Теоретичне і практичне обгрунтування зниження горючості і підвищення вогнестійкості будівельних дерев’яних конструкцій за рахунок застосування ефективних вогнезахисних покриттів. Рекомендації з технології приготування і нанесення вогнезахисних композицій.
Аннотация к работе
Значною мірою така тривожна статистика обумовлена зростанням пожежної небезпеки будинків і споруд, які зводяться та екслуатуються за рахунок зміни технології виробництва, підвищення поверховості і щільності забудови, зміни традиційних і матеріалоємких технологій зведення будинків на нові прогресивні технології з ефективними будівельними матеріалами з дерева, пластмас, полімерів, металу і т.і. Робоча гіпотеза полягає в підвищенні межі вогнестійкості конструкцій за рахунок уповільнення швидкості нагрівання до критичних температур, гальмування процесів деструкції, розкладання й активного горіння горючих матеріалів, зменшення теплопередачі, ізоляція матеріалу конструкції від прямого зіткнення з вогнем і з киснем повітря при нанесенні ефективних вогнезахисних покриттів. Для прогнозування ефективності і теоретичного обгрунтування заново розроблюваних вогнезахисних покриттів встановити аналітичні залежності впливу теплофізичних характеристик і товщини вогнезахисного покриття, що спінюється, на процеси високотемпературного прогріву і наступних змін у деревині і металі під покриттям. Методологічну основу дисертаційної роботи складають теоретичні дослідження вогнестійкості, підвищення вогнестійкості і процесів тепло-масопереносу при горінні деревини; моделювання процесів горіння в умовах розвинутої пожежі; математична статистика і кореляційний аналіз; рентгеноструктурні, диференційно-термічні дослідження; експериментальні дослідження з використанням як відомих стандартних так і розроблених автором методик; розроблена методологія дослідження горючості і вогнестійкості будівельних матеріалів і конструкцій. Розроблено методологію дослідження горючості і вогнестійкості будівельних матеріалів і конструкцій, яка уперше враховує нові показники оцінки зниження горючості і підвищення вогнестійкості будівельних матеріалів і конструкцій під вогнезахисним покриттям.У першому розділі подано теоретичний аналіз наукових публікацій, присвячених проблемі горючості і пожежної небезпеки будівельних матеріалів і конструкцій; методів оцінки горючості матеріалів, вогнестійкості і підвищення вогнестійкості будівельних конструкцій; сучасних засобів зниження горючості і підвищення вогнестійкості будівельних конструкцій. Для визначення характеру поводження матеріалу і конструкції, оцінки застосовуваних засобів вогнезахисту проводять вогневі і високотемпературні випробування. Аналіз методів оцінки вогнестійкості конструкцій показав, що поряд із достоїнствами методів, що рекомендуються, вони мають і істотні недоліки: значний розкид отриманих даних (20% і більше), висока вартість, трудомісткість робіт, мала ефективність по накопиченню й узагальненню даних і т.д. Встановлено, що в даний час відсутні моделі кількісної оцінки горіння різноманітних матеріалів з урахуванням змішаного гомогенно-гетерогенного процесу горіння і тепло-масопереносу характерного для розвинутої пожежі, що виключає можливість прогнозувати протікання деструктивних процесів у матеріалах (утворення коксового прошарку, обвуглювання, вигорання, кипіння і випаровування вологи і т.д.), а отже, ускладнює оцінку вогнестійкості конструкцій. Недостатньо вивченим є процес прогріву і горіння горючих і негорючих конструкцій при наявності спеціальних заходів захисту, що обумовлює відсутність моделей, які дозволяють оцінити зміну температури прогріву конструкцій під покриттям у залежності від властивостей композицій, товщини покриття і тривалості вогневого впливу.У результаті вивчення температурного режиму в керамічній реакційній камері визначені зони, які найбільше прогріваються, що дозволило розташовувати контрольні зразки і проводити контроль з урахуванням розвитку максимальних температур, внести зміни в методику випробувань визначення трудногорючих і горючих матеріалів ГОСТ 12.1.044-89 і ГОСТ 16363-76* (СТ СЕВ 4686-84) - засоби захисту для деревини. Це особливо добре видно з мал.1, крива 1 (горіння зразків без покриття) знаходиться значно вище сталого температурного режиму в реакційній камері без зразка (крива 5), крива 3 (горіння зразків з покриттям з рідкого скла) знаходиться значно нижче температурної кривої 1 і до 5 хв випробувань нижче температурної кривої 5, але значно вище стандартної температурної кривої розвитку пожежі (крива 2). Це говорить про те, що вогнезахисне покриття на основі рідкого скла не забезпечує достатні вогнезахисні властивості деревини, процес горіння деревини з таким покриттям йде зі значним виділенням тепла. Вважаємо, що вогнезахисне покриття є ефективним по захисту деревяних конструкцій від вогневого впливу та розповсюдження вогню, якщо температура на поверхні зразків, захищених покриттям (t) менша температури стандартної пожежі (Тп) і нижча сталої температури в реакційній камері без зразків (Ту.к.) тобто t<Tn і t<Ту. к. Запропонована авторами методологія включає удосконалені показники, такі як: швидкість вигоряння деревини, зміна маси з урахуванням згорілої і обвугленої частин деревини; нові показники, такі як: зміна площі поперечного перетину в проце