автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Исследование пожарной опасности строительных материалов с помощью методов термического анализа

Па^ правах рукописи

Мироньчев Алексей Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

05.26.03 - пожарная и промышленная безопасность (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

00317Т061

Санкт-Петербург - 2007

003177061

Работа выполнена в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Моторыгин Юрий Дмитриевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Малинин Владимир Романович, кандидат технических наук, доцент Пешков Федор Иванович

Ведущая организация:

Федеральное государственное учреждение Санкт-Петербургский филиал Всероссийского ордена «Знак Почета» научно-исследовательского института противопожарной обороны МЧС России (ФГУ СПбФ ВНИИПО)

Защита состоится ^г^ декабря 2007 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 205 003 01 при Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу 196105, Санкт-Петербург, Московский пр , д 149

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России

Автореферат разослан /ф ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета 205 003 01 кандидат технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из основных задач обеспечения безопасности зданий и сооружений является их защита от пожаров При пожаре решающую роль в формировании путей развития горения, образовании и распространении опасных факторов оказывают строительные материалы Значимость опасных факторов пожара (ОФП) в современных зданиях и сооружениях усугубляется тенденциями увеличения их этажности и размеров Вместе с тем полностью исключать применение горючих материалов в строительстве нерационально Степень опасности материалов может быть различна и определяется рядом характерных физико-химических параметров, называемых показатели пожарной опасности Регламентирование применения строительных материалов, исходя из свойств их пожарной опасности, является важнейшей функцией технического регулирования

В настоящее время в России действует нормативный подход, устанавливающий применение строительных материалов Оценка показателей пожарной опасности устанавливается главным образом по результатам испытаний специальными методами В соответствии с этим организована система сертификации в области пожарной безопасности Испытания при сертификации проводятся на различных установках и в разных не связанных между собой условиях Такие испытания позволяют установить лишь один из показателей В жизненном цикле Разработка -Апробация (Проверка) - Сертификация - Внедрение - Эксплуатация -Утилизация существующем для любого изделия, в том числе изделия для строительства, сертификация является законным основанием к массовому применению и проводится в соответствии с требованиями нормативных документов

Вместе с тем, практически всегда, возникают потребности в информации о свойствах пожарной опасности до, и после проведения сертификационных испытаний в процессе всего жизненного цикла материала В этом случае нет необходимости использовать нормативный подход, применяя специальные методы, которые зачастую сложны, и требуют длительного времени их проведения На этапе жизненного цикла материала Апробации (Проверки) важен гибкий метод позволяющий

определить пожарную опасность материала в комплексе На этапе Эксплуатации и Утилизации возникает потребность в идентификационном контроле за установленным на объекте материалом

Особо следует отметить проведение расследований по делам о пожарах При назначении пожарно-технической экспертизы нередко требуются методы исследований позволяющие оценить свойства материалов в совокупности, в том числе свойства их пожарной опасности От эксперта, зачастую, требуют дать однозначный ответ на поставленный вопрос, хотя результаты исследований носят скорее вероятностный характер Использование специальных методов затруднительно, поскольку они решают классификационные задачи Нередко необходима как-либо численная оценка для сравнения качественных показателей

Таким образом, разработка и внедрение современных методов оценки пожарной опасности является весьма актуальной задачей

Проблему оценки пожарной опасности строительных материалов не связанной с сертификацией, возможно, решить с помощью методов термического анализа (ТА) Данный метод направлен на фиксацию физико-химических свойств вещества в процессе температурных воздействий Термический анализ имеет ряд преимуществ перед другими методами исследований гибкость постановки эксперимента, одновременное получение несколько пожароопасных характеристик материала, быстрое снятие информации, возможность автоматизации при обработке данных, малое количество вещества

Цели и задачи исследования. Целью работы является совершенствование методов исследования строительных материалов связанных с определением их пожарной опасности

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи

- определить требования к оборудованию ТА для целей пожарно-технических исследований,

- провести анализ развития методов оценки пожарной опасности органических строительных материалов,

- выбрать и обосновать параметры для оценки свойств пожарной опасности органических материалов и веществ с помощью совмещенного термического анализа,

провести комплексные экспериментальные исследования органических строительных материалов методом совмещенного термического анализа,

- установить влияние огнезащитных средств на деревянные строительные конструкции при помощи ТА,

- определить основные группы экспертных задач, решаемых с помощью метода совмещенного термического анализа,

Объект исследования. Строительные материалы органического происхождения различного назначения, средства огнезащитной обработки деревянных конструкций

Предмет исследования. Свойства пожарной опасности органических строительных материалов, возможности использования термического анализа для решения задач пожарно-технических исследований

Методы исследования. В диссертационной работе использовались следующие методы термический анализ, совмещенные методы термического анализа, статистические методы обработки экспериментальных данных

Научная новизна:

- установлены необходимые условия применения термического анализа при проведении пожарно-технических исследованиях,

- найден критерий, отражающий пожарную опасность органических строительных материалов, полученный с помощью совмещенного термического анализа

- предложен способ оценки группы горючести органических строительных материалов по численным характеристикам, полученным с помощь термического анализа

- разработан метод определения наличия средств огнезащитной обработки деревянных конструкций с помощью термического анализа на эксплуатируемом объекте,

Практическая значимость:

- определены возможности, позволяющие сократить трудозатраты при проведении исследований материалов по нахождению их пожароопасных свойств не связанных с сертификацией за счет применения метода совмещенного термического анализа,

- определены термоаналитические численные характеристики различных типов органических строительных материалов указывающие на свойства пожарной опасности,

- разработан метод оценки наличия огнезащитной обработки деревянных конструкций на эксплуатируемом объекте, а так же метод определения горючих свойств после обработки,

установлена возможность определения свойств пожарной опасности с помощью термического анализа при разработке новых образцов материалов,

- установлено что, метод совмещенного термического анализа может найти широкое применение в пожарно-технической экспертизе

На защиту выносятся:

- методика проведения эксперимента и требования к оборудованию термического анализа при решении задач пожарно-технических исследований,

- экспериментальный метод определения наличия огнезащитных средств древесины с помощью ТА,

способ определения огнезащитных свойств обработанных деревянных конструкций и соблюдения технологического регламента огнезащитной обработки,

- экспериментальный метод оценки группы горючести органических строительных материалов,

- результаты исследований по изучению пожарной опасности строительных материалов с помощью термического анализа,

- установленные потенциальные возможности термического анализа при решении экспертных задач

Апробация исследований. Результаты работы и основные положения докладывались и обсуждались на

- Первой межрегиональной научно-практической конференции «Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров» (Санкт-Петербург, 30 июня — 1 июля 2005 г ),

Третьей международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации предупреждение и ликвидация» (Минск, 07-09 июня 2005 г),

- Международной конференции «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых», ХПГИ-2006 (Санкт-Петербург, 12-15 сентября 2006 г),

Второй Всероссийской научно-практической конференции «Взрывобезопасность и средства противодействия терроризму» (Санкт-Петербург, 15-17 мая 2007 г )

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованных источников, приложений Работа содержит 129 страниц текста, 26 таблиц, 18 рисунков, 156 наименований литературных источников

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность применения методов термического анализа для нужд пожарно-технических исследований, определены цели и задачи, представлены общие положения диссертационной работы

Первая глава. «Современная система оценки свойств пожарной опасности строительных материалов».

На основании анализа литературных источников представлено положение дел в области испытаний строительных материалов и веществ на пожарную опасность Проанализированы методы оценки и контроля пожароопасных свойств Данной проблемой занимались А Н Баратов, И А Болодьян, А Я Корольченко, Я С Киселев, В Т Монахов, Н В Смирнов, Д Драйздейл, Де Рис, Ф Томас, и др В настоящее время в пожарно-технических исследованиях применяются методы стандартных испытаний определения показателей пожарной опасности, методы исследования динамики горения при полномасштабных испытаниях В

последние годы получили развитие методы моделирования процессов горения в различных условиях

Наибольшее применение находят методы стандартных испытаний, что отражается в принятой в России нормативно-технической базе Получить полную картину пожарной опасности данными методами не представляется возможным т к испытания проводятся для определения одного показателя пожарной опасности, используются строго фиксированные значения термических воздействий на материалы Другие пожароопасные свойства оцениваются уже при иных условиях Использование методов стандартных испытаний для исследований не связанных с сертификацией материалов является достаточно длительным, испытания не дают полной информации о механизмах и процессах происходящих в веществе

Полномасштабные испытания являются дорогостоящими и трудозатратными, количество проведенных натурных испытаний единично Провести натурные испытания всех пожароопасных ситуаций с применением различных видов пожарной нагрузки не представляется возможным

Методы моделирования процессов горения являются достаточно перспективным направлением для прогнозирования пожарной опасности С развитием вычислительной техники и математических моделей метод прочно войдет в область строительства при проектировании, особенно для зданий и сооружений, на которые отсутствует нормативно-техническая база Проблема методов моделирования заключается в том, что количество данных может быть огромно, а в качестве исходных данных о свойствах пожарной опасности материалов используется небольшое число показателей, полученных методами стандартных испытаний Не всегда показатели пожарной опасности того или иного материала возможно применить к определенной математической модели Многообразие экспериментальных методов оценки пожарной опасности строительных материалов в узконаправленных условиях не могут быть скоррелированы с динамикой развития пожара в помещении или здании

В главе проанализирована нормативная база по определению показателей пожарной опасности твердых веществ Современная

номенклатура показателей рассредоточена по разным общероссийским и отраслевым стандартам и не в полной мере отражает пожарную опасность материалов В проекте технического регламента по пожарной безопасности предложена единая, дополненная, номенклатура показателей Общее их количество возросло до 36 Однако следует обратить внимание и на то, что такое количество классификационных критериев может усложнить процесс технического регулирования Например, показатели «индекс распространения пламени», «линейная скорость распространения пламени» и «группа распространения пламени» имеют схожий смысл

В проекте технического регламента указывается, что определение показателей должно проводиться по специальным методам Однако для некоторых показателей предстоит разработка специальных методов испытаний К таким относится, например, показатель «способность к экзотермическому разложению» Методы термического анализа, в частности дифференциальный термический анализ (ДТА) может быть применен для определения данного показателя для твердых веществ

Вторая глава. «Основные понятия и методика термического анализа при исследовании материалов».

Рассматривается практическая и теоретическая составляющая методов термического анализа Оцениваются методы данного анализа, освещаются специальные термины и приборная база

Термический анализ является одним из старейших методов исследований, он хорошо зарекомендовал себя при изучении свойств различных органических веществ и материалов в процессе температурного воздействия В диссертационной работе в качестве основного метода исследований используется совмещенный термический анализ, в который входит дифференциальный термический анализ (ДТА), термогравиметрия (ТГ) и термогравиметрия по первой производной (ДТГ) Оборудование совмещенного термического анализа является одним из самых распространенных в лабораторных комплексах исследовательских учреждений страны, в том числе учреждений занимающихся экспертной деятельностью

В настоящие время не существует физически обоснованных расчетных методов, позволяющих по результатам единичного

эксперимента термического анализа дать предварительные представления о пожарной опасности материалов Основные расчетные методы в теории ТА основываются на уравнении Аррениуса (А=коехр(-Е/ЯТ)) и нахождении энергии активации совокупных химических процессов происходящих в веществе

Следует отметить, что применение энергии активации для сравнения пожарной опасности разных по физическим свойствам веществ не совсем корректно Большинство строительных материалов состоят из различных многокомпонентных смесей и не являются чистыми веществами Кроме того, материалы могут быть неоднородны по своей структуре На свойства пожарной опасности влияют все компоненты смеси, эффекты реакции в процессе нагрева могут накладываться, компенсироваться и т д Определение энергии активации суммарных процессов происходящих в веществе не всегда представляется возможным Результаты термического анализа выводятся графически в виде кривой состоящей из участков экзотермических и эндотермических пиков При проведении исследований материалов с точки зрения пожарной безопасности важен общий вид термической кривой Зачастую нет необходимости проводить оценку каждого по отдельности участка или пика кривой

В главе отмечены неточности, встречающиеся при попытках использования данного метода в пожарном деле Приводятся примеры использования метода для прогнозирования пожарной опасности материалов и особенности метода, возможно, не учтенные при его применении Так в работе Молчадского О И при оценке возможных интервалов температур воспламенения, самовоспламенения предлагается использовать термический анализ При этом скорость нагрева образцов устанавливается равной 20°С/мин и применяется принудительная подача воздуха в рабочую камеру (проточная схема влияния атмосферы) В результате выбора таких условий происходит искажение общей термической картины и результаты теряют необходимую информативность При скорости нагрева 20°С/мин химические реакции активированные при одной температуре не успевают полностью пройти до начала реакций соответствующих более высокой температуре В результате происходит наложение термических эффектов, смещение экзо-

и эндотермических пиков в сторону более высоких температур Кроме того, приобретает значение градиент распределения температур в образце, который является причиной образования фронта реакций от поверхности к центру Проточная схема влияния атмосферы печного пространства дополнительно создает условия для неравномерного охлаждения образца, -производится преждевременный вынос летучих продуктов разложения, которые возможно способны к гетерогенным реакциям с веществом Влияние выше перечисленных обстоятельств трудно как-либо оценить и скоррелировать

Далее рассмотрена современная приборная база термического анализа Указано, что современные приборы с автоматической обработкой термических кривых не всегда могут быть использованы при решении задач оценки пожарно-технических свойств поставленных в диссертационной работе Данное оборудование и аналитические средства обработки информации были созданы для различных классов химических веществ и определенных технических целей Программное обеспечение, разработанное для решения узких технических проблем, не всегда может быть применено для задач связанных с термическими свойствами строительных материалов В диссертационной работе использовался прибор термического анализа Оепуа1^гар11 (^-150(Ю с аналоговым выводом термоаналитических кривых без преобразования данных программным обеспечением

По результатам анализа информации сформулированы требования к аппаратуре термического анализа и условия проведения эксперимента для нужд пожарно-технических исследований

- скорость нагрева образцов основных экспериментов должна находиться в диапазоне от 5 до 10 °С/мин

- величина навески должна измеряться с максимальной точностью и находиться в диапазоне от 0,05 до 0,5 грамм в зависимости от весов термогравиметрического метода,

- эксперимент должен проводиться при полупроточной схеме влияния атмосферы печного пространства,

- термопара должна находиться в центре исследуемого вещества,

при проведении обработки данных необходимо привести результаты экспериментальных данных в пересчете на грамм вещества, Третья глава. «Решение задач пожарно-технических исследований методом совмещенного термического анализа».

Данная глава посвящена результатам исследований материалов и веществ с помощью метода совмещенного термического анализа Описываются предлагаемые методики для решения задач поставленных в диссертационной работе Приведены результаты исследований природных и искусственных полимерных материалов, а также индивидуальных веществ — полиэтилена различных марок, древесного угля Полученные данные для некоторых материалов представлены в таблице 1 и 2

Таблица 1

Характерные значения термических кривых

Наименование материала Площадь эндотермической: эффекта, отн ед /г Площадь экзо-ермического эффекта, отн ед /г Отношение экзо и эндс эффектов Температура начала экзотермического эффекта, °С Доля потери массы в начале экзо-эффекта, %

Древесина 732±102 2010 ±280 2,8 ± 0,5 256 ±10 42% ± 7%

ДВП 840±117 2530 ±350 3,0 ± 0,6 260 ± 10 22% ± 4%

ДСП 1350±190 2980 ± 420 2,2 ± 0,4 254 ± 10 45% ± 8%

Уголь древесный 830±116 6940 ±980 8,4 ± 2,4 257 ± 10 47% ± 8%

ПВХ (ГЗ) 790±108 3210 ±450 4,1 ±0,9 301 ± 13 28% ± 5%

ПВХ (Г1) 841 ±110 580 ± 82 0,7 ±0,1 358 ± 14 64% ± 12%

ПЭНД марки 273-83 644 ± 90 1850 ±260 2,9 ± 0,6 342 ± 14 16% ±3%

ПЭНД марки 276-73 625 ± 87 1650 ±230 2,6 ± 0,5 335 ±13 17% ± 3%

Полипропилен 784±110 2550 ±360 3,2 ± 0,7 320 ±13 28% ± 5%

Анализ экспериментальных данных позволил выявить следующие критерии оценки термических кривых, позволяющие охарактеризовать свойства строительных материалов, в том числе и по пожарной опасности

- площадь эндотермического эффекта по кривой ДТА,

- площадь экзотермического эффекта по кривой ДТА,

- отношение площадей экзотермического и эндотермического эффекта на 1 грамм вещества по кривой ДТА,

- общая доля потери массы вещества,

- температура начала экзотермического эффекта по кривой ДТА,

- доля потери массы в начале экзотермического эффекта по кривой

ТГ

Следует отметить, что в настоящее время отсутствуют методы оценки характеристик пожарной опасности строительных материалов, связанные с отбором проб на эксплуатируемом объекте Использование специальных методов предполагает нарушение целостности элемента здания, поскольку для испытаний необходим значительный объем материала Это создает определенные сложности при проведении контроля соблюдения требований по огнезащитной обработке деревянных конструкций после окончания работ Предложенный экспериментальный метод определения наличия огнезащитной обработки позволяет, не нарушая внешний вид и поверхность конструкции осуществлять контроль Кроме того, для некоторых составов представляется возможным определить соблюдение технического регламента проведения работ по обработке Метод позволяет определить наличие огнезащитной обработки деревянных конструкций при проведении экспертиз по делам о пожарах

Для решения экспертной задачи определения наличия средств огнезащитной обработки деревянных конструкций необходимо проведение эксперимента с необработанной древесиной и пробой обработанного слоя конструкций На рис 1 представлены типичные экспериментальные термические кривые древесины В качестве исследуемых образцов используют пробы с конструкций объекта, которые не подвергались термическому воздействию пожара Отбор проб необходимо производить с поверхности конструкции и с глубины 3,5-4 см от поверхности Технология огнезащиты древесины такова, что толщина обработанного

слоя не превышает 3 см, поэтому для образца сравнения исходной древесины целесообразно использовать пробу с этой же конструкции. Исключением может являться клееная древесина.

У Д ТА

I ТГ

го юо

- дтг

40

А, "/./мин

Рис. 1. Термические кривые древесины: 1 - древесина исходная; 2 - древесина обработанная огнезащитным

составом.

После проведения огнезащитных работ, на объекте определить соблюдение технологии обработки стандартными методами испытаний не представляется возможным. Для испытаний требуются образцы объемом 270 см3 в количестве минимум 10 шт. Обеспечить такой объем материала конструкций на эксплуатируемом объекте зачастую не представляется

возможным. Применение метода совмещенного термического анализа позволяет получить информацию об огнезащитных свойствах обработанной древесины, используя несколько грамм вещества. Однако особенностью данного метода является то, что необходимо иметь сведения о марке состава использованного на объекте. Для проведения оценки соблюдения технологического регламента необходимо сопоставить результаты исследований «эталонной обработанной древесины» с результатами проб с поверхности и с глубины деревянной конструкции. Для получения «эталонных» термических кривых требуется проведение исследований с помощью термического анализа образцов древесины, прошедших обработку в лабораторных условиях огнезащитным составом, примененным на объекте. Сравнение в условных единицах площадей термических эффектов исследованных в работе образцов представлены на рис.2.

отн.ед./грамм

2500-,

2000 х

1500-' I

1000-- | I

-1000-1-1 В-, - -

1 2 3

Рис.2. Величина площади термических эффектов в образцах:

1 - древесина исходная, 2 - древесина, обработанная согласно технологического регламента, 3 - древесина, обработанная с нарушением.

В качестве критериев оценки применяют следующие характеристики термических кривых. Для ДТА кривой это площади тепловых эффектов и их отношение в пересчете на 1 грамм вещества, температурные интервалы пиков. Для ТГ-зависимости участки потери массы на интервале температур и ДТГ кривой скорость потери массы на соответствующем интервале температур. В табл.2 представлены усредненные результаты

□ эндо эффект

□ экзо эффект

г-

экспериментальных данных полученных на приборе Оета1^гарЬ <3-1500 для образцов необработанной древесины и образцов обработанных огнезащитным составом с соблюдением технологии и с нарушением регламента работ

Таблица 2

Характерные значения термических кривых образцов древесины

Наименование образца древесины Площадь эндотермического эффекта, отн ед /г Площадь экзотермического эффекта, отн ед /г Отношение экзо и эндо эффектов Температура начала экзотермического эффекта, °С Доля потери массы в начале экзо-эффекта, %

Исходная древесина сосны со стропильных конструкций 732±102 2010 ±280 2,8 ± 0,5 256 ± 10 42% ±7%

Обработанная огнезащитным составом 951±133 427 ±60 0,5 ±0,1 320 ± 13 76% ± 14%

Обработанная составом с нарушением техн регламента 859±120 1510± 210 1,7 ±0,3 246 ±9 58% ± 11%

Как правило, экспертные и исследовательские учреждения не имеют оборудования для проведения специальных испытаний на пожарную опасность При этом в экспертных исследованиях нет необходимости использовать нормативные методы, зачастую достаточно иметь общие

представления о пожароопасных свойствах Предварительную оценку пожарной опасности вещества можно получить, используя методы совмещенного термического анализа В работах Молчадского О И, Смирнова Н В (ВНИИПО МЧС России) определены критерии отнесения строительных материалов к группе негорючих, используя метод совмещенного термического анализа с реализацией проточной схемы подачи воздуха и скоростью нагрева 20°С/мин Однако основные сложности при определении свойств пожарной опасности возникают в основном при определении материалов явно относящихся к горючим, но неизвестно к какому классу горючести Особенно это касается полимерных материалов

Полимерные материалы находят все большее применение в строительстве Обладая высокими эргономическими свойствами, у них есть один существенный недостаток - это их горючесть Однако за последние годы появилось большое количество полимерных материалов относящихся к группе Г1 (слабогорючие) При проверке новых разработок на пожарную опасность исследовательские центры руководствуются нормативными методами Наряду с этим, особенно на ранних стадиях разработки рецептур, применяются физико-химических методы анализа, в том числе термический анализ Однако без использования стандартных методов испытаний невозможно определить отвечает ли опытный образец требованиям соответствующим группе горючести Г1

Оценка трудногорючих (группа Г1 - слабогорючие) материалов проводится методом совмещенного термического анализа в условиях подробно описанных во второй главе Анализ экспериментальных данных позволил установить, что для слабогорючих материалов величина эндотермического эффекта превышает величину экзотермического эффекта (количества теплоты способного выделиться) Для отнесения органических строительных материалов к группе Г1 (слабогорючие)

найдены следующие критерии, полученные с помощью совмещенного термического анализа

отношение площадей экзотермических эффектов к эндотермическим, определенное по кривой ДТА находится в пределах от О до 1

с (.и,

°э ндо

- доля потери массы приходящаяся на экзотермические эффекты - не более 50% от общей потери массы образца,

--< 50% т

Ат,жо+Ат.ж)о

где 2"5ЭОО — суммарная площадь экзотермических эффектов по кривой ДТА в пересчете на 1 грамм вещества, отн ед /грамм,

- суммарная площадь эндотермических эффектов по кривой ДТА в пересчете на 1 грамм вещества, отн ед /грамм,

А'Иэкзо — доля потери массы вещества по кривой ТГ соответствующая экзотермическим эффектам по кривой ДТА, %,

Л'Пэндо — доля потери массы вещества по кривой ТГ соответствующая эндотермическим эффектам по кривой ДТА, %,

На рис 4 представлены термические кривые поливинилхлорида пониженной горючести Для сравнения на рис 3 показаны характерные кривые поливинилхлорида группы горючести ГЗ Кроме того, на рис 1 представлен вид термических кривых древесины до и после обработки Огнезащитный состав переводит древесину в группу горючести Г1, что подтверждено сертификатом пожарной безопасности

Рис 3 Термические кривые поливинилхлорида (ПВХ)

Рис 4 Термические кривые поливинилхлорида пониженной горючести (ПВХ группы горючести Г1)

Процесс исследования места пожара после происшествия недостаточно развит Это ведет к искажению статистики причин пожаров и осложняет раскрытие преступлений связанных с пожарами Использование технических средств и лабораторных методов производится редко и то по уголовным делам при назначении пожарно-технической экспертизы Отчасти это объясняется отсутствием необходимых частных методик и недостаточной квалификацией лиц проводящих дознание Необходимость разработки новых методов и адаптация технических средств, применяемых в иных областях науки, обусловлена практикой

Одним из основных требований, предъявляемым к техническим средствам, используемым при расследовании преступлений, является обеспечение сохранности источников доказательственной информации, но использование неразрушающих методов исследования не всегда возможно Это касается ряда диагностических задач, в частности, по делам, связанным с пожарами Примером может служить задача установления поведения материала в условиях температурного воздействия или оценки его пожарной опасности Альтернативным вариантом в этом случае может быть использование метода, позволяющего анализировать микроколичество вещества Хотя термический анализ относится к разрушающим методам, использование малых проб позволяет не разрушать весь образец

Термический анализ является физическим методом отражающий тепловые процессы, происходящие в веществе В связи с этим с помощью термического анализа возможно решить следующие экспертные задачи

определение различных характерных температур веществ (плавления, фазовых переходов полимерных веществ, интервалов воспламенения, самовоспламенения, тления),

- изучение поведения материалов в условиях температурного воздействия,

- определения групповой принадлежности вещества,

- определение пожароопасных характеристик веществ и материалов,

- установление природы веществ неизвестного происхождения

В приложении приводятся характерные термические кривые различных природных и искусственных полимерных строительных

материалов, а также индивидуальных веществ исследованных в диссертационной работе

Основные результаты работы:

- рассмотрен метод совмещенного термического анализа и его потенциальные возможности в решении некоторых задач пожарно-технической экспертизы и других видов технических экспертиз Определены основные группы экспертных задач, на разрешении которых ориентирован данный метод,

- по результатам экспериментальных исследований и теоретических изысканий сформулированы технические требования к прибору совмещенного термического анализа, как специализированному прибору для проведения пожарно-технических исследований и экспертиз,

показана возможность применения термического анализа для исследований пожарной опасности материалов,

- определены критерии отнесения органических материалов к группе Г1 (слабогорючие) при проведении испытаний с помощью совмещенного термического анализа,

- предложена экспертная методика определения наличия огнезащитной обработки деревянных конструкций,

предложена методика проверки соблюдения технологического регламента и огнезащитных свойств обработанных деревянных конструкций на эксплуатируемом объекте,

- показана возможность применения метода совмещенного термического анализа для установления групповой принадлежности вещества при проведении экспертиз по делам о пожарах или проведении идентификационного контроля при пожарно-технических исследованиях,

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1 Мироньчев А В , Кондратьев С А , Ловчиков В А Термический анализ как инструмент пожарно-технического эксперта // Материалы конференции «Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров» 2005г, с 10-11 (0,09/0,07 п л)

2 Мироньчев А В , Кондратьев С А , Ловчиков В А Термический анализ в пожарно-технических исследованиях // Третья международная научно-практическая конференция «Чрезвычайные ситуации предупреждение и ликвидация» Минск, 2005г , том 3, с 55-56 (0,08/0,05 п л )

3 Мироньчев А В Ловчиков В А , Кондратьев С А Пожарная опасность горючих ископаемых и их термический анализ // Международная конференция «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых», ХПГИ-2006 Санкт-Петербург, 2006г , с 72-73 (0,08/0,07 п л )

4 Мироньчев А В Оценка свойств пожарной опасности материалов и веществ методом совмещенного термического анализа // Вторая Всероссийская научно-практическая конференция «Взрывобезопасность и средства противодействия терроризму» Санкт-Петербург, 2007г, с 28-39 (0,07 п л)

5 Мироньчев А В , Кондратьев С А , Ловчиков В А Методы термического анализа и их применение в пожарно-технических исследованиях // Проблемы управления рисками в техносфере 2007 - №2, с 45-53 (0,4/0,3 п л)

6 Мироньчев А В , Кондратьев С А , Моторыгин Ю Д Совмещенный термический анализ в делах о пожарах // Судебная экспертиза, 2007 - №3, с 25-32 (0,4/0,3 п л )

Подписано в печать 09 11 2007 Печать трафаретная_

Формат 60х84 1/16 Тираж 100 экз

Объем 1,0 п л

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д 149