость выгорания и скорость тепловыделения .

1.4.Образование дыма и токсичных продуктов сгорания.

1.5.Современные тенденции в нормировании пожаробезопасного

функционирования объектов с применением полимерных

материалов.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЖАРНОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
2.1. Метод определения характеристик воспламенения и скорости сгорания полимерных материалов в атмосфере с повышенным содержанием кислорода
2.2. Метод исследования характеристик воспламенения и массовой скорости выгорания полимерных отделочных и облицовочных материалов.
2.3. Метод исследования характеристик воспламеняемости полимерных материалов, соответствующий стандарту ГОСТ 2 аналог БО .
2.4. Методы определения группы горючести полимерных материалов
2.5. Методы исследования скорости распространения пламени по поверхности полимерных материалов
2.6. Методы исследования дымообразующей способности материалов
2.7. Методы исследования токсичности продуктов горения материалов
2.8. Метод комплексного исследования пожарной опасности полимерных отделочных, облицовочных материалов и лакокрасочных покры
2.9. Метод комплексного исследования характеристик пожарной опасности материалов по 0 конкалориметрический метод
2 Метод огневых натурных испытаний облицовочноотделочных материалов и покрытий
2 Маломасштабные методы исследования показателей горючести полимерных материалов и методология экспрессанализа горючести материалов.
. Метод предельного кислородного индекса ГОСТ .1.4, п.4.
. Метод по ГОСТ 7, соответствующий американскому стандарту иЬУ, для определения поведения полимеров при действии пламени газовой горелки.
. Метод калориметрической бомбы ГОСТ 7.
. Метод определения температуры самовоспламенения ГОСТ
.1.4, п.4
2 Методология экспрессанализа характеристик горючести поли
мерных материалов и установления влияния природы матрицы и различных компонентов, в том числе замедлителей горения . . ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ПОЛИ
МЕРНЫХ ОБЛИЦОВОЧНЫХ И ДЕКОРАТИВНООТДЕЛОЧНЫХ МА
ТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
3.1. Воспламеняемость полимерных строительных материалов . .
3.2. Распространение, пламени по поверхности полимерных облицовочноотделочных материалов и лакокрасочных покрытий
3.3. Массовая скорость выгорания и скорость тепловыделения
3.4. Дымообразующая способность и токсичность продуктов сгорания облицовочноотделочных полимерных материалов
3.5. Обобщенный показатель пожарной опасности материалов
3.6. Поведение облицовочноотделочных материалов и покрытий в
условиях пожара. Натурные испытания.
ГЛАВА 4. ПОЖАРОБЕЗОПАСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ОБЛИЦОВОЧНООТДЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ В ЗДАНИЯХ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ ПОЖАРООПАСНОСТИ
МАТЕРИАЛОВ
ГЛАВА 5. СНИЖЕНИЕ ГОРЮЧЕСТИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
5.1. Огнезащищенные целлюлозные текстильные материалы техничес
кого назначения.
5.2. Теплоизоляционные материалы пониженной горючести на основе
вторичного целлюлозного сырья.
5.2.1. Материалы и вещества, исследованные в работе
5.2.2 Определение степени группы горючести теплоизоляционных материалов.
5.2.3. Исследование методом термического анализа механизма огнезащитного действия фосфорсодержащего замедлителя горения .
5.3. Декоративный бумажнослоистый пластик пониженной горючести
5.3. Декоративный бумажнослоистый пластик пониженной горючести
5.4. Огнезащитные покрытия для древесины
ГЛАВА 6. ВЛИЯНИИ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ И СОСТАВА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ГОРЮЧЕСТЬ . 9
6.1. Исследование характеристик горючести полимерных материалов в атмосфере с повышенным содержанием кислорода.
6.2. Применение метода кислородного индекса для исследования
влияния различных структурных факторов на горючесть
полимерных материалов.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, в теории РП по поверхности твердых материалов впервые были смоделированы и рассчитаны газофазные процессы горения и введены гидродинамические расчеты. Были получены формулы для скорости распространения пламени в виде функциональной зависимости этой величины от давления окружающей среды, концентрации кислорода, полутолщины плоской пластины материала, согласующиеся с экспериментальными результатами. Что касается постулата о контролирующем распространение пламени механизме теплопередачи через кфазу, который возможен по мнению авторов при низкой концентрации кислорода в потоке окислителя воздухе, то в более поздней работе он был опровергнут Т. Кашиваги. Методом голографической интерферометрии было установлено, что перенос тепловой энергии от кромки пламени к поверхности материала через газовую фазу во много раз больше, чем через твердую фазу. Поэтому уровень концентраций кислорода в потоке окислителя, для которого развитая теория могла быть применена, на самом деле должен быть слишком низким. Друг ое теоретическое исследование РП по поверхности материалов этого периода отражено в обзорной статье Вильямса . Лаь, 1. ДЬ разница в тепловой энтальпии горючего материала при температуре его воспламенения и температуре окружающей среды. Для различных механизмов теплопередачи к поверхности существуют разные значения . Так, при доминирующем механизме теплопередачи от пламени через газовую фазу теплопроводностью для термически тонкого материала получена такая же формула для скорости распространения пламени по поверхности, как и у Де Риса. Универсальное уравнение по мнению Вильямса пригодно для различных моделей распространения пламени с учетом различных теплопотерь, в том числе теплового стока за счет плавления, скапывания капель материала и пр. Попытка отразить более сложный механизм РП и роль процессов, протекающих в наветренной кромке пламени, была предпринята в работе Фрея и Тьена . Одной из задач этого исследования было изучение пределов затухания и поведение пламени, распространяющегося по тонкому целлюлозному материалу, вблизи предела затухания. В математической постановке задачи были представлены нелинейные дифференциальные уравнения баланса энергии и массы. Авторы, критикующие модель распространения пламени Де Риса, вместо аналитического решения сформулированных ими уравнений и получения новой формулы для скорости распространения пламени провели численный анализ. В этом плане работу можно рассматривать как первое численное компьютерное исследование РП с учетом процессов, протекающих во фронте пламени. Фрей и Тьен таким образом установили, что температура поверхности целлюлозного материала растет при увеличении скорости натекающего потока окислителя, давления среды и концентрации кислорода в потоке окислителя. Они указали на существование предела затухания пламени при малом значении числа Дамкллера и предела затухания при больших числах Дамкллера. Аналитическое решение подобной задачи получено С. С. Рыбапиным . Зельдовичу. В результате были получены следующие формулы для скорости РП по поверхности материалов, корректирующие уравнения Дс Риса. Т0
О ОгЭа1
где Тг температура в зоне химической реакции, Т5 температура поверхности газифицирующегося материала, г безразмерный тепловой поток во внешнюю среду Пт 0 и от нее 2Т 0 . Ба число Дамкллера. Величина Га1 пропорциональна отношению скорости потока в кромке пламени к нормальной скорости горения стехиометрической смеси продуктов термического разложения вещества с окислителем окружающей среды. Распространение пламени возможно только в том случае, если выполняется неравенство 1 От Ба 0. Если это условие не выполняется, кромка пламени сносится вниз по течению и горение прекращается. Пределу распространения пламени приближенно соответствует условие 1 Пт Иа1 0. Пределы распространения пламени, по мнению Рыбанина, обусловлены тремя причинами 1 сдуванием пламени встречным потоком 2 тепловыми потерями 3 неспособностью органического материала обеспечить факел пламени достаточным количеством горючего.