Горючесть строительных материалов определяется согласно стандарту "ДСТУ Б В.2.7-19-95 (ГОСТ 30244-94). Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть". Согласно этому стандарту материалы делятся на негорючие и горючие. К негорючим относят материалы, в которых:
– прирост температуры в испытательной печи не превышает 50 оС;
– потеря массы образца не превышает 50 %;
– продолжительность стойкого пламенного горения не превышает 10 с.
Горючим считают материал, если при испытании хотя бы одно из вышеперечисленных условий не выполняется.
Для отнесения строительных материалов к негорючим или к горючим испытание их образцов осуществляют по методу І в приборе при температуре печи 750 оС и средней температуре ее стенок 835 оС в течение 30 мин. Температурный режим образца контролируется тремя термопарами. Для каждого испытания готовят пять цилиндрических образцов размерами d = 45 мм, h = 50 мм.
Материалы, признанные горючими по методу І, для дальнейшей классификации подвергаются испытанию по методу ІІ. В зависимости от параметров, определенных при этом испытании, их разделяют на четыре группы горючести: Г1 (низкой горючести), Г2 (умеренной горючести), Г3 (средней горючести), Г4 (повышенной горючести), в соответствии с табл.1.3.
Группу горючести по методу ІІ определяют для всех однородных и слоистых строительных материалов и, в том числе, тех, которые используются для отделочных, облицовочных работ и лакокрасочных покрытий. К испытаниям готовят 12 образцов 1000´190 мм толщиной не более 70 мм (3 испытания по 4 образца в каждом). Для тестирования отделочных, облицовочных и лакокрасочных материалов образцы изготовляют в соединении с негорючей основой. Нагревание образцов проводят на приборе "Шахтная печь", где источником зажигания является газовая горелка, к которой подается равномерный поток воздуха при температуре 20 оС. Продолжительность действия пламени на образец 10 мин. Испытание считают законченным после охлаждения образцов до нормальной температуры. По результатам обработки данных трех испытаний по таблице 1.3 определяют группу горючести материала.
Таблица 1.3 – Признаки групп горючести строительных материалов в соответствии с ГОСТ 30244-94
|
Группа горючести материалов |
Параметры горючести |
|||
|
Температура дымовых газов t, оС |
Степень повреждения по длине SL, % |
Степень повреждения по массе Sm, % |
Продолжительность самостоятельного горения t сг, с |
|
|
Г1 |
=< 135 |
=< 65 |
=< 20 |
0 |
|
Г2 |
=< 235 |
=< 85 |
=< 50 |
=< 30 |
|
Г3 |
=< 450 |
> 85 |
=< 50 |
=< 300 |
|
Г4 |
> 450 |
> 85 |
> 50 |
> 300 |
Кроме горючести, для оценки степени пожарной безопасности использования строительных материалов (в особенности отделочных и облицовочных) надо знать об их способности к возгоранию под воздействием лучевой теплоты.
Воспламеняемость материалов определяется в соответствии с "ДСТУ Б В.1.1-2-97 (ГОСТ 30402-96). Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость". По этой характеристике горючие материалы классифицируют по трем группам, в зависимости от минимального значения критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП), при котором возникает их стойкое пламенное горение:
– В1 (трудновоспламеняемые) – величина КППТП равняется или большее 35 кВт/м2;
– В2 (умеренновоспламеняемые) – величина КППТП в пределах от 20 до 35 кВт/м2;
– В3 (легковоспламеняемые) – величина КППТП меньше 20 кВт/м2.
Испытания осуществляют на 15 образцах квадратной формы со стороной 165 мм и толщиной не более 70 мм. Разрешается использование образцов отделочных, облицовочных и лакокрасочных материалов вместе с негорючей основой. Основной частью прибора, на котором устанавливают образцы, является радиационная панель, которая состоит из кожуха с теплоизолирующим слоем и нагревательного элемента мощностью 3 кВт. Испытания длятся 15 минут или до воспламенения образца.
Способность материалов к распространению пламени по поверхности под влиянием внешнего теплового потока определяется в соответствии с "ДСТУ Б В.2.7-70-98 (ГОСТ 30444-97). Строительные материалы. Метод испытания на распространение пламени".
Для испытаний изготовляют 5 образцов размером 1100´ 250 мм в объединении с негорючей основой толщиной не более 60 мм. Для каждого испытания образец, горизонтально установленный в приборе с электрической радиационной панелью (с электрической мощностью не менее 8 кВт, наклоненной относительно образца на 30о), производят поджог в течение 10 мин с помощью газовой горелки и, в случае воспламенения, выдерживают до прекращения пламенного горения (но не дольше 30 мин). Величину КППТП определяют с помощью приемников теплового излучения, а кроме того фиксируют время пламенного горения и длину поврежденной части образца (выгоревшей или обугленной).
Горючие строительные материалы в зависимости от величины КППТП разделяют на 4 группы:
– РП1 (не распространяющие) – КППТП равняется или больше 11.0 квт/м2;
– РП2 (локально распространяющие) – КППТП в пределах от 8.0 до 11.0 квт/м2;
– РП3 умеренно распространяющие) – КППТП в пределах от 5.0 до 8.0 квт/м2;
– РП4 (значительно распространяющие) – КППТП меньше 5.0 квт/м2.
В нормативной литературе по пожарному делу все еще используются стандарты, разработанные до девяностого года. Поэтому, для ознакомления с ними ниже приводятся их основные положения.
Группу негорючих строительных материалов как однородных, так и слоистых определяют в соответствии с СТ СЭВ 382-76 на приборе "Огневая труба" .
В трубчатую электропечь, разогретую до 800...850 0С, помещают на 20 мин цилиндрический образец диаметром (d) 45 мм и высотой (h) 50 мм (серия 5 штук). До и после испытаний измеряют температуру печи (tп) и поверхности образцов (t), массу образцов (m) и продолжительность их горения (t гор). Материал считают негорючим, если измеренные показатели отвечают нормативным значениям, в соответствии с таблицей признаков негорючего материала (табл. 1.4):
Табл. 1.4 – Признаки негорючего материала в соответствии с СТ СЭВ 382-76
|
Ср. изменение температуры печи, оС |
tпt - tп0 =< 50 |
|
Ср. изменение температуры поверхности образца, оС |
tt - t0 =< 50 |
|
Ср. норма дефекта массы, % |
(mt - m0) 100 / m0 =< 50 |
|
Ср. продолжительность горения, с |
t гор < 10 |
Близким к СТ СЭВ 382-76 является стандарт ГОСТ 12.1.044-89 п.4.1, предназначенный для определения группы негорючих строительных материалов, но не слоистых и без покрытий. Температура испытаний по этому нормативу составляет t = 750 оC, а продолжительность – t
= 15 мин.
Группу трудногорючих однородных и слоистых строительных материалов определяют по СТ СЭВ 2437-80 на приборе "Шахтная печь". Этот метод распространяется на:
– плиты из древесины и древесных материалов, в том числе с наполнителями и обработкой поверхности органическими и неорганическими веществами;
– плиты из полимерных материалов с наполнителями и без них;
– плиты из неорганических материалов с органическими наполнителями и покрытиями;
– материалы на основе бумаги, пленок и тканей толще 0.25 мм;
– все перечисленные материалы с огнезащитной обработкой.
Этот метод не распространяется на материалы с внешними негорючими слоями и толщиной меньше 0.25 мм.
Образец, состоящий из 4 плит материала размером 1000´ 190´ 50 мм, помещают в шахтную печь высотой 2700 мм с газовой горелкой и воздушной вентиляцией. Продолжительность огневого воздействия 10 мин. В ходе испытаний термопарой определяют температуру дымовых газов, время самостоятельного горения, размеры и массу образца. Трудногорючими обычно считают материалы, в которых усредненные по 3 испытаниям результаты не превышают значений, приведенных в табл.1.5.
Таблица 1.5 – Признаки трудногорючего материала согласно
СТСЭВ 2437-80
|
№ |
Показатель |
Среднее значение по 3 испытаниям |
Максимальное значение в серии |
|
1 |
Температура дымовых газов, 0С |
235 |
250 |
|
2 |
Время самостоятельного горения, с |
30 |
60 |
|
3 |
Степень повреждения по длине, % |
85 |
90 |
|
4 |
Степень повреждения по массе, % |
80 |
85 |
Определение группы трудногорючих и горючих твердых веществ и материалов проводят по ГОСТ 12.1.044-89, п.4.3. Этот метод используется для неметаллических материалов, которые содержат более 3 % органических веществ и не имеют одностороннего огнезацитного или негорючего покрытия.
Используется прибор "Керамическая труба" (или ОТМ): керамическая камера высотой 300 мм с регулируемым воздухоподводом, газовой горелкой и термопарой. В прибор, прогретый до Tо = 200 0С, быстро вводят образец с размерами 150´ 60´ 10 мм и выдерживают до достижения максимальной температуры (Tmax). Если Tmax<260 0C, то продолжительность выдержки не должна превышать t = 300 c. После полного охлаждения образца в камере его взвешивают и повторяют испытания. Средние значения серии испытаний сравнивают с нормативными величинами.
Признаки трудногорючего материала:
T = Tmax - T0 < 60 0C
где Т – разность температур при испытании, оС;
M – приведенная масса образца, г;
mo – начальная масса образца, г;
mкон – масса образца после испытания, г.
Признаки горючего материала:
T > 60 0C
M > 60 %
Если воспламенение образца происходит не раньше, чем
через 4 мин., то материал считают трудновоспламеняемым; если - не раньше,
чем через 0,5 мин., то материал средней воспламеняемости; если - раньше
0,5 мин., то материал легковоспламеняемый.
Способность материалов к распространению пламени по поверхности под влиянием внешнего теплового потока по ГОСТ 12.1.044-89, п.4.19 определяется на приборе "Электрическая радиационная панель". Ее характеризует безразмерный показатель – индекс распространения пламени (I). По этому показателю материалы делятся на такие, которые:
- не распространяют пламени I=0;
- медленно распространяют пламя 0 < I < 20;
- быстро распространяют пламя I > 20.
Дымообразующая способность материалов определяется по ГОСТ 12.1.044-89, п.4.18. Метод основывается на определении оптической плотности среды (по коэффициенту поглощения света), образующейся при сгорании известного количества вещества в режимах тления и горения. По величине максимального коэффициента дымообразования (Dm)) различают 3 группы материалов:
– Д1 - с малой дымообразующей способностью (Dm < 50 м2/кг);
– Д2 - с умеренной дымообразующей способностью (50м2/кг < Dm < 500м2/кг);
– Д3 - с высокой дымообразующей способностью (Dm > 500 м2/кг).
Токсичность продуктов горения материалов определяют по ГОСТ 12.1.044-89, п.4.20. Метод основывается на сжигании образца исследуемого вещества в камере сгорания при заданной плотности теплового потока и определении летального эффекта на животных. Показатель токсичности (HCl50) - это количество вещества, при сжигании которого в объеме 1 м3 образуется концентрация продуктов горения, вызывающая в течение 30 мин. гибель 50% животных. По этому показателю различают материалы:
– Т1 (малоопасные) 120 г/м3 < HCl50;
– Т2 (умеренноопасные) 40 г/м3 < HCl50 < 120 г/м3;
– Т3 (высокоопасные) 13 г/м3 < HCl50 < 40 г/м3;
– Т4 (чрезвычайноопасные) HCl50 < 13 г/м3.
Определение кислородного индекса проводят в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89, п.4.14. Количество окислителя, необходимое для горения материала, характеризуется кислородным индексом (КИ). Метод определения кислородного индекса состоит в нахождении минимальной концентрации кислорода (в %) в потоке кислородно-азотной смеси, при которой наблюдается самостоятельное горение вертикально расположенного образца. По этому показателю материалы не классифицируют.
Физико-механические, теплофизические, химические, пожарно-технические и прочие свойства строительных материалов оценивают количественно, то есть конкретными числовыми показателями, которые устанавливаются путем испытаний в лабораториях, на производстве или в условиях эксплуатации. Измерения проводят на специальных приборах по определенным предусмотренным методикам, которые определены нормативными документами.