Получение и огнезащитно-огнетушащие свойства унифицированных составов для ликвидации пожа- ров в природном комплексе

ПОЛУЧЕНИЕ И ОГНЕЗАЩИТНО-ОГНЕТУШАЩИЕ СВОЙСТВА УНИФИЦИРОВАННЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПОЖАРОВ В ПРИРОДНОМ КОМПЛЕКСЕ

В.В. Богданова командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь, г. Минск

О.И. Кобец,

НИИ физико-химических проблем,

A.A. Людко

командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь, г. Минск

В Республике Беларусь ежегодно происходит около 3000 лесных и торфяных пожаров, что наносит большой материальный, экологический и моральный ущерб. Для ликвидации лесных пожаров и тлеющих торфяных очагов в настоящее время чаще всего в качестве средств огнетушения используют воду, растворы ПАВ, что неэффективно из-за возможности повторного воспламенения после подсыхания торфа и лесных горючих материалов (ЛГМ - мхи, лишайники, опад, мелкие древесные остатки).

Ранее нами разработаны, неоднократно испытаны в лабораторных, полигонных условиях синтетические огнезащитные и огнетушащие химические средства для каждого типа твердого горючего материала, и на практике установлена их высокая эффективность при локализации возгораний в лесных массивах и подавлении очагов горения торфа [1, 2]. Однако широкое применение этих средств (огнезащитного для лесных горючих материалов и древесины - Метафосил и огнетушащего для торфа - Тофасил), ограничено из-за их относительно высокой стоимости. Создание новых унифицированных средств огнезащитно-огнетушащего действия, эффективных как по отношению к торфу, так и к лесным горючим материалам и древесине, получаемых на основе местного сырья, дает возможность снижать экономические затраты при ликвидации пожаров.

Целью данной работы является поиск оптимальной рецептуры и исследование эксплуатационных, огнезащитно-огнетушащих свойств унифицированного состава комплексного действия, применимого одновременно для предупреждения и тушения лесных и торфяных пожаров.

Прекратить горение и тление таких различных по природе твердых горючих материалов, как древесина, ЛГМ и торф, возможно при одновременном воздействии антипиренов на процессы тепло- и массообмена, протекающие в конденсированной и газовой фазах.

Предположено, что для реализации данного механизма огнезащитно-огнетушащего действия в химическом составе разрабатываемого унифицированного комплексного средства (УКС) должны присутствовать соединения, способные в широком температурном интервале (начало интенсивного термолиза и газификации торфа и целлюлозосодержащих материалов (150-350°С) образовывать изолирующие низковязкие расплавы и вспененные по-

крытия, а также выделять при разложении достаточное количество летучих химических ингибиторов пламенных реакций. Этим условиям, как показали сопоставительные исследования фазового состава, огнезащитно-огнетушащих, теплопоглощающих, теплоизолирующих свойств, вязкости расплавов, удовлетворяют устойчивые суспензии аммонийных фосфатов ме-таллов-аммония (Ме = А1, Ъ\л, Са, М^) в водном растворе дигидрофосфатов аммония и/или натрия, калия, полученные золь-гель методом (таблица).

С целью снижения стоимости новых продуктов, получаемых по разработанной ранее методике [1, 2], вместо дорогостоящей фосфорной кислоты в синтезе использовали серную или соляную кислоты, серусодер-жащие соединения (таблица, композиции 3, 6-11). В качестве кремний- и металлсодержащих компонентов в композициях использовали дешевое местное сырье (природные металлосиликаты - бентонит и трепел), а также недорогой минерал брусит.

Таблица.

Огнезащитно-огнетушащие свойства унифицированных композиций по

отношению к древесине и торфу

Обозначение композиции Минеральное сырье для получения композиции Огнезащитная эффективность по отношению к цревесине (ГОСТ 16363), Дш, % Огнетушащая эффективность

по отношению к древесине, V, дм3 х10~3 по отношению к торфу, Дш, %

Вода - 39,1 49,0 46,6

Мета-фосил (ОС1) - 8,6 28,3 -

Тофа-сил (ОТС1) - - - 5,1

УКС 1Н Брусит, сульфат аммония (отход) 7,0 23,7 4,7

УКС 2Н Бентонитовая глина 5,6 22,0 6,4

УКС 2К 8,3 23,0 5,6

УКС 2СН 8Д 27,5 2,2

УКС 2СК 6,4 27,3 2,0

УКС 2ХН 6,7 21,0 1,6

УКС 2ХК 6,2 18,0 1,8

0 УКС ЗСН Трепел 11,6 25,0 3,7

1 УКС зек 18,8 31,0 2,9

Огневые лабораторные испытания огнезащитно-огнетушащих свойств свидетельствуют о том, что направленное изменение условий синтеза, варьирование природы и содержания исходных реагентов позволяет в целом уве-

личить эффективность УКС по отношению к древесине и торфу по сравнению с известными специализированными составами (ОС1 и ОТС1). Так, новые УКС, полученные с использованием бентонитовой глины, брусита, фосфор-, серу- или галогенсодержащих соединений (таблица, композиции 3, 6-9), по основному показателю огнезащитной эффективности (Am) в 1,2-1,4 раза лучше ОС1 по отношению к древесине. Необходимо отметить, что температура отходящих газов при испытаниях огнезащищенной древесины (поверхностная обработка с сухим привесом 350 г/м2) в керамической трубе в присутствии этих УКС составляет 172-195 °С, в то время как в аналогичном эксперименте с исходной древесиной - 627 °С.

Результаты тушения лабораторных очагов древесины [3] и торфа [2] свидетельствуют о снижении в первом случае расхода рабочего раствора наиболее эффективной суспензии УКС 2ХК (массовое соотношение основных компонентов: А1203: СаО : Р205: HCl: Si02: К20 : NH3= 0,32: 0,79: 14,92 : 2,61: 1: 2,34 : 10,11) в 1,6 и в 2,7 раза по сравнению с ОС1 и водой при отсутствии повторного воспламенения (таблица, композиция 9). Для торфа этот же состав показывает в 2,8 раз более высокую огнетушащую эффективность по сравнению с ОТС1.

Таким образом, показано, что в результате регулирования химического состава и условий получения суспензий на основе фосфатов метал-лов-аммония возможно создание унифицированного огнезащитно-огнетушащего средства для древесины и торфа.

Список использованной литературы

1. Состав для профилактики, локализации лесных пожаров и/или борьбы с ними: пат. 2149 Респ. Беларусь, МПК А 62 Д 1/00, С 09 К 21/02 / JI.B. Кобец, В.В. Богданова, Н.М. Кобзева; заявитель НИИ ПФП БГУ, НИИ ФХП БГУ, Гомельский хим. завод. - № 950285; заявл. 08.06.95. Опубл. 30.06.98.

2. Огнетушащий химический состав для борьбы с торфяными пожарами: пат. 6460 Респ. Беларусь, МПК А 62 D 1/00, А 62 С 3/02. / В.В. Богданова, О.И. Кобец, В.В. Усеня, Г.Ф. Ласута; заявитель НИИ ФХП БГУ. -№ а 20001029; заявл. 20.11.2000; опубл. 30.09.2004.

3. Богданова В.В. Огнетушащая эффективность жидкостных химических составов при тушении пожаров класса А распылительными устройствами пожаротушения /В.В. Богданова, В.В. Лахвич, A.B. Врублевский, A.C. Дмитриченко // Вестн. Команд.-инженер. ин-та МЧС Респ. Беларусь. -№ 1 (7). - 2008. - С. 35-41.