Ипатьев А.В., Яглов В.Н. Дымообразующая способность веществ и материалов (физико-химические процессы, методы исследований, способы управления)

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 4.7 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма древесины

(сосна)

Рис.4.8 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма ДСП ПА

(Беларусь)

Рис. 4.9 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма древесины,

обработанной огнезащитным составом СПАД (Беларусь)

Рис. 4.10 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма TIBX покрытия

для пола "Trilastik-5000" (ФРГ)

Рис. 4.11 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма ПВХ

линолеума Бонус (Польша)

Рис. 4.12 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма ПВХ профиля

"Riva" (ФРГ)

Рис. 4.13 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма пенополистирола

марки 15 (Беларусь)

Рис. 4.14 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма плиты

звукоизолирующей гипсокартонной Минский завод гипса и гипсовых

стройдеталей (Беларусь)

Рис. 4.15 Электронно-микроскопический снимок частицы дыма покрытия

коврового жаккардового арт. ЗСЗО (ОАО "Ковры Бреста" Беларусь)

Рис. 4.16 Рентгенограмма частиц дыма профиля ПВХ "Riva" (ФРГ)

Рис. 4.17 Рентгенограмма частиц дыма и твердого остатка пиролиза покрытия

коврового жаккардового арт. ЗСЗО (ОАО "Ковры Бреста" Беларусь)

Рис. 4.18 Рентгенограмма частиц дыма и твердого остатка пиролиза и твердого

остатка пиролиза ПВХ линолеума "Бонус" (Польша)

Рис. 4.19 Рентгенограмма частиц дыма и твердого остатка пиролиза сосны,

обработанной огнезащитным составом СПАД (Беларусь)

Рис. 4.20 Рентгенограмма частиц дыма и твердого остатка пиролиза ДСП ПА

(Беларусь)

Рис 4.21 Рентгенограмма частиц дыма пенополистирола марки 15

(Беларусь)

Отмеченная развитая поверхность частиц дыма позволяет предположить,

что токсичные вещества газовой фазы частично адсорбируются на таких

частичках дыма, усиливая его негативное воздействие на человека.

Таким образом, в результате исследований состава твердой

конденсированной фаз дыма различных строительных отделочных материалов

установлено, что:

1. Частицы дыма материалов, которые используются для отделки

помещений, представляют собой, как правило, полидисперсный аэрозоль,

состоящий из поризованных материалов. Компоненты газовой фазы,

сопровождающие дымообразование, частично абсорбируются на развитой

поверхности отдельных частиц дыма, усиливая его негативные воздействия на

человека.

2. Химический состав твердых частиц дыма исследованных материалов

включает в себя соединения серы, фосфора, ряда металлов и является

аналогичным составу продуктов пиролиза твердого остатка исследованных

материалов, что свидетельствует о частично физическом механизме процесса

дымообразования.

4.2. Состав газовой фазы при дымообразовании

Наряду с потерей видимости в результате образования дыма при пожаре

наблюдается также выделение ряда газов, которые характеризуются высокой

токсичностью. Кроме того, в состав частиц дыма, представляющего собой

аэрозоль, входит ряд химических соединений, влияние которых на организм

человека ограничено санитарными нормами [62,63].

Учитывая то, что одной из основных причин гибели людей на пожаре

является отравление токсичными продуктами горения и то, что токсичность

продуктов горения является одним из основных параметров пожарной

опасности веществ и материалов, нами было проведено изучение

сопровождающей процесс дымообразования газовой фазы.

Проведенные исследования показали (табл. 3.1), что в газовой фазе дыма

при горении ряда строительных отделочных материалов, присутствуют такие

токсичные соединения, как хлористый водород и оксид серы (IV), причем

процентное содержание этих газов в древесине в два-три раза меньше чем в

других исследованных материалах: изоплене, линолеумах,

поливинилхлоридных профилях [45].

Полученные для различных материалов типичные масс-спектры газовой

фазы в режиме тления приведены на рис. 4.22-4.27. Состав газов, выделяющихся

при термодеструкции различных материалов приведены в табл.3.1.

Из полученных экспериментальных данных следует, что кроме СО, СО

оксидов азота, хлороводорода и паров воды, состав газовой фазы продуктов

термической деструкции различных материалов характеризуется для

поливинилхлоридных материалов, отделочных панелей, профилей для окон и

дверей, поливинилхлоридных линолеумов и покрытий для пола присутствием

таких токсичных газов, как: бензол, относящийся ко второму классу опасности;

1,3-циклопентадиен, 2-метил-1, 3-бутадиен, пентан, относящиеся к 4 классу

опасности.

Состав газовой фазы продуктов термической деструкции пенополистирола

представляет собой смесь газов: стирола, относящегося к 3 классу опасности;

пентана, относящегося к 4 классу опасности.

В состав газовой фазы продуктов термической деструкции

модифицированной древесины входит:

-фуран, бензол, 2-метилфуран, относящиеся к 2 классу опасности;

-толуол, относящийся к 3 классу опасности;

-ацетон и пентан, относящиеся к 4 классу опасности.

В состав газовой фазы продуктов термической деструкции древесины

сосны, обработанной огнезащитными составами, входят: толуол, ксилол, трет-

бутанол, 2-этокси-2-метилпропан, 2,4-диметилгептан, относящийся к 3 классу

опасности.

Таким образом, в результате исследований состава газовой фазы дыма

различных строительных отделочных материалов установлено, что при

термодеструкции изученных строительных материалов, наряду с выделением из

них дыма, в газовую фазу переходят токсичные органические вещества,

относящиеся ко 2-4 классам опасности.

Таким образом, результаты наших исследований показывает, что в

документах противопожарного нормирования и стандартизации не только

целесообразно, но и необходимо учитывать как опасность образования

значительного количества дыма, так и токсичность сопровождающей его

газовой фазы.

Рис.4.22 Типичный масс-спектр газовой фазы при термодеструкции

ПВХ профиля "Rivа"(ФРГ)

Рис. 4.23 Типичный масс-спектр газовой фазы при термодеструкции

ПВХ линолеума "Бонус" (Польша)

Рис. 4.24 Типичный масс-спектр газовой фазы при термодеструкции покрытия

коврового жаккардового арт. ЗСЗО (ОАО "Ковры Бреста" Беларусь)

Рис 4.25 Типичный масс-спектр газовой фазы при

термодеструкции пенополиститрола марки 15 (Беларусь)

Рис.4.26 Типичный масс-спектр газовой фазы при термодеструкции древесины

обработанной огнезащитным составом БАН (Беларусь)

Рис 4.27 Типичный масс-спектр газовой фазы при термодеструкции ДСП ПА

(Беларусь)

5. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ОБРАЗОВАНИЯ ДЫМА.

Теоретические и экспериментальные данные, а также выявленные на их

основе механизмы образования дыма позволяют сформулировать основные

способы управления процессами дымoобразования для различных веществ и

материалов, то есть разрабатывать способы снижения либо повышения их

дымообразующей способности.

Так, вещества с повышенной дымообразующей способностью и инертным

дымом возможно использовать для иммитации процесса образования дыма в

учебных целях или для маскировки. Для расширения области применения

отделочных материалов, актуальной задачей является снижение их

дымообразующей способности, для чего предлагаются следующие способы.

5.1 Подбор состава материалов

Этот путь связан с уменьшением, заменой или полным исключением из

состава строительных отделочных материалов компонентов с высоким

коэффициентом дымообразования. Остановимся в качестве примера на двух из

них, наиболее широко применяемых в отечественном промышленном и

жилищном строительстве - линолеумах и ковровых материалах.

Учитывая высокую дымообразующую способность некоторых видов

линолеумов отечественного производства, нами был проанализирован состав

компонентов используемых при их изготовлении. Установлено, что

дымообразование линолеумов зависит от концентрации и вида введенных в их

рецептуру пластификаторов.

Так, при горении линолеума, пластифицированного трикрезилфосфатом,

выделяется в два раза больше дыма, чем при использовании диоктилфталата[32].

Если следовать этой закономерности, то использование в качестве

пластификаторов диоктиладипината позволит заметно снизить количество

выделяемого дыма, поскольку молекулы трикризилфосфата и диоктиладипината

содержат ароматические составляющие, которые отсутствуют в молекуле

диоктиладипината [64].

При высоких температурах ароматические углеводороды нестабильны и

происходит частичный распад бензольных колец, завершающийся образованием

ацетилена, этилена, водорода. Образование конденсированных углеродных

частиц, при этом осуществляется в результате непосредственного участия

ацетилена, а также этинильных и С

-радикалов.

Количество дыма, выделяемого при горении линолеумов с различными

пластификаторами, уменьшается в ряду трикрезилфосфат (С

РО

) ->

диоктилфталат (С

) -> диоктиладипинат (С

), что связано также с