автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Снижение пожарной опасности строительных конструкций и материалов за счет применения эффективных огнезащитных средств

МЧС России Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы

На правах рукописи

Еремина Татьяна Юрьевна

СНИЖЕНИЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МАТЕРИАЛОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ

05.26.03 - пожарная и промышленная безопасность (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Пе гербург - 2004

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Жуков Владимир Васильевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Молчадский Игорь Семенович; доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации Киселев Яков Степанович;

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Рос-

сийской Федерации Соков Виктор Николаевич Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

сертационного совета Д 205 003 01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском институте Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, 149 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского института Государственной противопожарной службы

Защита состоится декабря 2004 г в «

» часов на заседании дис-

МЧС России.

Автореферат разослан ^2004

г

Ученый секретарь диссертационного совета

Фомин А.В

гш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы.

В нашей стране за один год происходит в среднем более 250 тыс пожаров, уничтожаются ценностей почти на 44 млрд рублей, погибает свыше 18 тыс человек, и еще большее количество людей получает травмы Материальные и людские потери происходят из-за обрушения строительных конструкций, выделения тепла и газов при горении как пожарной нагрузки, так и строительных материалов Одной из важнейших задач пожарной безопасности является огнезащита консгрукний и материалов с целью предотвращения их преждевременного (до ликвидации пожара) обрушения (несущие металлические, железобетонные, комплексные металложелезобетонные и деревянные конструкции) или возгорания и горения, распространения огня (полимерные, деревятшге и др конструкции и материалы, кабельные линии)

Следовательно, важнейшей задачей специалистов по огнезащите металла, дерева и кабельных линий в последние десятилетия стала разработка новых эффективных составов (покрытий), позволяющих снижать температуру нагрева металла, возгорание и горение дерева, распространение огня по кабельным линиям при пожаре, не утяжеляя конструкции

Кроме того, эти покрытия должны не только защищать материал конструкции и изоляцию кабелей при пожаре, но иметь хорошую адгезию к материалу и консгрукции, требуемую долговечность в нормальных условиях эксплуатации, технологичность в изготовлении и нанесении на поверхность материала конструкции. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают вспучивающиеся огнезащитные покрытия, созданию и применению в практике строительства которых в основном и посвящена настоящая работа Огнезащитный эффект таких покрытий основан на теплоизолирующем действии вспененной при тепловом воздействии массы, которая препятствует притоку избыточного тепла к защищаемой поверхности и предохраняет ее от нагревания до критической температуры.

Например, известно, что при стандартном режиме пожара металлическая незащищенная конструкция теряет свою несущую способность и разру-

шается через 12-15 минут после нача арЩ^^дцйрилЯЬИ^тЬкой конструк-

БИБЛИОТЕКА , I

СПстерврг Ц 1

О» /_I

гцш вспучивающимся покрытием, ее предел огнестойкости может составить от 0,5 до 2 часов

Создание новых огнезащитных покрытий требует решения ряда комплексных научных проблем в области физико-химии вяжущих и наполнителей при обычных температурах и влажности окружающей среды, при высоких температурах в условиях пожара, термодинамики, реакций в твердых фазах, тепло- и массопереноса в капиллярно - пористых телах, механики твердого тела

Разработанные автором настоящей диссертации огнезащитные составы позволяют повысить безопасность людей при пожаре, снизить материальные потери и при этом уменьшить нагрузки на конструкции Последнее приведет к сокращению расходов материалов при строительстве

Целью диссертационной работы является создание новых высокоэффективных вспучивающихся и других покрытий на основе недефицитных материалов и теоретическое обоснование механизма вспучивания при высокоинтенсивном тепловом воздействии при достижении необходимых технологических параметров, связанных с изготовлением, нанесением и долговечностью покрытий. Их практическое применение позволит повысить уровень пожарной безопасности строительных объектов, снизить нагрузку на строительные конструкции и увеличить время между профилактическими ремонтами покрытий.

Научная гипотеза. При высокотемпературном тепловом воздействии в огнезащитных покрытиях должны происходить фазовые переходы, связанные с поглощением тепла и выделением газообразных продуктов, образующих пористую структуру, обладающую повышенной теплоизолирующей способностью, или образующую химические продукты, препятствующие процессу воспламенения и горения Процесс вспучивания должен проходить при пиро-пластическом состоянии огнезащитного покрытия в температурном интервале 100 450°С в зависимости от критической температуры защищаемого материала При обычной температуре огнезащитное покрытие должно сохранять свои функции отделочного слоя с требуемой долговечностью

На защиту выносятся:

экспериментально-теоретическое моделирование оптимизации составов вспучивающихся огнезащитных покрытий по металлу, дереву и кабельным линиям;

результаты исследований физико-механических, теплофизических и технологических свойств разработанных составов покрытий;

1еоретические данные по исследованию процессов тепло- и массопере-носа вспучивающихся покрытий с оценкой при этом их структуры и требуемой толщины для защиты металла от преждевременного нагрева при стандартной зависимости пожара, а также для снижения распространения огня по кабельным линиям,

технология изготовления и нанесения покрытий,

результаты применения покрьпий на промышленных и гражданских объектах.

Научную новизну работы сос!авляют:

научно обоснованные и оптимизированные новые рецептуры огнезащитных вспучивающихся покрытий с повышенными технологическими и за-щтными свойствами, физико-химическая модель процесса вспучивания покрытий, теплофизическая модель процессов тепло и массоперепоса во вспучивающихся покрытиях,

теоретические и экспериментальные данные о структуре вспучивающихся покрытий и их толщине для обеспечения требуемою предела огнестойкое! и металлических конструкций при пожаре, снижения пожарной опасности деревянных конструкций и материалов, снижения распространения огня по кабельным линиям;

данные о химических реакциях, происходящих в огнезащитных составах как при обычных, так и при высоких температурах,

данные по оценке долговечности огнезащитных составов при воздействии тепла и влаги;

результаты огневых испытаний огнезащитных покрытий

Практическое значение работы и реализация результатов исследований.

На основании проведенных исследований

разработана техническая документация и налажено промышленное производство огнезащитных составов для повышения огнесюйкости металлических конструкций - «ОВПФ-1М», пасты «Терма»; для защиты деревянных конструкций - пропитка «ТП», лак «СФ», лак «Терма» тип А, тип Б, «ОВПФ-1Д»; для кабельных линий составы «ПК» и «ПК-Терма» на предприятиях АОЗТ «Жилсоцстрой» и в ООО «НИЦ СиПБ»;

применено около 1500 т огнезащитных покрытий типа «ОВПФ-1М», 500 I пасты «Терма», и порядка 1000 т общего тоннажа составов для обработки дерева на многочисленных строительных объектах г Санкт-Петербурга и г Москвы, например, на Монетном дворе, Государственном комплексе Дворца Конгрессов, Мариинском театре, аэропорте «Шеремстьево-2», и др

Апробация работы.

По материалам диссертации опубликовано 52 печатные работы, в юм числе 9 патентов, 1 монография

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на техническом совете Санкт-Петербургского института ГГ1С МЧС России, на совещаниях XXII и XXIII международных конференциях молодых ученых в области бетона и железобетона (г Иркутск, 1990 г, г Москва, 1991 г), VI национальной конференции по МТКМ (г. Варна, Болгария, 1991 [.), XII Всероссийской конференции по научно-техническому обеспечению противопожарных и аварийно-спасательных работ (г Москва, 1993г), II специализированной выставке оборудования, технологий и материалов для музеев, библиотек, архивов и галерей (г Санкт-Петербург, 2000 г); на VI Всероссийском семинаре «Проблемы безопасности библиотек и библюмечных фондов» (г Санкт-Петербург, 2002 г), на международной научно-практической конференции ((Реконструкция Санкт-Петербур1а 2003» (г Санкт-Петербург, 2002 г), на международной научно-практической конференции « Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях» (г Санкт-Петербург, 2004 г.)

Диссертационная работа выполнялась в 1991-2004 гг в Академии ГПС МЧС России, а внедрение результатов исследований проводилось АОЗТ «Жил-соцстрой» и ООО «НИЦ СиПБ» при непосредственном участии автора работы.

Объем и структура диссертации.

Диссертация содержит 328 страниц машинописного текста, включая 102 рис , 76 таблиц, и 9 приложений Состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены состояние и перспективы снижения пожарной опасности строительных конструкций и материалов зданий и сооружений различного назначения

Рассмотрены и проанализированы материалы противопожарного нормирования в строительстве Изучены научные и практические достижения в области создания огнезащитных составов для строительных конструкций, материалов и кабельных линий.

В нашей стране применяется большое количество отечественных и зарубежных огнезащитных составов для снижения пожарной опасности при использовании в строительстве металлических и деревянных конструкций, а также кабельной продукции Эш составы имеют как органическую, так и неорганическую основы, прошли необходимые огневые испытания по стандартам и получили сертификат на практическое использование в строительстве Основным недостатком этой пассивной огнезащиты является то, что первоначальное применение было, как правило, в космической и военной технике, особенно вспучивающихся составов Поэтому к ним не предъявлялись фебо-вания, которые необходимы для их эксплуатации в строительстве. Эта тенденция сохранилась и для других разработанных специально для строительства огнезащитных составов В связи с этим нет специальных гребований, регламентированных стандартами и нормами пожарной безопасности, к огнеза-щигным составам для их применения в обычных условиях Для оценки этих свойств огнезащитных составов используются нормативные документы, предназначенные для продукции лакокрасочной отрасли (лаков, красок и шпатлевок) При разработке огнезащитных составов эти требования должны

быть учтены с достаточно большой спецификой, например, к их долговечности в обычных условиях в течение 3 5 лет. Эти требования связаны с химической и физической агрессией, вызываемой как внешней средой, так и непосредственно составляющими материалы элементами Кроме того, должна быть исследована адгезия огнезащитных составов к металлу, дереву и кабелям, технологические факторы при их нанесении на конструкции, зависящие от физико-химических процессов в составе различных огнезащитных покрытий

В связи вышеизложенным - основной задачей автора настоящей рабо-1Ы является разработка огнезащитных составов, удовлетворяющих требованиям при эксплуатации как в обычных условиях, так и при пожаре с целью уменьшения пожарной опасности в строительстве

В последние десять лет прослеживалась тенденция создания технологичных и эффективных огнезащитных составов при наименьшей их себестоимости и высокой огнезащитной эффективности, хотя большая часть огнезащитных составов не исследована для условий эксплуатации

Не все составы фирм-производителей отвечают условиям эксплуатации. Почти ни одно огнезащитное средство не проверено на все требования, характеризующие их качество и надежность, в связи с тем, что нет единого подхода соответствующих органов по стандартизации и сертификации о необходимости внесения в нормативно-техническую документацию на 01 незащитные средства показателей, характеризующих их качество и надежное 1ь, а также из-за отсутствия рекомендаций на методы испытаний соответствующих свойств. Например, в нормативно-технической документации на огнезащитные составы для металлических конструкций целесообразно было бы учитывать на стадии разработки, а затем контролировать на стадии производства и внедрения следующие показатели, характеризующие качество и надежность огнезащитных средств 1 - внешний вид; 2 - подгоювка поверхности, 3 - адгезия; 4 - время и степень высыхания, 5 - гарантийный срок годности, 6 - гарантийный срок эксплуатации, 7 - показатели термоаналитического анализа, 8 - толщина, 9 - прочность на удар, 10- прочность на изгиб, 11 -влажность покрытия, 12 - стойкость к статическому воздействию жидкости;

13 - кратность вспучивания; 14 - водо- и влагопоглощение; 15 - устойчивость к воздействию переменных температур.

Непосредст венное влияние на огнезащитную эффективность покрытий оказывают: адгезия, их прочностные характеристики, стойкость к воздействию агрессивных сред (включая влагу), срок годности до нанесения на конструкцию Например, большое количество гидрофобных огнезащитных покрытий (легкие штукатурные смеси, огнезащитные обмазки с крупнодисперсным наполнителем) через месяц в реальных условиях эксплуатации за счет аккумулирования влаги и различных агрессивных паров и газов теряют свою огнезащитную эффективность от 50 до 100 %.

Большое влияние на качество и долговечность огнезащитной обработки оказывают условия, в которых эксплуатируются конструкции В связи с этим, например, при разработке огнезащитных составов для древесины необходимо оценить их свойства при влиянии повышенной и отрицательной температур, различной влажности воздуха, агрессивных паров и газов, атмосферных осадков.

Для испытания огнезащишых составов в обычных условиях используются стандартные методы, разработанные только для отделочных лакокрасочных материалов Испытания мнезащигных паст, обмазок и пропиток рекомендуется проводить хотя бы с помощью известных нестандартных методов, учитывая физико-химическую основу данных cocí авов Следует учесть, чю поверхностная огнезащитная пропитка может как предохранять древесину от разрушения, так и разрушать её в тех случаях, когда пропитка не является одновременно антисептиком, а также не соблюдаются условия ее нанесения в зависимости от влажности древесины

При создании огнезащитных составов следует иметь в виду условия для развития любых видов дереворазрушающих микроорганизмов наличие питательных вещее ib; влажность древесины (выше 18 %), присутствие воздуха при положительной температуре выше 0°С и влажности воздуха выше 75 %

Существует широкая гамма огнебиозащитных препаратов, например, водорастворимые огнебиозащитные препараты для защиты древесины, эксплуатируемой внутри помещений и для защиты древесины, находящейся на открытом воздухе.

При создании эффективных и надежных огнезащитных составов для кабельных линий необходимо определить толщину покрытия, учесть снижение токовой нагрузки, неразрушающее воздействие огнезащитных составов на долговечность кабельной оболочки; стойкость к воздействию положительных и отрицательных температур, к влаге воздуха и агрессивным нарам и газам; срок годности покрытия, прочное хъ его на изгиб и удар Одним из актуальных вопросов как в России, так и за рубежом в области пожарной безопасности зданий и сооружений на протяжении нескольких столетий остаются повышение степени огнестойкости здания до требуемой за счет повышения огнестойкости конструкций при использовании огнезащитных составов, повышение класса конструктивной пожарной опасности; пожарной безопасности строительных материалов за счет использования огнезащитных составов с соответствующими показателями надежности и качества

Эти комплексные проблемы не являются темой настоящей диссертации, так как они заслуживают выполнения специальной отдельной научно-исследовательской работы

Работа автора в основном посвящена разработке и практическому применению новых эффективных огнезащитных составов с определением всех необходимых свойств существующими методами, пригодными как для определения их в нормальных условиях, так и при пожаре

Вторая глава посвящена исследованиям по созданию новых огнезащитных составов для с гроительных материалов и конструкций

Приведены методы исследований компонентов для огнезащитных составов; разработка новых вспучивающих составов, математическое планирование эксперимента для определения и прогнозирования оптимального соотношения компонентов; моделирование процессов оценки долговечности огнезащитных составов

Испытания проводились в соответствии с существующими стандартными меюдами по определению огнезащитной эффективности покрытий и пропиточных составов для древесины - НПБ 238-97, ГОСТ 12176-89, адгезии - ГОСТ 15140-78, глубины пропитки древесины - ГОСТ 20022 6-93, ГОСТ 310 3-85, прочности огнезащитных пленок на удар ГОСТ 4765-73, плотности - ГОСТ

18995.1-88; влажности материала - ГОСТ 16588-91, вязкости - ГОСТ 8420-74, водо- и влагогкм лощения - ГОСТ 21513-76; срока годности - ГОСТ 27721-87, устойчивости к воздействию переменных температур ГОСТ 27037-86; стойкости к статическому воздействию жидкостей ГОСТ 9 403-80; методами испытаний на горючесть, воспламеняемость и распространение пламени ГОСТ 30244-94, ГОСТ 12176-89, ГОСТ 30402-96, огнестойкости ГОСТ 30247.0-94.

На основе исследования компонентов огнезащитных составов разработана серия составов с конкретной рецептурой, имеющих различные свойства при эксплуатации при пожаре' по металлу (два состава), по дереву (пять составов), и по кабелям (два состава) (табл.1)

Таблица 1

Наименование состава 1

Огнезащитное покрытие по металлу

Жидкое натриевое стекло (ГОСТ 13078-81) Серпентинит (отходы асбестового производства)

Полифосфат натрия _

Слюда молотая (флогопит) марки

Огнезащитное покрытие по

металлу

Огнезащитное" покрытие по

дереву_

4 Огне тшитиыИ

Процентное соотношение компонентов по массе

3

Шжтирол тип11СН-С марка 5 ОСГТШ)5-2(УГ92Е~ ХСПЭ-Л Т" '' .....--.

Серпентинит

ТУ ¿-00-05763458-96

- 50-70% -5-20% -5-15%

-1-15%

Базальтовое волокно ТУ 5762-001-45757203-99" 6-020438-12-93 [ирант-А ТУ Жидкое натриевое с

Гтаночем Вода

Т 13078-81

лак по дереву

Життос натриевое стекло I ОСТТТ<Ш-87 (грунт) "ЖПЭ-ЛТУ 6-00-05763458^5 ТГ/Ш"—--~—1

-60-70% - 10-20 "-0,5-3% -3-15% 4 5-14 % ~^1<Г55%" - 17 5-40 -20-21.5%'

Огнезащитный" лак по дереву

Огне шцитный лак по дереву

Огнезащитная пропитка по дереву

Огнезащитный состав по кабелям

О] незащктнын состав по кабелям

- 84-901% О 5-2 0 %

Ацетон

"Жидкое натриевое стекло ГОСТ 13078-81 (грунт)-ХГГО-Л ТУ 6-004)5763458-96

АБФКТУ 113-08^Ш^Г

-81-90%

Жицкос натриевое стекло ГОСТ 13078^81 (грунт)

Спирт фурфуриловый ГОС1 289ЙРЛ""

- 83.5-88.3 %" - 3.8-5 3 /о

Гидроортофосфат аммония ГУ 113-24-65-03-89 ШЕ------

Вода АУШО! Поли1 "Ва

1ат натрия

-0.3-0.6% - 3.8-5,3"%""

40-70 % ~30-б!Г%Г

АБФК ТУ 113-08-606-87 Глинозем ТУ~171Г-040-0(Н 96368-94

"40-55 %

ХСЮ-Л ТУ 6-0(М)57б34 58-96

Гр5фит ГУ 6-иШз8-~1Т5Г

-45 -60"% 69%"

Серпекгииит (от\оды асбсстовою производства) . ^'2Г49-010-00203915-93

Ш"-20 %

Т(Ш%

"279-5,7 % -0,1-0.3%

Были проведены исследования по изменению огнезащитной эффективности составов различных рецептур, а также прочности сцепления с подложной в зависимости о I сроков эксплуатации, крат ности вспучивания В качестве примера на рис 1) приведены данные испытаний огнезащитной пасты «Терма» на кратность вспучивания.

Рис 1 Изменения крат ности вспучивания при температурном воздействии для покрытия с различными процентными соотношениями компонентов огнезащитной пасты «Терма»

Исследования огнезащшного покрытия пасгы «Терма» при тепловом воздействии показали, чю вспучивание для всех рецептур начиналось примерно в интервале со 100°С до 200°С При температуре свыше 250°С до 500°С проявлялся эффект максимального вспучивания Наилучшей нспучи-ваемостью обладал состав с рецептурой 1 ХСПЭ-Л - 65 %, серпентинит 15 %, базалыовое волокно - 1 %, графит 10 %, пирант - 9 % Вспучиваемое 1ь составов 1 и 3 в температурном интервале от 300°С до 600°С была примерно одинаковой Меньшая вспучиваемость наблюдается у состава рецептуры 4, где ХСПЭ-Л 70 %, серпентинита 10 %, базальтового волокна 3 %, графита - 3 %, пираша - 14 %

Сделан вывод, что вспучивание покрытия зависит в основном 01 испарения связанной воды в серпентините, химических превращений введенного пиранта и физического модифицирования графита

В третьей главе приведены исследования на моделях, испытания на конструкциях, разработка теплофизической модели, оценка и прогнозирование эффективности огнезащитных составов по результатам экспериментально-теоретических исследований

Приведем в качестве примера исследование изменения огнезащитной эффективности покрытия «ОВПФ-1М» для металлических конструкций с различным процентным соотношением компонентов (рис 2)

Кривая стандартного режима пожара

1 Рецептура 1

2 Рецептура 2

3 Рецептура 3

4 Рецептура 4

ф гм ю V

« Л V

? 8

Время температурного воздействия, мин

Рис 2 Исследования изменения огнезащитной эффективности рецептур с различным процентным соотношением компоненюв огнезащитного состава «ОВПФ-1М»

Исследования показали, что огнезащитный состав для металлических конструкций «ОВПФ-1М» позволяет увеличить предел огнестойкости стальных конструкций максимально примерно до 60 мин вместо 15 мин. незащищенных конструкций при критической температуре стали 500-550°С Причем огнезащитная эффективность состава в значительной степени зависит от его рецептуры Наилучшей отнезащитиой эффективностью обладал состав, состоящий из 60 % жидкого стекла, 15 % серпентинита, 11 % полифосфата натрия, 5 % слюды и 9 % полистирола.

С увеличением расхода жидкого стекла до 70 %, расхода слюды до 11% и уменьшением полистирола до 1 % огнезащитная эффективность состава составила всего лишь 34 мин, т.е. почти вдвое меньше по сравнению с составом, изготовленным по рецептуре 2.

В результате исследований на огнезащитную эффективность покрытий с различным процентным соотношением компонентов огнезащитного состава ОВПФ-1м установлены следующие средние значения кратности вспучивания при температуре воздействия 500 °С: рецептура 1 - 5,8; рецептура 2 - 5,9, рецептура 3 - 5,2; рецептура 4 - 4,8

Прочность сцепления состава «ОВПФ-1М» также в значительной степени зависит от соотношения его компонентов и изменяется в юм же соотношении, что и огнезащитная эффективность, т е. наилучшим сцеплением с металлом, равным 0,51 МПа, обладал материал, состоящий из 60 % жидкою стекла, 15 % серпентинита, 11 % полифосфата нагрия, 5 % слюды и 9 % полистирола При эксплуатации в течении 15 лет сцепление уменьшилось на 2530 % Наибольшая интенсивность изменения прочности сцепления происходит через 5 лет Следовательно, через 5 лет свойства огнезащитною состава под влиянием изменений в окружающей среде (температура-влажность) стабилизируются Из сопоставления данных по огнезащитной эффективности и изменению сцепления в зависимости от срока эксплуатации «ОВПФ-Ш» следует зависимость огнезащитной эффективности от срока эксплуатации.

На основании большой серии исследований по долговечности рецепгур с различным процентным соотношением компонентов огнезащитного состава «ОВПФ-1М» установлено влияние старения покрытий во времени на основной показатель - огнезащитную эффективность (порядка 30 33 %)

Огнезащитная эффективность состава в значительной степени зависит от соотношения его компонентов и изменяется от срока эксплуатации Оптимальные показатели наблюдаются у состава, изготовленного согласно рецептуре 2- 60 % жидкого стекла, 15 % серпентинита, 11 % полифосфата натрия, 5% слюды и 9 % полистирола Наибольшая скорость изменения огнезащитной эффективности происходит до 5 лет эксплуатации, затем огнезащитная эффективность стабилизируется

По всем исследованным показателям для огнезащитного состава «ОВПФ-1М» оптимальным является соотношение его составляющих- жидкое стекло 60-65 %, серпентинит 12-15 %, полифосфат натрия 5-11 % и невспу-ченный полистирол 9-11 %. Рецептура этого состава была уточнена методом математического планирования эксперимента, а в дальнейшем были проведены прямые огневые испытания на фрагменте металлоконструкции (колонне)

Oi незащитный состав по металлу паста «Терма» позволяет увеличить предел огнестойкости стальных конструкций максимально до 55 мин при критической температуре стали 500-550°С Причем огнезащитная эффективность состава в значительной степени зависит от его рецептуры Наилучшей огнезащитной эффективностью обладал состав, изготовленный по рецептуре 1: ХСПЭ-JI - 65 %, серпентинит 15 %, базальтовое волокно - 1 %, графит -10%, пирант - 9 % С увеличением расхода хлорсульфированного полиэтилена до 70 %, уменьшением в 2 раза количества серпентинита и увеличением количества пиранта огнезащитная эффективность состава составила лишь 40 мин, т е меньше по сравнению с составом по рецептуре 1

Исследования показали, что прочность сцепления состава пасты «Терма» также в значительной степени зависит от соотношения компонентов, т е наилучшим сцеплением с металлом (показатель 0,4 МПа) обладал материал, состоящий из- ХСПЭ-Л - 65 %, серпентинит - 15 %, базальтовое волокно 1%, графит - 10 %, пирант 9 % (рецептура 1) После 5 лет эксплуатации покрытия прочность сцепления стабилизируется.

Из сопоставления данных по огнезащитной эффективности видно, что адгезия меняется в зависимости от срока эксплуатации пасты «Терма»

Анализируя и сопоставляя данные можно сделать вывод, что наибольшая интенсивность уменьшения огнезащитной эффективности происходит в первые 5 лет эксплуатации.

Исследования огнезащитной пасты «Терма» на вспучиваемость при тепловом воздействии показали, что вспучивание для всех рецептур практически одинаково равномерно растет с возрастанием температуры и достигает максимального эффекта при температурах 480-520°С

Исследования огнезащитного покрытия «ОВПФ-1М» на вспучивае-

мость при тепловом воздействии показали, что вспучивание для рецептур 2 и 1 начиналось с самого начала теплового воздействия, а для рецептур 3 и 4 - с температуры 150°С При температуре выше 200°С и до 500°С наилучшей вспучиваемостью обладал состав рецептуры 2 Вспучиваемость составов 1 и 3 в температурном интервале 300-600°С была примерно одинаковой Наихудшая вспучиваемость была у состава рецептуры 4

Сделан вывод, что нет прямой зависимости кратности вспучиваемости от прочности сцепления. Вспучивание покрытия зависит в основном от испарения физико-химически связанной воды в серпентините и слюде, а также от вспучивания полистирола

Рецептура состава паста «Терма» (ХСПЭ-Л 60-65 %, серпентинит 1215%, полифосфат натрия 5-11 % и полистирол 9-11 %) была также уточнена методом математического планирования эксперимента

На основании этих исследований можно было сделать вывод, о том, что огнезащитный состав по дереву «ОВПФ-1Д» позволяет уменьшить потерю массы деревянных конструкций менее, чем на 9 %. Наименьшая потеря массы (лучшая ошезащитная эффективность) - 4,2 % наблюдается у состава с рецептурой 1: жидкое стекло - 40 %, глинозем - 40 %, вода - 20 % Дальнейший анализ потери массы «ОВПФ-1Д» показал, что огнезащитная эффективность состава зависит от количества глинозема (наилучший результат - 40%) и ухудшается с уменьшением расхода жидкого стекла

Исследования огнезащитного покрытия «ОВПФ-1Д» на вспучиваемость при тепловом воздействии показали, что вспучивание для всех рецептур начиналось примерно с температуры 250°С. При температуре выше 250°С и до 400°С наилучшей вспучиваемостью обладал состав 1-й рецептуры. Таким образом, увеличение количества жидкого стекла не приводит к увеличению вспучиваемости у рецептур 2, 3, 4 Оптимальным является следующее соотношение компонентов (рецептура 1) жидкое стекло 40 %, глинозем 40 %, вода - 20 %.

Исследования огнезащитного лака «Терма» тип А и Б позволяет уменьшить потерю массы деревянных конструкций менее, чем на 9 %, причем потеря массы в значительной степени зависит от рецептуры лака Мини-

мальные значения потери массы наблюдаются у образцов древесины, Обработанных огнезащитными лаком Терма, тип А и Б по 4-й рецептуре - постоянного компонента - грунт -100%, ХСПЭ-Л-90%, ПА\В - 0,5%, ацетона -9,5%). Наихудшей вспучиваемостью обладал лак 1-ой рецептуры

Исследование огнезащитного лака Терма, тип Б на вспучиваемость при тепловом воздействии показали, что вспучивание для рецептур 1,2,3 нача-лость примерно с 200°С При температуре выше 200°С и до 400° наилучшей вспучиваемостью обладает лак 4-ой рецептуры Наихудшая вспучиваемость наблюдалась у изх оювленного образца по 1-ой рецептуре

Огнезащитный лак «СФ» способен уменьшить потерю массы деревянных образцов ниже 9 % Минимальные значения потери массы наблюдались у образцов с огнезащитным лаком «СФ», изготовленным по 3-ей рецептуре (грунт - 100 %, КФЖ - 85,1 %, спирт фурфуриловый - 4,8 %, гидрофосфат аммония - 4,8 %, ПАВ - 0,5 %, оксилин 4,8 % и составляют 8,25 %) Дальнейший анализ огнезащитной эффективности показал, что свойства лака зависят о г процентного содержания отвердителя в рецептуре - гидроортофос-фата аммония.

Вспучивание лака «СФ» для всех рецептур началось примерно с 200°С При температуре выше 200°С и до 400°С наилучшей вспучиваемостью обладал лак 3-ей рецептуры, состоящий из грунта 100 %, и КФЖ - 85,1 %, спирта фурфурилового - 4,8 %, гидрофосфага аммония - 4,8 %, ПАВа - 0,5 %, ок-силина - 4,8 % Вспучивание покрытия зависит в основном от процентного содержания отвердите.и - гидроортофосфата аммония. Наихудшей вспучиваемостью обладал лак 1-ой рецептуры.

Огнезащитная пропитка «ТП» позволяет уменьшить потерю массы де-ревянньгх образцов (ниже 9 %) Причем потеря массы деревянных образцов с пропиткой зависит от ее рецептуры. Наименьшее значение потери массы наблюдалось у деревянных образцов, пропитанных раствором, состоящим из 40% аммофоса и 60 % полифосфата натрия С увеличением процентного соотношения полифосфата натрия о]незащитная эффекгивнос1ь улучшается, что, несомненно, связано с выделением большею количества газов, не поддерживающих горение

Огнезащитный состав по кабелям «ПК» позволяет уменьшить предел распространения огня по кабелю Причем распространение огня по кабелю (длина обуглившейся части кабеля при исследованиях) в значительной степени зависело от рецептуры состава. Наилучший результат показал состав, состоящий из АБФК - 45 %, глинозем - 55 % Дальнейший анализ значений распространения огня по кабелям показал, что этот показатель, а также кратность вспучивания, зависят от процентного содержания АБФК (рис 3)

23 т

О 1 2 3 4 ч

Срок эксплугпации покрытия юды

Рис 3 Исследование изменения распространения огня огнезащитного покрытия «ПК» для кабелей в зависимости от срока эксплуатации рецептур с различным процентным соотношением компонентов

Вспучиваемое! ь огнезащитного состава по кабелям «ПК» при тепловом воздействии для всех рецептур начиналось примерно с 250°С При температуре выше 250°С и до 600°С наилучшей вспучиваемостью обладает состав 2-ой рецептуры Вспучиваемость составов с рецептурами 4 и 3 в температурном интервале 300-600°С была примерно одинаковой. Наихудшая вспучиваемость была у состава с 1 -ой рецептурой

Исследования огнезащитного состава по кабелям «ПК-Терма» на вспучиваемость при тепловом воздействии показали, что вспучивание для всех

рецептур началось примерно с 200°С При температуре выше 200°С и до 600°С наилучшей вспучиваемостью обладает состав 3-ой рецептуры ХСПЭ-Л - 45 %, серпентинит - 20 %, графит - 10 %, гарант - 20 %. Вспучиваемость составов с рецептурами 1, 2 и 4 в температурном интервале 300-600"С была примерно одинаковой. Наихудшая вспучиваемость была у состава с 1-ой рецептурой.

На основании результатов исследований определена надежность вышеуказанных составов при тепловом воздействии в зависимости от процентного соотношения компонентов и сделаны следующие выводы'

для огнезащиты стали наилучшие показатели по огнезащитной эффективности имел состав «ОВПФ-1М» с рецептурой: жидкое натриевое стекло -60 %, серпентинит - 15 %, полифосфат натрия -11%, слюда молотая (флогопит) - 5 %, полистирол - 9 %

В дальнейшем целесообразно разрабатывать и совершенствовать огнезащитные вспучивающиеся составы на основе жидкостекольных композиций, в которых используются в качестве вспучивающих компонентов минералы, содержащие конституционную воду, дегидратация которой (температура фазового перехода) происходит при тепловом воздействии в диапазоне температур 200-300°С,

для огнезащиты металлических конструкций в условиях атмосферного воздействия наилучшие показатели по огнезащитной эффективности имел состав пасты «Терма» с рецептурой ХСПЭ-Л 65 %, серпентинит 15 %, базальтовое волокно - 1 %, графит - 10 %, пирант -9%.

Использование базальтоною волокна возможно только не более 1 %, с связи с тем, что этого достаточно, чтобы оно оказалось переплетенным и скрепленным с аморфной фазой ХСПЭ-Л при температуре около 80 "С, начиная с которой создается каркасная структура покрытия, благодаря которой повышается адгезия как в нормальных условиях, так при высокотемпературном воздействии,

для повышения свойств огнезащитной эффективности древесины с помощью нанесения на поверхность огнезащитного состава «ОВПФ-1Д» наилучшие показатели были у состава' жидкое стекло - 40 %, глинозем - 40 %,

вода - 20 % Срок эксплуатации и кратность вспучивания у этого огнезащитного состава были наилучшими' 10 лет и 2,6, соответственно, при сохранении свойств огнезащитной эффективности.

Для совершенствования состава необходимо введение специальных от-вердителей на основе фосфоросодержащих компонентов (снижают растворимость жидкого стекла) с целью увеличения срока эксплуатации и биологической стойкости древесины;

для повышения свойств огнезащитной эффективности древесины с помощью нанесения на поверхность огнезащитного лака «Терма», тип А оптимальный состав имел следующие процентные соотношения- (поверхность предварительно покрывали грунтом из жидкого натриевого стекла) ХСПО-Л 90 %, ПАВ - 0,5 %, ацетон - 9,5 % При этом данный состав обладал некоторыми эксплуатационными свойствами, которые отличались в лучшую сторону по сравнению с другими составами, это более длительный срок эксплуатации - 15 лет и максимальная кратность вспучивания -1,8,

для повышения свойств огнезащитной эффективности древесины огнезащитным лаком «Терма», тип Б оптимальный состав имел следующие процентные соотношения ХСПЭ-Л - 90 %, АБФК - 10 % (поверхность древесины также предварительно покрывали грунтом из жидкого натриевого стекла). С точки зрения практического использования данная рецептура имела хорошие эксплуатационные показатели- срок эксплуатации 15 лет, кратность вспучивания - 5,6. Совершенствование рецептуры возможно по аналогии с лаком «Терма», тип А;

для повышения свойств огнезащитной эффективности древесины огнезащитным лаком «СФ» его оптимальный состав имел следующие процентные соотношения- смола КФЖ - 85,1 %, спирт фурфуриловый - 4,8 %, гидроор-тофосфат аммония - 4,8 %, ПАВ 0,5 %, окешшн - 4,8 % Поверхность требует предварительного грунтования жидким натриевым стеклом Эксплуатационные свойства лака «СФ» этого состава следующие срок эксплуатации -5 лет, кратность вспучивания 9,1

На практике данный состав лака используется для помещений с низкой влажностью воздуха в связи высокой растворимостью КФЖ Совершенство-

вание состава возможно за счет применения фосфоросодержащих (труднорастворимых полимеров) и азотосодержащих (способствующих образованию термоустойчивого кокса) компонентов, увеличивающих кратность вспучивания, огнезащитную эффективность и срок эксплуатации;

для повышения свойств огнезащитной эффективности древесины с помощью огнезащитного пропиточного состава «ТП» процентное соотношение компонентов было следующим' 40 % аммофоса и 60 % полифосфата натрия При этом срок эксплуатации, удовлетворяющий первой группе огнезащитной эффективности пропиточного состава, составлял 2-3 года

На практике пропиточный состав рационален тем, что азотосодержа-щий антипирен (аммофос) и полифосфат натрия образуют трудновымывае-мую, огнебиозащитную, термоустойчивую композицию, которая при температуре свыше 140 °Г разлагается на аммиак и на соли полифосфорных кислот натрия 1ЧаН(Р207 и ^гНгРгСЬ

Для совершенствования пропиточного состава необходимы специальные добавки, способствующие снижению высаливания на поверхности древесины (повышению срока эксплуатации), а также одновременно способствующие биологической устойчивости древесины;

для снижения распространения огня но кабелям целесообразно использовать огнезащитный состав «ПК» с соотношением компонентов АБФК 45 %, глинозем - 55 % Этот состав имел наилучшие показатели по сроку эксплуатации - 5 лет и кратности вспучивания - 8,5.

Отверждетгное при нормальной температуре связующее АБФК содержит кристаллическую форму алюмофосфорной кислоты, а также частично аморфный ортофосфат и пирофосфат алюминия, которые при 220°С, взаимодействуя с оксидом бора, образуют термоустойчивое борфосфатное соединение, которое снижает распространение огня по кабелям

Для совершенствования состава необходимо вводить компоненты, которые повышают пластичность состава в процессе нанесения и при его эксплуатации Для снижения распрос [ранения огня по кабелям можно использовать также огнезащитный состав «ПК-Терма» с оптимальным соотношением компонентов' ХСПЭ-Л - 45 %, графит - 10 %, серпентинит - 20 %, пирант -

20%, толуол - 4,75 %, ПАВ - 0,25 % При этом показатели кратности вспучивания - 23,5 и срока эксплуатации - 15 лет

Испытания по определению свойств огнезащитных составов на конструкциях проводились в лабораториях Независимого испытательного центра ВНИИПО в Москве и в филиале ВНИИПО в Санкт-Петербурге по стандартной методике - ГОСТ 30247 0-94

Результаты испытаний огнезащитного покрытия для стальных конструкций «ОВПФ-1М» приведены на рис 4

500

Время, мин

Рис 4 Изменение средней температуры стальной колонны (образец № 1,№2)

1 - изменение средней температуры стальной колонны образца № 1,

2 - изменение средней температуры стальной колонны образца № 2. Огнезащитная эффективность покрытия огнезащитного «ОВПФ-1М»

для стальных конструкций, нанесенного на стальные колонны из двутавра № 20 длиной 1,7 м с приведенной толщиной металла 3,4 мм и средней толщиной сухого слоя огнезащитного покрытия - 30,5 мм, соответствует 1-ой группе

Результаты огневых испытаний колоны и поведение огнезащитного покрытия при тепловом воздейс I вии подтверждены дефференциально-

термическим анализом.

Анализируя огневые испытания огнезащитного покрытия «ОВПФ-1М» при толщине 30,5 мм для металлических конструкций можно сделать вывод, что при температурах от 20 до 532°С и от 490 до 532°С, проявляются следующие физико-химические процессы' через 2-3 минуты от начала испытаний происходит испарение воды в поверхностных слоях огнезащитного состава; далее в течении 30-40 минут происходят процессы вспучивания с частичным удалением оставшейся воды, что подтверждается эндотермическими и экзотермическими эффектами при температурах 125-400°С и 510-525°С

Огнезащитная эффективность огнезащитной пасты «Терма», нанесенной на стальные колонны двутаврового сечения профиля № 20 высотой 1700 мм с приведенной толщиной металла 3,4 мм, при средней толщине сухого слоя покрытия - 2,63 мм соответствует 5-й группе

Анализируя огневые испытания для металлических конструкций с огнезащитным покрытием пастой «Терма» прослеживается область температур 200-425, 425-485, 485-565, 565-695, 695-885, 885-945, при которых происходят физико-химические процессы, характеризующие поведение связующего хлорсульфированного полиэтилена и вспучивающегося компонента оксидированною графита в процессе испьиания.

Огневые испытания и данные дифференциально-термического анализа огнезащитного состава «ОВПФ-1Д» (связующее - жидкое стекло) можно отметить область температур от 20 до 210°С. при которых происходит максимальное проявление физико-химических процессов (удаление конституционно связанной воды), что подтверждается и результатами дифференциально-термическою анализа эндотермическими и экзотермическими экстремумами при температурах 75 и 158°С.

Для огнезащитного лака «Терма», тип А прослеживается область температур от 20 до 177°С, при которых происходят физико-химические процессы, характеризующие поведение покрывного лака и грунта через 3-5 минут наблюдается окислительная деструкция хлорсульфированного полиэтилена, далее происходит вспучивание грунта и через 20-35 минут происходит стаби-

лизация кокса. Что и подтверждается результатами дифференциально-термического анализа эндотермическими и экзотермическими экстремумами при температурах 97,400, 465, 598°С

Анализируя огневые испытания огнезащитного лака «Терма», тин Б прослеживается область температур от 20 до 118°С, при которых происходят физико-химические процессы, характеризующие поведение покрывного лака и грунта: через 3-5 минут наблюдается окислительная деструкция хлорсуль-фированного полиэтилена далее происходит вспучивание грунта и через 2035 минут - стабилизация кокса Это подтверждается результатами дифференциально-термического анализа при температурах 52, 440, 510, 600°С

На основании огневых испытании огнезащитного лака «СФ» прослеживается область температур 20-245°С, при которых происходят физико-химические процессы, характеризующие поведение покрывного лака и грунта: через 3-5 минут наблюдается вспучивание покрывного лака (за счет МН^, НгО, СОг и дициана), далее происходит вспучивание грунта, сопровождающееся испарением связанной воды ,а через 20-35 минут происходит стабилизация кокса. Все это подтверждается результатами дифференциально-термического анализа при температурах 105, 135, 240, 288, 605°С

Для огнезащитной пропитки «ТП» прослеживается область температур, при которых происходят физико-химические процессы, характеризующие поведение пропитки- через 3-5 минут наблюдается новообразование, что подтверждается результатами дифференциально-термического анализа-эндотермическими и экзотермическими экстремумами при температурах 98 и 360°С.

Анализируя огневые испытания огнезащитного состава «ПК», прослеживается область температур 30-850°С, при которых происходят физико-химические процессы, характеризующие поведение огнезащитного состава, через 3-5 минут наблюдается испарение воды Эти данные подтверждаются результатами дифференциально-термического анализа при температурах 145, 202, 234,310, 336°С

Для огнезащитного состава «ПК-Терма», тип Б в области температур

от 25-750 °С, i.e через 3-5 минут наблюдается вспучивание оксидированного графита, далее происходит термоокислительная деструкция хлорсульфиро-ванного полиэтилена с одновременной дегидратацией кристаллизационно связанной воды, через 30-45 минут происходит стабилизация кокса Это подтверждается результатами дифференциально-термического анализа в экзо- и эндотермических термических областях при температурах 200, 250, 310, 370, 430, 460, 490, 620, 670, 750 °С.

В целом результаты испытаний показали, что

при сравнении огневых испытаний огнезащитных составов на жидком стекле, на хлорсульфированном полиэтилене (ХСПЭ-Л), карбамито-формальдегидной жидкое ги (КФЖ) и алюмоборфосфатном конценграге (ЛБФК) отмечено, что практически во всех составах при температурах от 20-1000°Г (независимо от подложки материала) происходят физико-химические процессы с дегидратацией коордиационно связанной воды одновременно с разложением на гшропластические массы связующих с образованием новых термоустойчивых соединений,

физико-химические процессы происходящие с жидким стеклом (NajSiOi lbO) при высокотемпературном воздействии приводят к тому, что содержание воды быстро уменьшается, при температуре выше 100°С, а в равновесии с раствором находится безводный метасиликат натрия, который является термоустойчивым;

при высокотемпературном воздействии установлена способность АЬФК образовывать устойчивую композиционную связь между отдельными компонешами составов, которая ре1улируется применением окисных соединений (В2О3, А120,, AI(OH)i), влияющих на изменение концентрации орто-фосфорной кислоты при темпера iypax от 20 до 234°С, обеспечивающих формирование керамикоподобных фаз, не подверженных гидратации и являющихся термоустойчивыми по сравнению с ХСПЭ-Л,

сравнивая температурные эндо- и экзо- области и их экстремумы составов на связующем ХСПЭ-Л (паста «Терма», лак «Терма», «ПК-Терма»), повышение огнезащитной эффективности и снижение распространения огня

достигнуто за счет введения различных галогенводородных антипиренов с углеводородными и гидроксильными радикалами, которые при высокотемпе-ра!урном воздействии выделяют вещества, способствующие разбавлению газовоздушной смеси вблизи поверхности подложки, тем самым изолируя ее от кислорода воздуха;

использование минеральных наполнителей (серпентинит, флогопит, базальтовое волокно, глинозем, пирант-А) в составах снижает долю горючих летучих продуктов, тем самьм уменьшает удельный тепловой эффект горения (на нагревание наполнителей расходуется теплота) Эффективность в снижении I орючести составов увеличивается, если наполнители претерпевают в процессе горения эндотермические фазовые переходы или теряют кристаллизационную воду Практически во всех составах наблюдается дегидратация воды с поглощением тепла с характерными температурными экстремумами,

одними из вспучивающихся добавок являются соединения, полученные из природных графитов - расширяющиеся графиты (в отличие от природных вспучивающихся нерлитов и вермикулитов), что позволяет в зависимости от технологии обработки варьировать их свойства по температурным интервалам разложения и объему вспенивания. Способность графитов природного происхождения, обладающих совершенной кристаллической структурой, образовывать такие соединения обусловлена слоистой структурой кристаллов и слабой энергией межплоскостной связи Делокализация электронов углеродных атомов в структуре базисных плоскостей кристаллитов создает возможность для участия этих аюмов в реакциях с «гостевыми» атомами и молекулами В зависимости от природы реагентов это могу! быть реакции восстановления, окисления или присоединения Соединения графита с атомами щелочных металлов, в которых группы углеродных атомов отнимают электроны у атомов металла, заряжаются отрицательно, а в соединениях с неорганическими кислотами (фосфорной, серной, азотной, соляной) образуются солеподобные соединения, в которых углеродные атомы заряжаются положительно и становятся катионами (например, Сц 'Нг^О^)?" Образованный таким образом бисульфат графита при высокотемпературном воздей-

ствии расширяется в объеме (вспучивается), так как выделившиеся при пиролизе газы раздвигают пакеты плоскостей,

анализируя огневые испытания, а также физико-химические процессы в составах «ОВПФ-1М», nacra «Терма», лак «СФ», пропитка «ТП» и наличие в них модификаторов свойств (полифосфата натрия, гидроорто-фосфата аммония) установлено, что при плавлении происходит поглощение теплоты и соответствующее разложение составов с образованием более термоустойчивых композиций, которые в определенных эндо- и экзо- областях разлагаются на соли нолифосфорных кислот натрия ЫаНзРгСЬ и Na2H2P207, а некоторые и на аммиак NH3 (лак «СФ» и пропитка «ТП»), Высокая огнезащитная эффективность достигнута еще и за счет того, что даже остатки фосфорных кислот способствуют развитию процессов дегидратации при пиролизе, выделяющаяся при этом вода снижает концентрацию горючих летучих продуктов термического разложения, а азотосодержащие соединения (аммиак) при горении образуют инертные газы, которые также разбавляют горючие и летучие продукты

Свойства вспучивающихся составов могут изменяться по многим параметрам- кратности вспучивания, обугливанию под действием пламени, жесткости, устойчивости к эрозии, температуре активации, влагосодержанию состава в исходном состоянии и ряду других. Номенклатура сущес!вующих вспучивающих составов достаточно широка, их параметры могут изменяться в широких пределах и различных сочетаниях Все эти параметры влияют на огнезащитную способность, а возможность их комбинирования позволяет существенно повышать огнезащитную эффективность вспучивающихся составов по сравнению с обычными огнезащитными материалами Так, слой вспучивающегося состава в несколько мм может быть эквивалентен по огнестойкости защитному слою из обычного теплоизоляционного материала толщиной в несколько см Вспучивающее огнезащитное покрытие может наноситься на сложную рельефную поверхность конструкции, имеет возможность её декоративной отделки, и исключает применение крепежных деталей, являющихся слабым местом при тепловом воздействии листовых или рулонных огнезащитных материалов

При темпера гуре свыше 100°С вспучивающийся состав начинает переходить в пористый теплоизолирующий слой, толщина которого в несколько раз больше исходного Благодаря низкой теплопроводности пористый слой предотвращает быстрый нагрев защищаемой конструкции Вспучивающиеся покрытие представляет собой многофазную систему из органических и неорганических компонентов, в закрытых порах которых содержится азот и углекислый газ. Процессы во вспучивающихся огнезащитных покрытиях при нагреве являются существенно более сложными, чем в обычных теплоизоляционных материалах Тепло- и массоперенос и их моделирование для последних в условиях пожара достаточно хорошо разработаны Эти же вопросы для вспучивающихся огнезащитных материалов решены лишь частично и продолжают интенсивно исследоваться Исаковым Г И, Кузиным А Я , Зверевым В 1 , Гольдиным В В, Страховым В Л, Серковым Б Б и другими

Ряд из разработанных моделей позволяют описать сложные процессы тепло- и массопереноса в системе «огнезащита- защищаемый объект», определить материальные характеристики для конкретною состава и огнестойкость конструкции В публикациях, посвященных практическому применению указанных моделей, не содержится анализ общих закономерностей, отражающих влияние наиболее существенных и присущих большинству вспучивающихся составов параметров на их огнезащитную эффективность. Очевидно, это связано с другой задачей, которую ставили перед собой авторы моделей — определить предел огнестойкости защищаемой конструкции, по сравнению с задачей автора настоящей работы - разработать новые соаавы огнезащитных вспучивающихся покрытий Поэтому пришлось автору работы совместно с Бессоновым Н М разработать новую модель тепло и массопереноса вспучивающихся огнезащитных покрытий.

Эта модель относится к водосодержащим вспучивающимся покрытиям и учитывает основные параметры огнезащитного слоя (толщину, влагосодер-жание, кратность вспучивания, структуру), влияние на его огнезащитную эффективность при различных внешних высокотемпературных воздействиях

Использован эффективный коэффициент теплопроводности пористого материала с упорядоченной структурой, учитывающий передачу тепла теплопроводностью через твердый каркас, излучением и конвекцией через газовую среду, заполняющую норы. В качестве основных параметров приняты: начальная толщина вспучивающегося слоя h, объемная кратность вспучивания к и BJiai осодержание w Ряд параметров (теплопроводность огнезащитного состава X, толщина подложки Н и другие) задавались средними фиксированными значениями Предполагалось, что 1еплота, выделяемая во вспучивающемся составе при химических превращениях, сутцес!венн0 меньше, чем теплота, потребляемая на парообразование В качестве внешнего теплового воздействия рассматривался «стандаршый» режим пожара Для выявления влияния выбранных параметров на огнезащитную эффективность вспучивающегося покрытия использовалась двухфазная модель «холодная» фаза + вспучивающаяся (пористая) фаза.

Для оценки влияния на огнезащитную эффективность применяемого со- става температуры, характеристики порового пространства материала, кратности вспучивания при высокотемпературном воздействии и дру1их факторов использовался эффективный коэффициент теплопроводности состава во вспученном состоянии X cff

Состояние состава после его вспучивания характеризовалось набором элементарных ячеек в виде прямоугольного параллелепипеда твердого материала с порой различной формы, заполненной )азом По извесшой в теплотехнике методике определялся эффективный коэффициент теплопроводности огнезащшного состава после определения эффективного коэффициента элементарной ячейки по нашей методике

Для расчета Хегг ячейки задавались коэффициент объемной кратности вспученности, граничные условия на гранях ячейки, перпендикулярных тепловому потоку, на остальных гранях задавался нулевой тепловой пошк Для определения величины X«rr рассчитывалось стационарное температурное поле в ячейке и определялся средний тепловой поток q, протекающий через ячейку при данном перепаде температур ДТ

Теплоперенос в ячейке представлял собой комплексный процесс и складывался из переноса тепла теплопроводностью через твердый каркас, излучением и конвекцией через полость

Показано, что основной вклад в перенос тепла в данной задаче вносит теплопроводность. Конвективный теплоперенос преобладает над лучистым при температурах ниже 100°С. При более высоких температурах лучистый теплоперенос существенно превышает конвективный. С учетом того, что состав переходит во вспученное состояние в диапазоне температур 100- 200°С, а работает как теплоизолирующий материал от 200 до 1000°С, вклад составляющих в общий теплоперенос можно расположить по возрастающей' конвекция, лучистый теплоперенос, теплопроводность

Уравнение теплопроводности с траничными условиями по конвективному и лучистому потокам решалось численно до получения стационарного распределения температуры в ячейке на основе трехмерной сетки при помощи метода контрольных объемов.

Были рассчитаны и проанализированы зависимости коэффициента эффективной теплопроводности вспученного сооава с регулярной структурой от параметров, температуры, градиента температур вдоль направления теплового потока, коэффициента теплопроводности твердого каркаса, степени черноты поверхности полости ячейки, коэффициента объемной кратности вспучиваемосги, характерного продольного размера ячейки и отношения поперечного размера ячейки к продольному

Расчеты показали, что влиянием градиента температуры на величину ХеАГ можно пренебречь, влияние коэффициента черноты поверхности проявляется в наибольшей степени в области высоких температур

Большое влияние на '/-сП' оказывает коэффициент теплопроводности твердого каркаса покрытия (рис 5), что необходимо учитывать при подборе материала огнезащиты и анализе продуктов взаимодействия химических соединений при тепловом воздействии.

0,05 ----------------|

0,00 -I—----4— -1---i--

0 200 400 600 800 1000

T,C

Рис 5 Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры

Наибольшее влияние величина Я оказывает в области умеренных температур порядка 200°С и менее. С дальнейшим ростом температуры повышается вклад лучистого переноса тепла через полость в общий теплоперенос, и относительный вклад передачи тепла теплопроводностью через твердый каркас уменьшается

Наибольшее влияние на теплоизолирующую способность покрытия имеет кратность его вспучивания Эффективный коэффициент теплопроводности увеличивается практически пропорционально росту значения к (рис 5),

Характерные размеры пор также, как показали исследования, в значительной степени сказываются на hff При неизменных значениях остальных параметров более мелкоячеистая струюура покрытия позволяет в несколько раз уменьшить его теплопроводность и, соответственно, повысить огнезащитные свойства, особенно при высоких температурах Это имеет большое значение при образовании вязкой пенистой структуры покрытия в момент формирования в ней газовых пузырьков При высоких температурах, когда повышается вклад лучистой составляющей в общий тепловой поток, более эффективны поры, вьиянутые в направлении теплового поюка за счет уменьшения эффекшвного сечения газовых полостей

Выполненный теоретический анализ влияния различных факторов на огнезащитную способность покрытий позволил их учесть при разработке составов и выполнении огневых испытаний в части химического и минералогического состава (с учетом коэффициента теплопроводности скелета), подбора вспучивающего компонента (для получения наибольшей кратности вспучивания) и формы пор (за счет исключения деформирования состава при огневом воздействии).

Полученные зависимости для эффективной теплопроводности вспученной фазы использовались при моделировании огнезащитных свойств всего покрытия Принималось, что фазовый переход воды в пар происходит на границе «холодной» и вспучивающейся фазами Решалась задача Стефана, а процессы массо- и теплопереноса моделировались одномерными нестационарными уравнениями сохранения массы и энергии

Были определены параметры огнезащитного слоя (начальная толщина Ь, кратность вспучивания к, влагосодержание V/) при критической температуре материала защищаемой конструкции Т, и длительности «стандартного» пожара т.

Исследования показали, что вспучиваемость покрытия имеет наибольшее значение при выборе его толщины, особенно для тонких покрытий (толщиной менее 10 мм) Влажность огнезащитного материала оказывает большое влияние на его толщину при малых параметрах вспучивания для Ткр <300°С при любой длительности пожара, например для Ткр ~ 150°С При Ткр >300°С значение И в основном зависит от характеристики вспучивания, например для Ткр = 500°С (рис 6) Следовательно, влага в покрытии необходима в пределах 3-5 мае % для процесса его вспучивания (известно, что фазовый переход воды в пар приводит к увеличению ее объема почти в 4000 раз) для покрытий толщиной 10-20мм Большая толщина покрытий, как правило, не рекомендуется по соображениям производства строительных работ Для создания тонких покрытий(толщиной менее 10 мм) целесообразно иметь кратность их вспучивания 6-15 Вспучивание можно создавать также за счет введения в состав минералов имеющих 10 и более молекул воды, де1идрата-ция которых и фазовый переход происходят при температуре 100-300°С

w=0%

w=20%

w=40%

Рис 6 Влияние кратности вспучивания покрытия на толщину огнезащитного слоя

Предложенный теоретический подход к оценке влияния различных параметров на огнезащишую способность вспучивающихся покрытий был использован в данной диссертации при разработке новых рациональных составов и может быть применен в дальнейшем при оценке огнезащитных составов с материалами будущего (вспучивающими наполнителями на основе фторидов, силикатов и др. компонентов)

При малых значениях к (слабо вспучивающийся состав) - повышение влагосодержания в составе и-40% позволяет уменьшить юлщину огнезащитного слоя примерно в 1,5 раза При сохранении тех же требований по критической температуре, каждое удвоение величины к позволяет примерно в 2 раза уменьшить требуемую толщину огнезащитного слоя Такая же закономерность сохраняется и для случая высоких значений критической температуры Т Однако при больших значениях Т исходное содержание

воды в 01 незащитном составе» iijiaOLX^BJll^g'^l^l огнезащитные свойства

покрытия и при к > 8 исходное КШМкИДО^ЖДние практически не влияет на

СПстервург *

OS ЗИ Щ !

при к > 8 исходное влагосодсржание практически не влияет на огнезащитные свойства В этих условиях наиболее рационально применять составы с наибольшей кратностью вспучиваемости

В целом'

проведенные расчеты позволили выявить вклад соответствующего параметра (й, к, и>) на огнезащитную эффективность покрытия при различном времени высокотемпературною воздействия и значениях критической температуры, и, следовательно, провести рациональный выбор сочетаний параметров огнезащитных составов в зависимости от предъявляемых требований;

при высокотемпературном воздействии огнезащитный состав переходит во вспученное состояние в диапазоне температур 85-200°С, а некоторые из них (покрытие по стали, кабелям) «работают» как теплоизолирующий материал в диапазоне до 1000°С Процессы в общем тепломассопереносе огнезащитного покрытия можно расположить по возрастающей в час ги влияния на процессы вспучивания следующим образом" конвекция, лучистый теплопере-нос, теплопроводность;

выполненный теоретический анализ влияния различных факторов на огнезащитную способность покрытий позволяет их учесть при разработке составов и выполнении огневых испытаний (учет коэффициента теплопроводности материалов составов, подбор вспучивающего компонента, уменьшения деформирования состава при огневом воздействии)

Были определены параме гры огнезащитного слоя (начальная толщина, коэффициент объемной кратности вспучивания, влагосодержание) при критической температуре материала защищаемой конструкции и длительности пожара.

Для прогнозирования эффективности огнезащитных составов на объекте произведены исследования по определению их вспучиваемости, получены данные дифференциально-термического анализа и рентгено-фазового анализа, значений эффективного коэффициента теплопроводности (Д<?/Д а также произведен замер толщины покрытия Все вышеперечисленные показатели определяются по пробам некоторого количества огнезащитного состава на

объекте, где была произведена огнезащитная обработка и сравниваются с показателями, полученными при исследовании свойств данного огнезащитного состава при его разработке.

Для оценки эффективности огнезащитного состава ОВПФ-1м проведены его исследования (дифференциально-термический, рентгено-фазовый, анализ высокотемпературной микроскопии, искусственное старение) В реальных условиях эксплуатации были отобраны пробы огнезащитного состава на объекте (Пилорама, г.Санкт-Петербург, пос. Лисий Нос, ул Аэродромная, д 17 и Проектный институт НИИТМАШ Санкт-Петербург, ул Караванная, д 1), где была произведена огнезащитная обработка

Получены следующие результаты исследований огнезащитных составов при их нанесении на конструкции.

По данным РФА структура покрытия пасты «Терма» в исходном состоянии представляет собой хризотил, флогопит и графит У покрытия после испытания на долговечность в соответствии с РФА на основании реальных условий эксплуатации выявлена определенная сходимость новообразований' гиббеит А1(ОН), - 7.3 %, клинохризотич Х^^зОДОН^ 2,2 %, фтогопит КМ&,(813А1)0,о(ОН)2 - 26 3 % и графи г — 64,2 % На основании этих данных можно сделать вывод, что эксплутационные характеристики остались на прежнем уровне В течение первых лет наблюдается увеличение огнезащитной эффективности, после 5 лет эксплуатации - ее снижение, что связано со старением полимера (термоо кис титслы гя я деструкция под действием ультрафиолетовых лучей)

В четвертой главе приведены данные о разработке технологии производства эффекшвных огнезащитных средств для зданий и сооружений различного назначения Даны примеры проектирования и разработки технологии производства огнезащитных составов и контроля качества огнезащитных составов в процессе производства.

В пятой главе рассмотрены примеры применения огнезащитных составов в практике строительства на объектах: Пилорама, г. Санкт-Петербург,

пос. Лисий Нос (1994 г.); производственная база АОЗТ «Жилсоцстрой», г Санкт-Петербург, ул. Аэродромная, д.17 (1995 г); гостиница «Русь», г Санкт-Петербург, Аршллерийская ул., д. 1 (1997 г), Морской Порт Санкт-Петербурга (1999 г), Мариинский теагр (2000 г); гостиница «Рэдиссон САС Рояль Отель», г. Санкт-Петербург, Невский пр, д 49/2 (2000 г), здание по адресу: г Санкт-Петербур!, ул Фур штатская, д 1/14 (1995 г ); Бизнес-центр, г Санкт-Петербург, Невский пр , д.25 (1996 г), Табачная фабрика «ШЯ Петро», г Санкт-Петербург, Петергофское шоссе, д73 (1997 г); НИИТМАШ, г Санкт-Петербург, ул.Караванная, д.1 (2000 г); Российская Национальная библиотека, г Санкт-Петербург (1999 г.); Ценгр досуга «Детский мир», г Тамбов, ул. Карла Маркса, д 143 (2002 г), Собор Андрея Первозванного, г Санкт-Петербург (2000 г.), «Дворец Конгрессов» (Константиновский дворец), пос. Стрельна, Березовая аллея, д.З (2002 г.), Государственный Музей-Заповедник «Царское село», г. Пушкин (1999 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнена законченная научно-исследовательская работа по снижению уровня пожарной опасности в строительстве за счет разработки и широкого применения в практике новых огнезащитных составов. Особенностью этой работы в отличие от других является разработка и исследование не только достаточно сложных вопросов огнезащиты металлических и деревянных конструкций, кабелей, но и исследование проблем нанесения и эксплуатации огнезащитных составов по назначению Автором были изучены такие проблемы, как долговечность огнезащитных составов, их адгезия к подложке материалов, которые они защищают Огнезащитная эффективность по металлическим и деревянным конструкциям и нераспространение огня по кабелям разработанных вспучивающихся составов впервые исследовалась в зависимости от времени их эксплуатации В работе были использованы современные методы физико-химических исследований, как при выборе составляющих огнезащитных материалов, так и при анализе поведения в композиции во время теплового воздействия Теоретические исследования автора в части выбора оптимальных составов и процесса их вспучивания при тепловом воздействии

позволили получить надежную информацию, как по рецептуре составов, так и по физической природе их вспучивания, включая сведения о необходимой толщине покрытий Все теоретические исследования подтверждены экспериментальными данными

Результаты работы были с успехом использованы при огнезащите большого количества строительных объектов Санкт-Петербурга и других городов. Для изготовления огнезащитных составов разработана технология их производства и создана промышленная база

По работе можно сделать следующие основные выводы:

1 Анализ огнезащитных составов, применяемых в строительстве до выполнения настоящей работы показал, что для большинства наиболее эффективных вспучивающихся составов не были в достаточной степени изучены их свойс гва в период эксплуатации

2 Как показал анализ применения и эксплуатации огнезащитных составов при их исследовании и практическом применении должны иметь следующие показатели, внешний вид, подготовка поверхности конструкции, адгезия к подложке материалов, время и степень высыхания, гарантийный срок годности состава до его использования, гарантийный срок эксплуатации, толщина, прочность на удар, на изгиб, кратность вспучивания, влажность состава, устойчивое^ к воздействию переменных температур, плотность рабочего состава, стойкость к статическому воздействию воды, водо- и влагопоглощение, условная вязкость и сроки схватывания Эти показатели в дальнейшем целесообразно нормировать и указывать в паспорте на огнезащитный состав

3 Разработаны вспучивающие составы по металлу «ОВПФ-1М» и паста «Терма», имеющие следующие свойства' огнезащитную эффективность 2часа и 0,5 часа, нулевой предел распространения огня, срок эксплуатации 10 и 5 лет соответственно, адгезия 0,52 и 0,43 МПа; кратность вспучивания - 7,8 и 57,3; средняя гоютность1600 - 1700 кг/м3, время высыхания 2,5 и 1,5 часа, устойчивость к воздействию переменных температур 5 и 10 циклов; прочности на изтиб - 15 и 1 мм, прочность на удар - 30 и 40 см, водопоглощение 0 и 18 %, срок годности 1,5 и 0,5 года, сроки схватывания 26 ч для «ОВПФ-1М» Отличие огнезащитных составов «ОВПФ-1М» от пасты «Терма» состоит в

том, что первый является неатмосферостойким, второй - атмосферостойким

4 Разработаны огнезащитные составы для дерева- неатмосферостойкие - «ОВПФ-1Д», пропитка «ТП», лак «СФ» и атмосферостойкие - лак «Терма», типа А, лак «Терма», типа Б Для этих составов характерны следующие показатели огнезащитная эффективность - 1 группа; сроки эксплуатации соответственно: 10 лет, 3 года, 5 лет, 3 года, 3 года Кратность вспучивания - 2,6, 1,04, 9,1; 1,8, 5,6 Устойчивость к воздействию переменных температур 1, 1, 1, 5 и 5 циклов. Водопоглощение 0, 0, 0, 18 и 18 %, срок годности 0,5, 1,0, 1,5, 0,5 и 0,5 года.

5. Разработаны огнезащитные составы для кабелей «ПК» и «ПК-Терма» Для этих составов характерны следующие показатели: нераспространение огня для обоих составов, сроки эксплуатации, соответственно, 5 лет и 3 года Кратность вспучивания - 8,5 и 23,5; средняя плотность 1200 - 1600 кг/м3, время высыхания 24 часа и 1,5 часа; устойчивость к воздействию переменных температур 5 и 10 циклов, прочности на изгиб - 15 и 1 мм, прочность на удар - 20 и 40 см, водопоглощение 0 и 18 %, срок годности 1,0 и 1,5 года. Отличие огнезащитных составов «ПК» от «ПК-Терма» состоит в том, что первый является неатмосферостойким, второй - атмосферостойким

6. Произведена оценка эксплуатационных свойств составов на натриевом жидком стекле, на ХСПЭ-Л, на АБФК, на КФЖ с соответствующими вспучивающимися добавками и модификаторами свойств и данных их физико-химических исследований (ДТА, РФА, ВТМ) Отмечено стабильное поведение структур покрытий и практически во всех составах при температурах 20-1000 °С (независимо от подложки материала и срока эксплуатации) происходят физико-химические процессы с дегидрашцией координационно-связанной воды одновременно с разложением на пиропластические массы связующих с образованием термоустойчивых новообразований

7 Произведено сравнение 1емпературных областей и эндо- и экзо- экстремумов составов на связующем ХСПЭ-Л (паста «Терма», лак «Терма», «ПК-Терма») и отмечено, что повышение огнезащитной эффективности и снижение распространения огня достигнуто за счет введения различных гало-генводородных антитщренов с углеводородными и гидроксильными радика-

лами, которые при высокотемпературном воздействии выделяют вещества, способствующие разбавлению газовоздушной смеси вблизи поверхности подложки, и тем самым изолируя ее от кислорода воздуха

8 Для разработки составов автором были использованы минеральные наполнители (серпентинит, флогопит, базальтовое волокно, глинозем, пи-рант), которые в составах снижают долю горючих летучих продуктов, тем самым снижая удельный тепловой эффект горения

9 В работе установлено, что одно из основных влияний на огнезащитную эффективность сос гава оказывает величина эффективного коэффициента теплопроводности состава во вспученном состоянии Ла в зависимости от температуры, характеристик пор и ряда других факторов

Произведены расчеты, позволяющие выявить вклад соответствующих параметров (Ь, к, \у) на от незащитную эффекгивность покрытия при различном времени высокотемпературною воздействия и значениях критической температуры, и, следовательно, провеет и рациональный выбор сочетаний параметров огнезащитных составов в зависимости от предъявляемых требований

Установлено, что одной из основных характеристик вспучивающе! ося состава, влияющей на его огнезащитную эффективность, является величина коэффициента объемной кратности вспучивания к

10 Произведена оценка реальных и экспериментальных данных (независимо от модели, фрагмента конструкции, подтожки материала) с помощью дифференциально-термического анализа, рентгено-фазового анализа, значений эффективною коэффициента теплопроводности что подтверждается сходимостью значений показателей и возможностью прогнозирования сроков эксплуатации, близких к реальным

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Заявка № 4741442/33 от 27 09.1989 г Состав для огнезащитного покрытия. Жуков В В , Гуссв А.А , *Бибихина Г.Ю , Ягунина Л А Полож реш от 28 февраля 1991 г

2 АС СССР, 1808037 МКИ С 04 В 28/24 Смесь дня изготовления покрытия

3 АС СССР, 1701694 МКИ С 04 В 28/34 Огнестойкая сырьевая смесь

4. Жуков В В , *Бибихина Т Ю , Балакирева Е К Огнезащитное покрытие для металлических поверхностей с улучшенными свойствами // Внедрение в производство и строительство прогрессивных строительных материалов. - Ровно, ВНИИСК,1990 0,3/0,1 п л

5 *Бибихина Т Ю„ Гусев А А Свойства огнезащитного вспучивающегося покрытия ОВП-1 и технология изготовления // Материалы XXII международной конференции молодых ученых в области бетона и железобетона -Иркутск: НИИЖБ, 1990 0,4/0,2 п л

6 Жуков В В, Гусев А.А., *Бибихина ТЮ Использование ОВПФ-1, ОВП при реконструкции промышленных сооружений // Современные пути реконструкции гражданских и промышленных зданий в условиях действующею производства' Материалы региональной научно-технической конференции - Волгоград, «Свет», 1990 0,4/0,2 п. л

7. *Бибихина Т Ю, Романов М.Ю. Изменение адгезионных, огнезащитных, антикоррозионных свойств огнезащитных вспучивающихся покрытий ОВПФ-1, ОВП-1 и ОВ1Т-2 в зависимости от сроков эксплуатации // Материалы ХХШ международной конференции молодых ученых в области бетона и железобетона. - М ■ НИИЖБ, 1991. 0,4/0,2 п л.

8 Жуков В В , *Бибихина Т Ю. Долговечность и ремонтопригодность огнезащитных вспучивающихся покрытий // Надежность строительных конструкций и сооружений Материалы второй научно-технической конференции - Ппевен «Добро», 1990 0,4/0,2пл.

9 *Бибихина Т Ю Свойства огнезащитных вспучивающихся покрытий ОВПФ-1, ОВП-1, ОВП-2 // Материалы VI национальной конференции по МТКМ - г Варна, 14-16 октября 1991 г - Варна, 1991 0,2 п л

10*Бибихина ТЮ. Технологические и эксплуатационные характеристики огнезащитных вспучивающихся покрытий ОВП-1 6 // Расчет, конструирование и технология изготовления бетонных и железобетонных изделий: Сборник научных трудов / Под ред Б А Крылова и Т И Мамедова - М НИИЖБ Госстроя СССР, 1990 0,3 п л

11 ■''Каньшина Т.Ю Повышение пределов огнестойкости металлоконструкций // Сборник статей на международном симпозиуме «Реконструкция

2005» - Л • ЛИСИ, 1990 0,2 п л.

12 *Канынина Т Ю Новый огнезащитный материал для металлоконструкций. - Л : ЛДНТП, 1990 0,2 п л

13 *Бибихина Т Ю Повышение пределов огнестойкости металлоконструкций эффективными огнезащитными покрытиями Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М МИ-СИ, 1991 1,0 пл.

14 Патент № 2038977 Способ получения огнезащитного покрытия. Ивлев Н Ф , Еремина А Ф , *Бибихина Т Ю Зарегистрировано в Госреестре 09.07 1995.

15 Патент № 2057101 Способ изготовления защитно-декоративного покрытия *Бибихина Т Ю , Лукинский В М, Ивлсв Н Ф, Демехин В Н , Те-рещенковДМ Зарегистрировано в Госреестре 27.03 1996.

16 Патент № 2016767. Способ получения огнезащитного покрытия Ивлев Н Ф , Еремина А.Ф, *Бибихина Т Ю. Зарегистрировано в Госреестре 30 07.1994.

17 *Бибихина Т Ю , Демехин В Н Об испытаниях новых огнезащитных покрытий на долговечность // Проблемы пожарной безопасности Сборник научных трудов - СПб СПбВПТШ МВД РФ, 1992 0,4/0.2 п л

18 Лукинский В М., *Бибихина Т Ю., Шароварников С А Два подхода к рассмотрению механизма вспучивания при разработке огнезащитных вспучивающихся покрытий для металлоконструкций // Проблемы пожарной безопасности Сборник научных трудов -СПб СПбВПТШ МВД РФ, 1992 0,6/0,2 п л

19 *Бибихина ТЮ, Демехин ВН Об испытаниях на долговечность новых огнезащитных вспучивающихся покрытий для металлических конструкций промышленных зданий Тезисы докладов к программе безопасности // Защита жизни и здоровья человека Сборник научных трудов - СПб Ленинградский союз специалистов по безопасности деятельности человека, 1992 0,2/0,1 п. л.

20 Лукинский В.М , *Бибихина Т.Ю., Шароварников С А Два подхода к рассмотрению механизма вспучивания при разработке огнезащитных вспучивающихся покрытий // Защита жизни и здоровья человека' Сборник науч-

ных трудов - СПб • Ленинградский союз специалистов по безопасности деятельное ги человека, 1992 0,3/0,1 п л

21 *Бибихина ТЮ Новые огнезащитные покрытия для древесины // Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции -М.'ВНИИПО, 1993 0,2 п л

22 Лукинский В М , *Бибихина Т Ю , Шароварников С.А. Метод расчета необходимой толщины огнезащитного вспучивающегося покрытия для обеспечения требуемого предела огнестойкости металлической конструкции // Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции - М : ВНИИПО, 1993 0,6/0,2 п л

23 *Бибихина 'Г Ю Влияние долговечности вспучивающихся огнезащитных покрытий на огнестойкость металлических конструкций // Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ' Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции - М ВНИИПО, 1993 0,2 п.л,

24. *Бибихина Т Ю Влияние декоративной отделки и способа нанесения огнезащитных вспучивающихся покрытий на повышение пределов огнестойкости металлических конструкций // Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ' Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции. - М ■ ВНИИПО, 1993. 0,3 п л.

25 Andreev N.A , Eremina Т Yu, Ivlev N.F New fireproof compounds for constructions,materials, rugs and clothes - development and production Fifts NCR International seminar on cement and building materials. New Delhi, 26-29 November 1996., p 68-73

26. Eremina T Yu, Tanklevsky L T. Technologic properties of fireproof compounds. Fifts NCB International seminar on cement and building materials. New Delhi, 26-29 Novembei 1996 p. 54-57

27. Andreev N A., Tanklevsky L T, Yeremina T Yu., Ivlev N.F. Fireproof compounds cience and production 11 International consress of fire investigation Sevilla, 10-14 Febr. 1997 , p 121-127

28 Озеров Н Л , Еремина Т Ю , Дьяченко П В Энергосбережение и пожарная безопасность при реконструкции жилищного фонда в Санкт-Петербурге // Военная наука и образование - городу Тезисы докладов I городской научно-практической конференции военных учебных и научных учреждений Санкт-Петербурга -СПб, 1997 0,3/0,1 п.л

29 Заявка № 98104637/04(003841) от 25 02 1998 г Композиция для получения огнезащитных покрытий Еремина Т Ю , Никитина С В Решете о выдаче патента на изобретение от 06 01 1999 г

30 Патент № 2168528, зарегистрирован в реестре изобретений 10 07 2001 г Смесь для изготовления покрытия Еремина ТЮ, Никитина С В , Дьяченко 11 В

31 Патент № 2092463, зарегистрирован в реестре изобретений 10 10 1997 г Способ получения огнезащитного покрытия Еремина ТЮ, Серков Б.Б , Демехин В Н.

32 Патент № 2093356, зарегистрирован в реестре изобретений 20 10 1997 г Способ получения защитно-декоративного покрытия Еремина Т Ю

33 Заявка № 93-006073/33(005703) от 03 02 1993 г Способ получения огнезащитного декоративного покрытия Бибихина Т Ю , Лукинский В М , Ивлев Н Ф, Демехин В Н , Терещенков Д М Решение о выдаче патента на изобретение от 28 05 1994 I

34 Заявка № 96110474/04(016192) от 24 05 1996 г Огнезащитный состав для поверхностной пропитки целлюлозосодержащих материалов Бибихина Т Ю., Ивлев Н Ф Решение о выдаче патента на изобретение от 22 01 1997 г

35 Патент№ 2093357, зарегистрирован в реестре изобретений 20 10 1997г Способ получения защитно-декоративного покрытия Еремина Т Ю

36 Еремина Т Ю , Танклевский Л Г , Озеров Н А Новые огнезащитные средства для города ПК-1, СФ-1ДП-1 // Военная наука и образование - городу Тезисы докладов I городской научно-практической конференции военных учебных и научных учреждений Санкт-Петербурга - СПб, 1997 0,3/0,1 пл

37 Еремина А Ф, *Бибихина Т Ю Новые огнезащитные составы // Материалы 51 научной конференции профессоров, преподавателей, научных

работников и аспирантов университета. - СПб.: СПб РАСУ, 1994 0,4/0,2 п.л.

38 Лукинский В М , Демехин В Н., Косарев Б В , *Бибихина Т Ю., Фролов А Ю Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по дисциплине «Здания, сооружения и их поведение в условиях пожара» -СПб • СПб ВПТШ МВД РФ, 1994. 12,0/2,4 п л

39 Русак О.Н , Танклевский Л Т , Озеров Н А., Еремина Т Ю., Сомов В И Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ -СПб -ЛТА, 1998 1,6/0,35 п л

40 Ивлев Н Ф , Еремина А Ф., Еремина Т Ю Огнезащитные средства для повышения безопасности жизнедеятельности - СПб ■ МАНЭБ «Белые ночи», 2000. 0,6/0,2 п.л.

41 Еремина ТЮ Огнезащитные средства в Санкт-Петербурге и Ленинградской области // Строительное обозрение. 2000 № 1. 0,2 п л.

42 Еремина Т Ю., Бессонов Н.М. Модель оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся водосодержащих составов // Пожаровзрывобезо-пасность. 2000 № 3. 0,4/0,2 п.л

43 Еремина Т Ю , Душкина Л И Некоторые проблемы пожарной безопасности объектов памятников истории и культуры // Пожаровзрывобезопас-ность 2000 №4 0,4/0,2 п л

44. Еремина Т.Ю., Бессонов Н.М, Дьяченко П В К вопросу оценки коэффициента теплопроводности вспученных составов // Пожаровзрывобезо-пасность. 2000 № 5. 0,4/0,2 п л

45 Еремина Т Ю , Введенская Н Б , Беляев В П Термические превращения алюминийсодержащих антипиренов // Пожаровзрывобезопасность 2001. №4. 0,6/0,2 п.л.

46 Еремина Т Ю , Введенская Н Б. Пути понижения пожарного риска на объектах ВМФ // Сборник тезисов докладов межвузовской научной конференции. - СПб : ВМИИ, 2002 0,4/0,2 пл

47. Еремина Т.Ю. Опыт применения огнезащитных веществ и материалов для различных зданий и сооружений // Международная научно-практическая конференция - СПб ■ СПбГАСУ, 2002 0,2 п л

48 Еремина Т Ю Надежность и качество огнезащитных работ //

Строительное обозрение 2000 0,3 п л

49. Еремина Т.Ю. Моделирование и оценка огнезащитной эффективности вспучивающихся огнезащитных составов // Пожаровзрывобезопасность 2003. № 5. 0,3 п л

50 Еремина Т Ю Огнезащита деревянных строительных конструкций, материалов и изделий из них Противопожарное нормирование // СтройПро-филь 2004 № 9 0,3 п л

51 Еремина Т Ю Состояние и перспективы решения проблем повышения пожарной безопасности строительных конструкций и материалов для зданий и сооружений - СПб Издательство «Welcome», 2003 9,0 п л

52 Еремина Т.Ю Снижение пожарной опасности строительных конструкций и материалов для зданий и сооружений // Международная научно-практическая конференция -СПб СПбИГПС МЧС, 2004 0,3 п л

Подписано в печать 30 09 2004 Формат 60x84 1,6

Печать офсетная Объем 2 п л Тираж 100 экз

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

2006-4 2407 - 90

Введение.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СНИЖЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МАТЕРИАЛОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

1.1 Противопожарное нормирование в строительстве для снижения пожарной опасности строительных конструкций, материалов.

1.2 Научные и практические достижения в практике строительства области создания огнезащитных составов для строительных конструкций и кабельных линий.

Выводы по 1 главе.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ НОВЫХ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СОСТАВОВ, ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МАТЕРИАЛОВ.

2.1 Методы исследований.

2.2 Подбор компонентов для огнезащитных составов.

2.3 Разработка новых вспучивающихся огнезащитных составов.

2.4 Математическое планирование эксперимента для определения и прогнозирования оптимального соотношения компонентов в огнезащитных составах.

2.5 Моделирование процессов оценки долговечности огнезащитных составов.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ РАЗРАБОТАННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1 Исследования на моделях.

3.2 Испытания на конструкциях.

3.3 Разработка теплофизической модели

3.4 Оценка и прогнозирование эффективности огнезащитных составов по результатам экспериментально-теоретических исследований.

Выводы по 3 главе.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭФФЕКТИВНЫХ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ

ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

4.1 Проектирование и разработка технологии производства огнезащитных составов.

4.2 Контроль качества огнезащитных составов в процессе производства

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ОГНЕЗАЩИТНЫХ СОСТАВОВ В ПРАКТИКЕ СТРОИТЕЛЬСТВА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

5.1 Применение огнезащитных составов на практике.

5.2 Применение огнезащитных составов для повышения пределов огнестойкости металлических конструкций.

5.3 Применение огнезащитных составов для снижения горючести деревянных конструкций и материалов.

5.4 Применение огнезащитных средств для повышения пожарной безопасности кабельных линий.

В нашей стране за один год происходит в среднем более 250 тысяч пожаров, уничтожается ценностей почти на 44 млрд. рублей, погибает свыше 18 тысяч человек и еще большее количество людей получают травмы. Материальные и людские потери происходят из-за обрушения строительных конструкций, выделения тепла и газов при горении как пожарной нагрузки, так и строительных материалов. Одной из важнейших задач пожарной безопасности является огнезащита конструкций с целью предотвращения их преждевременного (до ликвидации пожара) обрушения (несущие металлические и деревянные конструкции) или возгорания и горения (деревянные материалы и горючая изоляция кабелей).

Традиционные методы огнезащиты для стальных конструкций - обетонирова-ние или оштукатуривание по металлической сетке, обеспечивающие их требуемую несущую способность при тепловом воздействии во время пожара.

Для стальных конструкций указанная огнезащита является естественным продолжением их конструктивной формы и выполняет роль защиты металла от коррозии.

Для металлических, некоторых комплексных конструкций (перекрытия по профилированному металлическому настилу, железобетонные балки и колонны с внешним армированием и др.) и деревянных конструкций, а также кабелей с горючей изоляцией наличие огнезащиты, как правило, увеличивает нагрузку от собственной массы как на конструкцию, так и на здание или сооружение в целом.

Например, при стандартном пожаре металлическая незащищенная конструкция теряет свою несущую способность и разрушается через 12-15 минут после начала пожара. При защите такой конструкции вспучивающимся составами ее предел огнестойкости может составить от 30 минут до 2 часов.

Древесина и изделия из нее относятся к сгораемым материалам. При горении древесины при температуре 280-300 °С ее разложение становится быстрым и природа образующихся при этом газов полностью меняется, поскольку вследствие разложения клетчатки и лигнина резко повышается процентное содержание углеводородов и водорода, температура газов может достигать порядка 1000 °С. При защите древесины огнезащитными вспучивающимися составами возгорание древесины и распространение огня может быть снижено.

Известно, что горение возможно при наличии трех составляющих: кислорода, сгораемого материала и источника воспламенения. В кабельных линиях имеются сразу все: кислород, содержащийся в воздухе кабельных туннелей, каналов, коробов и т.д.; сгораемый материал - изоляция (например: поливинилхлорид, полиэтилен и др.), антикоррозионный состав, защитные оболочки; источник воспламенения - электрическая дуга и ток утечки, вызванные повреждением изоляции, сверхток перегрузки токоведущих жил, вызывающий превышение нормального уровня выделения теплоты, которая не может быть отведена и, способствует пиролизу твердых и жидких изоляционных материалов. Высокая температура и токсичность продуктов горения полимерных материалов затрудняет тушение кабельных трасс. Защита кабельных линий огнезащитными составами способствует снижению распространения огня по ним и выделению газообразных, токсичных продуктов при горении.

Следовательно, основной задачей специалистов по огнезащите металла, древесины, кабельных линий в последние десятилетия стала разработка новых эффективных огнезащитных составов, позволяющих снижать температуру нагрева металла, возгорание и горение древесины, распространение огня, выделение газообразных токсичных продуктов при горении кабельных линий.

Кроме того, эти средства должны не только защищать конструкции при пожаре, но иметь хорошую адгезию к подложке материала или конструкции, требуемую долговечность в нормальных условиях эксплуатации, технологичность в изготовлении и нанесении на конструкцию, материал, изоляцию кабелей. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают вспучивающиеся огнезащитные составы, созданию и применению в практике строительства которых в основном и посвящена настоящая работа.

Огнезащитный эффект таких покрытий основан на теплоизолирующем действии вспененной при тепловом воздействии массы, которая препятствует притоку избыточного тепла к защищаемой поверхности и предохраняет ее от нагревания до критической температуры.

Создание новых огнезащитных составов требует решения ряда комплексных научных проблем физико-химии вяжущих и наполнителей при обычных температурах и влажности окружающей среды, при высоких температурах в условиях пожара, термодинамики, реакций в твердых фазах, тепло- и массопереноса в капиллярно-пористых телах, механики твердого тела.

Разработанные в настоящей диссертации огнезащитные составы позволяют повысить безопасность людей при пожаре, снизить материальные потери при этом и уменьшить нагрузки на конструкции. Последнее приведет к сокращению расходов материалов при строительстве.

Целью диссертационной работы является создание новых высокоэффективных вспучивающихся и других составов на основе недефицитных материалов и теоретическое обоснование механизма вспучивания при высокоинтенсивном тепловом воздействии при достижении необходимых технологических параметров, связанных с изготовлением, нанесением и долговечностью покрытий. Их практическое применение позволяет повысить уровень пожарной безопасности строительных объектов, снизить нагрузку на строительные конструкции и увеличить время между профилактическими ремонтами покрытий.

Научная гипотеза: при высокотемпературном тепловом воздействии в огнезащитных составах должны происходить фазовые переходы, связанные с поглощением тепла и выделением газообразных продуктов, образующих пористую структуру, обладающую повышенной теплоизолирующей способностью, или образующую химические продукты, препятствующие процессу воспламенения и горения. Процесс вспучивания должен проходить при пиропластическом состоянии материала до температур на 100-150 °С ниже критической температуры защищаемого материала. При обычной температуре огнезащитное покрытие должно сохранять свои функции отделочного слоя с требуемой долговечностью. На защиту выносятся:

- оптимизированные методы экспериментально-статистического моделирования ре-цептурно-технологических моделей вспучивающихся огнезащитных составов по металлу, по дереву, по кабелям;

- результаты исследований физико-механических, теплофизических и технологических свойств разработанных огнезащитных составов;

- теоретические данные по исследованию процессов тепло- и массопереноса в вспучивающихся покрытиях с оценкой при этом их структуры и требуемой толщины для защиты металла от преждевременного нагрева при «стандартном пожаре»; технология изготовления и нанесения покрытий; результаты применения покрытий на промышленных и гражданских объектах.

Научную новизну работы составляют: научно обоснованные и оптимизированные новые рецептуры огнезащитных вспучивающихся составов по стали, по дереву, по кабелям с повышенными технологическими и защитными свойствами; физико-химическая модель процесса вспучивания покрытий; теплофизическая модель процессов тепло и массопереноса во вспучивающихся покрытиях; теоретические и экспериментальные данные о структуре вспучивающихся покрытий и их толщине для обеспечения требуемого предела огнестойкости металлических конструкций при стандартном режиме пожара; данные о химических реакциях, происходящих в огнезащитных составах как при обычных, так и при высоких температурах; данные по оценке долговечности огнезащитных составов при воздействии тепла и влаги; результаты огневых испытаний огнезащитных материалов и металлических конструкций.

На основании проведенных исследований: разработана техническая документация и налажено промышленное производство огнезащитных составов на предприятиях на базах АОЗТ «Жилсоцстрой» и в ООО «НИЦ С и ПБ» для повышения огнестойкости металлических конструкций -ОВПФ-1М, пасты «Терма», для защиты деревянных конструкций - пропитка ТП, лак СФ, лак Терма тип А, лак Терма тип Б, ОВПФ-1д, для кабельной защиты - составы ПК и ПК-Терма. применено около 1500 т огнезащитных составов типа ОВПФ-1м, 500 т пасты «Терма» для защиты металлических конструкций и порядка 1000 т общего тоннажа составов для обработки дерева на многочисленных строительных объектах г.г.Санкт-Петербурга и Москвы. Огнезащитные работы составами выполнялись на таких известных объектах как Монетный двор, Государственный комплекс Дворца Конгрессов, Мариинский Театр, Аэропорт Шереметьево-2 и многих других.

Результаты работы были с успехом использованы при огнезащите большого количества строительных объектов Санкт-Петербурга и других городов. Для изготовления огнезащитных составов разработана технология их производства и создана промышленная база.

По работе в целом можно сделать следующие основные выводы:

1. Анализ огнезащитных составов, применяемых в практике строительства, до выполнения настоящей работы показал, что для большинства наиболее эффективных вспучивающихся составов не были в достаточной степени изучены их свойства в период эксплуатации.

2. Как показал анализ применения и эксплуатации огнезащитных составов при их исследовании и практическом применении должны иметь следующие показатели: внешний вид, подготовка поверхности конструкции, адгезия к подложке материалов, время и степень высыхания, гарантийный срок годности состава до его использования, гарантийный срок эксплуатации, толщина, прочность на удар, на изгиб, кратность вспучивания, влажность состава, устойчивость к воздействию переменных температур, плотность рабочего состава, стойкость к статическому воздействию воды, водо- и влагопоглощение, условная вязкость и сроки схватывания. Эти показатели в дальнейшем целесообразно нормировать и указывать в паспорте на огнезащитный состав.

3. Были разработаны вспучивающие составы по металлу ОВПФ-1м и паста «Терма», имеющие следующие свойства: огнезащитную эффективность 2 часа и 0,5 часа; нулевой предел распространения огня, срок эксплуатации 10 и 5 лет соответственно, адгезия 0,52 и 0,43 МПа; кратность вспучивания - 7,8 и 57,3; средняя плотность 1600 - 1700 кг/м3, время высыхания 2,5 и 1,5 часа; устойчивость к воздействию переменных температур 5 и 10 циклов; прочности на изгиб - 15 и 1 мм, прочность на удар - 30 и 40 см, водопоглощение 0 и 18 %, срок годности 1,5 и 0,5 года; сроки схватывания 26 ч для ОВПФ-1м. Отличие огнезащитных составов ОВПФ-1м от пасты «Терма» состоит в том, что первый является неатмосферостойким, второй - атмосфе-ростойким.

4. Были разработаны огнезащитные составы для дерева: неатмосферостойкие -ОВПФ-1 д, пропитка ТП, лак СФ и атмосферостойкие - лак «Терма», типа А, лак «Терма», типа Б. Для этих составов характерны следующие показатели: огнезащитная эффективность - 1 группа; сроки эксплуатации соответственно: 10 лет, 3 года, 5 лет, 3 года, 3 года. Кратность вспучивания - 2,6; 1,04; 9,1; 1,8, 5,6. Устойчивость к воздействию переменных температур 1, 1, 1, 5 и 5 циклов. Водопоглощение 0, 0, 0, 18 и 18 %, срок годности 0,5,1,0, 1,5, 0,5 и 0,5 года.

5. Были разработаны огнезащитные составы для кабелей ПК и ПК-Терма. Для этих составов характерны следующие показатели: нераспространение огня для обоих составов, сроки эксплуатации, соответственно, 5 лет и 3 года. Кратность вспучивания - 8,5 и 23,5; средняя плотность 1200 - 1600 кг/м3, время высыхания 24 часа и 1,5 часа; устойчивость к воздействию переменных температур 5 и 10 циклов; прочности на изгиб - 15 и 1 мм, прочность на удар - 20 и 40 см, водопоглощение 0 и 18 %, срок годности 1,0 и 1,5 года. Отличие огнезащитных составов ПК от ПК-Терма состоит в том, что первый является неатмосферостойким, второй - атмосферостойким.

6. Произведена оценка эксплуатационных свойств составов на натриевом жидком стекле, на ХСПЭ-Л, на АБФК, на КФЖ с соответствующими вспучивающимися добавками и модификаторами свойств и данных их физико-химических исследований (ДТА, РФА, ВТМ). Отмечено стабильное поведение структур покрытий и практически во всех составах при температурах от 20-1000 °С (независимо от подложки материала и срока эксплуатации) происходят физико-химические процессы с дегидратацией координационно связанной воды одновременно с разложением на пиропласти-ческие массы связующих с образованием термоустойчивых новообразований.

7. Произведено сравнение температурных областей и эндо- и экзо- экстремумов составов на связующем ХСПЭ-Л (паста «Терма», лак «Терма», ПК-Терма) и отмечено, что повышение огнезащитной эффективности и снижение распространения огня достигнуто за счет введения различных галогенводородных антипиренов с углеводородными и гидроксильными радикалами, которые при высокотемпературном воздействии выделяют вещества, способствующие разбавлению газовоздушной смеси вблизи поверхности подложки, и тем самым изолируя ее от кислорода воздуха.

8. Для разработки составов автором были использованы минеральные наполнители (серпентинит, флогопит, базальтовое волокно, глинозем, пирант), которые в составах снижают долю горючих летучих продуктов, тем самым снижая удельный тепловой эффект горения.

9. В работе было установлено, что одно из основных влияний на огнезащитную эффективность состава оказывает величина эффективного коэффициента теплопроводности состава во вспученном состоянии AeffB зависимости от температуры, характеристик пор и ряда других факторов.

А также были произведены расчеты, позволяющие выявить вклад соответствующих параметров (h, k, w) на огнезащитную эффективность покрытия при различном времени высокотемпературного воздействия и значениях критической температуры, и, следовательно, провести рациональный выбор сочетаний параметров огнезащитных составов в зависимости от предъявляемых требований.

Установлено, что одной из основных характеристик вспучивающегося состава, влияющей на его огнезащитную эффективность, является величина коэффициента объемной кратности вспучивания к.

10. Была произведена оценка реальных и экспериментальных данных (независимо от модели, фрагмента конструкции, подложки материала) с помощью дифференциально-термического анализа, рентгено-фазового анализа, значений эффективного коэффициента теплопроводности подтверждается сходимостью значений показателей до 95 % [204] и возможностью прогнозирования сроков эксплуатации, близким к реальным.

296

Заключение

Выполнена законченная научно-исследовательская работа по снижению уровня пожарной опасности в строительстве за счет разработки и широкого применения в практике новых эффективных огнезащитных составов. Особенностью этой работы в отличие от других является разработка и исследование не только достаточно сложных вопросов огнезащиты строительных конструкций и материалов зданий и сооружений различного назначения, но и исследование проблем нанесения и эксплуатации огнезащитных составов по назначению. Автором были изучены такие проблемы, как долговечность огнезащитных составов, их адгезия к подложке материалов, которые они защищают. Огнезащитная эффективность по металлическим и деревянным конструкциям и нераспространение огня по кабелям разработанных вспучивающихся составов впервые исследовалась в зависимости от времени их эксплуатации. В работе были использованы современные методы физико-химических исследований, как при выборе составляющих огнезащитных материалов, так и при анализе поведения в композиции во время теплового воздействия. Теоретические исследования автора в части выбора оптимальных составов и процесса их вспучивания при тепловом воздействии позволили получить надежную информацию, как по рецептуре составов, так и по физической природе их вспучивания, включая сведения о необходимой толщине покрытий. Все теоретические исследования подтверждены экспериментальными данными.

1. Романенков И.Г., Зигерн-Корн В.Н. Огнестойкость строительных конструкций из эффективных материалов. М.: Стройиздат, 1984. - 240 е., ил.

2. Еремина Т.Ю. Состояние и перспективы решения проблем повышения пожарной безопасности строительных конструкций и материалов для зданий и сооружений. -СПб.: Издательство «Welcome», 2003. 144 с.

3. Еремина Т.Ю., Душкина Л.И. Некоторые проблемы пожарной безопасности объектов памятников истории и культуры Санкт-Петербурга. Журнал «Пожаровзрывобезо-пасность». № 4, 2000.

4. ППБ 01-93*. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.

5. Романенков И.Г., Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1991. - 320 е., ил.

6. СНиП 2.01.02-85 «Противопожарные нормы».

7. СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

8. СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания».

9. СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания».

10. СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания».

11. СНиП И-99-77 «Строительные нормы и правила. Животноводческие, птицеводческие и звероводческие здания и сооружения».

12. ППБ-05-86. «Правила пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ».

13. СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

14. НПБ 108-96 «Культовые сооружения. Противопожарные требования».

15. ППБ АС-95 «Правила пожарной безопасности при эксплуатации атомных станций».

16. РД 153-34.0-20.262-2002 «Правила применения огнезащитных покрытий кабелей на энергетических предприятиях».

17. Caracteristiques des cables electriques resistonts au feu //Publ CEI. 1979 - № 331.

18. Каменский M.K. Исследования применимости касполена для защитных оболочек силовых кабелей // Электротехника. 1980. — № 10. — С. 45-47.

19. Поединцев И.Ф. Пожарная безопасность электрических кабелей // Пожарная профилактика в электроустановках: Сб. науч. тр. М.: ВНИИПО МЕД СССР, 1976. - С. 12-19.

20. Пешков И. Б., Каменский М.К. Огнестойкие и не распространяющие горение кабели и провода // Итоги науки и техники. Сер. Электротехнические материалы, электрические конденсаторы, провода и кабели. М.: ВИНИЛИ, 1987. - 94 с.

21. ГОСТ 12.1.044-84. «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения». М.: Издательство: Комитет стандартизации и метрологии, 1989. - 20 с.

22. Современные кабели, не распространяющие горение // Электротехника: РЖ. -1985. № 8. - С.37. - Ref. op.: Williamson F/ Development in fire retardant cables // Wir Ind.-1985.- Vol. 52, №614.-P. 115-117

23. ГОСТ 16363-76 Средства защиты для древесины. М.: Издательство стандартов, 1999. - 8 с.

24. ГОСТ 30244-94. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть. М: Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве, 1996. -25 с.

25. ГОСТ 30402-96. Материалы строительные. Методы испытаний на воспламеняемость. М: Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве, 1996. - 34 с.

26. ГОСТ 30444-97. Материалы строительные. Методы испытаний на распространение пламени. М.: Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве, 1995. - 12 с.

27. ГОСТ Р 51032-97. Материалы строительные. Методы испытаний на распространения пламени. М.: Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве, 1997. - 6 с.

28. ГОСТ 30247.0-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. М.: Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве, 1996. - 9 с.

29. ГОСТ 30403-96. Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности. М.: Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве, 1996. - 13 с.

30. Бушев В.П., Пчелинцев А.В., Федоренко B.C., Яковлев А.И. Огнестойкость зданий. М.: Стройиздат, 1970. - 261 с.

31. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов / ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко. М.: Стройиздат, 1985. - 61 с.

32. Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для деревянных конструкций / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1983. - 25 с.

33. Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство. М.: ВНИИПО, 1985. -51 с.

34. Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство. М.: ВНИИПО, 1994. -51с.

35. Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство. 3-е изд., перераб. и доп.- М.: ВНИИПО, 1999. 50 с.

36. НПБ 251-98 Нормы пожарной безопасности.

37. ГОСТ 25130-82 Покрытие по древесине вспучивающееся огнезащитное ВПД- М.: Государственный комитет СССР по делам строительства, 1982. 5 с.

38. НПБ 236-97 Нормы пожарной безопасности. Огнезащитные составы для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности.- М.: ВНИИПО, 1997. 37 с.

39. Сорин B.C., Лукацкая Л.А. Огнезащитные фосфатные покрытия // Строит, мат-лы.- 1985.-№ 12.-С. 6,7.

40. Ладыгина И.Р., Лукацкая Л.А. Огнезащитные фосфатные покрытия // Производство и применение фосфатных материалов в строительстве. М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1983.

41. Романенков И.Г., Карчевская В.М. Эффективность применения пороасбофлогопи-та для огнезащиты стальных конструкций // Жаростойкие и обычные бетоны при действии повышенных и высоких температур / НИИЖБ. М., 1989. - С. 77-80.

42. Левитес Ф.А. Модификация огнезащитного вспучивающегося покрытия ВПМ-2 // Огнестойкость строительных конструкций. М.: ВНИИПО, 1984. - С. 39.

43. Левитес Ф.А., Барабанова Л.П. Огнезащитные вспучивающиеся составы. Обзор патентных описаний. -М.: ВНИИПО, 1979. Вып. 6. С. 21-25.

44. Колганова М.Н., Левитес Ф.А. Огнезащитные пропиточные составы на основе аммофоса // Пожарная опасность веществ и технологических процессов: Сб. науч. тр. -М.: ВНИИПО, 1988. С. 23-27.

45. Кошелева Н.И. Высокотемпературные теплоизоляционные изделия с применением в качестве связующего растворимого стекла. — М.: ЦБНТИ Главтепломонтаж, 1977 (Экспресс-информ. Сер. спец. строит, раб.).

46. Огнезащитные покрытия на минеральных вяжущих для стальных несущих конструкций / Н.П. Савкин, Н.И. Кошелева, А.И. Щипанов, В.М. Пискурев // Огнестойкость строительных конструкций: Сб. науч. тр. М.: ВНИИПО, 1983. - С. 11-15.

47. Пожарная опасность строительных материалов / А.Н. Баратов, Р.А. Андрианов, А.Я. Корольченко и др.; Под ред. А.Н. Баратова. М.: Стройиздат, 1988. - 380 с.

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

49. Кириллов Ф.М., Лебединский В.М. Опыт применения огнезащитных покрытий на объектах Главмоспромстроя // Бюллетень строит, техники. 1987. - № 4. - С. 45, 46.

50. Intumescent fire seals produckt revien, Lorient Polyproducts, "Fire Surv", 1988, 17, № 2 (24, 26 (end)).

51. Средство противопожарной защиты. Зарубежная военно-морская техника. Экспресс-информация, 1989, № 7.

52. Brandschutztmittel "Trockenbau", 1987, 4, № Ю (64).

53. AEG entwickelte schwer entflammbare Glasvliesbander, "Schiff und Hafen", 1987, 39, № 9 (76).

54. Intumescent fire seals produckt revien, Herbert, "Fire Surv", 1988, 17, № 2 (24, 26 (end).

55. A.C. Дания 60011879, МКИ С 04 В 19/00 // Огнестойкий состав для защиты железобетонных конструкций. Б.И.1985, № 12, 124.

56. А.С. ЧССР 219756, МКИ С 04 В 13/24 // Материал для тепло-звуко-противопожарной безопасности.

57. Brandschutz-Beshictung "Brandschutz", 1988, 42, № 2, "Verker und Technik".

58. Ожиганов И.И., Зенченко Ю.Р. Защитные покрытия строительных конструкций. -Киев: Будивельник, 1980. 156 с.

59. Highly microporous 2:1 layered silicate materials: Пат. 5183704 США, МКИ5 В 32 В 3/00 /Bohrn W.J., Garman Sh.N., Khanpara J.С.; Armstrong World Industries Inc. № 653177; Заявл. 11.02.91. Опубл. 2.02.93; НКИ 428/305.5.

60. Refractory eating method: Пат. 5098504 США, МКИ5 С 09 J 5/00/Motoki H.; SK Ka-ken Co. Ltd. № 545792; Заявл. 29.01.90; Опубл. 24.03.92; НКИ 156/305.

61. Fire-retardant painting: Заявка 2255345 Великобритания, МКИ5 С 09 D 109/00 /Chang Yu-Cheng, -№ 9109482.1; Заявл. 02.05.91; Опубл. 04.11.92; НКИ С4А.

62. Fire resistant compositions and laminates: Заявка 2255560 Великобритания, МКИ5 С 08 К 5/55, В 32 В 17/10, В 32 В 27/ 38/ Varma K.S., Parkes D.P.; Pilkington Pic . № 9203420.6; Заявл. 18.02.92; Опубл. 11.11.92; НКИ СЗВ.

63. Hydrated fibrous mats: Пат. 5096748 США, МКИ5 В 05 В 3/02 /Balassa L.L. № 518726; Заявл. 4.05.90; Опубл. 17.03.92; НКИ 427/384.72. «Pyrotech Einmal Innen» eine neue Brandschutzbeschichtung fur Stahl //BM: Bau+Mobelschreiner, 1992. -№ 12. -C. 78.

64. Zinc borate in intumescent paints/Bellingham F.//Polym. Paint. Colour. J. 1992. 182, -№ 4319. C. 627-628.

65. Protection for steelwork//Fire. 1992.85,-№ 1048. C. 43.

66. Feuerhemmende und Warmebestandige Uberzuge / Meckelburg E. // Technika (Suisse). 1992 .41,-№ 19.-C. 54-57.

67. Снижение пожарной опасности кабельных трасс. Смелков Г.И., Бойцов В.Ф.: ГИЦ МВД СССР, 1990.

68. О повышении эксплуатационной надежности и пожарной безопасности кабельных трасс / Федоров JI.E. // Пром. энерг. 1994. № 3. - С. 5-7.

69. Bleiben bei Feuer funktionsfahig // Elek. Energ.-Techn. 1994, 39, -№ 1. C. 51

70. Essential cables can be protected by fire retardant ducts, says firm / Macdonald N. // Fire. 1993. 85, -№ 1052. C. 35.

71. Fire retardant coating composition: Пат. 5104735 США, МКИ5 С 08 К 3/34/Cioffi Е.А., Hicks Н.; Hamilton Chemical Corp. № 354019; Заявл. 08.05.89; Опубл. 14.04.92; НКИ 428/383.

72. Brandschutz fur Kabeldurchfuhrungen // Mag. Feuerwehr. 1992. 17, № 10 C. 538-539.

73. Flame retardant splicing system: Пат. 5091608 США, МКИ5 H 02 G 15/08/John G.; Minnesota Mining & Manufacturing Co. № 642710; Заявл. 17.01.91; Опубл. 25.05.92; НКИ 174/84 R.

74. Огнестойкий кабель: Заявка 20207411 Япония, МКИ5 Н 01 В 7/34, В 32 В 15/06 /Фудзимура Сюнъити, Накаяма Киеси; Фурукава донки коге к. к. // Кокай токке кохо. Сер. 7(1). 1990. 76,-С. 69-72.

75. Огнестойкий кабель: Заявка 2210717 Япония, МКИ5 Н 01 В 7/34 /Сайто Юкитака, Югути Синго, Судзуки Юити; Ниссей дэнки к. к. № 132397; Заявл. 09.02.89; Опубл. 22.08.90 // Кокай токке кохо. Сер. 7 (1). 1990. 77, С. 91-93.

76. Провод для кабеля, стойкого к грозовым разрядам: Заявка 362410 Япония, МКИ5 Н 01 В 5/02 / Самэдзима Масахиро; Фудзикура дэнсэн к. к. № 64197463; Заявл. 29.07.89; Опубл. 18.03.91 // Кокай токке кохо. Сер. 7 (1). 1990. 22, С. 39-42.

77. Fire resistant electric or optic cable: Заявка 2247340 Великобритания, МКИ5 H 01В 7/34, G 02 В 6/44 / Summers Andrew Thomas; STC PLC. № 90186172; Заявл. 24.08.90; Опубл. 26.02.92; НКИ HI А.

78. Electrical cable earns UL two-hous rating // Fire End. 1992. 145, -№ 6. C. 38.

79. Verbeugender Brandsehutz dureh halogenfreie Kabel // VB:Vorbengender Brandschutz. 1992. 11, -№ 3. C. 16, 18, 20.

80. Low smoke, non-corrosive, fire retardant cable jackets based on HNBR and EVM / Meisenheimer H. // Rubber World. 1991. 204, № 3. - C. 19-22, 47. .

81. Аннемайер Др. Пожары, обусловленные загоранием кабелей, и меры по их предотвращению: Доклад // фирма "Хемыче фабрик Грюнау, Иллертисен—, ФРГ.

82. Негорючие кабели // Электротехника: РЖ. 1984. # 8. - С. 47. - Ref opi P~.re retardant cables II Met. V and Mater Technol. - 1984 - Vo~. 16, № 1 - P 16.

83. ВеуегвдоИ1ег K~, Tamplin Pi Accessories for halogen free fire - retardant and fire resistant cables // Jicable-84 - P - 476-483.

84. Die Prufung des Brandverhaltens von Kabeln / Richtec Siegfried // Draht. 1992. 42, № 3. - C. 256, 258, 260.

85. Calcium silicate insulation // Insulation (Gr. Brit.). 1992. № June. - C. 22.

86. Kaapelilapiviennit ja niiden testaus / Kajastila R. // Palontorjuntatekniikka. 1992. 22, -№ l.-C. 26-29.

87. He содержащие галогенов огнестойкие кабели: Заявка 2126515 Япония, МКИ5 Н 01В 7/34 / Цурусаки Кодзи, Цудзита Тэруюки, Судзики Хидэо; Фудзикура дэнсэн к. к. № 63279286; Заявл. 7.11.88; Опубл. 15.05.90 // Кокай токке кохо. Сер. 7 (1) 1990. 46, -С. 81-84.

88. Signalne bezhalogenove ohen retardujuce a ohnovzdorne kable / Slapansky Jan // Electroizol. a kabl. techn. 1991. 44, -№ 1. C. 19-22.

89. Flame retardant compositions: Пат. 4952428 США, МКИ5 A 01 N 3/00 /Keogh Michael J.; Union Carbide Chemical and Plastics Co. Inc. № 280980; Заявл. 07.12.88; Опубл. 28.08.90; НКИ 428/461.

90. Delta's new brochure //Fire. 1993. 86, -№ 1058. -C. 43.

91. AEI mineral insulated cables // Fire Surv. 1993.22, -№ 2. C. 30.

92. Suhner electronics Ltd. // Fire Surv. 1993. 22, № 2. - C. 32.

93. Safes cables for airport // Fire Int. 1993. 17, -№ 138. C. 25.

94. Cable having superior resistance to flame spread and smoke evolution: Пат. 5173960 США, МКИ5 G 02 В 6/44 /Dickinson P.R.; AT&T Bell Laboratories. № 847547; Заявл. 6.03.92; Опубл. 22.12.92; НКИ 385/100.

95. Fire-resistant cable for transmitting high freguency signals: Пат. 5162609 США, МКИ5 N01 В11 02 /Adriaenssens L.W. et al.; AT&T Bell Laboratories № 739122; Заявл. 31.07.91; Опубл. 10.11.92; НКИ 174/34.

96. LSF cables meet the needs of the needs of the times / Scott G. // Electrotechnology. 1993. 4,-№3. -C. 26-27.

97. Halogenfreie leitung aus PUR ist selbstverloschend //Maschinenmarkt. 1993. 99, № 35.-C. 123.

98. Fire-resistant rubber gains award for innovation // Fire Prev. 1993, № 262. - C. 8.

99. Brandschutz bei Kabelrinnen //VB: Vorbeugender Brandschutz. 1993. 12, № 4. -C.26.

100. Tough fire test for cables //Process Eng. (Gr. Brit.). 1994. 75, № 3. - C. 23.

101. Сивенков А.Б., Серков Б.Б., Асеева P.M., Сахаров A.M., Сахаров П.А., Скибида И.П. Огнезащитные покрытия на основе модифицированных полисахаридов. Журнал Пожаровзрывобезопасность. 1, 2, 3, -2002 год.

102. Нормы пожарной безопасности. НПБ 238-97.

103. ГОСТ 12176-89. Кабели, провода, шнуры. Методы проверки на нераспространение горения. М.: Издательство стандартов, 1990. 7 с.

104. ГОСТ 15140-78. Методы определения адгезии. М.: Издательство стандартов, 1979.-7 с.

105. ГОСТ 20022.6-93. Защита древесины. Параметры защищенности. М.: Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве, 1994. - 10 с.

106. ГОСТ 19007-93 Методы определения времени и степени высыхания. М.: Издательство стандартов, 1995. - 9 с.

107. ГОСТ 310.3-85 Цементы. Методы определения тонкости помола. М.: Издательство стандартов, 1986. - 9 с.

108. ГОСТ 6806-73 Метод определения эластичности пленки при изгибе. М.: Издательство стандартов, 1974. - 9 с.

109. ГОСТ 4765-73 Определение прочности пленок при ударе. М.: Издательство стандартов, 1974. 6 с.

110. Певзнер Б.З., Висоцкис К.К., Баньковская И.Б. Влияние структурного состояния наполнителя на формирование стеклокерамических композиций и покрытий — В кн. Температуроустойчивые покрытия. Л., 1985. с. 23-27.

111. Уэндландг У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. - 526 с. .

112. Берг JI.T. Введение в термографию. М.: Изд. АН СССР, 1961. - 367 с.

113. Ковба JI.M., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. М.: Изд. МГУ, 1969.

114. Линсои Г., Стипл Г. Интерпретация порошковых рентгенограмм. М.: Мир, 1972.

115. ГОСТ 18995.1-88 Продукты химические жидкие. Методы определения плотности. М.: Издательство стандартов, 1990. - 10 с.

116. ГОСТ 16588-91 Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности. М.: Издательство стандартов, 1990. - 13 с.

117. ГОСТ 8420-74 Материалы лакокрасочные. Методы определения условной вязкости. -М.: Издательство стандартов, 1975. 9 с.

118. ГОСТ 21513-76 Методы определения водо- и влагопоглощения лакокрасочной пленкой.- М.: Издательство стандартов, 1978. 8 с.

119. ГОСТ 27721-87 Материалы лакокрасочные. Метод контроля срока годности. М.: Издательство стандартов, 1989. - 4 с.

120. ГОСТ 9.403-80 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Методы испытаний на стойкость к статическому воздействию жидкостей.- М.: Издательство стандартов, 1981. 4 с.

121. Патент № 2168528, зарегистрирован в реестре изобретений. Смесь для изготовления покрытия. Еремина Т.Ю., Никитина С.В., Дьяченко П.В.

122. Корнеев В.И., Данилов В.В. Растворимое жидкое стекло. СПб.: Стройиздат, 1996.-216 с.

123. Патент № 95103457, зарегистрирован в реестре изобретений 10.12.1996 г. Огнезащитная композиция. Башарин И.А., Кандалов В.П. и др.

124. Патент № 2078782, зарегистрирован в реестре изобретений 10.05.1997 г. Вяжущая композиция. Корнеев В.И., Морозова Е.В. и др.

125. Патент № 2103295, зарегистрирован в реестре изобретений 10.06.1996 г. Огнезащитный состав для покрытия кабелей и древесины. Баженов С.В., Елисеева JI.B. и др.

126. Патент № 2084481, зарегистрирован в реестре изобретений 20.07.1997 г. Состав для огнезащитного покрытия. Олейник В. А., Журченко А.Г. и др.

127. Патент № 2552477, зарегистрирован в реестре изобретений 18.02.1980 г. Композиция для изготовления огнезащитных материалов. Меркулова Л.А., Волосина О.В.

128. А.С. СССР 1808037 МКИ С 04 В 28/24. Смесь для изготовления покрытия.

129. А.С. СССР 1701694 МКИ С 04 В 28/34. Огнестойкая сырьевая смесь.

130. Патент № 2038977. Способ получения огнезащитного покрытия. Ивлев Н.Ф., Еремина А.Ф., *Бибихина Т.Ю. Зарегистрировано в Госреестре 09.07.1995.

131. Патент № 2057101. Способ изготовления защитно-декоративного покрытия. *Бибихина Т.Ю., Лукинский В.М., Ивлев Н.Ф., Демехин В.Н., Терещенков Д.М. Заре-гестрировано в Госреестре 27.03.1996.

132. Патент № 2016767. Способ получения огнезащитного покрытия. Ивлев Н.Ф., Еремина А.Ф., *Бибихина Т.Ю. Зарегистрировано в Госреестре 30.07.1994.

133. Копейкин В.А., Петрова К.П. Материалы на основе металлофосфатов. М.: Химия, 1976. - 200 с.

134. Копейкин В.А. Некоторые вопросы химии и технологии фосфатных материалов // Технология и свойства фосфатных материалов: Сб. науч. тр. М.: Стройиздат, 1974.-С. 4-17.

135. Патент № 2098441, зарегистрирован в реестре изобретений 10Л2.1997 г. Огнеупорная краска. Липович В.Г., Павлов О.Б. и др.

136. Патент № 95105199, зарегистрирован в реестре изобретений 10.01.1997 г. Композиционный огнезащитный древесностружечный материал. Сударева Н.Г., Васильев В.В.

137. Патент № 2100391, зарегистрирован в реестре изобретений 10.01.1997 г. Композиционный огнезащитный древесностружечный материал (его модификации). Суда-рева Н.Г., Васильев В.В.

138. Патент № 2084476, зарегистрирован в реестре изобретений 20.07.1997 г. Огнезащитная композиция для «гибких» элементов конструкций. Сартан А.Я., Богданова Ю.П. и др.

139. Патент № 2119516, зарегистрирован в реестре изобретений 27.09.1998 г. Огнезащитный вспучивающийся состав для покрытия деревянных поверхностей. Амбарцу-мян Р.Г.

140. Патент № 2065463, зарегистрирован в реестре изобретений 20.08.1996 г. Огнезащитный вспучивающийся состав для покрытий. Амбарцумян Р.Г., Кутько С.Д., Левченко А.Ф.

141. Патент № 2079403, зарегистрирован в реестре изобретений 20.05.1997 г. Способ огнезащиты древесных конструкций и материалов. Леонович А.А., Бичевская Л.П. идр.

142. Патент № 2061732, зарегистрирован в реестре изобретений 10.06.1996 г. Огнезащитный состав для покрытия кабелей и древесины. Баженов С.В., Елсеева Л.В. и др.

143. Патент № 2089571, зарегистрирован в реестре изобретений 10.09.1997 г. Полимерная композиция, Головенко Н.И., Киселев A.M. и др.

144. Патент № 2105030, зарегистрирован в реестре изобретений 20.02.1998 г. Состав для получения огнезащитного материала и способ получения огнезащитного материала. Годунов И.А., Авдеев В.В. и др.

145. Патент № 2103314, зарегистрирован в реестре изобретений 27.01.1998 г. Огнезащитный материал для покрытий и способ его получения. Годунов И.А., Авдеев В.В., Кузнецов Н.Г.

146. Патент № 2103300, зарегистрирован в реестре изобретений 27.01.1998 г. Полимерная композиция для огнезащитного вспенивающегося покрытия. Бондаренко А.Н., Васин В.П. и др.

147. Патент № 2095386, зарегистрирован в реестре изобретений 10.11.1997 г. Способ получения защитного покрытия. Смирнов А.В., Орлов О.Г. и др.

148. Леонович А.А. Теория и практика приготовления огнезащитных древесных плит. Л: 1978.

149. Краткая химическая энциклопедия в 3-х томах, М., 1963.

150. Леонович А.А. Огнезащита древесины и древесных материалов: Учебное пособие для студентов ЛТА. СПб, 1994. - 148 с.

151. Еремина Т.Ю., Введенская Н.Б., Беляев В.П. Термические превращения алюми-нийсодержащих антипиренов. Журнал «Пожаровзрывобезопасность» № 4, 2001

152. Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.Г. Термодинамика силикатов. М: Стройиздат, 1965.

153. Лыков А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки. М: Госэнергоиздат, 1956.

154. Левитес Ф.А. Разработка огнезащитных вспучивающихся покрытий для повышения предела огнестойкости строительных конструкций. М.: Наука, 1981. - 280 с.

155. Перцовский В.И. Разработка тонкослойных декоративных покрытий и исследование их эксплутационных качеств для отделки фасадов жилых зданий. М., 1972.

156. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в технологии бетона. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1982. - 103 с.

157. Рафалес-Ламарка Э.Э., Николаев В.Г. некоторые методы планирования и математического анализа биологических экспериментов. Киев: Наукова думка, 1971.

158. Atkins С. Developments in intumescent coatings, Polym. Paint Colors J. 1997, 187, № 4390, 16-18 p.

159. Васин В.П., Евтихиева Н.Ю. Огнезащитные материалы вспенивающегося типа. 1997, Изобрет.-машиностр., № 3-4, 36-38 с.

160. Васин В.П., Евтихиева Н.Ю. Применение огнезащитных полимерных покрытий вспенивающегося типа для снижения горючести различных конструкционных материалов, Обз. инф. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1998, ВИНИТИ, № 4, 57-62 с.

161. Bulter К.М., Daum H.R., Kaschiwagi Т., Three-dimensional kinetic model for the swelling of intumescent materials, NIST Spec. Publ. / US Dep. Commer. Nat. Bur. Stand. 1995, №838, 7-9 p.

162. Зернов С.И. Компьютерное моделирование при оценке огнестойкости, Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях / ВИНИТИ. 1995, № 8, 34-51 с.

163. Бартелеми Б., Крюппа Ж. Огнестойкость строительных конструкций. М. Стройиздат, 1985.-215 с.

164. Дульнев Г.Р. Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974. с. 263.

165. Теоретические основы теплотехники. Технический эксперимент: Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1998.

166. Дульнев Г.Р. Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Л.: Энергия, 1968.-с. 359.

167. Сперроу Э.М., Сесс Р.Д. Теплообмен излучением. Л.: Энергия, 1971. - 294 с.

168. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. Т. 1, 2. М.: Мир, 1990. - 726 с.

169. Кочин Н.Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. М.: Наука, 1965.-426 с.

170. Bessonov N.M. Vector Finite Difference Method // 6th IMACS International Conference on Applications of Computer Algebra. June 25-28, 2000, Russia.

171. Самарский A.A. Теория разностных схем. M.: Наука, 1977. - с.654.

172. Липанов A.M. Моделирование процесса формирования огнезащитного твердо-ленного покрытия, Fire Sci. And Technol.: Proc 1st Asian Conf.,Hejoi, Oct. 9-13 1993, 354-359 p.

173. Исаков Г.Н., Кузин А.Я. Моделирование и идентификация процессов тепломас-сопереноса во вспучивающихся теплозащитных материалах // Прикл. мех. и техн. физ., 1996, т. 37, № 4. с. 126-134.

174. Исаков Г.Н., Кузин А.Я. Моделирование тепло- и массопереноса в многослойных тепло- и огнезащитных покрытиях при взаимодействии с потоком высокотемпературного газа, Физика горения и взрыва. 1998, 34, № 2, 82-89 с.

175. Зверев В.Г., Гольдин В.Д., Несмелое В.В., Цимбалюк А.Ф. Моделирование тепло- и массопереноса во вспучивающихся огнезащитных покрытиях, Физика горения и взрыва. 1998, 34, № 2, 90-98 с.

176. Страхов B.J1., Гаращенко А.Н., Рудзинский В.П. Математическое моделирование работы и определение комплекса характеристик вспучивающейся огнезащиты // Пожаровзрывобезопасность, 1997, № 3. с. 21-30.

177. Страхов B.JL, Гаращенко А.Н., Рудзинский В.П. Математическое моделирование работы огнезащиты, содержащей в своем составе воду // Пожаровзрывобезопасность, 1998, №2.-с. 12-19.

178. Страхов B.J1., Крутов A.M., Давыдкин Н.Ф. Огнезащита строительных конструкций / Под ред. Ю.А. Кошмарова. М.: Информационно-издательский центр «ТИМР», 2000 - 443 с. (Руководство по пожарной безопасности подземных сооружений: В 5 т.; Т. 2).

179. Boyd C.F., Dimarzo М. The behavior of a tire-protection foam exposed to radiant heating, J. Heat and Mass Transfer. 1998, 41, № 12, 1719-1728 p.

180. Harada M. Numerical modeling of fire walls to simulate fire resistance test, Trans. ASME. J. Heat Transfer. 1998, 120, № 3, 661-666 p.

181. Еремина Т.Ю., Бессонов H.M. Модель оценки огнезащитной эффективности вспучивающихся водосодержащих составов // Пожаровзрывобезопасность, 2000, № 3. -с. 17-20.

182. Еремина Т.Ю., Бессонов Н.М., Дьяченко П.В. К вопросу оценки коэффициента эффективной теплопроводности вспученных составов // Пожаровзрывобезопасность, 2002, №5.-с. 13-18.

183. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М.: Стройиздат, 1982. - 349 с.

184. Еремина Т.Ю. Опыт применения огнезащитных веществ и материалов для различных зданий и сооружений. Международная научно-практическая конференция. -С.-Пб.: СПбГАСУ, 2002.

185. Еремина Т.Ю. Моделирование и оценка огнезащитной эффективности вспучивающихся огнезащитных составов. // Пожаровзрывобезопасность, 2003. - № 5.

186. Еремина Т.Ю. Огнезащита деревянных строительных конструкций, материалов и изделий из них. Противопожарное нормирование. // СтройПрофиль, 2004.- № 9.

187. Еремина Т.Ю. Снижение пожарной опасности строительных конструкций и материалов для зданий и сооружений. Международная научно-практическая конференция. С.-Пб.: СПбИГПС МЧС, 2004 г.

188. Описание характерных огнезащитных составов из патентного поиска.п/п Авторы и наименование № патента, год публикации Связующее Модификаторы, % Наполнители Примечание (достигаемый эффект)1 2 3 4 5 6 7

189. Годунов И. А.,Авдеев В.В. Кузнецов Н.Г и ДР- Огнезащитный материал для покрытий и способ его получения №2103314 27.01.98 Этилен пропилен диеновый каучук Окисленный графит Создание материала с повышенной механической прочностью

190. Факторы в натуральном виде Кодированный вид Уровни варьирования Интервал варьирования-I 0 + 1

191. Серпентин к жидкому стеклу Z, 11/60 13/0 15/60 4

192. Концентрат вермикулитовой руды к жидкому стеклу z2 7/60 9/60 11/60 4

193. Полистирол к жидкому стеклу z3 5/60 7/60 9/60 4

194. Полифосфат Na к жидкому стеклу z4 5,2/60 5,8/60 6,4/60 1,2