Материал: Несгораемые материалы и их поведение при пожаре

Несгораемые материалы и их поведение при пожаре

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО

ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ

СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ

БЕДСТВИЙ

ФБГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МЧС

РОССИИ

Кафедра пожарной, аварийно-спасательной техники и специальных

технических средств

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Сопротивление материалов»

«Несгораемые материалы и их поведение при пожаре»

  Выполнил:

студент группы СЭв-021

А.С.Ильиных

Руководитель:

Старший преподаватель

  кафедры ПАСТ И СТС.

.  И.Ю.Королькова

Г. Екатеринбург 2022

Оглавление

Введение: 3

Глава 1.Понятие, предмет и задачи. 4

Глава 2. Основные свойства строительных материалов и процессы, происходящие в них в условиях пожара. 4

2.1. Внешние и внутренние факторы, определяющие поведение строительных материалов в условиях пожара. 4

2.2. Основные свойства, характеризующие поведение строительных материалов в условиях пожара. 6

Глава 3. Поведение строительных конструкций при пожаре и их классификация  8

3.1.Поведение конструкций при пожаре. 9

Глава 4. Несгораемые материалы.. 10

4.1 Пожарозащитные мероприятия для конструкций из несгораемых материалов. 10

Глава 5. Определение очага возгорания(пожара) с помощью негорючих материалов  11

Заключение: 14

Список использованной литературы: 15

Введение:

Ежегодно в городах и районах области происходит более 2000 пожаров и практически по всем из них сотрудниками государственного пожарного надзора проводятся проверки и исследования причин возникновения возгораний. Сотрудниками испытательной пожарной лаборатории МЧС России  ежегодно производится около 300 исследований, изъятых на пожарах, вещественных  доказательств, cоставляется более 100 технических заключений по материалам проверок.

В строительных конструкциях зданий и сооружений используются различные по происхождению и пожарной опасности материалы. Конструктивные элементы из железобетона, кирпича, бетона способны в условиях пожара в течение десятков минут, а иногда даже нескольких часов сопротивляться огневому воздействию и не разрушаться. Стальные конструкции зданий при пожаре не горят, не распространяют огонь, но при 15–20-минутном огневом воздействии теряют несущую способность. Несколько дольше при горении продолжают выполнять несущие функции массивные деревянные конструкции, однако они способствуют распространению огня и развитию пожара.

 Все  свойства конструкций  и зданий, их поведение при пожаре, приведенные выше изучает наука, которая называется «сопротивление материалов»

Отсюда, цель работы такова: изучить несгораемые материалы, используемые при строительстве зданий и сооружений  и их поведение при пожаре.

Сопротивление материала – это наука, дающая основы для расчётов на прочность, жёсткость и устойчивость.

Прочность – это способность выдерживать внешнюю нагрузку, не разрушаясь.

Жёсткость – это способность сопротивляться изменению первоначальной формы и размера.

Устойчивость – это способность сохранять первоначальную форму равновесия.

Основная задача сопромата – это создание работоспособной, прочной, долговечной и в тоже время экономичной конструкции.

    Методами сопротивления материалов ведутся практические расчеты и определяются необходимые, как говорят, надежные размеры деталей машин, различных конструкций и сооружений.

Глава 2. Основные свойства строительных материалов и процессы, происходящие в них в условиях пожара.

2.1. Внешние и внутренние факторы, определяющие поведение строительных материалов в условиях пожара.

 Номенклатура строительных материалов содержит сотни названий. Каждый материал в определенной мере отличается от других внешним видом, химическим составом, структурой, свойствами, областью применения в строительстве и поведением в условиях пожара.

Вместе с тем между материалами не только существуют различия, но и множество общих признаков. Под поведением строительных материалов в условиях пожара понимается комплекс физико-химических превращений, приводящих к изменению состояния и свойств материалов под влиянием интенсивного высокотемпературного нагрева.

На рис. 1.1 показана обобщенная схема, в которой перечислены основные факторы, процессы и последствия, характеризующие поведение различных материалов в условиях пожара.

 Для того чтобы это понять, необходимо знать сам материал: его происхождение, сущность технологии изготовления, состав, начальную структуру и свойства.

В процессе эксплуатации материала в обычных условиях на него воздействуют внешние эксплуатационные факторы:

- область применения (для облицовки пола, потолка, стен; внутри помещения с нормальной средой, с агрессивной средой, снаружи помещения и т. п.);

 - влажность воздуха (чем она выше, тем выше влажность пористого материала);

 - различные нагрузки (чем они выше, тем тяжелее материалу сопротивляться их воздействию);

 - природные воздействия (солнечная радиация, температура воздуха, ветер, атмосферные осадки и т. п.).

Перечисленные внешние факторы влияют на долговечность материала (ухудшение его свойств в течение времени нормальной эксплуатации). Чем они агрессивнее (интенсивнее) воздействуют на материал, тем быстрее изменяются его свойства, разрушается структура.

При пожаре, помимо выше перечислены факторов, значительно воздействуют и другие, более агрессивные:

 - высокая температура окружающей среды;

    - время (продолжительность) нахождения материала под воздействием высокой температуры;

 - воздействие огнетушащих веществ;

- воздействие агрессивной среды.

2.2. Основные свойства, характеризующие поведение строительных материалов в условиях пожара

Свойствами называют  способность материалов реагировать на воздействие внешних и внутренних факторов: силовых, влажностных, температурных. Для изучения и объяснения характера поведения строительных материалов в условиях пожара предлагается в качестве основных рассмотреть следующие свойства:

1. Физические свойства: объемная масса, плотность, пористость, гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость, паро- и газопроницаемость.

2. Механические свойства: прочность, деформативность.

3. Теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, тепловое расширение, теплостойкость.

4. Свойства, характеризующие пожарную опасность материалов: горючесть, тепловыделение, дымообразование, выделение токсичных продуктов горения.

Свойства материалов обычно характеризуют соответствующими числовыми показателями, которые определяют с помощью экспериментальных методов и средств.

Рисунок 1.1

Теоретические основы и общие закономерности поведения строительных материалов в условиях пожара

Определяющие факторы

Внешние факторы   Внутренние факторы

Пожара: температура пожара, время,

огнетушащие вещества, агрессивность среды

Эксплуатационные: область применения, нагрузки,

влажность воздуха, природные воздействия

Технология изготовления, происхождение, химический состав, строение,

свойства

Негативные процессы

Физические: теплоперенос,

тепловое деформирование, накопление дефектов, структурные изменения, уменьшение объема массы,

размягчение и плавление

Химические: терморазложение дегидратация диссоциация

необратимые деформации, разрушение изделия, выгорание

Физико-химические: самовоспламенение, воспламенение, горение, распространение пламени, дымовыделение, токсичность продуктов горения

Глава 3. Поведение строительных конструкций при пожаре и их классификация

Ежедневно вследствие пожаров наносится значительный ущерб народному хозяйству. Еще тяжелее потеря жизней и здоровья людей. Забота о безопасности людей и сохранении материальных ценностей, производств и рабочих мест привела к изданию большого числа законов, предписаний и условий по пожарозащите.

Строительные материалы в зависимости от их вида ведут себя по-разному при воздействии огня. Согласно DIN 4108 различают строительные материалы класса А — несгораемые и класса В — сгораемые.

В DIN EN 1301-1, имеются главные классы от А до F и подклассы по дымообразованию s1 (малое), s2 (среднее) и s3 (высокое), а также по образованию горящих капель или сколов материала d0 (отсутствует), dl (малое), d2 (сильное) (табл. 1).

Пример: B-s2, dl: трудновозгораемый, дымообразование среднее, образование горящих капель малое.

Таблица 1. Классы строительных материалов по DIN 4108, евроклассы строительной продукции по DIN EN 13501-1

3.1.Поведение конструкций при пожаре

Строительные конструкции по их поведению при пожаре подразделяются на классы огнестойкости.

Различают классы огнестойкости F для стен, перекрытий, главных балок и лестниц, W для ненесущих наружных стен, подоконных частей и парапетов, а также Т для дверей, клапанов, рольставен и ворот.

Для каждой конструкции получен предел огнестойкости в часах путем пожарных испытаний (табл. 2). Класс огнестойкости F и W содержат также данные о классе стройматериала.

Пример: класс огнестойкости F 120 В для стены означает, что она состоит из горючих строительных материалов и до появления огня на противоположной пожару стороне должно пройти 120 минут.

Таблица 2. Классы огнестойкости пo DIN 4102

Глава 4. Несгораемые материалы

Несгораемые материалы - такие, которые под воздействием высокой температуры или огня не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются. К несгораемым относятся естественные и искусственные материалы ( кирпич глиняный, асбест, глина, бетон, железобетон, камни из горных пород, песок, стекло) и металл. Строительные конструкции, изготовленные из указанных материалов, считают несгораемыми.

Несгораемые материалы не горят, не тлеют и не обугливаются.

4.1 Пожарозащитные мероприятия для конструкций из несгораемых материалов.

Сталь, по своему поведению во время пожара, относится к классу несгораемых материалов (класс строительных материалов А1). В случае пожара сталь очень сильно расширяется и теряет, вследствие своей высокой теплопроводности, при температурах около 500 °С в течение короткого времени свою статическую прочность.