Зниження горючості і підвищення вогнестійкості будівельних дерев’яних конструкцій

де: - час вогневого впливу, хв.

При температурі 670⁰С і вище величина зчеплення покриття з деревиною практично дорівнює нулю, що й обмежує температурну область захисної спроможності від вогню покриттів із “чистого” рідкого скла.

На підвищення вогнестійкості будівельних конструкцій товщина не спінюваного покриття (у межах досліджуваних товщин 0,5-2,7мм) проявляється слабко. Збільшення товщини вогнезахисного покриття, що спінюється, значно підвищує межу вогнестійкості конструкцій не тільки за рахунок екранізації, але і за рахунок високої поризації, зменшення фронту полум'я, зменшення деструктивних змін у деревині, зниження швидкості горіння й обвуглювання, зменшення руйнування обвугленого прошарку, збільшення структурної міцності покриття.

Під вогнезахисним покриттям із рідкого скла процес горіння (m_г) зміщається в область обвуглювання (m_об) і при товщині покриття від 1,0 до 2,7 мм складає m_об/m_г=1,2-1,1, втрата сумарної маси деревини (m_об) знижується, після 10 хв вогневих випробувань з 59% до 39,8%. Термічний опір покриття зростає в 44 рази від (2,0-3,0)*10-3 м^{2 0}С/Вт до (8,8-13,1)*10-2 м^{2 0}С/Вт (для покриття =0,5-0,75 мм).

Дослідження показали, що при виборі компонентів у вогнезахисній композиції повинні бути заздалегідь визначені граничні умови розміру спінювання й ослаблення контактної зони. У противному разі вогнезахисне покриття, маючи високу теплоізоляційну спроможність через недостатню адгезійну міцність не виконує свою вогнезахисну задачу. Це підтверджують проведені дослідження з покриттям на основі “чистого” рідкого скла. Маючи низьку міцність контакту за рахунок низької опірності внутрішнім напругам покриття, воно не здатне захистити конструкції від прямого вогневого впливу (область розтріскування).

Аналіз проведених досліджень дозволяє зробити висновок, що при виборі компонентів вогнезахисного покриття необхідно враховувати можливість ослаблення в контактній зоні при вогневому впливі.

Шостий розділ присвячений дослідженням впливу нових вогнезахисних композицій на зміну процесу горіння деревини. Основним об'єктом для розробки нових вогнезахисних композицій мають бути негорючі, недорогі, нетоксичні речовини й відходи виробництва.

На основі теоретичних і експериментальних досліджень із використанням методів ДТА, рентгеноструктурного аналізу і механізму утворення вогнезахисного покриття, що спінюється, для вогнезахисних композицій з рідкого скла був проведений вибір групи матеріалів, що по зазначених вище критеріях можуть бути використані в якості основних дисперсних наповнювачів (при 20 і більш %): золо унос, колошниковий пил, горіла порода, шамотний пісок, азбестоцементні відходи, магнезитовий концентрат, будівельне вапно і т.д. Проте, як показали дослідження двохкомпонентні вогнезахисні композиції навіть із високими вогнезахисними властивостями мають низку вад (не технологічні, швидке злипання, грудкування і тужавлення, зтік з поверхні) і не знаходять практичного застосування. Введення в вогнезахисну композицію різноманітних добавок (max до 12%) усуває зазначені хиби, покращує технологічні властивості композиції, розширює температурну область застосування, впливає на формування структури вогнезахисного покриття при вогневому впливі.

У результаті досліджень визначені деякі закономірності впливу вхідних компонентів і їхнього кількісного вмісту на основні вогнезахисні і технологічні характеристики.

Для кожної вогнезахисної композиції проводилися дослідження з встановлення залежностей, що характеризують підвищення вогнестійкості, зниження горючості (m - середня сумарна швидкість втрати маси зразків, %/хв; s - сумарна швидкість втрати нижнього поперечного перетину, мм/хв), від вмісту в ній компонентів (Х₁, Х₂,... Хn, %). На основі отриманих результатів розроблялися математичні моделі, які давали можливість, оцінити як змінюються вогнезахисні властивості композиції при зміні вмісту одного з компонентів, обумовлені практичною (технологічною) необхідністю.

Для кожної вогнезахисної композиції в залежності від вмісту компонентів визначалася зміна технологічних властивостей (щільність, в'язкість, розтік, водовідстій, укривистість, час загущування при 20⁰С, величина адгезійної міцності через 28 діб). Проведені дослідження дали можливість розробити нові вогнезахисні композиції, кожна з яких містить ряд вогнезахисних складів, що характеризуються фіксованим вмістом компонентів, і обумовлює високі вогнезахисні властивості (при одношаровому покритті до 0,75 мм) при заданих технологічних параметрах.

Для практичних робіт вибір складу вогнезахисної композиції полягає в тому, що на початку визначаються умови приготування і нанесення складу, відповідно до цих умов встановлюється компонентний склад покриття, по математичній моделі встановлюється сумарна втрата маси і поперечного перетину зразка - моделі при вогневому впливі. На 20 нових, розроблених нами вогнезахисних композицій були отримані авторські свідоцтва і патенти України. Як приклад розглянемо нову вогнезахисну композицію (патент України №7851А), яка вміщує % по масі: рідке скло - (63-78%); золу унос - (20-35%); вапно - (1-1,5%); кубові залишки виробництва адіпонітрилу - (0,25-1,25). Склади даної композиції є однорідною рухливою сумішшю, мають високі вогнезахисні властивості, гарну клеючу та адгезійну спроможність, проникають у мікротріщини поверхні, яка захищається. Швидкість втрати сумарної маси (m, %/хв) і швидкість втрати нижнього поперечного перетину зразків (s, мм/хв) залежать від вмісту компонентів і можуть бути визначені з таких математичних залежностей:

m=779,9-6,66х₁-6,3х₂-70,06х₃-58,23х₄ (17)

s=73,47-0,678х₁-0,644х₂-4,043х₃-2,95х₄ (18)

де: х₁ ,х₂ ,х₃, х₄ - вміст вхідних компонентів, %.

У залежності від вмісту компонентів зміна середньої швидкості втрати маси складає від 8,4 до 5,13% за хв, а швидкість втрати нижнього поперечного перетину зразка - від 0,9 до 0,6 мм/ за хв.

Високі захисні властивості вогнезахисної композиції (Авторське свідоцтво СРСР №180518) із рідкого скла (Х₁), золу унос (Х₂) і невеликої кількості фільтр-пресових відходів (Х₃) і сульфанолу НП-2 (Х₄) обумовлюються виділенням значної кількості парів води при вогневому впливі, що призводить до збільшення спінювання захисного прошарку. Результати досліджень дозволили встановити залежності зміни середньої сумарної швидкості втрати маси (m, %/хв) і швидкості втрати нижнього перетину (s, мм/хв):

m=457,84-4,53х₁-4,55х₂+17,07х₃-17,84х₄ (19)

s=42,1-0,41х₁-0,45х₂+2,48х₃-1,50х₄ (20)

де: х₁ ,х₂ ,х₃, х₄ - вміст компонентів, %.

При розвитку пожежі за стандартним режимом теплофізичні параметри покриття виявляють значні зміни в залежності від розміру спінювання, ступеня і характеру поризації. Встановлено, що кожному покриттю, в залежності від вхідних наповнювачів, відповідає своя температура “впливу", за якою досягається максимальна теплоізолююча спроможність. Залежність коефіцієнта теплопровідності - (, м^{2 0}С/Вт) для наповнювача - золо унос:

=1,68*10^-1-0,441*10^-2х+0,951*10^-4х²-0,361*10^-6х³, (21)

для наповнювача - горіла порода:

=1,64*10^-1-0,2*10^-2х-0,467*10^-4х²+0,13*10^-5х³, (22)

для наповнювача - азбестоцементні відходи:

=1,641*10^-1-0,687*10^-2х+0,147*10^-3х²-0,4721*10^-6х³, (23)

для наповнювача - фосфогіпс:

=1,642*10^-1-0,421*10^-2х+0,154*10^-3х²-0,154*10^-5х³, (24)

де: х- відсотковий вміст наповнювачів, %.

Введення добавок у вогнезахисні композиції не тільки покращує технологічні властивості, але і при впливі температур змінює теплофізичні властивості. Так, для вогнезахисної композиції (патент України №7861А) залежність коефіцієнта теплопровідності (, м^{2 0}С/Вт) від температури нагріву подана математичною моделлю:

=0,209+0,105*10^-3Т-1,142*10^-6Т²+1,076*10^-9Т³, (25)

де: Т- температура пожежі, ⁰С.

Результати експериментальних досліджень добре узгоджуються з теоретичними дослідженнями і показали, що чим більш ефективне вогнезахисне покриття, тим менша втрата міцності “свіжої” деревини в процесі горіння. Для всіх розроблених композицій були встановлені залежності зміни міцності деревини на стиск уздовж волокон (R_ст, МПа) і на статичний вигин (R_виг, МПа) від тривалості вогневого впливу (). Наприклад, для вогнезахисної композиції, патент України №7861А, зміна міцності на стиск і на статичний вигин описуються такими залежностями:

R_ст=48,92-2,089-0,163²+0,016³ (26)

R_виг=82,5-0,576-0,89²+0,061³ (27)

де: - тривалість вогневого впливу, хв.

Проведені дослідження показали, що запропоновані вогнезахисні композиції дозволяють підвищити працездатність дерев'яних будівельних конструкцій в осередку пожежі, зберегти механічні параметри деревини за рахунок гальмування процесів горіння й обвуглювання. Проте, при товщині покриття до 0,75 мм вони не спроможні цілком призупинити процеси деструкції в деревині, очевидно, через незначний термічний опір спінюваного прошарку, що утворився. У не займаній вогнем деревині, яка залишилась, через значний прогрів відзначене зниження міцності “свіжої” деревини від 7,5 до 12,0% і залежить від виду застосовуваної композиції. Це дозволяє зробити висновок, що при оцінці вогнестійкості дерев'яних будівельних конструкцій з вогнезахисними покриттями необхідно враховувати не тільки зміну механічної міцності в результаті вигоряння й обвуглювання поперечного перетину, але і можливі зміни міцності “свіжої” деревини.

Були вивчені фізико-механічні й експлуатаційні властивості покриттів, розроблених композицій (міцність при стиску, усадка покриття, гігроскопічність, стійкість в часі, вогнезахисна спроможність і т.д.). Проведені дослідження показали, що вогнезахисні покриття не тільки підвищують вогнестійкість, але і переводять деревину в групу важкогорючих матеріалів, що не спроможні до самостійного горіння.

Для кожної розробленої вогнезахисної композиції досліджувався вплив товщини прошарку вогнезахисного покриття на зміну термічного опору (мал.3) і зберігання міцності захищеної деревини. Проведені дослідження дали можливість одержати моделі, що дозволяють визначати мінімальне значення необхідної товщини (_n, мм) прошарку покриття з урахуванням необхідної вогнестійкості конструкції по швидкості горіння й обвуглювання поперечного перетину зразків (s, мм/хв).

Наприклад, для вогнезахисної композиції, патент України 7861А:

_n=-244,934+1368,309s -2500s ²+1503,314s ³, (28)

де: s - сумарна швидкість утрати перетину при вогневому впливі, мм/хв.

У результаті досліджень процесу горіння деревини була розроблена інженерна методика розрахунку вогнестійкості дерев'яних несучих конструкцій з вогнезахисним покриттям.

Дослідження показали, що для захисту металевих конструкцій можуть застосовуватися вогнезахисні покриття, що мають більш високу адгезійну тривкість до металу при нормальних умовах і вогневому впливі (не менше 2,5 МПа).

Розроблені математичні моделі зміни межі вогнестійкості (, хв) у залежності від товщини покриття (_п) і приведеної товщини металу (_пр) дозволили для кожної вогнезахисної композиції прогнозувати підвищення межі вогнестійкості (). Наприклад, для вогнезахисної композиції ВЗП-Л (патент України №22317А):

=2,104+8,063_n+1,180_пр-0,585_n²+0,226_nх_пр+0,142_пр² (29)

для вогнезахисної композиції ВЗП-Ж (патент України №22316А):

=1,755+6,324_n+1,695_пр-0,571_n²+0,440_nх_пр+0,111_пр² (30)

для вогнезахисної композиції ВЗП-3 (патент України №22320А):

=0,525+8,591_n+0,781_пр-0,715_n²+0,406_nх_пр+0,203_пр² (31)

для вогнезахисної композиції ВЗП-12 (патент України №22319А):

=1,525+3,917_n+4,203_пр-0,378_n²+0,689_nх_пр+0,18554_пр² (32)

де: _п - товщина вогнезахисного покриття, мм; _пр - приведена товщина металу, мм; - межа вогнестійкості, хв;

У результаті досліджень запропонована інженерна методика оцінки і підвищення вогнестійкості сталевих конструкцій з урахуванням застосування вогнезахисних покриттів.

Сутність методики зводиться до того, що:

1. По функціональному призначенню будинку і споруди встановлюється категорія виробництва і ступінь вогнестійкості будинків і споруд.

2. За даними технічної документації або обстеження і вимірів встановлюють стислу характеристику застосовуваних металевих конструкцій (параметри конструкції; перетин, товщину металу елементів конструкції і т.д.).

3. Виходячи з площі поперечного перетину (F, см²) і периметра перетину, що обігрівається (П, см) визначають приведену товщину металу (_пр, см). Периметр, що обігрівається, визначається без урахування поверхні, яка прилягає до плит, покриттів і т.д., якщо їхня межа вогнестійкості більша ніж у даної конструкції.

4. Відповідно до встановленого ступеня вогнестійкості будинку і споруди визначають по СНиП 2.01.02-85 необхідну межу вогнестійкості конструкцій (_н, ч).

5. Відповідно до встановлених даних (пункти 1-4) для кожної конструкції в залежності від виду конструкції і приведеної товщини металу визначається фактична межа вогнестійкості по залежності 1, (мал.4) (, ч). Для конструкцій із вогнезахистом вогнестійкість визначається з урахуванням його ефективності. Межу вогнестійкості для конструкцій із приведеною товщиною металу 10 мм і виду вогнезахисту визначають по залежностях, отриманих нами після опрацювання на ЕОМ експериментальних даних: із бетону на гранітному щебені

=3,2+1,394_n+0,0114_n²-0,0000833_n3 (33)

із цементно-піщаної штукатурки

=74,771-4,395_n+0,177_n²-0,0013_n3 (34)

із перлітовермикулітової штукатурки

=75,114-3,052_n+0,171_n²-0,00133_n3 (35)

де: - межа вогнестійкості, хв; _n- товщина вогнезахисту, мм.

Для конструкцій з більшою приведеною товщиною металу визначення межі вогнестійкості розраховують по формулі:

де: - розрахована межа вогнестійкості для металу з приведеною товщиною 10 мм, хв; кⁿ- коефіцієнт пропорційності, що враховує приведену товщину металу.

При застосуванні в якості вогнезахисту покриттів, що спінюються: ВЗП-Л; ВЗП-Ж; ВЗП-З і ВЗП-12 межу вогнестійкості конструкцій визначають по виведених нами залежностях (28-31).

6. При виконанні для конструкцій умови, що _н вважають, що фактичний ступінь вогнестійкості будинку або споруди відповідає проектному (СНиП).

7. При не виконанні даної умови для будь-якої конструкції, тобто <_н по СНиП 2.01.02-85 встановлюють ступінь вогнестійкості будинку і споруди.

8. З урахуванням встановленого ступеня вогнестійкості будинку і споруди розробляють профілактичні заходи для підвищення пожежної безпеки. До таких мір безпеки відноситься: нанесення на конструкції вогнезахисних композицій, що спінюються, прошарку бетону, цементно-піщаної штукатурки, перлітовермикулітової шткукатурки та ін. (мал.4).

Товщину вогнезахисту в залежності від необхідної вогнестійкості визначають по залежностях, отриманих після опрацювання даних на ЕОМ:

Для вогнезахисної композиції ВЗП-Л

_n=-0,602+0,228-0,788_пр+0,004²-0,049_пр*+0,141_пр² (36)

Для вогнезахисної композиції ВЗП-Ж

_n=-0,078+0,23-0,573_пр+0,007²-0,086_пр*+0,22_пр² (37)

Для вогнезахисної композиції ВЗП-З

_n=-0,216+0,242-0,929_пр+0,006²-0,08_пр*+0,239_пр² (38)

Для вогнезахисної композиції ВЗП-12

_n=-0,172+0,234-0,882_пр+0,004²-0,056_пр*+0,175_пр² (39)

Для бетону на щебені

_n=-1,406+0,663-0,0017²+0,0000069³ (40)

Для цементно-піщаної штукатурки

_n=-13,508+1,048-0,0077²+0,0000268³ (41)

Для перлітовермикулітової штукатурки

_n=-43,4+1,44-0,00977²+0,0000267³ (42)

де: _n - необхідна товщина вогнезахисного покриття, мм; - необхідна межа вогнестійкості, хв.

Оскільки товщина прошарку вогнезахисту призначається з умови >_н , то можна говорити про виконання вимог пожежної безпеки.

Проведені дослідження фізико-механічних, теплофізичних і експлуатаційних властивостей покриття вогнезахисних композицій дозволяють зробити такі висновки:

- розроблені вогнезахисні композиції забезпечують одержання важкогорючої деревини (І група вогнезахисної ефективності) при експлуатації конструкцій у нормальних умовах (t=18-22⁰С; W=60%) і повітряно-сухих умовах (t=-4⁰С до +35⁰С; W до 75%);

- вогнезахисні композиції, що спінюються, ВЗП-Л; ВЗП-Ж; ВЗП-З і ВЗП-12 дозволяють значно зменшити швидкість прогріву металу у порівнянні з прогрівом металу без покриття (при товщині покриття 5 мм у залежності від виду композиції в 58-70 разів) і можуть бути рекомендовані для підвищення межі вогнестійкості сталевих конструкцій до 85 хв і вище;

- атмосферостійкість вогнезахисних покриттів може бути досягнута нанесенням атмосферостійких покриттів (фарб, емалей, кремнійорганічних рідин і т.д.), що не знижують вогнезахисну ефективність.

Визначені математичні залежності, що дозволяють прогнозувати зміну властивостей розроблених вогнезахисних покриттів в умовах експлуатації.

Розділ сьомий присвячений результатам впровадження розроблених вогнезахисних композицій з метою зниження горючості і підвищення вогнестійкості будівельних матеріалів, конструкцій на підприємствах України з високою пожежною небезпекою.

З огляду на те, що дотепер не проводиться промислова вогнезахисна обробка шахтної деревини, а також відсутні надійні засоби вогнезахисту горючих матеріалів у шахтах, були запропоновані розроблені вогнезахисні композиції.

Полігонні випробування, проведені в ДХК “Укрзахідвугілля”, показали надійність розробленого вогнезахисного складу. Комісія визнала, що захищене вогнезахисним складом дерев'яне кріплення гірничих виробіток відноситься до групи важкогорючих матеріалів, що підтвердило надійність отриманих експериментальних досліджень ДІБІ. З огляду на важливість проведеної роботи, для забезпечення пожежної безпеки надалі перед впровадженням у шахтах нових вогнезахисних складів проводилися обов'язково їхні полігонні випробування.

Для впровадження вогнезахисних композицій на шахтах нами була розроблена “Методика проведення дослідно-промислових випробувань вогнезахисних складів на шахтах ДХК “Укрзахідвугілля і затверджена у Всесоюзному науково-виробничому об'єднанні по гірничо-рятувальній справі “Респіратор” і ДХК “Укрзахідвугілля”.

В 1987-2000 р.р. у ДХК “Укрзахідвугілля” вогнезахисними композиціями було оброблене дерев'яне кріплення й інші конструкції головних виробіток шахт. Для оцінки ефективності вогнезахисних покриттів з часом на шахтах ДХК “Укрзахідвугілля” вибиралися ділянки гірничих виробіток із дерев'яними елементами кріплення і з різноманітними температурно-вологими умовами. Постійний контроль за станом поверхні вогнезахисного покриття на дерев'яному кріпленні дозволив зробити такі висновки по експлуатаційних властивостях покриття:

гарна адгезійна міцність із поверхнею деревини (відсутність відшарувань, розтріскування);

дуже важко піддається змиву водою (після 155 обмивань шахтних кріплень від пилу ознак розмиву вогнезахисного покриття не встановлено);

покриття зберігає цілісність, не розтріскується і не обсипається;

технологічність приготування і нанесення в умовах шахтного виробництва, доступність і дешевизна компонентів дозволяють одержати значний економічний ефект від застосування і підвищити пожежну безпеку гірничих виробіток шахт.

Результати випробувань контрольних зразків з покриттям, проведених у ході авторського нагляду в лабораторіях ВНДІГС і ДІБІ дозволили зробити висновок: середня втрата маси зразків після витримки їх у шахтних умовах в часу 3-х років не перевищує 9,0%. Отже, відповідно до п. 4.3. ГОСТ 16363-76* (СТ СЕВ 46864-84) застосовувані вогнезахисні покриття для захисту дерев'яного кріплення на шахтах ДХК “Укрзахідвугілля”, відносяться до I групи вогнезахисної ефективності (забезпечують одержання важкогорючої деревини).

Проведені промислові випробування вогнезахисних композицій у шахтах ДХК “Укрзахідвугілля” показали, що вони можуть успішно застосовуватися в широкому температурно-вологостному режимі t= 4-25⁰C; W до 80%. Для збільшення термінів служби вогнезахисного покриття в даному інтервалі для композицій (із застосуванням фосфогіпсу і золи унос) потрібно нанесення на поверхню вологозахисного покриття.

Аналогічні промислові іспити вогнезахисної композиції проведені в 1991 р. на шахті “Козацька” ДХК “Александріявугілля” для захисту кріплення гірничих виробіток. З урахуванням особливостей гірничих виробіток шахт ДХК “Александріявугілля” і використання в якості компонентів джерел місцевого регіону нами був розроблений в 1991 р. “Тимчасовий посібник із застосування вогнезахисних композицій і технології обробки дерев'яного кріплення гірничих виробіток шахт ДХК “Александріявугілля”, що був узгоджений і затверджений інститутом “Дніпродіпрошахт”, в/о “Західвуглепроект” Міністерства вугільної промисловості СРСР, ДХК “Александріявугілля”.

У 1992 р. Держвуглепромом України прийняте рішення про проведення на шахтах в/о”Павлоградвугілля” випробувань вогнезахисних композицій, розроблених ДІБІ. З цим рішенням була розроблена “Методика застосування вогнезахисних складів для обробки горючих елементів кріплення гірничих виробіток шахт із метою підвищення їхньої пожежної безпеки і переводу кріплення по ступеню горючості в групу важкогорючих - РД4102.42.002-92*, що була узгоджена з РГТІ, ВТСО-49, ВО “Павлоградвугілля” і затверджена проектним інститутом Дніпродіпрошахт Держвуглепрому України.

Розроблені вогнезахисні композиції з метою підвищення пожежної безпеки з 1986 року пройшли дослідно-промислові випробування і стали застосовуватися на об'єктах ДХК “Укрзахідвугілля”, ДХК “Александріявугілля”, ДХК “Павлоградвугілля”, ЗАТ “Павлоградбуд” на будинках і спорудах, які будуються і експлуатуються в м.Дніпропетровську за розпорядженням пожежної інспекції. У період із 1986 по 2000 роки на підприємствах було проведено 8 шкіл-семінарів для ІТП, головних фахівців із відпрацьовування технології їхнього застосування.

У 1998 р були проведені Державні випробування по визначенню ефективності вогнезахисних покриттів у науково-дослідному центрі Українського науково-дослідного інституту пожежної безпеки МВС України. Відповідно до цих випробувань розроблені покриття відносяться до І групи вогнезахисної ефективності. Проведені промислові випробування вогнезахисних композицій на об'єктах ДХК “Укрзахідвугілля”, ДХК “Александріявугілля”, ДХК “Павлоградвугілля”, ЗАТ “Павлоградбуд”, показали їхню надійність у роботі, високу адгезійну міцність і зберігання при тривалій експлуатації високої вогнезахисної спроможності. Застосування вогнезахисних композицій дозволяє: знизити горючість будівельних матеріалів і перевести їх у групу важкогорючих матеріалів; підвищити межу вогнестійкості дерев'яних і металевих конструкцій.

Промислові випробування розроблених вогнезахисних композицій підтвердили теоретичні передумови прогнозування ефективності заново розроблюваних вогнезахисних композицій з урахуванням аналітичних залежностей впливу теплофізичних характеристик і товщини вогнезахисного покриття, що спінюється, на процеси тепло- масопереносу. На підставі промислових і експериментальних досліджень розроблена технологія приготування і нанесення запропонованих вогнезахисних композицій на будівельні конструкції.

У результаті проведених виробничих і Державних випробувань розроблені “Рекомендації з технології виготовлення і нанесення вогнезахисних композицій для деревини”, що узгоджені в УкрНДІПБ і затверджені в ГУДПО МВС України в 1999 р.

Впровадження вогнезахисних композицій на об'єктах ДХК “Укрзахідвугілля”, ДХК “Александріявугілля”, ДХК “Павлоградвугілля”, Дніпродіпрошахт Держвуглепрому України, ЗАТ “Павлоградбуд” знизило пожежну небезпеку і дало можливість без значних матеріальних витрат виконати вимоги нормативів пожежної безпеки, що дозволило одержати значний економічний ефект.

Економічна ефективність від впровадження розробок склала 866,196 тис. грн.

Економічний ефект на 1 м² обробленої поверхні будівельних конструкцій склав:

дерев'яних будівельних конструкцій - 5,68-6,21 грн.

металевих будівельних конструкцій - 44,3 грн.

Налагоджено виробничий випуск розроблених вогнезахисних композицій за заявками підприємств, проведені промислові їх випробування, підготовлена технічна документація для включення їх у галузевий стандарт України.

У додатках приведені документи, що підтверджують практичне використання розробок автора.

Висновки

У дисертації здійснено розвиток теорії оцінки вогнестійкості і підвищення вогнестійкості з урахуванням тепло- масопереносу в умовах стандартної пожежі; розроблена методологія по створенню нових вогнезахисних композицій; розроблені нові вогнезахисні композиції, що забезпечує рішення важливої прикладної проблеми - зниження горючості і підвищення вогнестійкості будівельних дерев'яних конструкцій.

Основні висновки, наукові і практичні результати:

1. В результаті теоретичних досліджень і моделювання процесів горіння визначені умови існування хвилі горіння в деревині. Виявлено, що одним з шляхів виділення і математичного опису стадій хімічних перетворень при горінні деревини є їх розподіл за ознакою фазового стану речовини з виявленням перерозподілу функцій окремих стадій (керування, відриву і злиття) в залежності від зміни зовнішніх умов.

2. На основі аналітичних досліджень сформульована крайова задача, яка описує процес переносу тепла і вологи, що дозволяє при заданих граничних умовах стандартної пожежі розрахувати поля температур і вологи до моменту спалаху деревини, а також прогріву металу до критичних температур.

3. Вперше теоретично досліджено процес стадійного тепло- масообміну в системі негорюче спінююче покриття - основа (деревина, метал) до спінювання і після спінювання за умови стандартного розвитку пожежі.

4. Аналітичними дослідженнями встановлено, що при горінні деревини, обробленої вогнезахисним покриттям, у порівнянні з необробленою відбувається менший “механічний унос” (менше диспергування часток твердого тіла, що горить), обумовлений “вимиванням” або “вистрілюванням” часток у результаті фільтрації газоподібних продуктів розкладу.

5. На підставі проведених експериментальних досліджень уперше введені нові показники оцінки горючості матеріалів, вогнестійкості і підвищення вогнестійкості будівельних конструкцій з вогнезахисним покриттям, ефективності вогнезахисних покриттів. Розроблено методологію дослідження горючості і вогнестійкості будівельних матеріалів і будівельних конструкцій.

6. Експериментальними дослідженнями встановлені закономірності впливу теплофізичних характеристик і товщини вогнезахисного покриття, що спінюється, на процеси високотемпературного прогріву і наступні зміни в деревині під покриттям, що дозволяє теоретично прогнозувати ефективність заново розроблених вогнезахисних покриттів.

7. Виходячи з теоретичних передумов і експериментальних досліджень, розроблена група нових вогнезахисних композицій, що спінюються, для захисту дерев'яних конструкцій від вогневого впливу при пожежі.

8. Розроблено математичні моделі, що дозволяють з урахуванням товщини покриття і виду вогнезахисної композиції оцінювати ефективність вогнезахисних спінюючих композицій і можливість підвищення вогнестійкості дерев'яних і металевих конструкцій.

9. Розроблено інженерні методики оцінки вогнестійкості і підвищення вогнестійкості дерев'яних і металевих конструкцій з вогнезахисним покриттям.

10. У результаті проведених досліджень, виробничих і Державних випробувань розроблені "Рекомендації з технології виготовлення і нанесення вогнезахисних композицій для деревини", які узгоджені в УкрНДІПБ і затверджені в ГУДПО МВС України в 1999 р.

11. Впровадження вогнезахисних композицій на об'єктах ДХК "Укрзахідвугілля", ДХК "Александріявугілля", ДХК "Павлоградвугілля", ЗАТ "Павлоградбуд" дозволило знизити пожежну небезпеку й одержати економічний ефект 866,196 тис. грн.

12. Вперше розроблені наукові основи і дано практичне обгрунтування ефективності застосування вогнезахисних спінюючих негорючих покриттів для зниження горючості матеріалів і підвищення вогнестійкості будівельних конструкцій.

13. Результати досліджень актуальні для всіх галузей народного господарства України, впроваджені в навчальний процес при читанні курсів “Безпека життєдіяльності” і “Основи охорони праці”, знайшли відбиток у навчальних посібниках, монографіях.

Основні наукові положення і наукові результати опубліковані в таких роботах:

1. Беликов А.С. Теоретическое и практическое обоснование снижения горючести и повышения огнестойкости строительных конструкций за счет применения огнезащитных покрытий.- Днепропетровск: Gaudeamus, 2000.- 196 с.

2. Беликов А.С. Методика экспериментального определения огнестойкости строительных конструкций, группы трудногорючих и горючих твердых материалов// Вісник академії: Наук. та інформ. бюл./ПДАБА.- Дн-ськ, 1997.- №3.- С.21-28.

3. Беликов А.С. Применение жидкостекольных композиций в качестве огнезащитных покрытий// Вопросы химии и химической технологии.- Дн-ск, 2000.- №1.- С.104-107.

4. Беликов А.С. Влияние размеров испытуемых образцов на скорость потери массы в реакционной камере// Вісник академії: Науков.та інформ.бюл.ПДАБА.- Дн-ськ,1998.- №4.- С.18-25.

5. Беликов А.С. К вопросу моделирования процессов горения// Сб.научн.тр. Приднепровской гос. академии стр-ва и арх-ры. Вып.5.ч.2.- Дн-ск, 1998.- С.96-103.

6. Беликов А.С. Эффективность работы огнезащитных покрытий при эксплуатации конструкций// Вісник академії. Науков. та інформ.бюл./ ПДАБА.- Дн-ськ, 1999.- №4-5.- С.21-28.

7. Беликов А.С. Исследование температурного поля в реакционной камере при испытании деревянных образцов// Сб.научн.тр. Приднепровской гос. академии стр-ва и арх-ры. Вып.2. ч.1.- Дн-ск, 1997.- С.95-102.

8. Беликов А.С. Теоретические предпосылки огнезащиты древесины// Проблемы пожарной безопасности.- Харьков: ХИПБ.- 1998.- Вып.4.- С.22-28.

9. Беликов А.С. Прогрев и сушка деревянных изделий при развитии пожара// Сб.научн.тр. Приднепровской гос. академии стр-ва и арх-ры. Вып.5.ч.2- Дн-ск, 1998.- С.111-118.

10. Беликов А.С. Оценка адгезионной прочности огнезащитного покрытия// Проблемы пожарной безопасности.- Харьков: ХИПБ.- 1999.- Вып.3.- С.40-46.

11. Беликов А.С. Повышение огнестойкости деревянных несущих конструкций// Сб.научн.тр. Приднепровской гос. академии стр-ва и арх-ры. Вып.1.ч.1.- Дн-ск, 1997.- С.130-138.

12. Беликов А.С. Расчет процессов тепломассообмена при нагреве металлических конструкций, защищенных вспучивающимися покрытиями// Будінформ. Спеціальний випуск. Управління проектами та розвиток виробництва 2000.- Днепропетровск: ПГАСиА.- 1999.- С.69-74.

13. Беликов А.С. Исследование по разработке огнезащитных покрытий для металлических конструкций// Сб.научн.тр. Приднепровской гос. академии стр-ва и арх-ры. Вып.2. ч.1.- Дн-ск, 1997.- С.65-72.

14. Беликов А.С. Огнестойкость и повышение огнестойкости металлических конструкций// Вісник академії. Науков. та інформ.бюл./ ПДАБА.- Дн-ськ, 2000.- №3.- С.57-61.

15. Беликов А.С. Исследование процессов горения древесины для оценки огнестойкости несущих строительных конструкций// Зб.науков.праць “Проблеми реконструкції та експлуатації промислових та цивільних об'єктів/ ПДАБтаА.- Дн-ськ, 1999.- С.157-161.

16. Беликов А.С. К вопросу повышения огнестойкости металлических конструкций// Строительство, Материаловедение, Машиностроение.- Дн-ск: GAUDEAMUS.-2000.-Вып.№10.- С.274-279.

17. Беликов А.С. Внедрение огнезащитных композиций на шахтах ГХК “Александрияуголь” и “Павлоградуголь”// Проблемы пожарной безопасности.- Харьков: ХИПБ.- 2000.- Вып.7.- С.21-27.

18. Беликов А.С. Изменение теплофизических характеристик огнезащитных композиций в процессе вспучивания// Вісник академії. Науков. та інформ.бюл./ ПДАБА.- Дн-ськ, 2000.- №5.- С.19-26.

19. Беликов А.С. Влияние огнезащитных композиций на динамику процессов горения// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.- Дн-ск: GAUDEAMUS.-2000.-№8.- С.10-17.

20. Беликов А.С. Изменение прочности древесины под покрытием огнезащитных композиций при пожаре// Проблемы пожарной безопасности.- Харьков: ХИПБ.- 2000.- Спец. Вып.- С.52-57.

21. Беликов А.С. Влияние огнезащитных композиций на динамику процессов горения древесины.- Кривий Ріг: КТУ.- 2000.- Вип.4.- С.225-232.

22. Беликов А.С. Сохранение прочности древесины под покрытием разработанных огнезащитных композиций// Строительство, Материаловедение, Машиностроение.- Дн-ск: GAUDEAMUS.-2000.-Вып.№11.- С.95-101.

23. Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Залунин В.Ф. Безопасность жизнедеятельности.- Днепропетровск: Пороги, 1992.- 414 с.

24. Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Залунин В.Ф., Довгаль В.Н. Безопасность жизнедеятельности.- Днепропетровск: УКО ИМА-пресс, 1995.- 195 с.

25. Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Шаломов В.А., Чалый В.Г. Огнезащитный состав для повышения огнестойкости деревянных строительных конструкций// Вісник академії. Науков. та інформ.бюл./ ПДАБА.- Дн-ськ, 1998.- №2.- С.18-21.

26. Беликов А.С., Шлыков Н.Ю., Шаломов В.А. Композиция для повышения огнестойкости строительных конструкций// Проблемы пожарной безопасности.- Харьков: ХИПБ.- 1998.- Вып.4.- С.29-31.

27. Дибров Г.Д., Беликов А.С., Мустафин Ю.И. Устройство для контроля сцепления цементного камня с обсадной трубой// Нефтяная и газовая промышленность.- 1984.- №2.- С.29-32.

28. Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Мусиенко И.Н. Оценка огнестойкости металлических конструкций зданий и сооружений// ВНИИНТПИ.- 1991.- Вып.7.- №10970.- С.131-138.

29. Беликов А.С., Чалый В.Г., Шлыков Н.Ю. Состав для приготовления огнезащитного покрытия// Придніпровський науковий вісник, технічні науки.- Дніпропетровськ: Наука і освіта.-№129(196).- 1998.- С.42-44.

30. Ершова Н.М., Беликов А.С. Выбор марки и оптимальной толщины огнезащитного покрытия для различных металлических конструкций// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.- Дн-ск: GAUDEAMUS.-2000.-№11.- С.21-28.

31. Беликов А.С., Чалый В.Г., Шлыков Н.Ю. Шаломов В.А. Применение огнезащитной композиции в качестве огнезащитного покрытия металлических строительных конструкций// Придніпровський науковий вісник. Технічні науки.- Дн-ськ.- Наука і освіта, 1998.- №124 (191).- С.55-57.

32. Беликов А.С., Шлыков Н.Ю., Чалый В.Г. Атмосфероустойчивость огнезащитной композиции ВЗП-Ж// Сб.научн.тр. Приднепровской гос. академии стр-ва и арх-ры. Вып.5.ч.2.- Дн-ск, 1998.- С.87-89.

33. Беликов А.С., Шлыков Н.Ю., Шаломов В.А. Оценка огнестойкости строительных конструкций, обработанных огнезащитной композицией в условиях производства// Проблемы пожарной безопасности.- Харьков: ХИПБ.- 1999.- Вып.3.- С.47-49.

34. Пат. 7851А Украины МПК СО4 В7/14, Огнезащитный состав/ Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Залунин В.Ф. и др. (Украина).- №94076406; Заявл. 26.04.94; Опубл. 26.12.95, Бюл. №4.- 9с.

35. А.с. 1805118 СССР, СО4 В28/26. Композиция для приготовления огнезащитного состава/ А.С. Беликов, Г.Н. Крикунов, С.Н. Станкевич и др. (СССР).- №4861497/33; Заявлено 12.06.90; Опубл. 14.12.93, Бюл. № 12.- 3с.

36. Пат.15355А Украины МПК 5 СО4 В14/22, Вогнезахисний склад/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Довгаль В.Н. и др. (Украина).- №95083929; Заявл. 28.08.95; Опубл. 30.06.97, Бюл. №3.- 4с.

37. Пат.15356А Украины МПК 5 СО4 В14/22, СО4 В20/10, ЕО4 В1/94, Композиція для одержання вогнезахисного покриття/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Довгаль В.Н. и др. (Украина).- №95083929; Заявл. 28.08.95; Опубл. 30.06.97, Бюл. №3.- 4с.

38. А.с. 1782964 СССР, СО4 В28/24. Состав для изготовления огнезащитного покрытия/ А.С. Беликов, Г.Н. Крикунов, С.Н. Станкевич и др. (СССР).- №4893562/33; Заявлено 17.04.90; Опубл. 23.12.92, Бюл. №47. - 3с.

39. Пат.22322А Украины МПК 5 СО4 В7/14, Вогнезахисний склад/ Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Довгаль В.Н. и др. (Украина).- №9611451 Заявл. 04.11.96; Опубл. 30.06.98, Бюл. №3.- 3с.

40. Пат. 7853А Украины МПК СО4 В7/14, Композиція для підвищення вогнеміцності конструкцій/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Залунин В.Ф. и др. (Украина).- №94076409/33; Заявл. 26.07.94; Опубл. 26.12.95, Бюл.№4 - 3с.

41. Пат. 7850А Украины МПК СО4 В7/14, Вогнезахисна композиція/ Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Залунин В.Ф. и др. (Украина).- №94076407/33; Заявл. 26.07.94; Опубл. 26.12.95, Бюл.№4 - 3с.

42. Пат.22316А Украины МПК 5 СО4 В7/14, Вогнезахисний склад/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Чалый В.Г. и др. (Украина).- №9611457 Заявл. 04.11.96; Опубл. 03.02.98, Бюл. №3.- 3с.

43. А.с. 1557132 СССР, А1 СО4 В28/26. Композиция для приготовления огнезащитного покрытия/ А.С. Беликов, В.И. Фоменко, Г.Н. Крикунов и др. (СССР).- №4311519/31-33; Заявлено 25.05.89; Опубл. 08.12.90, Бюл. №4 - 3с.

44. Пат.22318А Украины МПК 5 СО4 В7/14, Композиція для підвищення вогнестійкості конструкцій/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Чалый В.Г. и др. (Украина).- №9611455 Заявл. 04.11.96; Опубл. 03.02.98, Бюл. №3.- 3с.

45. А.с. 1678804 СССР, СО4 В26/12, 28/12. Композиция для защитного покрытия/ А.С. Беликов, Г.Н. Крикунов, С.Н. Станкевич и др. (СССР).- №4709289/33; Заявлено 16.05.89; Опубл. 23.09.92, Бюл. №35 - 3с.

46. А.с. 1641789 СССР, СО4 В28/26. Композиция для изготовления огнезащитного покрытия/ А.С. Беликов, Г.Н. Крикунов, А.И. Козлюк и др. (СССР).- №4395348/33; Заявлено 21.03.88; Опубл. 15.04.91, Бюл. №14 - 3с.

47. А.с. 1501482 СССР, СО4 В28/26. Композиция для изготовления огнезащитного покрытия/ А.С. Беликов, Г.Н. Крикунов, С.П. Голышкин и др. (СССР).- №4204187/31-33; Заявлено 03.03.87; Опубл. 15.04.89, Бюл. № 15- 3с.

48. Пат.22320А Украины МПК 5 СО4 В7/14, Склад для виготовлення вогнезахисного покриття/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Довгаль В.Н. и др. (Украина).- №9611456 Заявл. 04.11.96; Опубл. 30.06.98, Бюл. №3.- 3с.

49. Пат.22317А Украины МПК 5 СО4 В7/14, Композиція для підвищення вогнестійкості конструкцій/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Чалый В.Г. и др. (Украина).- №9611454 Заявл. 04.11.96; Опубл. 30.06.98, Бюл. №3.- 3с.

50. Пат.22321А Украины МПК 5 СО4 В7/14, Вогнезахисний склад/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Довгаль В.Н. и др. (Украина).- №9611452 Заявл. 04.11.96; Опубл. 30.06.98, Бюл. №3.- 3с.

51. А.с. 1782966 СССР, СО4 В28/26. Состав для изготовления огнезащитного покрытия/ А.С. Беликов, Г.Н. Крикунов, С.Н. Станкевич и др. (СССР).- №4899650/33; Заявлено 08.01.91; Опубл. 23.12.92, Бюл. №47 - 3с.

52. Пат. 7852А Украины МПК СО4 В7/14, Склад для виготовлення вогнетривкого покриття/ Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Залунин В.Ф. и др. (Украина).- №94076408/33; Заявл. 26.07.94; Опубл. 26.12.95, Бюл.№4 - 3с.

53. Пат.22319А Украины МПК 5 СО4 В7/14, Композиція для одержання вогнезахисного покриття/ Беликов А.С., Крикунов Г.Н., Чалый В.Г. и др. (Украина).- №9611450 Заявл. 04.11.96; Опубл. 30.06.98, Бюл. №3.- 3с.

Анотації

Бєліков А.С. Зниження горючості і підвищення вогнестійкості будівельних дерев'яних конструкцій за рахунок застосування вогнезахисних покриттів (на прикладі підприємств вугільної промисловості). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 21.06.02- “Пожежна безпека” - Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури, м.Харків, 2001 р.

У роботі розвиваються питання теорії підвищення вогнестійкості, зниження горючості будівельних дерев'яних конструкцій на основі розробки нових підходів і критеріїв. Основою формування масиву даних і багатьох розробок послужили результати експериментальних і теоретичних досліджень.

Вперше теоретично досліджено процес стадійного тепломасообміну в системі негорюче спінююче покриття - основа (деревина, метал) до спінювання і після спінювання за умови стандартного розвитку пожежі. Експериментальними дослідженнями встановлені закономірності впливу теплофізичних характеристик від компонентного складу композицій і товщини покриття, що спінюється, на процеси високотемпературного прогріву і наступні зміни в деревині під покриттям, що дозволяє теоретично прогнозувати ефективність заново розроблюваних вогнезахисних покриттів.

Застосування основних результатів, отриманих у дисертації, дозволило знизити пожежну небезпеку об'єктів. Основні положення роботи висвітлені в 89 наукових працях.

Ключові слова: вогнестійкість, підвищення вогнестійкості; вогнезахисне покриття, вогнезахисна композиція, горючі, важкогорючі матеріали.



A.S.Belikov. Decrease of combustibility and increase of building wooden structures fire-resistance by applying fireproof coatings (on the example of enterprises of coal industry).-Manuscript.

It is a thesis for a Doctor of Science degree in the speciality 21.06.02 “Fire Safety”. Kharkiv State Technical University of Construction and Architecture. Kharkiv, 2001.

In this thesis the problems of the theory of fire-resistance increase of building structures combustibility are been considered on the basis of new methods and criteria devising. The results of the experimental and theoretical research served as a basis for the data bank and many scientific works.

For the first time there was investigated the process of phased heat and mass exchange in the system of uncombustible distending coatings: the base (wood and metal) before and after distending on the condition of a standard fire development.

By experimental research the author determined appropriateness of the heat and physical characteristics influence on the component structures of compositions and thickness of a distending coating on the process of thorough high-temperature warming, and the subsequent alterations in the wood and metal under coating. It allows to theoretically predict the efficiency of newly devised coatings.

The application of the basic results obtained in this thesis allowed to reduce danger of fire. The principal propositions of this work are illuminated in 89 scientific works.

Key words: fire-resistance, fire-resistance increase, fireproof coating, fireproof composition, combustible and hardly combustible materials.

Беликов А.С. Снижение горючести и повышение огнестойкости строительных деревянных конструкций за счет применения огнезащитных покрытий (на примере предприятий угольной промышленности).- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 21.06.02- “Пожарная безопасность” - Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, г.Харьков, 2001 г.

В работе развиваются вопросы теории снижения горючести и повышения огнестойкости строительных деревянных конструкций за счет применения огнезащитных вспучивающихся покрытий; разработки новых подходов, критериев и методов оценки огнестойкости и повышения огнестойкости; выбора системы показателей пожарной опасности.

Основой формирования массива данных и многих разработок послужили результаты экспериментальных и теоретических исследований.

Огнестойкость и повышение огнестойкости строительных конструкций тесно увязаны с влиянием температурного фактора и происходящими, при этом, процессами тепло- массопереноса. Их аналитическое изучение позволяет по-новому подойти к вопросу горючести, огнестойкости, огнезащиты строительных материалов и конструкций.

В связи с этим, для более полного понимания происходящих процессов проведены дальнейшие теоретические исследования прогрева и горения древесины при огневом воздействии на пожаре. Рассмотрен сложный процесс горения , условно разбитый на характерные стадии, которые могут существенно повлиять на оценку огнестойкости конструкции.

Впервые теоретически исследован процесс стадийного тепломассообмена в системе негорючее вспучивающееся покрытие - основание (древесина, металл) до вспучивания и после вспучивания при условии стандартного развития пожара.

Проведены экспериментальные исследования по оценке и выбору показателей, изучено влияние процессов горения древесины на изменение параметрических характеристик контрольных образцов, влияние размеров контрольных образцов и продолжительности огневого воздействия на критерии горючести и огнестойкости.

Предложенная автором методология оценки горючести и огнестойкости включает усовершенствованные показатели, такие как: скорость выгорания древесины, изменение массы с учетом сгоревшей и обугленной частей древесины; новые показатели, такие как: изменение площади поперечного сечения в процессе горения; гостированны и новые методики оценки горючести и повышения огнестойкости, изменение прочности “свежей” древесины в процессе огневого воздействия, методику оценки эффективности огнезащитных композиций.

Проведенные теоретические исследования показали, что огнезащитные свойства вспучивающегося покрытия зависят от величины вспучивания и изменения его теплофизических характеристик.

Экспериментальными исследованиями установлены закономерности влияния теплофизических характеристик от компонентного состава композиции и толщины вспучивающегося покрытия на процессы высокотемпературного прогрева и последующие изменения в древесине под покрытием, что позволяет теоретически прогнозировать эффективность вновь разрабатываемых огнезащитных покрытий.

На основе теоретических и экспериментальных исследований с использованием методов ДТА, рентгеноструктурного анализа и механизма образования огнезащитного вспучивающегося покрытия для жидкостекольных огнезащитных композиций был проведен выбор группы материалов, которые по указанным выше критериям могут быть использованы в качестве основных дисперсных наполнителей (при 20 и более %): зола унос, колошниковая пыль, горелая порода, шамотный песок, асбестоцементные отходы, магнезитовый концентрат, строительная известь и т.д.

Разработано 20 огнезащитных композиций, на которые получены патенты Украины и авторские свидетельства.

Проведенные исследования показали, что предложенные огнезащитные композиции позволяют повысить работоспособность деревянных строительных конструкций в очаге пожара, сохранить механические параметры древесины за счет торможения процессов горения и обугливания. Однако, при толщине покрытия до 0,75 мм они не способны полностью приостановить процессы деструкции в древесине, по-видимому, из-за незначительного термического сопротивления образовавшегося вспученного слоя. В оставшейся не тронутой огнем древесине из-за значительного прогрева отмечено понижение прочности “свежей” древесины от 7,5 до 12,0% и зависит от вида применяемой композиции. Это позволяет сделать вывод, что при оценке огнестойкости деревянных строительных конструкций с огнезащитными покрытиями необходимо учитывать не только изменение механической прочности в результате выгорания и обугливания поперечного сечения, но и возможные изменения прочности “свежей” древесины.

Были изучены физико-механические и эксплуатационные свойства покрытий, разработанных композиций (прочность при сжатии, усадка покрытия, гигроскопичность, стойкость покрытия во времени и т.д.). Проведенные исследования показали, что огнезащитные покрытия не только повышают огнестойкость, но и переводят древесину в группу трудносгораемых материалов, которые не способны к самостоятельному горению.

Разработаны инженерные методики оценки огнестойкости и повышения огнестойкости деревянных и металлических конструкций с огнезащитным покрытием; утверждены в УкрНИИПБ и ГУГПО МВД Украины в 1999г “Рекомендації з технології приготування та нанесення вогнезахисних складів для будівельних конструкцій”.

Разработаны научные основы, сформулирован банк данных и получены математические зависимости, позволяющие производить выбор состава огнезащитных композиций с заданными пожарно-техническими, эксплуатационными и технологическими свойствами.

Приведены результаты внедрения и практической реализации разработок автора в Украине. Создана нормативно-техническая документация на их использование.

Применение основных результатов, полученных в диссертации, позволило снизить пожарную опасность объектов. Основные положения работы освещены в 89 научных трудах.

Ключевые слова: огнестойкость, повышение огнестойкости; огнезащитное покрытие, огнезащитная композиция, сгоревшая, обугленная древесина, горючие, трудногорючие материалы.

Размещено на Allbest.ru

...