Тарау 2. Экспериментальдік бөлім
2.5 Жабылғы жабындының бетімен жалынның таралуын тәжірибелік әдіс арқылы анықтау
2.5 Жабылғы жабындының бетімен жалынның таралуын
материалдың беті бойынша жалынның жылуы негізінен газды фаза арқылы өтеді, сондай-ақ басқа жылу алмасу түрлерін шектейді).
Шет елдің зертханалық анықтау әдістерінде жалынның құрылыс материалдардың беті бойынша таралу қабілеттілігі жөнінде қазіргі уақытта қолданылатын халықаралық стандарт тігінен орналасқан үлгілерге тарайтын ISO 5658-2 және ISO 5658-4 стандарт , және едендік материалдар үшін стандарт ISO 9239-1 (ГОСТ Р 51032-97 - отандық стандарт).
ISO 5658-4 стандартта құрылыс материал үлгілердің беті бойынша тігінен орналасқан арнайы жылытылған радиациалды газдалған панель бетімен жалын таралуын анықтауға арналған әдіс баяндалады. ISO 5658-4 [67] зертханалық нұсқауда өңдеу және қаптау арналған қабырға материалдары ретінде қолданатын құрылыс материалдардың өрт қауіпсіздігі жөнінде мәліметтер жайлы.
ISO 9239-1 [68] сынау әдісі сыртқы сәулелі жылу ағынның әсерінен жалын таралатын материалдың қабілеттілігін зерттеу негізінде көрсетілетін еден конструкциясында материалдардың беті юойынша жалынның таралуын қарастырады. Сынау нәтижелері бойынша ISO 9239-1 әдісінде жалын таралуы тоқтайтын және де сынау уақытты 30 мин аспау керек жағдайда жалынның жылу сыни тығыздығы анықталады.
Қазақстанда ГОСТ Р 51032 – 97 [5] –тан ұқсас әдіс қабылданған. Ол әдіс ISO 9239-1 [68] –да фотометриялық жүйе жоқтығымен және сәулендіргіш ретінде газдалған емес электрлі панель қолдануымен ерекшеленеді.
ГОСТ Р 51032 - 97 [5] бойынша әдістің кемшіліктеріне КППТП негізгі көлемдік тәуелдігін және үлгінің беті жылынған ұзақтығын, және де өрттің дамуы барысында КППТП анықтауға қолданылатын принцип дәрежесі жатады. Әсірессе, тұрғын үйлерде едендерді жабу арналған едендік полимерлі материалдарға және ғимараттардың шатырын жабуға арналған жабын материалдарға сынау әдістемелері бірдей қолдануы мүмкін.
XX ғ. 80-90 жылдары ВНИИПО төбеге, қабырға және еденге арналған қаптау және өңдеу материалдар беті бойынша жалынның таралуы және жануын анықтау үшін үлкен көлемді қондырғылар шығарылды: «туннельдік пеш» [69] және «бөлме-дәліз» [70]. «Бөлме-дәліз» қондырғысының жұмыс істеу принципі көп жағдайда шет елдік қондырғылар жұмыс істеу принципіне ұқсас келеді, оларды үлкен көлемді сынауларда [72] еден жабындысы мен [71] көрсетілген полигонды әдістеме сынамалар үшін жасалған болатын. «Туннельдік пеш» қондырғысында бірінші рет қаптама биіктігіне, өрт температурасы және жанғыштыққа әкеліп соғатын ағын жылуына тәуелді болатын жалынның таралу тереңдігінің өзгеруі зерттелген.
Бағалау параметрі ретінде газды ортаның температурасы болып табылады.
Шет елдік ірі көлемді әдістерде өңдеу және қаптау материалдардың жанғыштығына және жалынның таралу қабілеттілгін бағалау кезінде SBI (SingleBurningItem) әдісін атап көрсетілген, бұл әдісте өңдеу материалдарымен қапталған екі қабырғаның арасындағы 900 бұрышта болатын жылу көзі деп есептеледі (қазіргі кезде еуропалық жалпы стандартта
EN 13823 [74] орнатылған, сондай-ақ Room/CornerTest «бөлме бұрышы»), және де [75] жұмысында ұсынылған және қазіргі кезде ISO 9705 [76]
халықаралық стандарт түрінде енгізілген.
EN 13823 [74] бойынша SBI әдісі өрт қауіпі төнген жағдайда өңдеу материалдарды бағалау негізінде жасалған. Бұл әдіс өңдеу және қаптау материалдарын (едендік пен төбеге арналғаннан басқа) топтарға А, В, С и D (Еуропалық классификация терминологиясы негізінде) бөлу үшін қолданылады. Бұнда SBI әдісінде жалынның тарау қабілеттілігі мен жанғыштық бағасынан басқа түтін пайда болу жылдамдығы мен жылу бөлу жылдамдығын өлшеу мүмкіндігі қарастырылған. Сынау нәтижелері бойынша: өрт пайда болу жылдамдығы көрсеткіші (FireGrowthRateIndex, FIGRA, Вrс -1), өрттің бастапқы әсер ету кезіңнен 600 с. өткеннен кейін жылудың жалпы шығуы (ТНR600, МДж), үлгілердің ұзындығы бойынша зақымдану дәрежесі (LFS, м).
Еуропалық комиссия директивасы әр елде қолданылатын өрт қауіпсіздігінен құрылыс материалдардың классификациясы үшін қолданылатын дәстүрлі әдістер орнына SBI әдісін қолдану бұйырады.
Room/ComerTest («бөлме бұрышы») ISO 9705 [76] бойынша әдісі едендік және төбелерге арналған жабындыларды қоса өңдеу және қаптау құрылыс материалдарын сынауға арналған ірі көлемді сынау әдістеріне жатады. Сынау кезінде беті бойынша жалынның таралуын, түтін пайда болуын, жылу бөлуін және ұшқыш токсинді газдардың пайда болуын өлшейді.
Қазіргі кезде отандық ірі көлемді сынау әдістерінде жалынның таралу қабілеттілігін анықтау жөнінде нормативті тіркелмеген, сол кезде шет елдерде ұқсас әдістерді құрылыста полимерлі материалдарды қолдану үшін нормалау қолданылады. Ірі көлемді әдістерде сияқты, негізгі SBI и Room/ComerTest әдістер кемшілігі болып, әртүрлі зертханаларда сынау нәтижелері нашар болуында. Өрт сынау әдісі жылу көздері бар ғимараттарда еден мен төбе конструкциясында полимерлі материалдардың қабілеттілігін анықтауға мүмкіндік береді.
Отты бақылаулар әдісі едендер мен кровельді бірқабатты және қатпарлы жанғыш полимерлі материалдардын жылу әсері бар бекітілген жағдайлардағы қабілеттілігін анықтайды. Әдістің мақсаты жылу үрдісінің критикалық беткі нүктесінің тығыздығын анықтау оның ауқымдылығын үлгі өрттің таралуымен анықтайды. (КППТП) ауқымдылығына байланысты жанғыш құрылыс материалдары ГОСТ 30244-94 [3] бойынша төрт топқа бөлінеді. Олар өрттің таралуы (распространения пламени: РП1; РП2; РПЗ;
РП4 (кесте 1.5).
Кесте 1.5 - Құрылыс материалдарының өрттің бетте таралу аймағы бойынша бөлінуі
Өрттің таралу аймағы бойынша тобы
Жылу патогының тығыздығының критикалық беті, кВт/м2
РП1 11,0 және одан да көп
РП2 8,0 ден 11,0 ден аз
РП3 5,0, ден 8,0 ден аз
РП4 5,0 аз
Алаудың құрылыс материалдарында бетке тарау тығыздығын ГОСТ 51032-97 [5] бойынша сынақ жүргізіледі. Ол үшін бес сынама материал мен 1100х250 мм өлшемдегі үлгі материал дайындайды, анизотропиялық материалдар үшін - үлгінің екеуі. Стандартты сынақ үшін үлгіні жанбайтын негізбен бірге жасайды, асбестоцементті беттер 10 - 12 мм қалыңдықпен жасалынады.
Материалдың негізге бекітілу әдісі қолданылатын шынайы шарттарға сәйкес болуы қажет. Жанбайтын негізбен үлгінің қалыңдығы 60 мм аспау қажет. Ал техникалық құжаттарда жанбайтын негізге негізделмеген жағдай қарастырылмаса үлгілерді шартты қолданыс жағдайына сәйкес негізбен және бекітумен дайындайды. Мастикті жабындыларды техникалық құжаттар бойынша жанбайтын негіздерге жағады, тек төрт қабаттан кем емес сонымен қатар негізге жағатын материал шығындары техникалық құжаттардағы үлгілерге сәйкес болуы қажет.
Сынақ жабдықтарының негізгі элементтері болып сынақ камера түтіндік және сығындының қолшатыры болып табылады (сурет 1.4); алау жылуының сәулелі бөліну көзі (электр радиациялық панель); жағу көзі (газды жанарғы);
үлгінің ұстаушысы және құрылым ұстаушының кіріспесі үшін сынақ камераға (тұғырнама).
Сурет 1.4 құрылыс материалдарының бетінде жалынның таралуын КППТП-ы анықтауға арналған жабдықтың зертханалық сызбасы.
1 - сынақ камерасы; 2 - платформа; 3 – үлгіні ұстаушы; 4 - үлгі; 5 – түтін шығарғыш; 6 - сығынды шатыр; 7-термобу; 8-радиационды панель; 9- газ жанғыш; 10-қарайтын терезелері бар есік.
Құрылғы температураны өлшеу мен тіркеу, жылу ағынының беткі көлемі мен тығыздығын өлшеу, түтіншығарғыш пен сынақ камерасындағы ауа ағынын өлшеуге арналған приборлармен жабдықталған.
Сынақ камерасы мен түтіншығарғыш қалыңдығы 1,5 - 2,0 мм стальдан жасалынған, ал ішкі қабаты жанбайтын жылуизоляционды қалыңдығы 10 мм материалдан жасалынған. Камераның алдыңғы қабаты термотұрақты қарайтын айнадан жасалынған, оның өлшемі үлгінің барлық бетін қарауға болатындай етіп жасалынған. Электрлік радиационды бет өлшемі 450х300 мм қуаттылығы 8 кВт. Горизонтальды беттің енкею қиғаштығы 300 ± 50 Газды тұтандырғыштың диаметрі 1,0±0,1 мм, оның диаметрі ұзындығы 40-50 мм факельдегі оттың жануына есептелінген.
Тұтандырғыштың конструкциясы жанғыштың горизонтальды оське қатысты айналуын қамтамасыз етуі қажет. Үлгіні ұстағышқа арналған ұстауыш ыстыққа төзімді тотықпайтын стальдан жасалынған. Экспонирлі үлгі бетімен төбедегі камераға дейінгі арақашықтық 710±10 мм. Үлгіні ұстағыш ыстыққы төзімді қалыңдығы 2,0 ±0,5 мм стальдан жасалынғын және үлгінің бекуіне арналған құрылғыдан жасалынған. Камерадағы температураны өлшеу үшін термоэлектрлік өлшеу диапазоны 0 ден 6000C аралығында, ал қалыңдығы 1,0 мм. Көрсеткіштерді тіркеу үшін 0,5 аспайтын дәлдіктегі приборлар қолданылады. Жылудың беттік қабатын өлшеу үшін суда суитын
қабылдағыштарды қолданады, қабылдағыштардың өлшеу диапазоны 1 ден 15 кВт/м2 өлшеу қателігі 8%. Қабылдағыштың көрсеткішін тіркеу үшін тіркеуші қателігі 0,5 ден көп емес көрсеткіші алынады. Түтіншығарғыштағы ауаның ағыны мен жылдамдығын өлшеу үшін анемометрлер қолданады. Олардың өлшеу диапазоны 1 ден 3 м/с негізгі қателесулік 10 % көп емес.
Сынақты жүргізбес бұрын сынақ жүргізетін құрылғыны калибровкадан өткізеді. Жылу бөлуші патоктың радиационды панельдегі калибрлі үлгіге түтіншығарғыштағы ауа ағыны 1,22±0,12 м/с сәйкес болуы қажет 1.6 кесте.
Калибровка асбестіцементтен қалыңдығы 10-12 мм жасалынған беттерде жүргізіледі.
Кесте 1.6 Жылу патогының калибрлі үлгінің бақылау нүктесіндегі өлшемі Бақылау нүктесі Жылу ағынының беткі тығыздығы, кBт/м2
L1 9,0±0,8
L2 5,0±0,4
L3 2,4±0,2
1.5- сурет
Калибрлі үлгідегі бақылау нүктелерінің орналасу сызбасы
1- Калибровочный үлгі; 2 - нүкте "0";
3 – жылу бөлуші ағын
Калибрлеу метрологиялық аттестация бойынша жасалынады немесе радиациялық панельдің жылытқыш элементін ауыстыру арқылы жүргізіледі.
Калибровка нәтижесі бойынша үлгі ұзындығы бойынша жылу беті тығыздығының графигі тұрғызылады. Калибровканы түтіншығарушы ауа ағыны 1,1 ден 1,34 м/с болғаннан бастайды. Ол үшін келесі операциялар жүргізіледі. Түтіншығарғышқа анемометр оның шығарушы түтіншығарғыш осінен (70±10) мм орналасатындай етіп қойылады. Сосын калибрлік үлгі орнықтырылады да платформаға қойылады, платформа камераға салынады да есіктері жабылады. Қажет болғанда ауа ағынының жылдамдығы өлшенеді, қажеттілігіне байланысты түтіншығарғыштағы ауа ағынын реттей отырып қажет
жылдамдығы қойылады. Сонымен қатар радиационды панель және газды жанғыш өшірілмейді. Ауа ағынының жылдамдығы қойылғаннан кейін 1.6 кестесіне сәйкес ауа ағынының тығыздығын қою опреациясы басталады.
Радиациялық панель қосылады да камера жылулық балансына дейін қыздырыады. Егерде камерадағы температура 10 мин ішінде 70 С асқан болса жылулық балансы қажетті деңгейге жеткен болып саналады. Калибрлі үлгінің бақылау нүктесіне L2 (сурет 1.6) жылу бөлу сәулесін сезімтал элементтің беті калибрлі үлгінің бетімен сәйкес болатындай орналастырады.
Жылу бөлгіштің көрсеткіші әрбір 30±10 с сайын тіркеліп отырылады. Барлық операциялар L2 L1 және L3 бақылау нүктесінде жылу ағынының бетінде қажетті көлеміне дейін жүргізіледі. Нәтижелер1.5 кестеге сәйкес болған соң жылу ағынының 100, 300, 500, 700, 800 және 900 мм қашықтықтағы "0"
бақылау нүктесінде жүргізіледі. Калибрлеу нәтижесі бойынша үлгі ұзындығы бойынша жылу ағынының тығыздығы бойынша график тұрғызылады.
Калибровкадан кейін сынақ жүргізу процедурасына көшеді. Камера есіктері ашылады да газды тұтандырғыш жағылады, факелмен экспонирлі беткі арақашықтық 50 мм құрайды. Сынақтан өтетін үлгіні ұстағышқа орнатады, оның құрылысын бекіткіш құрылғы бойынша үлгіні плптформаға орналастырады камераға салады да есіктерін жабады да секундомерді қосады. Сәлден соң 2 мин. жанғыштың "0" нүктесінде үлгінің осінде ұстайды. От жалынын осылай 10 мин көлемінде қалдырамыз, осынша уақыт өткеннен кейін жанғышты қайта қалпына келтіреміз. Жалын болмаған кезде осы он минут ішінде сынақ аяқталған болып есептеледі. Ал егер жалын болған болса сынақты 30 мин ішінде арнайы сөндіруден кейін тоқтатады.
Сынақ барысында жану уақыты мен жалын тұтану уақытын есептейді.
Әрбір үлгіні бөлме температурасына суығаннан кейін және жылудың беткі қабатынының L2 нүктесінде 1.5. кестесі бойынша жүргізіледі. Сынақ аяқталғаннан кейін 1 мм дәлдікпен бүлінген үлгінің бесеуін бірдей тексереді.
Беттің жану тарауының аймағында жануы мен бүлінуін зақымдалған деп санайды. Балқу, жабысу, тесілу бүліну болып есептелмейді. Жалынның тарау ұзындығын бес үлгінің зақымдалған ұзындығы бойынша ортақ арифметикалық көрсеткіші бойынша алады. Беттің критикалық көрсеткішін құрылғының калибровкасы кезіндегі бетте таралуы бойынша бекітеді.
Үлгілерде жану болмаса олардың жану тарау ұзындығы бойынша 100 мм аз емес.
Үлгі арнайы сөндірілген болса сынақ аяқталған30 мин ішінде алаудың сөндірілу ұзындығы бойынша критикалық көлеміне теңестіріп алады.
Анизотропты материалдар үшін классификация кезінде КППТП ең аз көрсеткішін пайдаланады.
1.3 Полимерлі материалдардың өрт қауіпсіздігін азайту жолдары