Здания и сооружения, их устойчивость при пожаре. 2

МИНИСТЕРСТВО  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ  ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И  ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ  БЕДСТВИЙ 

СИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ФИЛИАЛ  САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ГПС  МЧС РОССИИ 
 
 
 
 
 
 

КАФЕДРА ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

 «ЗДАНИЯ,  СООРУЖЕНИЯ И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ  ПРИ ПОЖАРЕ» 
 
 

Выполнил  лейтенант внутренней службы  Ковалев  А.С.

Зачетная  книжка ВК № 0938

Домашний  адрес (для слушателей ФЗО)

Приморский  край г. Владивосток  
ул. Шошина 19 в кв. 25

Проверил _______________________

________________________________

                  (должность, звание, ФИО)

Контрольная работа зачтена

“____” ____________________20__ г.

с оценкой _______________________ 
 
 
 
 
 
 

Железногорск 2012

Содержание 
 

1.Вопрос 1                                         3

2.Вопрос  2                                                                                                   8

3.Задача 1                                                                                                     10

Список  литературы                                                                                       11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Вопрос 1.

    Чем отличается керамический материалы от  других искусственных каменных материалов: по технологии изготовления, основным свойствам,  применению в строительстве, поведению в условиях пожара (при нагреве до высоких температур)? (Свой ответ подтвердите на примерах материалов).

    Ответ

      Керамические строительные материалы  получают в процессе технологической переработки минерального сырья (в основном глинистого), способного при затворении водой образовывать пластичное тесто, ко­торое в высушенном состоянии обладает небольшой прочностью, а после обжига приобретает камнеподобные свойства.

         Керамические материалы и изделия  классифицируют по их назначению  на следующие группы и виды: стеновые материалы - кирпич керамический  обыкновенный, кирпич керамический  пустотелый и пористо-пустотелый  пластического прессования, кирпич  керамический пустотелый полусухого  прессования, камни керамические  пустотелые пластического прессования  и кирпич строительный легкий (стеновые изделия со средней  плотностью менее 1450 кг/м3 являются  эффективными) ; лицевой керамический кирпич и камень - строительные материалы, которые выполняют одновременно конструктивные и декоративные функции; кирпич и камни строительные керамические специального назначения: кирпич керамический лекальный, камни для канализационных сооружений (подземных коллекторов), кирпич для дорожных одежд; керамические плитки для внутренней облицовки зданий, фасадов и полов; кровельные материалы - керамическая черепица рядовая (для покрытия скатов кровли) , коньковая (для покрытия коньков и ребер) ; трубы керамические канализационные и дренажные; изделия керамические кислотоупорные - футеровочные - кирпич кислотоупорный нормальный, плитки кислотоупорные и термокислотоупорные и керамические фасонные по особому заказу; трубы кислотоупорные керамические и фасонные части к ним.

    Применяемое в керамической промышленности сырье  условно делят на три группы: пластичные материалы, отощающие материалы, плавни.

    Основным  сырьем для большинства керамических материалов являются глина.

        Глина - землистая горная порода, состоящая в основном из глинистых  минералов: каолинита Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O, монмориллонита Al2O3 • 4SiO2HnH2O, иллита К2О-МдО-4А12О3-7SiO2-H2O и различных примесей. Все глинообразующие минералы являются водными алюмосиликатными и при затворении водой образуют тесто, способное формоваться.

    Запесоченность  глин существенно снижает качество керамических материалов.

         Отощающие добавки вводят в  сырьевую смесь для снижения  усадочных деформаций, а также  увеличения скорости обжига керамических изделий. В качестве отощителей используют шамот, кварцевый песок, тальк, золы ТЭЦ и гранулированные шлаки.

         Наиболее эффективными отощителями  являются шлаки, состав которых  близок к волластониту, например  шлаки химического производства. Образующиеся в результате взаимодействия  ортофосфата кальция с углеро­дом и кремнеземом шлаки используют на ряде предприятий в комбинации с глинами в количестве до 50-55%.

         При вводе этих шлаков в  составы плиточных масс снижаются  усадка и водопоглощение, повышаются морозостойкость и механическая прочность плиток. Температура обжига облицовочных плиток из масс, в состав которых вводят эти шлаки, резко снижается. Утельный обжиг производится при 850-870°С,  а глазурный - при 830-840°С.Плавнями называют добавки, взаимодействующие во время обжига с основной керамической массой и образующие в результате этого более легкоплавкие смеси. В качестве плавлений в керамической промышленности применяются стеклобой, нифелинсиенит, перлит, мел, доломит и др.

    Керамические  материалы не растворяются и не меняют свои характеристики не только при  контакте с водой, но при контакте с  водой, но и при контакте с  большинством химических веществ (кроме плавиковой кислоты), они меньше загрязняются и отличаются особой простотой ухода. Инертность сохраняется не только при температуре окружающего воздуха, но и в условия высоких температур. Химический состав керамики не меняется даже при пожаре. Более того было доказано, что при пожаре керамическая плитка обеспечивает эффективную защиту конструкций, к которым она крепится. При этом значительно уменьшается тепловое воздействие на них и, следовательно, риск обрушений. 

    Искусственный каменные материалы

    Кроме растворов, бетонов, железобетонных изделий в номенклатуре искуственых каменных необожженных материалов и изделий на основе минеральных вяжущих входят асбестоцементные, гипсовые и гипсобетонные, силикатные (на основе извести) и магнезиальные материалы и изделия. Получают их так же, как и бетонные изделия, формованием и последующим твердением растворных и бетонных смесей на основе соответствующих вяжущих веществ и заполнителей (кварцевого песка, шлака, золы, пемзы, опилок и т.д.). Области применения, определяемые свойствами этих материалов, чрезвычайно обширны – от несущих и ограждающих конструкций до отделки зданий и сооружений.

    Силикатные  изделия получают в результате формирования и последующей автоклавной обработке  смеси извести или других вяжущих  веществ на ее основе, тонкодисперсных  кремнеземистых добавок, песка и  воды.

    Способы изготовления мелких камней путем прессования  известково-песчаной смеси и последующей  автокавой обработке был предложен  немецким ученым В. Михаэлнсом. В течение трех десятилетий этот способ совершенствовали с целью изготовления крупноразмерных силикатных изделий.

    Силикатные  бетоны – большая группа бесцементных бетонов автоклавного твердения, получаемое на основе известково-песчаного, известково-зольного и других известково-кремнезёмистых вяжущих, кроме того, в качестве нижущего используют молотые доменные шлаки.

      Силикатные бетоны могут быть  плотного и пористого строения. Плотный мелкозернистый силикатный бетон - разновидность тяжелого бетона, но в отличие от него в состав силикатного бетона не входит крупный заполнитель (гравий или щебень). Структура силикатного бетона более однородна, а стоимость значительно ниже.

    Изделия из плотного силикатного бетона изготовляют  по следующей технологической схеме: дробление комовой негашеной  извести; приготовление известково-песчаного вяжущего путем дозирования и помола извести, песка и гипса в шаровой мельнице; приготовление  
силикатобетонной смеси смешением немолотого песка с измельченным известково-песчаным вяжущим и водой в бетоносмесителях с принудительным перемешиванием, формование изделий и их выдерживание, твердение отформованных изделий в автоклавах при температуре насыщенного пара 174—191 °С, что соответствует давлению 0,8—1,2 МПа.

      Плотность изделий из силикатного  плотного бетона 1800—2200 кг/м3. Прочность  его при сжатии колеблется  в довольно широких пределах  и зависит от состава смеси,  режима автоклавной обработки  и других факторов. Так, силикатные  бетоны автоклавного твердения  при расходе извести  
8—11 % по массе твердых компонентов и уплотнении вибрированием приобретают прочность 15— 30 МПа. Однако при добавлении 15—30 % тонкомолотого кварцевого песка их прочность при сжатии может быть увеличена в 2—3 раза, что составит 40—60 МПа. Водостойкость силикатного бетона удовлетворительная, снижение прочности при полном водонасыщении не превышает 25 %. Морозостойкость 25—50 циклов, а при добавке портландцемента она повышается до 100 циклов.

      Из плотного силикатного бетона  выполняют крупные стеновые блоки  наружных стен с щелевыми пустотами и внутренних несущих стен, панели и плиты перекрытий, колонны, балки и прогоны, лестничные площадки и марши, цокольные блоки и другие армированные изделия.

             Вяжущие для легких силикатных бетонов те же, что и для плотных, но в качестве заполнителей используют керамзит, гранулированный шлак, шлаковую пемзу и другие пористые материалы в виде гравия и щебня.

      По назначению легкие силикатные  бетоны разделяют на конструкционные  плотностью 1400—1800 кг/м3, конструкционно-теплоизоляционные  плотностью 500—1400 кг/м3 и теплоизоляционные—менее  500 кг/м3, теплопроводностью 0,5—0,7 Вт/(м-°С).

      Прочность при сжатии легких  силикатных бетонов составляет  от 3,5 до 20 МПа (20 МПа у конструкционных  бетонов). Водопоглощение их зависит  от плотности и колеблется  от 12 до 30 % (по объему), морозостойкость  15—50 циклов.

      Из легких силикатных бетонов  на пористых заполнителях изготовляют  блоки и панели наружных стен  жилых зданий.

      Ячеистые силикатные бетоны в  зависимости от способа образования  пористой структуры разделяют  на пе-но- и газосиликаты. Их получают при автоклавной обработке известково-песчаной пластичной смеси, в состав которой вводят устойчивую пену (пеносиликат) или алюминиевую пудру и другие газообразователи (газосиликат).

      Плотность изделий из ячеистых  силикатных бетонов 300—1200 кг/м3, прочность  1—20 МПа, теплопроводность 0,09—0,4 Вт/(м-°С).

      По назначению ячеистые силикатные  изделия также делят на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и конструкционные.

      Теплоизоляционные ячеистые силикатные  изделия плотностью 300—500 кг/м3 служат  хорошим утеплителем для железобетонных, асбестоцементных и других слоистых  панелей, чердачных перекрытий, камер  холодильных установок, а также  в виде скорлуп и коробов  для утепления теплопроводов  и др. Конструкционно-теплоизоляционные  пено- и газосиликаты плотностью 500— 800 кг/м3 и прочностью 2,5—7,5 МПа применяют для изготовления армированных крупноразмерных изделий для наружных и внутренних стен. Конструкционные пено- и газосиликаты плотностью 800—1200 кг/м3 и прочностью 7,5—20 МПа целесообразны для армированных конструкций покрытий промышленных зданий, междуэтажных и чердачных перекрытий жилых зданий, несущих перегородок и др.

      Изделия из силикатобетона не  рекомендуются для конструкций,  подверженных значительному увлажнению (фундаментов, цоколей, подоконников, карнизов и др.).

    Силикатный  кирпич — искусственный каменный материал, изготовляемый из смеси  кварцевого песка и извести путем  прессования под большим давлением  и последующего твердения в автоклаве. Исходными материалами являются воздушная известь — 6—8% в расчете  
на СаО, кварцевый песок 92—94 % и вода — 7—8 % по массе сухой смеси.

    Существуют  две схемы производства силикатного  кирпича: силосная и барабанная. По более распространенной силосной схеме известь совместно с песком гасят в силосах в течение 4—8 ч. По барабанной — известь совместно с песком гасят во вращающихся барабанах с подводом пара под давлением до 0,5 МПа (изб.), благодаря чему процесс гашения длится 30—40 мин. Погашенная тем или иным способом масса поступает в лопастную мешалку или бегуны для дополнительного увлажнения, перемешивания и измельчения комков. Из подготовленной массы прессуют на прессах под давлением 15—20 МПа сырец, который укладывают на вагонетки и направляют в автоклавы для запаривания под давлением насыщенного пара 0,8 МПа (изб.) при температуре около 175°С. Длительность цикла запаривания 10—14 ч. Цель запаривания — ускорение реакции между песком и известью, в результате которой образуется гидросиликат кальция, цементирующий зерна песка и придающий кирпичу высокую прочность. Взаимодействие компонентов силикатной смеси протекает по реакции CaO+Si02+nH20 = CaOSi02+ (п+1) Н20.

    Прочность силикатного кирпича растет в  течение некоторого времени и  после выгрузки из автоклава (на воздухе). Это обусловлено его высыханием, а также тем, что не вступившая в реакцию с кремнеземом Са(ОН)2 реагирует с С02 воздуха: Са (ОН)2-г-С02 = СаС03-г-Н20, образуя углекислый кальций.

    Силикатный  кирпич нельзя применять в условиях контакта с высокими температурами, поскольку при их воздействии  начинается процесс разложения гидратных  компонентов, входящие в его состав. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.Вопрос 2 

    С помощью каких экспериментальных методов производят определение группы горючих твердых материалов? В чем сущностью, сходства и различия?

    Ответ

    Методы  испытаний на горючесть предназначены  для проведения испытаний строительных материалов и классификации их по группам горючести.

    Испытания проводятся двумя методами.

    Метод испытаний I предназначен для отнесения строительных материалов к негорючим(НГ) или горючим (Г).

    Методы  испытания II предназначен для подразделения горючих (Г) строительных материалов на четыре группы горючести : Г₁,Г₂,Г₃,Г₄.

    Испытания рекомендуют начинать по методу I, если массовая доля органических веществ в материале составляет 2%.

    Таблица №1

3. Задача 1

    Образцы строительного материала испытали на горючесть в соответствии  
с методом I. Результаты испытаний приведены в таблице.

    Таблица 2.

    Сделать вывод о группе горючести материала (ответ обосновать).

    Ответ 

    Материал  относятся к группе негорючих (НГ), если при испытании пяти образцов получены следующие результаты:

    - среднее значение разности между  максимальной и конечной (на 30 мин.) температура в печи не превышает  50⁰С;

    - средняя потеря массы образцов  не превышает 50 % их первоначальной  массы;

    - средняя продолжительность пламенного  горения не превышает 10с.

    Если  хоть бы один из названных критерий не выполняется, материал относят к горючим (Г).

Таблица 3

      В соответствии с данными материал относится к горючим материалам.  
 
 
 
 

Список  используемой литературы 

1. ГОСТ 30244-94. Материалы строительные. Методы испытаний  на горючесть.
2. Беляев А.В., Вязигин В.Г., ДемёХИН В.Н., Крейтор В.П., Михатайкин Е.М., Здание и сооружение и их устойчивость при пожаре: Учебная программа по специальности 330400-Пожарная безопасность.- СПб.: Санкт-Петербург институт ГПС МЧС России,2003.-32 с.
3. Жуков И.В., Лимонов Б.С., Шугайбов Р.А. Здание и сооружение и их устойчивость при пожаре. Курс лекции по специальности 280104.65-«Пожарная безопасность». Часть 2/Под ред. В.С. Артамонова. СПб.: Санкт-Петербург институт ГПС МЧС России,2009.-185 с.
4. Силикатные материалы и изделия //http://www.atron.kz/2009/08/28/silikatnye-materialy-i-izdeliya.
5. Энциклопедия строительных материалов //http:// www.stroyka.ru/material/read.php?ID=794405.