Основные свойства, определяющие пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов

Номенклатура показателей, характеризующих пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов, и методы их определения регламентированы ГОСТ 12.1.044-89 [1]. Выбор показателей зависит от агрегатного состояния вещества и условий его приме­нения.

При определении пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов выделяют газы, жидкости, твердые вещества и материалы, пыль.

Для каждого из состояний установлено более 10 показателей. Рассмотрим основные из них, наиболее важные с точки зрения обеспечения безопасности на строительной площадке.

Группа горючести. Горючесть – это способность вещества или материала к горению. По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы:

– негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, не способные к горению в воздухе (все естественные и ис­кусственные неорганические материалы, металлы, а также гипсовые плиты, содержащие до 8% органического веще­ства, минераловатные плиты на синтетической, крахмаль­ной или битумной связке при содержании ее до 6% массы);

– трудногорючие – вещества и матери­алы, способные возгораться в воздухе от источника зажи­гания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления (асфальтовый бетон, гипсовые и бетонные мате­риалы, содержащие более 8% массы органического напол­нителя, минераловатные плиты на битумном связующем при содержании его от 7 до 15%, древесина, подвергнутая глубокой пропитке антипиренами, цементный фибролит);

– горючие – вещества и материалы способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления (все органические материалы, не отвечающие требованиям, предъявляемым к негорючим и трудногорючим материа­лам). Из группы горючих веществ и материалов выделя­ют легковоспламеняющиеся вещества и материалы – спо­собные воспламеняться от кратковременного (до 30с) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пла­мя спички, искра, тлеющая сигарета и т. п.).

Количественные показатели, определяющие принадлежность материалов к той или иной группе горючести, и методы их ис­пытаний регламентированы ГОСТ 12.1.044–89 [1].

Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.

Согласно СНиП 21-01–97* [3] пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распрос­транением пламени по поверхности, дымообразующей способ­ностью и токсичностью.

Строительные материалы подразделяют на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы, в свою очередь, подразделяют на четыре группы (слабогорючие, умеренно горю­чие, нормально горючие и сильногорючие).

Для негорючих строительных материалов другие показатели, пожарной опасности не определяют и не нормируют.

Температура вспышки. Вспышка – это быстрое сгорание го­рючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых га­зов. Температура вспышки – самая низкая температура горю­чего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образова­ния еще не достаточна для устойчивого горения.

Горючие жидкости по данному показателю делят на два клас­са: собственно горючие и легковоспламеняющиеся. К последним относят жидкости, температура вспышки которых не превышает 61^оС (растворители, лаки, олифы, керосин, бензин и т. п.).

Температура воспламенения – это наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний ве­щество выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение. Воспламенение состоит в том, что горючая система локально, т. е. в небольшой части объема, нагревается источником воспла­менения до температуры самовоспламенения. После воспламе­нения горючей системы в локальном объеме теплота от нагре­тых продуктов горения будет распространяться в сторону невоспламененной части горючей системы.

В слое горючей системы, непосредственно примыкающем к сгоревшему объему, также произойдет самовоспламенение.

Как видим, физическая сущность возникновения горения при воспламенении такая же, как и при самовоспламенении. Основное различие состоит в том, что процесс воспламенения пространственно ограничен частью объема горючей системы, в то время как процесс самовоспламенения происходит во всем рассматриваемом объеме. Воспламенение иначе называют вынужденным воспламенением, или зажиганием. Температура воспламенения обычно несколько выше температуры самовоспла­менения. Это зависит от размеров источника воспламенения и времени его действия. Если исключить влияние этих факторов, то температура воспламенения становится равной температуре самовоспламенения.

Температура самовоспламенения для различных веществ неодинакова и составляет обычно несколько сот (200 – 400^оС) градусов. Напри­мер, температура самовоспламенения бензина А-76 равна 255°С, древесины сосновой – 400 °С, линолеума – 410 °С.

Важным показателем горючих жидкостей и газов являются также температурные пределы распространения пламени, при которых насыщенные пары образуют в конкретной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени. Последние показатели определяют также для горючих пылей. Значения показателей применяют при разработке мероприятий по обеспечению пожаро- и взрывобезопасности, при расчете температурных режимов работы технологического оборудования, при оценке аварийных ситуаций, связанных с проливом горючих жидкостей, утечкой горючих газов, выделением в помещение горючих пылей.

Немаловажным показателем пожаро- и взрывоопасности горючих жидкостей, паров и пылей является энергия зажигания, которая определяет минимальную энергию электрического разряда, способную воспламенять наиболее воспламеняющуюся смесь данных веществ с воздухом. Величина энергии зажигания зависит от вида вещества и его концентрации.

Кроме представленных выше параметров рассматривают также: температура самонагревания, температура тления, условия теплового самовозгорания, кислородный индекс, способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами, нормальная скорость распространения пламени, скорость выгорания, коэффициент дымообразования, индекс распространения пламени, показатель токсичности продуктов сгорания полимерных материалов, минимальное взрывоопасное содержание кислорода, минимальная флегматизирующая концентрация флегматизаторов, максимальное давление взрыва, скорость нарастания давления при взрыве.

Рассмотренные показатели играют важную роль при определении категорий помещений и зданий по взрывопожарной опасности, а также для разработки систем по обеспечению пожарной безопасности и взрывобезопасности объектов, выборе способов и средств тушения пожаров.