У даній роботі представлені результати досліджень щодо зниження пожежної небезпеки теплоізоляційних пінополістирольних матеріалів (ППС) шляхом нанесення вогнезахисних покриттів двома способами: поверхневим утворюючим на поверхні об'єкту захисний шар, і об'ємним просочуються склад проникає всередину структури матеріалу. Як вогнезахисних покриттів застосовувалися водні композиції неорганічних речовин, як добавки до них негорючі речовини мінерального походження. Для дослідження застосовувалися зразки, виготовлені з плит пінополістиролу марок ППС-20 (по ГОСТ 15588-2014) або ПСБ-С-25-самозатухаючий (по ГОСТ 15588-1986). Вивчено особливості поведінки матеріалу, обробленого вогнезахисними складами, при випробуваннях на горючість, займистість, димоутворення. запропоновано критерії оцінки ефективності застосування вогнезахисних покриттів для ППС.

Анотація наукової статті з хімічних технологій, автор наукової роботи - Боровик Світлана Іванівна, Палатинская Ірина Петрівна, Солдатов Олександр Іванович


CRITERIA OF ASSESSING THE EFFICIENCY OF FIRE-RETARDANT COATINGS FOR POLYSTYRENE FOAM HEAT-INSULATION MATERIALS

This work presents the results of studies on reducing the fire hazard with regard to heat-insulation polystyrene foam materials by applying fire-retardant coatings to them using two methods: surface method, with which a protective layer is formed on the surface; and the whole-volume method, with which the saturating composition penetrates inside the material's structure. As fire-retardant coatings, water-based compositions of inorganic substances have been used; and non-combustible mineral substances have been used as additives. Samples of polystyrene foam plates of grade PPS-20 (as per GOST 15588-2014) or (PSB-S-25-sel-extinguishing as per GOST 15588-1986) have been used for the research. The behavior specifics of the material treated with fire-retardant compositions have been studied during the tests on combustibility, flammability, and smoke generation. The criteria of assessing the efficiency of using fire-retardant coatings for polystyrene foam materials have been suggested.


Область наук:

  • хімічні технології

  • Рік видавництва: 2019


    Журнал: Вісник Південно-Уральського державного університету. Серія: Будівництво та архітектура


    Наукова стаття на тему 'КРИТЕРІЇ ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ вогнезахисним покриттям для пінополістирольних ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ'

    Текст наукової роботи на тему «КРИТЕРІЇ ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ вогнезахисним покриттям для пінополістирольних ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ»

    ?УДК 691.175.746

    DOI: 10.14529 / ЬШШ190305

    КРИТЕРІЇ ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ вогнезахисним покриттям для пінополістирольних ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

    С.І. Боровик, І.П. Палатинская, А.І. Солдатов

    Південно-Уральський державний університет, м Челябінськ, Росія

    У даній роботі представлені результати досліджень щодо зниження пожежної небезпеки теплоізоляційних пінополістирольних матеріалів (ППС) шляхом нанесення вогнезахисних покриттів двома способами: поверхневим - утворюючим на поверхні об'єкту захисний шар, і об'ємним - просочуються склад проникає всередину структури матеріалу. Як вогнезахисних покриттів застосовувалися водні композиції неорганічних речовин, як добавки до них - негорючі речовини мінерального походження. Для дослідження застосовувалися зразки, виготовлені з плит пінополістиролу марок ППС-20 (по ГОСТ 15588-2014) або ПСБ-С-25-самозатухаючий (по ГОСТ 15588-1986). Вивчено особливості поведінки матеріалу, обробленого вогнезахисними складами, при випробуваннях на горючість, займистість, димоутворення. Запропоновано критерії оцінки ефективності застосування вогнезахисних покриттів для ППС.

    Ключові слова: пінополістирол, пожежонебезпека, критерії оцінки, час самостійного горіння, ступінь вигоряння, сажеобразование.

    Відповідно до Федерального закону № 384-Ф3 [1] до теплозахисту будівель висуваються жорсткі вимоги, що виключають в процесі експлуатації нераціональна витрата енергетичних ресурсів. Це обумовлює повсюдне використання в будівництві поліпшених видів і розробку нових теплоізоляційних матеріалів. Тому масове будівництво як житлових, так і нежитлових об'єктів в нашій країні із застосуванням теплоізоляційних плит з ППС за останні роки збільшується. ППС - це один з кращих теплоізоляційних матеріалів, який має низку переваг у порівнянні зі скловатою, кам'яної ватою та іншими традиційними теплоізоляційними матеріалами. Так, за даними Асоціації виробників і постачальників пінополістиролу, застосування матеріалу з 2010 року в Росії збільшилася до півтора разів [2] і продовжує зростати.

    ППС - це клас матеріалів, що представляє собою спінені пластичні маси [2]. Основними достоїнствами матеріалу є низька теплопровідність, водонепроникність, міцність, звукоізоляція, легкість в обробці, низька вага плит і низька вартість.

    Однак, незважаючи на переваги ППС, в порівнянні з іншими ізоляційними матеріалами він має істотні недоліки -є матеріалом з високими показниками пожежної небезпеки, токсичності, димоутворення, руйнується під дією прямих ультрафіолетових променів, ефірів, кетонів, хлорованих і ароматичних вуглеводнів, набухає в бензині і маслах [3, 4].

    Пінополістирол відрізняється від звичайних твердих матеріалів. Основний обсяг в ньому зани-

    томить газ (співвідношення С: Н і 1: 1). Тому ППС легко спалахує, горить інтенсивно з виділенням токсичних продуктів, що утворюються при їх неповному згорянні [4-9].

    Застосування плит пінополістирольних теплоізоляційних в Росії регламентується ГОСТ 15588-2014 [10], і з введенням його в дію з 01.06.2015 посилилися вимоги пожежної безпеки в області їх застосування. Для плит повинні бути визначені наступні пожежно-технічні показники: група горючості - Г, група займистості - В, група за токсичністю продуктів горіння - Т, група за димоутворювальною здатністю - Д, час самостійного горіння. Допускається застосування плит ППС для теплоізоляції зовнішніх огороджувальних конструкцій, теплового захисту окремих елементів будівельних конструкцій і промислового устаткування при відсутності контакту плит з внутрішніми приміщеннями, а також в фасадних теплоізоляційних композиційних системах з зовнішніми штукатурними шарами.

    Отже, відповідно до ГОСТ 155882014 [10] легкий і міцний теплоізоляційний матеріал пінополістирол, що володіє найкращими показниками теплопровідності (X = 0,0300,052 Вт / м2 [11]) при низькій щільності, не може застосовуватися у внутрішніх конструкціях, а тільки в зовнішніх. Вважається, що тоді пожежна небезпека такого матеріалу повинна бути мінімальною.

    Однак статистика причин пожеж [13], а також проведені дослідження [4-9] встановили, що головна небезпека зовнішніх фасадних систем з пінополістирольними плитами - їх здатність до поширення вогню на вище-і ні-

    жерасположенние поверхи будівлі, коли полум'я виривається на його фасад.

    Це підтверджується дослідженнями ФГБУ ВНІЇПО МНС Росії [13], відповідно до яких утеплювач запалюється, як правило, вже через 3-4 хв з моменту початку одностороннього теплового впливу по режиму «стандартного» пожежі, після чого має місце приховане поширення вогню по утеплювачу усередині конструкцій. Горіння і розкладання полістиролу в панелях стін супроводжується утворенням високотемпературного плаву, рясним виділенням диму та токсичних продуктів горіння і триває практично до повного вигоряння утеплювача навіть при видаленні джерела теплового впливу на конструкції.

    Таким чином, пошук шляхів зниження пожежо-небезпеки теплоізоляційних пінополістирол-них плит продовжує залишатися актуальним.

    При визначенні групи горючості пенопо-лістірола по ГОСТ 15588-2014 [10] встановлено, що при горінні зразків починає активно утворюватися плав вже з третьої секунди знаходження зразка в полум'я. Відповідно до вимог ГОСТ 30244-94 [14], що пред'являються до нормальногорючім матеріалів (група горючості Г3), для матеріалів, що відносяться до груп горючості Г1-ГЗ, не допускається утворення палаючих крапель розплаву при випробуванні. Отже, дана методика не дозволяє зіставити пожежонебезпечні властивості ППС з іншими твердими будівельними матеріалами.

    Для твердих будівельних матеріалів визначається показник по ГОСТ 30444-97 [15] -група з розповсюдження полум'я, що оцінюється за величиною теплового потоку, при якій припиняється поширення полум'я. При цьому зразок повинен перебувати в випробувальної камері в факелі пальники не менше 10 хв. Для ППС це неможливо через його швидкого перетворення в плав, що викликано особливостями його структури. Тому для оцінки горючості ППС по ГОСТ 15588-2014 застосовується показник «час

    самостійного горіння », який оцінюють по проміжку часу, протягом якого зразок продовжує горіти після видалення його з полум'я пальника. Для ППС він визначений за все в 4 с після займання зразка. Тому існуючі методи оцінки ефективності вогнезахисних покриттів для твердих матеріалів не дозволяють достовірно оцінити захисні властивості покриття у пінополістиролом. Для визначення ефективності застосування вогнезахисних складів доцільно розробити критерії, що дозволяють оцінити пожежонебезпечні властивості ППС в порівнянні зі звичайним будівельним матеріалом.

    Підбір критеріїв повинен базуватися на оцінці пожежонебезпеки пінополістиролом і на нормативних вимогах, пропонованих до визначення пожежно-технічних показників будівельних матеріалів.

    Аналіз вимог відповідно до діючих нормативних вимог пожежної безпеки [1, 10, 13-17] для будівельних матеріалів по визначенню і перевірці пожежно-технічних показників (ПТП) виявив суттєві відмінності проведення оцінки стійкості до горіння для плит ППС в порівнянні з твердими горючими будівельними матеріалами (табл. 1).

    Проведені авторами експериментальні дослідження з оцінки горючості і займистості зразків матеріалу ПСБ-С-25 щільністю 20 кг / м3 (дана щільність ПСБ відповідає марці ППС-20 по ГОСТ 15588-2014 [12, 18-20]) виявили, що при горінні пінополістирол швидко запалюється і активно плавиться. Плав горить, підсилює і прискорює процес горіння. Це відповідає показникам Г4 (сільногорючіе) і В3 (легкозаймисті) і збігається з результатами експериментальних досліджень по пожежо-небезпеки пінополістиролом, викладеними в роботах [5-9, 13].

    Для зниження пожежної небезпеки пінополістиролу-стиролу в даній роботі використовували методи поверхневої і об'ємної просочення матеріалу [19, 21]. Поверхневі вогнезахисні покриття

    Таблиця 1

    Вимоги нормативних документів до визначення пожежно-технічних показників пінополістиролом

    ГОСТ 12.1.044-89 * [16] Нормативний документ

    Плити ППС Тверді горючі будівельні матеріали

    Група горючості (Г) ГОСТ 30244-94 [14]

    Група займистості (В) ГОСТ 30402-96 [17]

    Група за токсичністю продуктів горіння (Т) ГОСТ 12.1.044-89 * [16]

    Група димоутворювальною здатністю (Д) ГОСТ 12.1.044-89 * [16]

    Стійкість до горіння - оцінка здатності матеріалу займатися, виділяти тепло і поширювати полум'я по поверхні при впливі зовнішнього теплового потоку по ГОСТ 15588-2014 [10] ГОСТ 30444-97 [15]

    Час самостійного горіння: після 4 з знаходження зразка в полум'я пальника Група поширення полум'я: після 10 хв перебування зразка в спеціальній камері в полум'я пальника

    наносили на поверхню зразків пензлем, а об'ємну просочення здійснювали в автоклаві. Для проведення випробувань використовували 24 зразка з пінопласту з розмірами (140 * 30 * 10) ± 1 мм. Об'ємна просочення здійснювалася в автоклаві за такими режимами: температура просочення - 21 ° С, величина вакууму - -1 атм, тривалість вакуумування - 5 хв, тривалість просочення - 5 хв, тиск в автоклаві - 6 атм. Зразки незалежно від способу захисту піддавали сушці протягом 24 годин при кімнатній температурі. Властивості зразків пінополістиролу для нанесення захисних покриттів представлені в табл. 2.

    Як вогнезахисних покриттів застосовані водні композиції неорганічних речовин, що застосовуються як жароміцні і жаростійкі сполучні при виготовленні цементів, фарб: рідке скло, натрій кремнефтористий, орто-фосфорна кислота. Як добавки в водні композиції використовувалися негорючі речовини мінерального походження: карбонат кальцію, оксид магнію, полисорб (табл. 3).

    Розчини на основі рідкого скла і орто-фосфорної кислоти наносили поверхневим способом і об'ємним. Розчини на основі натрію кремнефтористого тільки поверхневим способом.

    Відомо, що горіння пінополістиролу відбувається в трьох агрегатних станах - тверда речовина, рідина (що плавляться палаючі краплі) і газ (продукти деструкції і горіння) [3-9, 12, 13].

    властивості вихідних

    Тому для оцінки ефективності вогнезахисних покриттів при спалюванні зразків були запропоновані наступні критерії: ступінь вигоряння зразків, ст%, час самостійного горіння зразка після 10 з знаходження його в полум'я пальника, утворення плаву і контроль продуктів згоряння.

    Ступінь вигоряння зразків запропоновано визначати за зміни площі зразка при спалюванні його протягом 10 с. Час самостійного горіння запропоновано оцінювати після 10 з знаходження зразка в полум'я пальника, що в 2,5 рази перевищує час перебування зразка в полум'я пальника відповідно до вимог ГОСТ 15588-2014 [10].

    Освіта плаву оцінювалося візуально: (++) - сильний, (+) - середній, (-) - відсутня.

    Контроль продуктів згоряння в газах запропоновано проводити за змістом фенолу [22], формальдегіду [23] і сажі. Оцінка сажеобра-тання проводилася в порівнянні зміни інтенсивності кольору фільтра відповідно до шкали «Градації сірого» [24] (колір фільтра: (+) чорний; (+) сіро-чорний; (-) сірий).

    На підставі аналізу експериментальних досліджень, представлених в табл. 4, можна вважати, що з числа досліджених матеріалів найбільш ефективними вогнезахисними композиціями є композиції № 1, 3, 6, 7, 8, 12, табл. 3. Так, наприклад, зразки, оброблені вогнезахисними композиціями № 1, 3, 6, 8, в порівнянні з вихідним необробленим зразком

    Таблиця 2

    азцов пінополістиролу

    № п / п Найменування показників 35/4

    Марка ПСБ-С-25

    1 Щільність, кг / м3 20,0

    2 Міцність на стиск при 10% лінійній деформації, МПа, н / м 0,1

    3 Межа міцності при вигині, МПа, н / м 0,18

    4 Теплопровідність в сухому стані при (25 ± 5) ° С, Вт / (м-К), н / б 0,039

    5 Вологість,%, н / б 12,0

    6 Водопоглинання за 24 год,% за об'ємом, н / б 2,0

    7 Час самостійного горіння, з, н / б 4,0

    Таблиця 3

    Склад і концентрація водних композицій

    № композиції Склад водної композиції Зміст компонентів,%

    1 Рідке скло - вода 50/50

    2 Рідке скло - вода - оксид магнію 50/35/15

    3 Рідке скло - вода - полисорб 50/45/5

    4 Рідке скло - вода - карбонат кальцію 50/35/15

    5 Ортофосфорная кислота - вода 50/50

    6 Ортофосфорная кислота - вода - полисорб 50/45/5

    7 Ортофосфорная кислота - вода - карбонат кальцію 50/35/15

    8 Натрій кремнефтористий - вода 25/75

    9 Натрій кремнефтористий - вода 20/80

    10 Натрій кремнефтористий - вода 15/85

    11 Натрій кремнефтористий - вода 10/90

    12 Натрій кремнефтористий - вода 5/95

    Таблиця 4

    Результати ефективності застосування захисних покриттів

    № композиції Склад водної композиції (спосіб нанесення покриття) Ступінь вигоряння ст,% Освіта плаву Контроль продуктів згоряння

    Концентрація продуктів згоряння в отходяшцх газах, мг / м3 Сажеобразо- вання (колір фільтра)

    С6Н5ОН СН2О

    1 Рідке скло - вода (поверхневий) 20 + 0,58 0,40 +

    3 Рідке скло - вода - полісорб (об'ємний) 10 + 1,01 0,55 +

    6 Ортофосфорная кислота - вода -полісорб (поверхневий) 30 + 0,93 0,44 +

    7 Ортофосфорная кислота - вода-карбонат кальцію (поверхневий) 10 - 0,57 0,23 -

    8 Натрій кремнефтористий - вода (25% + 75%) (поверхневий) 30 + 0,53 0,37 +

    12 Натрій кремнефтористий - вода (5% + 95%) (поверхневий) 40 ++ 0,33 0,35 +

    Вихідний зразок 75 ++ 0,14 0,17 +

    характеризуються незначним утворенням плаву і невисокою (10-30%) ступенем вигоряння.

    Мінімальна ступінь вигоряння і відсутність плаву відзначається при поверхневому нанесенні вогнезахисного складу на основі ортофосфорної кислоти з добавкою карбонату кальцію (композиція № 7). Хоча покриття на основі натрію крем-нефторістого (композиція № 12) і не забезпечує зменшення освіти плаву, але воно істотно знижує ступінь вигоряння зразка (практично в два рази) в порівнянні з вихідним необробленим зразком.

    З огляду на, що горіння пінополістиролу являє собою складний комплекс процесів - плавлення і деструкцію твердого матеріалу, деструкцію розплаву, випаровування розплаву, окислення розплаву, часткову деструкцію газоподібних компонентів, окислення (горіння) газоподібних продуктів, що утворюються на етапах деструкції і випаровування, тому охарактеризувати весь цей комплекс процесів обмеженим числом показників досить важко.

    Було прийнято таке припущення, що вміст у продуктах горіння фенолу в деякій мірі характеризує ступінь деструкції пінополістиролу, тоді як вміст у газовій фазі формальдегіду і сажі характеризує повноту згоряння продуктів випаровування.

    Виходячи з цієї передумови проведено аналіз результатів експериментів, представлених в табл. 4, і поведінки кожного зразка в процесі його горіння.

    Вихідний зразок, який не має додаткового захисту в умовах експерименту, легко плавився, утворюючи палаючі краплі, при цьому сте-

    пень окисної деструкції полімеру (виходячи зі змісту PhOH) була досить низькою, тоді як термічна деструкція (виходячи з генерації сажі) відбувалася інтенсивно, що утворилися газоподібні продукти згорали досить повно (виходячи з залишкової кількості СН20). Це пояснюється вільним доступом окислювача (повітря) до поверхні пінополістиролу, його високопористої структурою (високим ступенем вигоряння) і вільним витіканням розплавленої краплі.

    Поверхневе нанесення на зразок розчинів рідкого скла (зразок 1) і кремнійфтористим-го натрію (зразок 8) проявляє себе приблизно однаково - знижує, в порівнянні з вихідним необробленим зразком, освіту плаву, збільшує ступінь окислювальної деструкції, причому згоряння газоподібних продуктів, що утворяться відбувається в меншій ступеня.

    Подібна поведінка може бути пояснено тим, що при даних видах обробки на поверхні зразка формується досить щільна плівка, яка перешкоджає вільному проникненню окислювача до поверхні зразка, причому ця плівка пов'язує фрагменти зразка і при його розплавлення не дозволяє досить вільно стікати плаву. Зниження ступеня термічної деструкції при обробці кремнефто-Рідом натрію пов'язано з тим, що галогенсодер-жащие з'єднання взаємодіють з активними радикалами і знижують їх концентрацію, що сприяє загасання ланцюгового процесу окислення.

    Поведінка зразків зі збільшеним вмістом в покритті кремнефторіда натрію до 95% (зразок 12) в цілому узгоджується з вишеізложен-

    вим поясненням і призводить до зростання ступеня вигоряння зразка і освіти плаву, зниження частки утворення продуктів окисної деструкції, але практично не змінює ступінь згоряння газоподібних компонентів.

    Введення до складу композиції (зразок 1) додатково полисорба і зміна поверхневого способу нанесення на об'ємну просочення (зразок 3) призводить до зниження ступеня вигоряння матеріалу, але істотно не впливає на освіту плаву і ступінь термічної деструкції, тоді як ступінь окислювальної деструкції зростає майже вдвічі і значно зменшується частка згоряння пари, що утворилася. По всій видимості, це пов'язано з тим, що при такому варіанті використання композиції всередині матеріалу відбувається утворення досить великої кількості внутрішніх пір зразка, покритих стеклопленкой, яка перешкоджає як окислення матеріалу, так і витікання рідкої краплі. При більш сильному прогріві і випаровуванні матеріалу відбувається викид летючих продуктів, які не встигають повністю окислюватися, що веде до зростання концентрації продуктів згоряння (табл. 4).

    Приблизно аналогічно поводиться і матеріал, підданий поверхневій обробці з використанням розчину ортофосторной кислоти і по-лісорба (зразок 6). Це може бути пояснено тим, що полисорб погано розчиняється в розчині фосфорної кислоти і отримана суспензія має низьку стійкістю, що, в свою чергу, не дозволяє отримати непроникну плівку на поверхні, а забезпечує деякий захист тільки на локальних ділянках.

    Найкраще себе показала композиція за участю розчину ортофосфорної кислоти і карбонату кальцію (зразок 7), яка забезпечила значне зниження ступеня вигоряння матеріалу, практично виключила освіту плаву і істотно скоротила термічну деструкцію самого полімеру. При цьому ступінь окислювальної деструкції перебувала на рівні, відповідному зразкам 1 і 8, тоді як частка згоряння газоподібних продуктів майже досягла результатів необроблених вихідних матеріалів. Це може бути пояснено тим фактом, що при взаємодії карбонату кальцію і фосфорної кислоти відбувається утворення малорастворимого щільного продукту - фосфату кальцію і діоксиду вуглецю, який, з одного боку, перешкоджає поверхневому окислення полімеру, а з іншого боку, фосфати грають ту ж роль, що і раніше описані фториди. При цьому утворюються радикали за рахунок виділення оксиду фосфору при його термічному розкладанні будуть сприяти зниженню сажеобразова-ня і ступеня вигоряння зразка, але цей же компонент практично не впливає на процеси, що протікають у газовій фазі.

    висновок

    Проведені дослідженнями показали, що пінополістирол, незважаючи на антипіренові добавки, є пожежонебезпечним матеріалом з високими показниками горючості і займистості (Г4 і В3). При горінні пінополістиролу утворюється плав, який підсилює і прискорює процес горіння.

    Експериментально встановлено, що за допомогою нанесення покриттів на основах рідкого скла, ортофосфорної кислоти, натрію кремнеф-торістого і мінеральних добавок можна знизити пожежну небезпеку пінополістиролу і уповільнити процес горіння.

    Для визначення ефективності захисних покриттів запропоновані кількісні та якісні критерії оцінки матеріалу: ступінь вигоряння з урахуванням часу самостійного горіння, освіту плаву контроль продуктів згоряння по фенолу, формальдегіду і сажі. Для експрес-оцінки пропонується застосовувати ступінь вигоряння з урахуванням часу самостійного горіння, освіту плаву і сажеобразование. Запропоновані критерії дозволяють проводити комплексну оцінку пожежонебезпеки оброблених вогнезахисними покриттями пінополістирольних зразків на горючість, займистість і ди-мообразованіе.

    За результатами досліджень найбільш ефективної вогнезахисної композицією є водний розчин на основі натрію кремнефторі-стого з добавкою карбонату кальцію, нанесений поверхневим способом. Зразки пінополістиролу-рола, оброблені таким покриттям, при згорянні не утворюють плаву, характеризуються мінімальним ступенем вигоряння і сажоутворення.

    література

    1. Федеральний закон від 30.12.2009 № 384-ФЗ (ред. Від 02.07.2013) «Технічний регламент про безпеку будівель і споруд».

    2. Офіційний сайт «Асоціація виробників і постачальників пінополістиролу» -http: // epsrussia. ru / sites /.

    3. Коканін, С.В. Дослідження довговічності теплоізоляційних матеріалів на основі пінополістиролу: дис. ... канд. техн. наук / С.В. Коканін. - Іваново, 2011. - 170 с.

    4. Абдюжанов, Р. Пінополістирол і його властивості / Р. Абдюжанов // Будівельний експерт. - 2010. - № 09-10 (306). - С. 13-15.

    5. Кетов, А.А. До питання пожежної небезпеки пінополістиролу / А. Кетов, М.П. Краснов-ських, Н.Г. Максимович // Екологія і промисловість Росії, вересень. - 2013. - С. 41-45.

    6. Камалова, Е. Теплоізоляційні матеріали: немає диму без вогню? / Е. Камалова // Покрівля. Фасади. Ізоляція. - 2007. - № 6. - С. 60-66.

    7. Гуюмджян, П.П. Про пожежонебезпеки по-лістірольних пінопластів будівельного назна-

    чення / П.П. Гуюмджян, С.В. Коканін, А.А. Піскунов // вогнестійкість. - 2011. - Т. 20, № 8. - С. 4-7.

    8. Жуков, Д. Пінополістирол: доводи проти. - http://www.nestor.minsk.by/sn/2010/06/00609.html

    9. Етумян, А.С. Пожежна небезпека теплоізоляційних матеріалів з пінополістиролу /

    A.С. Етумян, О.І. Молчадскій, Н.І. Константинова // Пожежна безпека. - 2006. - № 6. - С. 66-68.

    10. ГОСТ 15588-2014. Плити пінополістиролу-рольні теплоізоляційні. Технічні умови (Введено з 1 липня 2015 року замість ГОСТ 15588-86).

    11. ГОСТ Р 56734-2015. Національний стандарт РФ. Будівлі та споруди. Розрахунок показника теплозахисту огороджувальних конструкцій з відбивною теплоізоляцією (Введено з 1 липня 2016 г.)

    12. Палатинская, І.П. Аналіз горючості плит з пінополістиролу / І.П. Палатинская, С.І. Боровик, Н.Є. Владимирова, Е.С. Дементьєва,

    B.А. Качур // Міжн. науково-практ. конф. «Наука сьогодні: проблеми і шляхи вирішення». - Вологда: ТОВ «Маркер», 2016. -Ч. 1. - С. 58-60.

    13. Вогнестійкість та пожежна небезпека конструкцій покриттів на основі сталевого профільованого листа з полімерним утеплювачем: Рекомендації. - М .: ФГБУ ВНІЇПО, 2015. - 29 с.

    14. ГОСТ 30244-94. Матеріали будівельні. Методи випробувань на горючість.

    15. ГОСТ 30444-97. Матеріали будівельні. Метод випробування на розповсюдження полум'я.

    16. ГОСТ 12.1.044-89 *. Пожежонебезпека речовин і матеріалів. Номенклатура показників і методи їх визначення.

    17. ГОСТ 30402-96. Матеріали будівельні. Метод випробування на займистість.

    18. Боровик, С.І. Зниження горючості пінополістиролу / С.І. Боровик, А.І. Солдатов, С.С. Калиниченко, Р.Р. Гаріфьянов // Міжн. науч-но-практ. конф «БЖД в третьому тисячолітті», Челябінськ, ЮУрГУ, 2015.- С. 148 -161.

    19. Палатинская, І.П. Дослідження ефективності вогнезахисних покриттів для пінополістиролу / І.П. Палатинская, С.І. Боровик, В. А. Сінтяева і ін. // Вісник ЮУрГУ. Серія «Будівництво та архітектура». - 2017. - Т. 17, № 4. - С. 44-51.

    20. Палатинская, І.П. Дослідження впливу вогнезахисних покриттів на властивості пінополістиролу / І.П. Палатинская, С.І. Боровик, А.А. Орлов та ін. // Вісник ЮУрГУ. Серія «Будівництво та архітектура». - 2018. - Т. 18, № 1. - С. 47-52.

    21. Боровик, С.І. Установка для просочення пористих матеріалів / С.І. Боровик, Ю.С. Се-менцова, А. С. Толмачов // Збірник матеріалів 5-й Міжнародній конференції «БЖД в третьому тисячолітті», ЮУрГУ, Челябінськ, 3 жовтня. 2012 року - Челябінськ, 2012. - Т. 2. - С. 409-412,

    22. М 02-01-2005. Методика виконання вимірювань масової концентрації фенолів в повітрі робочої зони і атмосферному повітрі населених місць.

    23. М 02-02-2005. Методика виконання вимірювань масової концентрації формальдегіду в повітрі робочої зони і атмосферному повітрі населених місць.

    24. Градація сірого. - http://thebestartt.com/ gradacii-serogo-cveta.

    Боровик Світлана Іванівна, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри «Безпека життєдіяльності», Південно-Уральський державний університет (Челябінськ), Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    Палатинская Ірина Петрівна, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри «Безпека життєдіяльності», Південно-Уральський державний університет (Челябінськ), Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    Солдатов Олександр Іванович, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри «Безпека життєдіяльності», Південно-Уральський державний університет (Челябінськ), Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Надійшла до редакції 7 червня 2019 р.

    DOI: 10.14529 / build190305

    CRITERIA OF ASSESSING THE EFFICIENCY OF FIRE-RETARDANT COATINGS FOR POLYSTYRENE FOAM HEAT-INSULATION MATERIALS

    S.I. Borovik, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    I.P. Palatinskaya, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    A.I. Soldatov, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

    This work presents the results of studies on reducing the fire hazard with regard to heat-insulation polystyrene foam materials by applying fire-retardant coatings to them using two methods: surface method, with which a protective layer is formed on the surface; and the whole-volume method, with which the saturating composition penetrates inside the material's structure. As fire-retardant coatings, water-based compositions of inorganic substances have been used; and non-combustible mineral substances have been used as additives. Samples of polystyrene foam plates of grade PPS-20 (as per GOST 15588-2014) or (PSB-S-25-sel-extinguishing as per GOST 15588-1986) have been used for the research. The behavior specifics of the material treated with fire-retardant compositions have been studied during the tests on combustibility, flammability, and smoke generation. The criteria of assessing the efficiency of using fire-retardant coatings for polystyrene foam materials have been suggested.

    Keywords: polystyrene foam, fire hazard, assessment criteria, afterflame time, burn-up range, sootformation.

    References

    1. Federal'nyy zakon ot 30.12.2009 N 384-FZ (red. Ot 02.07.2013). "Tekhnicheskiy reglament o bezopas-nosti zdaniy i sooruzheniy" [Federal Law of 12/30/2009 N 384-®3 (as Amended on 07/02/2013) "Technical Regulations on the Safety of Buildings and Structures"].

    2. Assotsiatsiya proizvoditeley i postavshchikov penopolistirola [Association of Producers and Suppliers of Expanded Polystyrene]. Available at: http://epsrussia.ru/sites/ (accessed 3 October 2017).

    3. Kokanin S.V. Issledovaniye dolgovechnosti teploizolyatsionnykh materialov na osnove penopolistirola. Dis. kand. tekhn. nauk [Research of Durability of Heat-Insulating Materials on the Basis of Polystyrene Foam. Cand. sci. diss.]. Ivanovo, 2011. 170 p.

    4. Abdyuzhanov R. [Polystyrene Foam and its Properties]. Stroitel'nyy ekspert [Construction Expert]. Moscow 2010, no. 09-10 (306), pp. 13-15. (In Russ.).

    5. Ketov A.A., Krasnovskikh M.P., Maksimovich N.G. [To the Question of Fire Danger of Expanded Polystyrene]. Ekologiya i promyshlennost 'Rossii [Ecology and Industry of Russia]. Moscow, 2013, pp. 41-45. (In Russ.).

    6. Kamalova E. [Thermal Insulation Materials: no Smoke without Fire?]. Krovlya. Fasady. Izolyatsiya [Roof. Facades. Insulation], 2007, no. 6, pp. 60-66. (In Russ.).

    7. Guyumdzhyan P.P. Kokanin S.V., Piskunov A.A. [About the Fire Danger of Polystyrene Foams for Construction Purposes]. Pozharovzryvoopasnost 'veshchestv i materialov [Fire and Explosion Hazard of Substances and Materials], 2011, vol. 20, no. 8, pp. 4-7. (In Russ.).

    8. Zhukov D. Penopolistirol: dovody protiv [Styrofoam: Arguments Against]. Available at: http: // www. nestor. minsk.by/sn/2010/06/00609.html

    9. Etumyan A.S., Molchadskiy O.I., Konstantinova N.I. [Fire Hazard of Thermal Insulation Materials from Polystyrene Foam] .Pozharnaya bezopasnost '[Fire Safety]. Moscow, 2006, no. 6, pp. 66-68. (In Russ.).

    10. GOST 15588-2014. Plity penopolistirol'nyye teploizolyatsionnyye. Tekhnicheskiye usloviya [Foam Polystyrene Heat-Insulating Plates. Technical Conditions]. Moscow, Standartinform Publ., 2015. 13 p.

    11. GOST R 56734-2015. Natsional'nyy standart RF. Zdaniya i sooruzheniya. Raschet pokazatelya teplo-zashchity ograzhdayushchikh konstruktsiy s otrazhatel'noy teploizolyatsiyey [Buildings and Constructions. The Calculation of Thermal Protection of Walls with Reflective Insulation]. Moscow, Standartinform Publ., 2016. 12 p.

    12. Palatinskaya I.P., Borovik S.I., Vladimirova N.E., Dement'yeva E.S., Kachur V.A. [Analysis of Combustibility of the Boards of Polystyrene]. Mezhd. nauchno-prakt. konf. "Nauka segodnya: problemy i puti reshe-niya" [International Scientific Practice. Conf. "Science Today: Problems and Solutions"]. Vologda, OOO "Marker" Publ. 2016, part 1, pp. 58-60. (In Russ.).

    13. Ognestoykost 'i pozharnaya opasnost' konstruktsiy pokrytiy na osnove stal'nogo profilirovannogo lista s polimernym uteplitelem: Rekomendatsii [Fire Resistance and Fire Hazard of Coating Structures Based on Steel Profiled Sheet with Polymer Insulation: Recommendations]. Moscow, 2015. 29 p.

    14. GOST 30244-94. Materialy stroitel'nyye. Metody ispytaniy na goryuchest '[Building Materials. Methods for Combustibility Test]. Moscow, Standartinform Publ., 2006.16 p.

    15. GOST 30444-97. Materialy stroitel'nyye. Metod ispytaniya narasprostraneniye plameni [Building Materials. Spread Flame Test Method]. Moscow, 1998.18 p.

    16. GOST 12.1.044-89 *. Pozharoopasnost 'veshchestv i materialov. Nomenklaturapokazateley i metody ikh opredeleniya [Occupational Safety Standards System. Fire and Explosion Hazard of Substances and Materials. Nomenclature of Indices and Methods of their Determination] .Moscow, Standartinform Publ., 2006. 26 p.

    17. GOST 30402-96. Materialy stroitel'nyye. Metod ispytaniya na vosplamenyayemost '[Building Materials. Ignitability Test Method]. 1996 року, 29 p.

    18. Borovik S.I., Soldatov A.I., Kalinichenko S.S., Garif'yanov R.R. [Decrease of Combustibility of Expanded Polystyrene]. Mezhd. nauchno-prakt. konf "BZHD v tret'yem tysyacheletii" [International Scientific and Practical Conference "BDZ in the Third Millennium"]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2015-го, pp. 148161. (in Russ.)

    19. Palatinskaya I.P. Borovik S.I., Sintyayeva V.A., Red'kina N.E., Dement'yeva E.S. [The Study of Efficiency of Fire-Proof Coatings for Foam Polystyrene]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Construction Engineering and Architecture 2017, vol. 17, no. 4, pp. 44-51. (In Russ.)

    20. Palatinskaya I.P., Borovik S.I., Orlov A.A., Dementyeva E.S., Sintiayeva V.A., Redkina N.E. Study of Influence of Fire Retardant Coatings on Expanded Polystyrene Properties. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Construction Engineering and Architecture. 2018, vol. 18, no. 1, pp. 47-52. (In Russ.)

    21. Borovik S.I., Sementsova Yu.S., Tolmachev A.S. [Installation for Impregnation of Porous Materials]. Sbornik materialov 5-y Mezhdunarodnoy konferentsii "BZHD v tret'yem tysyacheletii" [Collection of Materials of the 5th International Conference "BZhD in the Third Millennium"]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ. 2012, vol. 2, pp. 409-412. (In Russ.).

    22. M 02-01-2005. Metodika vypolneniya izmereniy massovoy kontsentratsii fenolov v vozdukhe rabochey zony i atmosfernom vozdukhe naselennykh mest [Technique of Performance of Measurements of Mass Concentration of Phenols in Air of the Work Area and Atmospheric Air of the Inhabited Places].

    23. M 02-02-2005. Metodika vypolneniya izmereniy massovoy kontsentratsii formal'degida v vozdukhe ra-bochey zony i atmosfernom vozdukhe naselennykh mest [Technique of Performance of Measurements of Mass Concentration of Formaldehyde in Air of the Work Area and Atmospheric Air of the Inhabited Places].

    24. Gradatsiya serogo [Gradation of Gray]. Available at: http://thebestartt.com/gradacii-serogo-cveta.

    Received 7 June 2019

    ЗРАЗОК ЦИТУВАННЯ

    Боровик, С.І. Критерії оцінки ефективності вогнезахисних покриттів для пінополістирольних теплоізоляційних матеріалів / С.І. Боровик, І.П. Палатин-ська, А.І. Солдатов // Вісник ЮУрГУ. Серія «Будівництво та архітектура». - 2019. - Т. 19, № 3. - С. 29-36. DOI: 10.14529 / ЬшШ 90305

    FOR CITATION

    Borovik S.I., Palatinskaya I.P., Soldatov A.I. Criteria of Assessing the Efficiency of Fire-Retardant Coatings for Polystyrene Foam Heat-Insulation Materials. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Construction Engineering and Architecture. 2019, vol. 19, no. 3, pp. 29-36. (In Russ.). DOI: 10.14529 / build190305


    Ключові слова: ПЕНОПОЛИСТИРОЛ /пожежонебезпека /КРИТЕРІЇ ОЦІНКИ /ЧАС САМОСТІЙНОГО ГОРІННЯ /РІВЕНЬ ВИГОРЯННЯ /сажоутворення /POLYSTYRENE FOAM /FIRE HAZARD /ASSESSMENT CRITERIA /AFTERFLAME TIME /BURN-UP RANGE /SOOT FORMATION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити