АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Строительные материалы. Классификация. Пожароопасные свойства

Основные свойства строительных материалов и кон­струкций. Для правильной оценки поведения строительных конструкций в условиях пожара необходимо знать ос­новные физические, механические и пожароопасные свойства строительных материалов.

Физические свойства материалов.

Плотность — величина, измеряемая отношением массы' вещества к занимаемому объему

Р = т1У, где т — масса вещества, кг; V — объем вещества, м3.

Полагая в уравнении У=1, получим р = т, т. е. плот­ность вещества равна массе, содержащейся в единице объема. Единица измерения плотности — килограмм на кубический метр (кг/м³).

Удельный объем — величина, измеряемая отноше­нием объема вещества к его массе V = У//п, где V— объем вещества, м3; т — масса вещества, кг.

Таким образом, удельный объем вещества является' величиной, обратной плотности. Единица измерения удельного объема — кубический метр на килограмм (м³/кг). Удельный вес — величина, измеряемая отношением силы тяжести (веса тела) к его объему =Р/У, где Р — сила тяжести, Н; V — объем, м3.

Единица измерения удельного веса — 1 ньютон на' кубический метр (Н/м³).

Влажность — массовая доля воды в материале, вы­раженная в процентах:

№= 100 (т_в — т_с)/т_с, где т_в — масса влажного материала; т_с— масса сухого материала.

Для определения влажности образец взвешивают сначала во влажном, а затем в абсолютно сухом состоя­нии. Высушивают материал до полного удаления вла­ги в лабораторных условиях (в сушильном шкафу) при температуре 110°С. Материал, влажность которого рав­на 0, называют абсолютно сухим, при равенстве ее' влажности окружающего воздуха — воздушно-сухим.

Водопроницаемость, т. е. способность материала про­пускать воду под давлением, измеряют количеством во­ды, прошедшей через 1 см² площади поверхности матери­ала в течение 1 ч при постоянном давлении. Особо плот­ные материалы (битум, стекло, сталь и др.), а также достаточно плотные материалы с мелкими порами (спе­циальный бетон) практически водонепроницаемы, осталь­ные водопроницаемы.

Морозостойкость — способность материала в насы­щенном водой состоянии выдерживать многократное и' попеременное замораживание и оттаивание. Материал' считают морозостойким, если он после испытания не имеет выкрашиваний, трещин, расслаивания, потери массы более 5% и прочности более 25%.

Теплопроводность — способность материала переда­вать теплоту от одной поверхности к другой. За едини­цу количества теплоты принят 1 джоуль (Дж). С уве­личением влажности и плотности «материала возрастает¹ его теплопроводность.

Теплоемкость — количество теплоты, которое требу­ется для нагревания какого-либо тела на 1 кельвин' (К). Теплоемкость измеряют в джоулях на кельвин' (Дж/К). Для характеристики тепловых свойств мате­риала надо знать удельную теплоемкость, т. е. отноше­ние теплоемкости тела к его массе с=1 Дж/(кг -К).

Механические свойства материалов.

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием нагрузок или других факторов. Пре­делом прочности называется условное напряжение, от­вечающее наибольшей нагрузке, предшествовавшей раз­рушению образца материала. Предел прочности опре­деляют нагружением образцов материала до разруше­ния на прессах или разрывных машинах. Хрупкие мате­риалы испытывают главным образом на сжатие, пла­стичные— на растяжение. При испытании на сжатие образцы обычно делают в виде кубиков или цилиндров с размерами сторон от 2 до 3 см, на растяжение — в виде стержней, ровных или с утоненной средней частью (например, металлы). Предел прочности при сжатии колеблется от 0,2 кН/см² для наиболее сла­бых строительных материалов до 100 кН/см² и выше для высокосортной стали.

Многие строительные материалы характеризуются в технических условиях так называемыми марками, совпа­дающими по величине с пределом прочности (при сжа­тии). Например, тяжелый бетон бывает марок (М) 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600; кирпич—50, 75, 100, 125, 150 и т. д.

Твердость — способность материала сопротивляться прониканию в него другого, более твердого тела. Твер­дость материала не всегда соответствует его прочности. Материалы с разными пределами прочности могут обла­дать одинаковой твердостью. Существует несколько способов определения твердо­сти материала. Например, твердость однородных ка­менных материалов определяют по специальной шкале, составленной из десяти минералов, которые расположе­ны по степени возрастания твердости. Испытуемый ма­териал царапают минералами шкалы, результаты срав­нивают с эталоном. В металл, бетон и древесину вдав­ливают с определенной нагрузкой стальной шарик. По глубине вдавливания или диаметру отпечатка уста­навливают твердость материала.

Упругость — свойство материала изменять форму под действием нагрузки и восстанавливать ее после снятия нагрузки. Восстановление первоначальной фор­мы может быть полным и частичным. Если восстанов­ление формы неполное, то в материале имеются так на­зываемые остаточные деформации. Пределом упругости считают напряжение, при котором остаточные дефор­мации впервые достигают заданной в технических усло­виях на данный материал величины.

Хрупкость — свойство материала разрушаться при механических воздействиях нагрузки без заметной пластической деформации. К хрупким материалам относятся чугун, бетон, кирпич. Они легко разрушаются при ударах и не выдерживают высоких местных напряжений (в них образуются трещины), поэтому их не применяют для строительных конструкций, подвергающихся растягивающим и изгибающим усилиям.

Пожароопасные свойства материалов.

Возгораемость — способность материала гореть или не гореть под воздействием огня. По возгораемости материалы делят на негорючие (несгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и горючие (сгораемые). К негорючим относятся материалы, которые не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются под воздействием огня или высокой температуры. Если под воздействием огня или высокой температуры материалы или конструк­ции воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника зажигания, а после его удаления процесс горения или' тления прекращается, их относят к трудногорючим. Горючие материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть или тлеть после удаления источника зажигания.

Все строительные материалы неорганического происхождения относят к негорючим, а органического — к горючим. К негорючим также относятся материалы и конструкции неорганического происхождения, но содержащие до 8% органической массы, добавляемой в качестве связки, заполнителя или для увеличения механической прочности материалов и конструкций

К негорючим строительным материалам относятся природные каменные материалы и изделия из гранита, мрамора, бута, известняка, ракушечника, туфа, песка, гравия и т. д. Бут используют для фундаментов, мрамор и гранит — для внешней и внутренней облицовки зданий и сооружений, полов, подоконников, ступеней. и т. д. Пиленые блоки из известняка, туфа, ракушечника— прекрасный материал для кладки стен. Песок, гравий и щебень используют при изготовлении бетона в качестве заполнителей.

К искусственным строительным негорючим материа­лам относятся кирпич обожженный полнотелый глиня­ный, пустотелый и пористо-пустотелый, легкий с легко-земельными или выгорающими добавками, безобжиговый силикатный, камни керамические пустотелые, грунтобетонные стеновые, стеновые блоки и камни из легких и тяжелых бетонов сплошные и пустотелые, облицовочные керамические изделия и архитектурные детали и т. д.

В условиях высокой температуры на пожаре строи­тельные конструкции, части зданий и сооружений, вы­полненные из природных и искусственных камней, «ве­дут» себя надежно и не теряют своих физико-механи­ческих свойств длительное время.

Одно из основных требований к фундаментам, сте­нам и перегородкам, выполненным из природных и ис­кусственных камней, которые делают их надежными противопожарными преградами — газонепроницаемость. Поэтому кладка из отдельных камней должна быть прочной и монолитной. Камни следует располагать в последовательности, исключающей их смещение или разрушение под влиянием действующих усилий как в нормальных условиях эксплуатации, так и при возник­новении пожара. Горизонтальные и вертикальные, про­дольные и поперечные швы в кладке заполняют рас­твором, что повышает ее монолитность, газонепроницае­мость, способствует равномерной передаче нагрузок, улучшает теплотехнические свойства. Раствор применя­ют также при заделке стыков и швов между сборными железобетонными блоками, панелями и плитами.

Частичное или полное обрушение перекрытия во время пожара вызывает перераспределение нагрузок на стены, возникновение изгибающих усилий и т. д. Стены и перегородки работают также частично на изгиб и скалывание при повышении температуры и давления в замкнутом объеме. Камни хорошо сопротивляются сжа­тию, но плохо изгибу и скалыванию, поэтому принятый способ расположения (разрезка) камней в кладке дол­жен исключать возможность их смещения при возник­новении опасных усилий.

Конструкции из металла (колонны, столбы, фермы и т. д.) обладают низким пределом огнестойкости (до 15 мин). В сочетании с бетоном (железобетонные) мо­гут быть получены конструкции с любыми заданными пределами огнестойкости, но вследствие неоднородности, заводских дефектов и т. д. иногда теряют прочность на пожаре значительно раньше расчетного срока.

В трудногорючих строительных материалах сочета­ются теплофизические и механические свойства горючих и негорючих материалов, благодаря чему получают конструкции с заданными параметрами (прочностью на изгиб, огнестойкостью, устойчивостью по отношению к агрессивным средам, звукотеплопроводностью и т.д.).

К трудногорючим материалам относятся асфальто­вый бетон, гипсовые и бетонные материалы, содержа­щие более 8% органического заполнителя, полимерные материалы и древесина, подвергнутые глубокой пропит­ке антипиренами, войлок, вымоченный в глиняном рас­творе, цементный фибролит и т. д.

К группе горючих относятся материалы органичес­кого происхождения: древесина, древесностружечные плиты, торфоплиты, камышит, кровельный рулонный материал, резина, линолеум, пенопласт, поливинилхлорид и др.

При горении конструкций и материалов из пласт­масс выделяются высокотоксичные продукты термичес­кого распада, что является их недостатком. В некоторые виды пластических масс вводят добавки, уменьшающие их горючесть. Минераловатные плиты на фенольном связующем трудногорючи, а на крахмальном связующем негорючи.

Для повышения сопротивляемости конструкций из дерева воздействию огня используют огнезащитную об­работку: нанесение покрытия на поверхность или глубо­кую (всей массы материала) пропитку, которые увеличивают предел огнестойкости конструкций и уменьшают предел распространения огня. Существует несколько способов огнезащитной обработки деревянных конст­рукций:

пропитка водными растворами огнезащитных солей в автоклаве с поглощением сухой соли до 75 кг на 1 куб. м. обрабатываемой древесины;

пропитка водными растворами огнезащитных солей под давлением в автоклавах или в горячехолодных ван­нах с поглощением до 50 кг сухой соли на 1 м³ обраба­тываемой древесины с последующим покрытием атмосфероустойчивой краской;

поверхностная обработка водными растворами ог­незащитных солей с расходом сухой соли не менее 100 г на 1куб.м. площади обрабатываемой поверхности;

поверхностная обработка огнезащитными красками, жидким стеклом, глиняным раствором и другими об­мазками;

покрытие слоем штукатурки, асбестоцементными лис­тами.

Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 2209 | Нарушение авторских прав