Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)

Диссертационная работа:

Еремина Татьяна Юрьевна. Снижение пожарной опасности строительных конструкций и материалов за счет применения эффективных огнезащитных средств : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.26.03 : М., 2004 328 c. РГБ ОД, 71:05-5/366

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СНИЖЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МАТЕРИАЛОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ. 8

  1. Противопожарное нормирование в строительстве для снижения пожарной опасности строительных конструкций, материалов 8

  2. Научные и практические достижения в практике строительства области создания огнезащитных составов для строительных конструкций

и кабельных линий 33

Выводы по 1 главе 69

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ НОВЫХ ОГНЕЗА
ЩИТНЫХ СОСТАВОВ, ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И
МАТЕРИАЛОВ
74

  1. Методы исследований 74

  2. Подбор компонентов для огнезащитных составов 102

  3. Разработка новых вспучивающихся огнезащитных составов 114

  1. Математическое планирование эксперимента для определения и прогнозирования оптимального соотношения компонентов в огнезащитных составах 123

  2. Моделирование процессов оценки долговечности огнезащитных составов 127

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДО
ВАНИЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ РАЗРАБОТАННЫХ МАТЕ
РИАЛОВ
132

  1. Исследования на моделях 132

  2. Испытания на конструкциях 158

  3. Разработка теплофизической модели 190

  4. Оценка и прогнозирование эффективности огнезащитных составов

по результатам экспериментально-теоретических исследований 210

Выводы по 3 главе 239

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭФФЕКТИВНЫХ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ

ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 241

4.1 Проектирование и разработка технологии производства огнезащит
ных составов 241

4.2 Контроль качества огнезащитных составов в процессе производства 251
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СОСТАВОВ В ПРАК
ТИКЕ СТРОИТЕЛЬСТВА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПОЖАРНОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
267

  1. Применение огнезащитных составов на практике 267

  2. Применение огнезащитных составов для повышения пределов огнестойкости металлических конструкций 278

  3. Применение огнезащитных составов для снижения горючести деревянных конструкций и материалов 286

5.4 Применение огнезащитных средств для повышения пожарной
безопасности кабельных линий 290

Заключение 292

Список литературы 296

Приложения 312

Описание огнезащитных составов из патентного поиска 312

Исходные данные по огнезащитному составу ОВПФ-1 316

Соотношение компонентов в рецептуре состава ОВПФ-Ім 316

Рабочая таблица состава ОВПФ-Ім 317

Расчетные данные для определения квадратичной зависимости 318

Анализ опытных данных и расчетных результатов 319

Преобразование условных значений в действительные и выборка оп
тимальных вариантов соотношения компонентов 319

Исследуемые значения «Z» и сравнение результатов максимальных «Y». 319

Термины и определения 320

Акты внедрения огнезащитных составов 327

Введение к работе:

В нашей стране за один год происходит в среднем более 250 тысяч пожаров, уничтожается ценностей почти на 44 млрд. рублей, погибает свыше 18 тысяч человек и еще большее количество людей получают травмы. Материальные и людские потери происходят из-за обрушения строительных конструкций, выделения тепла и газов при горении как пожарной нагрузки, так и строительных материалов. Одной из важнейших задач пожарной безопасности является огнезащита конструкций с целью предотвращения их преждевременного (до ликвидации пожара) обрушения (несущие металлические и деревянные конструкции) или возгорания и горения (деревянные материалы и горючая изоляция кабелей).

Традиционные методы огнезащиты для стальных конструкций - обетонирова-ние или оштукатуривание по металлической сетке, обеспечивающие их требуемую несущую способность при тепловом воздействии во время пожара.

Для стальных конструкций указанная огнезащита является естественным продолжением их конструктивной формы и выполняет роль защиты металла от коррозии.

Для металлических, некоторых комплексных конструкций (перекрытия по профилированному металлическому настилу, железобетонные балки и колонны с внешним армированием и др.) и деревянных конструкций, а также кабелей с горючей изоляцией наличие огнезащиты, как правило, увеличивает нагрузку от собственной массы как на конструкцию, так и на здание или сооружение в целом.

Например, при стандартном пожаре металлическая незащищенная конструкция теряет свою несущую способность и разрушается через 12-15 минут после начала пожара. При защите такой конструкции вспучивающимся составами ее предел огнестойкости может составить от 30 минут до 2 часов.

Древесина и изделия из нее относятся к сгораемым материалам. При горении древесины при температуре 280-300 С ее разложение становится быстрым и природа образующихся при этом газов полностью меняется, поскольку вследствие разложения клетчатки и лигнина резко повышается процентное содержание углеводородов и водорода, температура газов может достигать порядка 1000 С. При защите древесины огнезащитными вспучивающимися составами возгорание древесины и распространение огня может быть снижено.

Известно, что горение возможно при наличии трех составляющих: кислорода, сгораемого материала и источника воспламенения. В кабельных линиях имеются сразу все: кислород, содержащийся в воздухе кабельных туннелей, каналов, коробов и т.д.; сгораемый материал - изоляция (например: поливинилхлорид, полиэтилен и др.), антикоррозионный состав, защитные оболочки; источник воспламенения - электрическая дуга и ток утечки, вызванные повреждением изоляции, сверхток перегрузки токоведущих жил, вызывающий превышение нормального уровня выделения теплоты, которая не может быть отведена и, способствует пиролизу твердых и жидких изоляционных материалов. Высокая температура и токсичность продуктов горения полимерных материалов затрудняет тушение кабельных трасс. Защита кабельных линий огнезащитными составами способствует снижению распространения огня по ним и выделению газообразных, токсичных продуктов при горении.

Следовательно, основной задачей специалистов по огнезащите металла, древесины, кабельных линий в последние десятилетия стала разработка новых эффективных огнезащитных составов, позволяющих снижать температуру нагрева металла, возгорание и горение древесины, распространение огня, выделение газообразных токсичных продуктов при горении кабельных линий.

Кроме того, эти средства должны не только защищать конструкции при пожаре, но иметь хорошую адгезию к подложке материала или конструкции, требуемую долговечность в нормальных условиях эксплуатации, технологичность в изготовлении и нанесении на конструкцию, материал, изоляцию кабелей. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают вспучивающиеся огнезащитные составы, созданию и применению в практике строительства которых в основном и посвящена настоящая работа.

Огнезащитный эффект таких покрытий основан на теплоизолирующем действии вспененной при тепловом воздействии массы, которая препятствует притоку избыточного тепла к защищаемой поверхности и предохраняет ее от нагревания до критической температуры.

Создание новых огнезащитных составов требует решения ряда комплексных научных проблем физико-химии вяжущих и наполнителей при обычных температурах и влажности окружающей среды, при высоких температурах в условиях пожара,

термодинамики, реакций в твердых фазах, тепло- и массопереноса в капиллярно-пористых телах, механики твердого тела.

Разработанные в настоящей диссертации огнезащитные составы позволяют повысить безопасность людей при пожаре, снизить материальные потери при этом и уменьшить нагрузки на конструкции. Последнее приведет к сокращению расходов материалов при строительстве.

Целью диссертационной работы является создание новых высокоэффективных вспучивающихся и других составов на основе недефицитных материалов и теоретическое обоснование механизма вспучивания при высокоинтенсивном тепловом воздействии при достижении необходимых технологических параметров, связанных с изготовлением, нанесением и долговечностью покрытий. Их практическое применение позволяет повысить уровень пожарной безопасности строительных объектов, снизить нагрузку на строительные конструкции и увеличить время между профилактическими ремонтами покрытий.

Научная гипотеза: при высокотемпературном тепловом воздействии в огнезащитных составах должны происходить фазовые переходы, связанные с поглощением тепла и выделением газообразных продуктов, образующих пористую структуру, обладающую повышенной теплоизолирующей способностью, или образующую химические продукты, препятствующие процессу воспламенения и горения. Процесс вспучивания должен проходить при пиропластическом состоянии материала до температур на 100-150 С ниже критической температуры защищаемого материала. При обычной температуре огнезащитное покрытие должно сохранять свои функции отделочного слоя с требуемой долговечностью.

На защиту выносятся:

оптимизированные методы экспериментально-статистического моделирования ре-цептурно-технологических моделей вспучивающихся огнезащитных составов по металлу, по дереву, по кабелям;

результаты исследований физико-механических, теплофизических и технологических свойств разработанных огнезащитных составов;

теоретические данные по исследованию процессов тепло- и массопереноса в вспучивающихся покрытиях с оценкой при этом их структуры и требуемой толщины для защиты металла от преждевременного нагрева при «стандартном пожаре»;

технология изготовления и нанесения покрытий;

результаты применения покрытий на промышленных и гражданских объектах.

Научную новизну работы составляют:

научно обоснованные и оптимизированные новые рецептуры огнезащитных вспучивающихся составов по стали, по дереву, по кабелям с повышенными технологическими и защитными свойствами; физико-химическая модель процесса вспучивания покрытий; теплофизическая модель процессов тепло и массопереноса во вспучивающихся покрытиях;

теоретические и экспериментальные данные о структуре вспучивающихся покрытий и их толщине для обеспечения требуемого предела огнестойкости металлических конструкций при стандартном режиме пожара;

данные о химических реакциях, происходящих в огнезащитных составах как при обычных, так и при высоких температурах; данные по оценке долговечности огнезащитных составов при воздействии тепла и влаги;

результаты огневых испытаний огнезащитных материалов и металлических конструкций.

На основании проведенных исследований:

разработана техническая документация и налажено промышленное производство огнезащитных составов на предприятиях на базах АОЗТ «Жилсоцстрой» и в ООО «НИЦ С и ПБ» для повышения огнестойкости металлических конструкций -0ВПФ-1М, пасты «Терма», для защиты деревянных конструкций - пропитка ТП, лак СФ, лак Терма тип А, лак Терма тип Б, ОВПФ-Ід, для кабельной защиты - составы ПК и ПК-Терма.

применено около 1500 т огнезащитных составов типа ОВПФ-Ім, 500 т пасты «Терма» для защиты металлических конструкций и порядка 1000 т общего тоннажа составов для обработки дерева на многочисленных строительных объектах г.г.Санкт-Петербурга и Москвы. Огнезащитные работы составами выполнялись на таких известных объектах как Монетный двор, Государственный комплекс Дворца Конгрессов, Мариинский Театр, Аэропорт Шереметьево-2 и многих других.

Подобные работы
Султанов Риф Габдуллович
Разработка технологии и технических средств ремонта трубопроводов малого диаметра с применением гибких металлических рукавов
Акатьев Владимир Андреевич
Разработка, оценка и внедрение средств снижения риска в управлении безопасностью объектов энергетики
Малинин Владимир Романович
Теоретические основы оценки и способы снижения техногенной опасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов
Воробьев Владимир Викторович
Дополнительные защитные преграды для снижения пожарной опасности разлива нефти и нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров
Иванов Алексей Владимирович
Снижение пожарной опасности процессов пневмотранспорта и диспергирования твердых материалов путем нейтрализации статического электричества
Михайлова Елена Дмитриевна
Снижение пожарной опасности синтетических текстильных материалов
Павловский Андрей Владимирович
Пожарная опасность конструкций кровельных покрытий зданий
Кононов Сергей Иванович
Система методов экспертного исследования свойств строительных материалов и конструкций при установлении поджогов зданий, как технической причины возникновения пожара
Якимова Ирина Викторовна
Повышение безопасной эксплуатации трубопроводного транспорта углеводородов с применением конструкций из полимерных материалов
Тильк Игорь Германович
Исследование и разработка комплекса технических средств, основанных на применении электронных систем счета осей (КТС ЭССО)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net