Исследование на горючесть строительных материалов из полимерных композитов

Исследование на горючесть строительных материалов

из полимерных композитов

Дробыш А. С., слушатель, Кудряшов В. А., к. т. н., доц., Командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь, г. Минск

Применение полимерных композитных материалов открывает новые возможности в строительной индустрии, однако об их поведении при пожаре известно крайне мало [1, 2]. Учитывая, что указанные материалы получили широкое применение в строительстве, промышленности и машиностроении, изучение их огнестойкости является актуальной задачей.

Очевидно, что огнестойкость композитного материала во многом определяется тепловой стойкостью его составляющих. Учитывая, что основными составляющими современных композитных материалов являются полимерные смолы в качестве основного заполнителя (матрицы) и неорганические волокна (армирующие), их поведение при нагреве обусловлено процессами разложения (пиролиза) полимеров.

На основании вышеизложенного, в лаборатории Командно-инженерного института были проведены модельные опыты тепловой стойкости композитных материалов на основе изофталевой смолы, армированных стекловолокном. Образцы представляли собой пластины размерами 200х99х6 мм и весом 220 гр. Размеры образцов были обусловлены размерами исходных конструкций (профилей).

Опыты были выполнены на установке по оценке воспламеняемости отделочных материалов по ГОСТ 30247 [3], как наиболее соответствующей модели теплового воздействия реального пожара. При этом образцы испытывали при различных тепловых потоках, от 5 до 30 кВт включительно (рисунок).

4 5

Рис. Вид образцов, испытанных при тепловых потоках 5.. .30 кВт: 1 — 5кВт; 2-15кВт; 3 - 20кВт; 4 - 25кВт; 5 - 30кВт

В дополнение к стандартной методике по оценке воспламеняемости фик-

сировали температуру на обогреваемой и необогреваемой поверхности образца, продолжительность каждого опыта составляла 15 минут, не зависимо от факта воспламенения материала. Кроме того, в ходе проведения испытаний подробно протоколировалось поведение экспериментальных образцов при нагреве.

При тепловых потоках 25...30 кВт, наиболее соответствующих реальным пожарам, уже на первой минуте при температуре в среднем по толщине 150 °С наблюдалось расслоение образцов. На второй минуте экспериментов при температуре в среднем по толщине 240 °С материал воспламенялся.

При этом уже на седьмой-восьмой минуте эксперимента отмечено затухание пламени ввиду практически полного пиролиза полимерной матрицы.

Ввиду того, что расслоение материала приводит к утрате целостности сечения композитного материала, в качестве критической температуры для оценки огнестойкости может быть принята температура 150 °С.

При этом очевидно, для обеспечения минимальной огнестойкости композитных материалов на основе изофталевой смолы, армированных стекловолокном, на уровне R15 требуется соответствующая огнезащита.

Библиографический список

1. Яковлев А. И. Расчет огнестойкости строительных конструкций / А. И. Яковлев. -.: М.: Стройиздат, 1988. 143 с.

2. Пожарная безопасность. 2013. № 2 44-51 с.

3. Межгосударственный стандарт. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования: ГОСТ 30247.0-94. - Введ. 01.10.1998. - Минск: Минсктиппроект, 1998. - 12 с.