Материалы строительные. Значения критической плотности теплового потока Определения, обозначения и сокращения

Метод относится к крупномасштабным, что связано с размерами установки (шахтной печи) и образцов испытуемого материала.

Его применяют для испытаний всех однородных и слоистых горю­чих материалов, в том числе применяемых в качестве отделочных и облицо­вочных, а также лакокрасочных покрытий.

Сущность метода заключается в воздействии на образец материала пламени газовой горелки в течение 10 мин и регистрации параметров, ха­рактеризующих его поведение при огневом воздействии.

12 образцов. Размеры образцов: 1000x190 мм, толщиной до 70 мм. их располагают вертикально, складывая по 4 в виде короба.

Установка для проведения испытаний представляет собой вертикаль­ную печь шахтного типа.

Последовательность операций в процессе испытаний следующая.

Взвешивают образцы и прикрепляют их к раме держателя 4.

Вставляют образцы 6 в камеру сжигания 9, закрепляют и закры­вают дверцу 5.

Включают вентилятор 13 (включение вентилятора является нача­лом испытаний).

Зажигают газовую горелку 10.

С момента начала испытаний в течение 10 мин фиксируют темпе­ратуру дымовых газов с помощью термопар 8 и время самостоятельного го­рения образца.

После испытаний остывшие образцы извлекают из печи, прово­дят измерения длины поврежденной части образцов и взвешивают их.

Результаты испытаний оценивают по данным табл. 1.5.

Таблица 1.5

Классификация материалов по группам горючести

Примечание. Для материалов групп горючести Г1-ГЗ не допускается образование горящих капель расплава при испытании.

1. Метод испытания материалов на воспламеняемость

. Метод применяют для всех однородных и слоистых горючих строи­тельных материалов.

Сущность метода состоит в определении параметров воспламеняе­мости материала при заданных стандартных уровнях воздействия на повер­хность образца лучистого теплового потока и пламени от источника зажи­гания, которые определяют на приборе, изображенном на рис. 1.8.

Параметрами воспламеняемости являются КППТП - критическая поверхностная плотность теплового потока и время воспламенения.

КППТП - минимальное значение поверхностной плотности тепло­вого потока (ППТП), при котором возникает устойчивое

пламенное горе­ние. КППТП используют для классификации материалов по группам воспла­меняемости.

Уровни воздействия лучистого теплового потока должны находить­ся в пределах от 5 до 50 кВт/м 2 .

Для испытания готовят 15 образцов, имеющих форму квадрата со стороной 165 (-5) мм, толщиной не более 70 мм.

Порядок испытаний следующий.

Образец после кондиционирования оборачивают листом алюми­ниевой фольги, в центре которого вырезано отверстие диаметром 140 мм.

Выключают электропитание и по регулирующему термоэлектри­ческому преобразователю (термопаре) задают полученную при калибровке установки величину термо-ЭДС (напряжения), соответствующую ППТП 30 кВт/м 2 .

После достижения заданной величины термо-ЭДС установку вы­держивают в этом режиме не менее 5 мин. При этом величина термо-ЭДС не должна отклоняться более чем на 1%.

Помещают экранирующую пластину на защитную плиту, заменя­ют образец-имитатор на образец для испытания, включают механизм под­вижной горелки, удаляют экранирующую пластину и включают регистра­тор времени.

По истечении 15 мин или при воспламенении образца испытание прекращают. Для этого помещают экранирующую пластину на защитную плиту, останавливают регистратор времени и механизм подвижной горелки, удаляют держатель с образцом и помещают на подвижную платформу об­разец имитатор, убирают экранирующую пластину.

Задают величину ППТП 20 кВт/м 2 (если в предыдущем испытании зафиксировано воспламенение) или 40 кВт/м 2 при его отсутствии. Повторя­ют операции по п. 5-7.

Если при ППТП 20 кВт/м 2 зафиксировано воспламенение, умень­шают величину ППТП до 10 кВт/м 2 и повторяют операции 5-7.

Если при ППТП 40 кВт/м 2 воспламенение отсутствует, задают величину ППТП 50 кВт/м 2 и повторяют операции 5-7. При отсутствии вос­пламенения при ППТП 50 кВт/м 2 проводят еще 2 испытания при этом ППТП, и если воспламенение не наблюдается, то испытания прекращают.

11. После определения двух величин ППТП, при одной из которых наблюдается воспламенение, а при другой отсутствует, задают величину ППТП на 5 кВт/м 2 больше той величины, при которой воспламенение от­сутствует, и повторяют операции п. 5-7 на трех образцах.

За КППТП считают наименьшую величину ППТП, при которой для грех образцов зафиксировано воспламенение.

Оценку по воспламеняемости материалов производят

Метод испытания материалов на распространение пламени

Метод применяют для испытания всех однородных и слоистых го­рючих материалов, используемых в поверхностных слоях полов и кровель зданий.

Сущность метода состоит в определении критической поверхност- " ной плотности теплового потока (КППТП), величину которого устанавли- ; вают по длине распространения пламени по образцу в результате воздей­ствия теплового потока на его поверхность.

Длина распространения пламени (I) - максимальная величина по­вреждения поверхности образца в результате распространения пламенного горения.

Для испытаний изготавливают 5 образцов материала размером 1100 х 250 мм. Для анизотропных материалов изготавливают 2 комплекта об­разцов (например, по утку и по основе). Образцы изготавливают в сочетании с негорючей основой. Способ крепления материала к основе должен соответ­ствовать используемому в реальных условиях. В качестве негорючей основы применяют асбестоцементные листы толщиной 10 или 12 мм. Толщина образца с негорючей основой должна составлять не более 60 мм.

Испытательная установка состоит из следующих основных

испытательной камеры с дымоходом и вытяжным зонтом;

источника лучистого теплового потока (радиационной панели);

источника зажигания (газовой горелки);

держателя образца и устройства для введения держателя в испыта­тельную камеру (платформы).

Установку оборудуют приборами для регистрации и измерения тем­пературы в испытательной камере и дымоходе.

Порядок испытаний следующий.

После калибровки установки, т.е. после установления требуемых ГОСТ величин ППТП в заданных точках калибровочного образца и по его поверхности, а также подготовки ее к работе открывают дверцу каме­ры и зажигают газовую горелку, располагая ее так, чтобы расстояние до экспонируемой поверхности составляло не менее 50 мм.

Устанавливают образец в держатель, фиксируют, помещают их на платформу и вводят в камеру.

Закрывают дверцу камеры и включают секундомер. После выдер­жки в течение 2 мин приводят пламя горелки в контакт с образцом в точке

расположенной на центральной оси. Оставляют факел пламени в этом по­ложении в течение 10 мин. По истечении времени горелку возвращают в исходное положение.

При отсутствии воспламенения образца в течение 10 мин испыта­ние считают законченным. В случае воспламенения образца испытание за­канчивают при прекращении пламенного горения или по истечении 30 мин

разца проводят после охлаждения держателя образца до комнатной темпе­ратуры и проверки соответствия ППТП требованиям ГОСТ .

Измеряют длину поврежденной части образца по его продольной оси для каждого из пяти образцов.

Повреждением считается выгорание и обугливание материала об­разца в результате распространения пламенного горения по его поверхно­сти. Оплавление, коробление, спекание, вспучивание, усадка, изменение цвета, формы, нарушение целостности образца (разрывы, сколы поверхно­сти) повреждением не считаются.

Длину распространения пламени определяют как среднее арифмети­ческое по длине поврежденной части пяти образцов.

Горючие строительные материалы в зависимости от величины КППТП подразделяют на 4 группы распространения пламени

Умеренновоспламеняемые (В2), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 20, но не более 35 киловатт на квадратный метр;

Трудновоспламеняемые (В1), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 35 киловатт на квадратный метр;

Сильногорючие (Г4), имеющие температуру дымовых газов более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения более 300 секунд.

Нормальногорючие (Г3), имеющие температуру дымовых газов не более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 300 секунд;

Умеренногорючие (Г2), имеющие температуру дымовых газов не более 235 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 30 секунд;

Слабогорючие (Г1), имеющие температуру дымовых газов не более 135 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 20 процентов, продолжительность самостоятельного горения 0 секунд;

Горючие - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Трудногорючие - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления;

ГОСТ Р 51032-97

МАТЕРИАЛЫ СТРОИТЕЛЬНЫЕ

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ
НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ

МИНСТРОЙ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом комплексных проблем строительных конструкций и сооружений им. В. А. Кучеренко (ЦНИИСК им. Кучеренко) Государственного научного центра «Строительство» (ГНЦ «Строительство»), Всероссийским научно-исследовательским институтом противопожарной обороны (ВНИИПО) МВД России с участием Московского института пожарной безопасности МВД России

ВНЕСЕН Управлением стандартизации, технического нормирования и сертификации Минстроя России

2 ПРИНЯТ и введен в действие постановлением Минстроя России от 27.12.96 г. № 18-93

Введение

Настоящий стандарт разработан на основе проекта стандарта ИСО/ПМС 9239.2 «Основные испытания - Реакция на огонь - Распространение пламени по горизонтальной поверхности покрытий пола под действием радиационного теплового источника зажигания».

Настоящего стандарта аутентичны соответствующим разделам проекта стандарта ИСО/ПМС 9239.2.

ГОСТ Р 51032-97

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАТЕРИАЛЫ СТРОИТЕЛЬНЫЕ

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ

BUILDING MATERIALS

SPREAD FLAME TEST METHOD

Дата введения 1997-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод испытания на распространение пламени по материалам поверхностных слоев конструкций полов и кровель, а также классификацию их по группам распространения пламени.

Настоящий стандарт применяется для всех однородных и слоистых горючих строительных материалов, используемых в поверхностных слоях конструкций полов и кровель.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 3044-84 Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики преобразования

Листы асбестоцементные плоские. Технические условия

Материалы строительные. Методы испытания на горючесть

Пожарная безопасность в строительстве. Термины и определения

3 Определения, обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применяют термины и определения по а также следующие термины с соответствующими определениями.

Время воспламенения - время от начала воздействия пламени источника зажигания на образец до его воспламенения.

Распространение пламени - распространение пламенного горения по поверхности образца в результате воздействия, предусмотренного настоящим стандартом.

Длина распространения пламени (L ) - максимальная величина повреждения поверхности образца в результате распространения пламенного горения.

Экспонируемая поверхность - поверхность образца, подвергающаяся воздействию лучистого теплового потока и пламени от источника зажигания при испытании на распространение пламени.

Поверхностная плотность теплового потока (ППТП) - лучистый тепловой поток, воздействующий на единицу поверхности образца.

Критическая поверхностная плотность теплового потока (КППТП) - величина теплового потока, при которой прекращается распространение пламени.

4 Основные положения

Сущность метода состоит в определении критической поверхностной плотности теплового потока, величину которого устанавливают по длине распространения пламени по образцу в результате воздействия теплового потока на его поверхность.

5 Классификация строительных материалов
по группам распространения пламени

5.1 Горючие строительные материалы (по в зависимости от величины КППТП подразделяют на четыре группы распространения пламени: РП1, РП2, РП3, РП4 (таблица 1).

Таблица 1

6 Образцы для испытания

6.1 Для испытаний изготавливают 5 образцов материала размером 1100 ´ 250 мм. Для анизотропных материалов изготавливают 2 комплекта образцов (например, по утку и по основе).

6.2 Образцы для стандартного испытания изготавливают в сочетании с негорючей основой. Способ крепления материала к основе должен соответствовать используемому в реальных условиях.

В качестве негорючей основы следует применять асбестоцементные листы по толщиной 10 или 12 мм.

Толщина образца с негорючей основой должна составлять не более 60 мм.

В тех случаях, когда техническая документация не предусматривает использование материала по негорючему основанию, образцы изготавливают с основой и креплением, соответствующими реальным условиям применения.

6.3 Кровельные мастики, а также мастичные покрытия пола следует наносить на основу в соответствии с технической документацией, но не менее чем в четыре слоя, при этом расход материала при нанесении на основу каждого слоя должен соответствовать принятому в технической документации.

Образцы полов, применяемых с лакокрасочными покрытиями, следует изготавливать с этими покрытиями, нанесенными в четыре слоя.

6.4 Образцы кондиционируют при температуре (20 ± 5) °С и относительной влажности (65 ± 5) % не менее 72 ч.

7 Оборудование для испытания

7.1 Схема установки для испытаний на распространение пламени приведена на .

Размеры даны справочно в мм

1 - испытательная камера; 2 - платформа; 3 - держатель образца; 4 - образец; 5 - дымоход;
6 - вытяжной зонт; 7 - термопара; 8 - радиационная панель; 9 - газовая горелка;
10 - дверца со смотровым окном

Рисунок 1 - Установка для испытаний на распространение пламени

Установка состоит из следующих основных частей:

1) испытательная камера с дымоходом и вытяжным зонтом;

2) источник лучистого теплового потока (радиационная панель);

3) источник зажигания (газовая горелка);

4) держатель образца и устройство для введения держателя в испытательную камеру (платформа).

Установку оборудуют приборами для регистрации и измерения температуры в испытательной камере и дымоходе, величины поверхностной плотности теплового потока, скорости потока воздуха в дымоходе.

7.2 Испытательную камеру и дымоход () изготавливают из листовой стали толщиной от 1,5 до 2 мм и облицовывают изнутри негорючим теплоизоляционным материалом толщиной не менее 10 мм.

Переднюю стенку камеры оборудуют дверцей со смотровым окном из термостойкого стекла. Размеры смотрового окна должны обеспечивать возможность наблюдения за всей поверхностью образца.

7.3 Дымоход соединяется с камерой через проем. Над дымоходом устанавливают зонт вытяжной вентиляции.

Производительность вытяжного вентилятора должна составлять не менее 0,5 м 3 /с.

7.4 Радиационная панель имеет следующие размеры:

Электрическая мощность радиационной панели должна составлять не менее 8 кВт.

Угол наклона радиационной панели () к горизонтальной плоскости должен составлять (30 ± 5) °.

7.5 Источником зажигания является газовая горелка с диаметром выходного отверстия (1,0 ± 0,1) мм, обеспечивающая формирование факела пламени длиной от 40 до 50 мм. Конструкция горелки должна обеспечивать возможность ее вращения относительно горизонтальной оси. При испытании пламя газовой горелки должно касаться точки «ноль» («0») продольной оси образца ().

Размеры даны справочно в мм

1 - держатель; 2 - образец; 3 - радиационная панель; 4 - газовая горелка

Рисунок 2 - Схема взаимного расположения радиационной панели,
образца и газовой горелки

7.6 Платформу для размещения держателя образца изготавливают из жаропрочной или нержавеющей стали. Платформу устанавливают на направляющих в нижней части камеры вдоль ее продольной оси. По всему периметру камеры между ее стенками и краями платформы следует обеспечить зазор общей площадью (0,24 ± 0,04) м 2 .

Расстояние от экспонируемой поверхности образца до потолка камеры должно составлять (710 ± 10) мм.

7.7 Держатель образца изготавливают из жаропрочной стали толщиной (2,0 ± 0,5) мм и оснащают приспособлениями для крепления образца ().

1 - держатель; 2 - крепежные элементы

Рисунок 3 - Держатель образца

7.8 Для измерения температуры в камере () используют термоэлектрический преобразователь по ГОСТ 3044 с диапазоном измерения от 0 до 600 °С и толщиной не более 1 мм. Для регистрации показаний термоэлектрического преобразователя используют приборы с классом точности не более 0,5.

7.9 Для измерения ППТП используют водоохлаждаемые приемники теплового излучения с диапазоном измерения от 1 до 15 кВт/м 2 . Погрешность измерения должна составлять не более 8 %.

Для регистрации показаний приемника теплового излучения используют регистрирующий прибор с классом точности не более 0,5.

7.10 Для измерения и регистрации скорости потока воздуха в дымоходе используют анемометры с диапазоном измерения от 1 до 3 м/с и основной относительной погрешностью не более 10 %.

8 Калибровка установки

8.1 Общие положения

9.6 Измеряют длину поврежденной части образца по его продольной оси для каждого из пяти образцов. Измерения проводят с точностью до 1 мм.

Повреждением считается выгорание и обугливание материала образца в результате распространения пламенного горения по его поверхности. Оплавление, коробление, спекание, вспучивание, усадка, изменение цвета, формы, нарушение целостности образца (разрывы, сколы поверхности и т.п.) повреждением не являются.

10 Обработка результатов испытания

10.1 Длину распространения пламени определяют как среднее арифметическое значение по длине поврежденной части пяти образцов.

10.2 Величину КППТП устанавливают на основании результатов измерения длины распространения пламени (10.1) по графику распределения ППТП по поверхности образца, полученному при калибровке установки.

10.3 При отсутствии воспламенения образцов или длине распространения пламени менее 100 мм следует считать, что КППТП материала составляет более 11 кВт/м 2 .

10.4 В случае принудительного гашения образца по истечении 30 мин испытания величину ППТП определяют по результатам измерения длины распространения пламени на момент гашения и условно принимают эту величину равной критической.

10.5 Для материалов с анизотропными свойствами при классификации используют наименьшую из полученных величин КППТП.

11 Протокол испытания

В протоколе испытания приводят следующие данные:

Наименование испытательной лаборатории;

Наименование заказчика;

Наименование изготовителя (поставщика) материала;

Описание материала или изделия, техническую документацию, а также торговую марку, состав, толщину, плотность, массу и способ изготовления образцов, характеристику экспонируемой поверхности, для слоистых материалов - толщину каждого слоя и характеристику материала каждого слоя;

Параметры распространения пламени (длина распространения пламени, КППТП), а также время воспламенения образца;

Вывод о группе распространения материала с указанием величины КППТП;

Дополнительные наблюдения при испытании образца: выгорание, обугливание, плавление, вспучивание, усадка, расслоение, растрескивание, а также другие особые наблюдения при распространении пламени.

12 Требования безопасности

Помещение, в котором проводят испытания, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. Рабочее место оператора должно удовлетворять требованиям электробезопасности по и санитарно-гигиеническим требованиям по

Ключевые слова: материалы строительные, распространение пламени, поверхностная плотность теплового потока, критическая плотность теплового потока, длина распространения пламени, образцы для испытания, испытательная камера, радиационная панель

" Критическая поверхностная плотность теплового потока (КППТП )

Минимальное значение поверхностной плотности теплового потока, при котором возникает устойчивое пламенное горение.

Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на 4 группы:

РП1 (нераспространяющие);

РП2 (слабораспространяющие);

РПЗ (умереннораспространяющие);

РП4 (сильнораспространяющие).

Группы строительных материалов по распространению пламени ус­танавливают для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковро­вых покрытий, по табл. 1 ГОСТ 30444 (ГОСТ Р 51032-97) .

Таблица 1

Для других строительных материалов группа распространения пла­мени по поверхности не определяется и не нормируется.

Горючие строительные материалы по дымообразующей способно­сти подразделяются на 3 группы:

Д1 (с малой дымообразующей способностью);

Д2 (с умеренной дымообразующей способностью);

ДЗ (с высокой дымообразующей способностью).

Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по 2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044.

Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горе­ния подразделяются на 4 группы:

Т1 (малоопасные);

Т2 (умеренноопасные);

ТЗ (высокоопасные);

Т4 (чрезвычайно опасные).

Группы строительных материалов по токсичности продуктов горе­ния устанавливают по 2.16.2 и 4.20 ГОСТ 12.1.044.

2. Классификация строительных конструкций

Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и по­ жарной опасностью (рис. 4.2).

2.1. Огнестойкость строительных конструкций

ГОСТ 30247.0 устанавливает общие требования к методам испы­таний строительных конструкций и элементов инженерных систем (далее конструкций) на огнестойкость.

Различают следующие основные виды предельных состояний строи­тельных конструкций по огнестойкости:

Потеря несущей способности (R) вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций.

Потеря целостности (Е) в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя.

Потеря теплонесущей способности (I) вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных для данной конст­рукции значений: в среднем более чем на 140°С или в любой точке более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания или более 220°С независимо от температуры конструкции до испытания.

Для нормирования пределов огнестойкости несущих и ограждаю­щих конструкций по ГОСТ 30247.1 используются следующие предель­ные состояния:

для колонн, балок, ферм, арок и рам - только потеря несущей способ­ности конструкции и узлов - R;

для наружных несущих стен и покрытий - потеря несущей способности и целостности - R, Е, для наружных ненесущих стен - Е;

для ненесущих внутренних стен и перегородок - потеря теплоизолирую­щей способности и целостности - Е, I;

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

ОГНЕСТОЙКОСТЬ

ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ

R - потеря несущей способности;

КО - непожароопасные;

Е - потеря целостности;

К1 - малопожароопасные;

I - потеря теплоизолирующей способности.

Рис. 4.2. Классификация строительных конструкций 56

для несущих внутренних стен и противопожарных преград - потеря несу­щей способности, целостности и теплоизолирующей способности - R, Е, I.

Предел огнестойкости окон устанавливается только по времени насту­пления потери целостности (Е).

Обозначение предела огнестойкости строительной конструкции сос­тоит из условных обозначений, нормируемых для данной конструкции предельных состояний, цифры, соответствующей времени достижения од­ного из этих состояний (первого по времени) в минутах.

Например (10):

R 120 - предел огнестойкости 120 минут - по потере несущей способно­сти;

RE 60 - предел огнестойкости 60 минут - по потере несущей способности и потере целостности независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее;

REI 30 - предел огнестойкости 30 минут - по потере несущей способно­сти, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее.

Если для конструкции нормируются (или устанавливаются) различные пре­делы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначение предела огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделенных между собой наклон­ной чертой. Например: R 120/EI 60.

2.2. Показатели пожарной опасности

По пожарной опасности строительные конструкции подразделя­ются на 4 класса, которые устанавливают по табл. 1 ГОСТ 30403 : КО (непожароопасные); К1 (малопожароопасные); К2 (умереннопожароопасные); КЗ (пожароопасные).