- •Оглавление
- •Введение
- •Холоднодеформированные изделия 4.
- •1.3. Приборы и оборудование
- •1.4. Порядок проведения работы
- •Приборы и оборудование
- •Порядок проведения работы
- •3.3. Приборы и оборудование
- •3.4 Порядок проведения работы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №4 Исследование обугленных остатков древесины и древесных композиционных материалов
- •Теоретические сведения
- •4.3 Приборы и оборудование
- •4.4 Порядок проведения работы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Библиографический список
- •394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра пожарной и промышленной безопасности
ИЗУЧЕНИЕ ОБУГЛЕННЫХ ОСТАТКОВ МАТЕРИАЛОВ
ПРИ РАССЛЕДОВАНИИ И ЭКСПЕРТИЗЕ ПОЖАРОВ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ
для студентов 5-го курса, обучающихся по специальности 2800104
«Пожарная безопасность»
Воронеж 2014
УДК 614.8(07)
ББК 38.96я73
Составители
К.А. Скляров, Е.А. Сушко, А.П. Паршина
Изучение обугленных остатков материалов при расследовании и экспертизе пожаров: метод. указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Расследование и экспертиза пожаров» для студ. спец. 280104 / Воронежский ГАСУ; составители: К.А. Скляров, Е.А. Сушко, А.П. Паршина. – Воронеж, 2014. – 32 с.
Приводится последовательность выполнения лабораторных работ по всем разделам курса «Расследование и экспертиза пожаров»: цель исследований, теоретические сведения по данному разделу, описание применяемых установок и приборов, методика проведения работы и оформление результатов. Приведены справочные данные.
Предназначены для студентов специальности 280104 «Пожарная безопасность» очной формы обучения.
Ил. 17. Табл. 5. Библиогр.: 7 назв.
УДК 614.8(07)
ББК 38.96я73
Печатается по решению научно -методического совета
Воронежского ГАСУ
Рецензент – Г.И. Сметанкина, полковник внутренней службы, к. т. н., начальник кафедры государственного надзора
Оглавление
Введение…………………………………………………………………………. |
4 |
1. Техника безопасности……………………………………………………....... |
4 |
Лабораторная работа №1 «Исследование лакокрасочных покрытий»………. |
5 |
Лабораторная работа №2 «Исследование полимерных материалов»..………. |
12 |
Лабораторная работа №3 «Изучение горения металлов и сплавов»………… |
17 |
Лабораторная работа №4 «Исследование обугленных остатков древесины и древесных композиционных материалов»………………………………… |
22 |
Библиографический список…………………………………………………...... |
32 |
Введение
Методические указания для проведения лабораторных работ по дисциплине «Расследование и экспертиза пожаров» предназначены для слушателей высших учебных заведений пожарно-технического профиля при обучении их инженерно-техническим аспектам мероприятий по установлению очага и причины пожара. В работе кратко изложены основы исследования обгоревших остатков основных отделочных и строительных материалов, наиболее часто применяемых при строительстве общественных и производственных зданий и сооружений. А также описана техника осмотра и изъятия на исследование отдельных объектов с применением современных методов и технических средств.
Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Расследование и экспертиза пожаров».
Целью проведения лабораторных работ является обучение студентов навыкам установления причины и места очага пожара. В результате изучения курса студент должен изучить:
- цели, задачи и основной круг вопросов, решаемых при осмотре места пожара, при исследовании обгоревших остатков отделочных и строительных материалов, пожарно-технической экспертизе;
- основы методологии выявления очаговых признаков и установления места возникновения (очага) пожара;
- методические основы определения причины пожара;
- современные инструментальные методы и средства исследования вещественных доказательств, изъятых с места пожара.
В описании каждой лабораторной работы приводится последовательность действий студента при выполнении работы. Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы проводится инструктаж по общим правилам безопасности, приемам работы с отдельными приборами и установками, мерам пожарной профилактики. По окончании инструктажа студенты расписываются в специальном журнале.
1. Техника безопасности
Приборы и установки должны быть заземлены.
Рабочие места должны удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям.
Приступать к выполнению лабораторной работы необходимо только после тщательного изучения методических указаний и разрешения преподавателя.
Лабораторная работа №1
Исследование лакокрасочных покрытий
1.1. Цель работы: изучить состав, свойства, номенклатуру и температурные диапазоны информативности лакокрасочных покрытий, цели, задачи и порядок проведения визуального осмотра обгоревших лакокрасочных покрытий, а также методы их исследования.
1.2. Теоретические сведения
Лакокрасочные материалы (ЛКМ) — это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся плёнку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.
Лакокрасочные покрытия (ЛКП) обычно состоят из трех групп компонентов (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Схема состава лакокрасочного покрытия
Пленкообразователь – это обычно органический синтетический полимерный материал, образующий пленку при высыхании краски.
Пигменты (красители) придают краске необходимый цвет. В красках и эмалях на основе органических растворителей применяются в основном неорганические пигменты, реже используются органические пигменты.
Наполнители в красках тоже в основном неорганической природы. В водно-дисперсионных красках наполнитель – мел.
При нанесении лакокрасочного покрытия растворитель по мере высыхания испаряется. На окрашенной поверхности образуется покрытие, состоящее из пленкообразователя и пигмента.
Лакокрасочные покрытия классифицируются по типу растворителя и маркируются по типу пленкообразователя (рис 1.2).
Рис. 1.2. Схематическое изображение маркировки лакокрасочных покрытий
Изменение свойств ЛКП при нагревании
При воздействии температуры пожара органические составляющие ЛКП (в первую очередь пленкообразователь, а также пигмент) подвергаются термической деструкции.
Неорганический пигмент или продукт его разложения обычно остается. В лаковом покрытии пигмент и наполнители отсутствуют, поэтому оно выгорает полностью.
Визуальный осмотр окрашенных поверхностей после пожара
При визуальном осмотре обгоревшего ЛКП оценивается только цвет обгоревшего покрытия.
Тенденции в изменении цвета лакокрасочного покрытия при нагревании можно проследить на примере покрытия из белой водно-дисперсионной краски по изменению при изотермическом нагреве относительной оптической плотности в спектрах отражения (рис. 1.3.). Величина оптической плотности D характеризует степень черноты слоя краски – чем больше D, тем краска темнее.
Любое красочное покрытие изменяет цвет по следующей схеме: желтеет→коричневеет→чернеет→светлеет→достигает цвета наполнителя (пигмента). При этом, после выгорания пленкообразователя красочное покрытие меняет свои физико-механические свойства. Цвет ЛКП позволяет оценить степень термического поражения окрашенных конструкций (табл. 1.1., табл. 1.2.).
Рис. 1.3. График изменения относительной оптической плотности спектра отражения белой водно-дисперсионной краски при нагревании
Таблица 1.1
Изменение цвета НЦ, МА и ПФ покрытий при нагреве
Температура, оС |
НЦ |
МА, ПФ |
200 300 400 500 600 |
Среднее потемнение Темный (черный) |
Легкое потемнение Среднее потемнение |
Черный цвет Среднее потемнение Цвет неорганических пигментов и наполнителей |
Таблица 1.2
Изменение цвета белого водно-дисперсионного покрытия при нагревании
Температура, оС |
Цвет |
100 200 300 400 500 и выше |
Белый Светло-желтый Бежевый - коричневый Темно-коричневый – черный Белый |
Инструментальное исследование проб обугленных остатков ЛКП
Для выявления зон термических поражений на окрашенных конструкциях и предметах на месте пожара сначала отбирают пробы обгоревших остатков лакокрасочного покрытия. Обгоревшую краску аккуратно соскабливают, стараясь не захватывать подложку (штукатурку и другие материалы с малой механической прочностью). Отбор проб целесообразен на одной высоте по периметру помещения. Масса пробы, в зависимости от метода исследования, составляет от 1-2 мг до 0,5 г.
Исследование обугленных проб ЛКП можно проводить двумя методами:
- определение зольности обугленных остатков ЛКП и величины убыли органической массы. Метод заключается в сравнении зольности проб одной и той же краски взятых на одной высоте по периметру помещения. При этом, чем выше зольность пробы, тем выше степень ее термических поражений.
- ИК-спектроскопия обугленных остатков ЛКП заключается в определении спектральных критериев, позволяющие оценить степень термического поражения красочного покрытия. Данный метод позволяет достаточно точно определить температуру нагрева окрашенной конструкции. Осуществляется это с помощью обработки результатов на ЭВМ, при этом определяется максимальная температура нагрева с точностью до 10 оС.
Исследование обгоревших остатков ЛКП позволяет получать информацию в зависимости от состава ЛКП в различных температурных зонах места пожара. Так, например, НЦ – покрытие дает информацию в диапазоне температур от 150 до 450 оС, МА, ПФ покрытия от 200 до 500 оС, а водно-дисперсионные от 200 до 950 оС. У водно-дисперсионных красок верхняя температурная граница выше – за счет того, что они содержат в качестве наполнителя мел (карбонат кальция), который разлагается при нагревании на окись кальция и углекислый газ при температуре 900-950 оС, таким образом, по составу обгоревших остатков можно определить достигала ли в исследуемой зоне температура 900-950 оС.
При температуре ниже 150 – 200 оС изменений в покрытиях, которые можно зафиксировать, практически не происходит. Выше 450 – 500 оС органическая составляющая ЛКП полностью выгорает.
Методика исследования обугленных остатков ЛКП хорошо дополняет другие методики исследования строительных и конструкционных материалов в низкотемпературном диапазоне. В целом различные объекты и методы исследования хорошо дополняют друг друга, перекрывая практически весь температурный диапазон возможный при пожаре (рис. 1.4).
ЛКП окалина
1000 оС
900
800
700
600
500
400
300
200
Холоднодеформированные
изделия