Советы пожароопасным свойствам строительных материалов : классификация – Обзор

Классы пожарной опасности строительных материалов

Разберёмся теперь с вышеупомянутыми параметрами, относящимися к категориям пожароопасности стройматериалов, выбираемых исходя из класса пожароопасности конструкций. 

Для характеристики ПО стройматериалов принято 6 классов, обозначаемых от КМ0 до КМ5. Каждый класс обязательно включает пять категорий стойкости материала:

• В – воспламеняемость;
• Г – горючесть;
• Д – дымообразование;
• Т – токсичность продуктов термического разложения;
• РП – способность распространять пламя, характеризуются только напольные покрытия.

Единственный из всех класс КМ0, соответствующий негорючести – НГ (категория Г), не имеет никаких иных параметров. Высший класс ПО – КМ5 соответствует наибольшим показателям по всем вышеприведённым категориям – В3, Г4, Д3, Т4, РП4. Рассмотрим подробнее каждую из них. 

Кадмий

Кадмий — это мягкий ковкий металл, устойчивый к коррозии, нерастворимый в воде и негорючий в твёрдом состоянии, который применяется для обработки других металлов (особенно стали) в качестве антикоррозийного покрытия. Также кадмий используется для стабилизации пластика и окрашивания стекла, так как он при определённой обработке даёт красный, жёлтый и оранжевый пигмент.

При всех своих достоинствах кадмий — это опасный материал, пары, растворимые соединения или мелкая пыль которого могут вызывать отёки лёгких, пневмонит и даже приводить к летальному исходу. Также превышение уровня содержания кадмия в организме связывают с раком лёгких, простаты и груди.

Природные и искусственные материалы

Классификация строительных материалов по назначению.

Яркими представителями данной категории является натуральный и искусственный камень. Эти материалы используются повсеместно. Они могут применяться как для отделочных работ, так и для строительства.

Природный камень издавна используется людьми. Этот материал обладает рядом свойств, за которые его и ценят. Он имеет великолепные прочностные характеристики и показатели твердости. Это заставляет человека покупать его в качестве облицовочного материала. Сегодня натуральный камень стоит достаточно дорого. Его могут позволить себе только обеспеченные люди. Это единственный материал, который применяется повсеместно.

Красота натурального камня несравнима ни с чем. Гранит и мрамор активно применяются в качестве основного строительного материала. Это и не странно. Время сделало с ним все, чтобы до человека в итоге дошел действительно качественный материал.

Основные физические свойства некоторых строительных материалов (в воздушно-сухом состоянии).

Что касается искусственного камня, то он тоже достаточно широко распространен. Это связано с тем, что его себе могут позволить практически все. Его стоимость, в сравнении с натуральным материалом, весьма низкая. Причем цена отличается на порядок. Если говорить о производстве, то здесь используются специальные химические катализаторы. Они ускоряют рост камней.

Если говорить о прочностных характеристиках, то они немного ниже, чем у старших собратьев. Каждый человек сам выбирает для себя тот или иной вариант. Если говорить о монтаже камня, то этот процесс весьма затруднителен. Многие люди для этих целей привлекают специалистов.

Это яркие представители данного класса. Они отличаются составом и свойствами, но при этом выглядят приблизительно одинаково. Нередки случаи, когда натуральный камень невозможно визуально отличить от искусственного.

Виды веществ

Принято различать три основных вида негорючих веществ различного происхождения. К первому виду относятся твердые материалы, представленные в различных конструктивных и агрегатных состояниях. Это могут быть и сыпучие вещества, и конструкции, и отдельные штучные изделия.

В это число входят:

• различные образцы горных пород, как скальные, так и более мягкие, включая известняк, доломит, мрамор;
• бетонные и железобетонные изделия;
• сыпучие породы, включая гравий, песок, щебень;
• связующие вещества – мел, глина, цемент, гипс, известка, штукатурки, растворы;
• чугунные и стальные изделия различного вида и конструкции – уголки, швеллеры, балки;
• цветные металлы, включая бронзу, медь, латунь, алюминиевые сплавы;
• минеральные волокна, например, базальт;
• различные виды текстильных материалов, включая асбестовую ткань, базальтовое волокно;
• обычное и огнестойкое стекло.

Жидкие вещества:

• пенообразователи и моющие вещества;
• все виды и состояния воды, начиная от источника питья и заканчивая применением в качестве теплоносителя;
• синтетические жидкости, не способные гореть;
• кислоты, щелочи, соли, находящиеся в виде водного раствора.

Газообразные вещества:

• углекислый газ;
• азот;
• хладон;
• аргон.

Природные свойства материалов

Ключевым фактором, определяющим пожарную опасность материалов, является сырье, из которого они изготовлены. В этой связи их можно разделить на три большие группы: неорганические, органические и смешанные. Рассмотрим подробнее свойства каждой из них, начав с минеральных материалов, которые принадлежат к группе неорганических и наравне с металлическими конструкциями служат для создания жесткого каркаса – основы современных зданий.

Наиболее часто встречающиеся минеральные строительные материалы – это природный камень, бетон, кирпич, керамика, асбоцемент, стекло и т. д. Они относятся к негорючим (НГ), но даже при небольшом добавлении полимерных или органических веществ – не более 5–10% от массы – их свойства меняются. Увеличивается пожарная опасность, и из НГ они переходят в категорию трудносгораемых.

В последние годы широкое распространение получила продукция на основе полимеров, принадлежащая к неорганическим материалам и являющаяся горючей. При этом от объема и химического строения полимера зависит принадлежность конкретного материала к группе горючести. Выделяют два основных типа полимерных соединений: реактопласты, образующие при нагревании коксовый слой, который состоит из негорючих веществ и защищает материал от воздействия высоких температур, препятствуя горению, и термопласты (плавятся без создания теплозащитного слоя).

Вне зависимости от типа полимерные строительные материалы нельзя перевести в разряд негорючих, но возможно снизить их пожарную опасность. Для этого применяются антипирены – различные вещества, которые способствуют повышению огнестойкости. Антипирены для полимерных материалов можно разделить на три большие группы.

В первую входят вещества, осуществляющие химическое взаимодействие с полимером. Эти антипирены применяются преимущественно для реактопластов, без ухудшения их физико-хи мических свойств. Вторая группа антипиренов – интумесцентные добавки – под воздействием пламени образует на поверхности материала вспененный ячеистый коксовый слой, препятствующий горению. И, наконец, третья группа – это вещества, которые механически смешиваются с полимером. Их используют для снижения горючести как термопластов, так реактопластов и эластомеров.

Из всех органических материалов наибольшее распространение при строительстве современных зданий получила древесина и изделия из нее – древесно-стружечные плиты (ДСП), древесно-волокнистые плиты (ДВП), фанера и т. д. Все органические материалы относятся к группе горючих, а их пожарная опасность повышается при добавлении различных полимеров. Например, лакокрасочные материалы не только повышают горючесть, но и способствуют более быстрому распространению пламени по поверхности, увеличивают дымообразование и токсичность. В этом случае к СО (угарному газу) – основному продукту горения органических материалов – добавляются и другие токсичные вещества.

Для снижения пожарной опасности органических строительных материалов, как и в случае с полимерными веществами, их обрабатывают антипиренами. Нанесенные на поверхность антипирены под воздействием высоких температур могут превращаться в пену или выделять негорючий газ. В обоих случаях они затрудняют доступ кислорода, препятствуя возгоранию древесины и распространению пламени. Эффективными антипиренами являются вещества, содержащие диаммонийфосфат, а также смесь фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония.

Что касается смешанных материалов, то они состоят из органического и неорганического сырья. Как правило, строительная продукция данного типа не выделяется в отдельную категорию, а относится к одной из предыдущих групп в зависимости от того, какое сырье преобладает. К примеру, фибролит, состоящий из древесных волокон и цемента, считается органическим, а битум – неорганическим. Чаще всего смешанный тип относится к группе горючих продуктов.

Повышенные требования к пожарной безопасности крупных торгово-развлекательных и офисных центров, а также высотных зданий диктуют необходимость разработки комплекса противопожарных мероприятий. Одним из наиболее важных является преимущественное использование негорючих и слабогорючих материалов. В особенности это касается несущих и ограждающих конструкций здания, кровли, а также материалов для отделки путей эвакуации. Согласно классификации НПБ 244-97, обязательной сертификации в области пожарной безопасности подлежат отделочные, облицовочные, кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы, а также напольные покрытия. Рассмотрим данные категории на предмет пожарной опасности.

Природные и искусственные материалы

Классификация строительных материалов по назначению.

Яркими представителями данной категории является натуральный и искусственный камень. Эти материалы используются повсеместно. Они могут применяться как для отделочных работ, так и для строительства.

Природный камень издавна используется людьми. Этот материал обладает рядом свойств, за которые его и ценят. Он имеет великолепные прочностные характеристики и показатели твердости. Это заставляет человека покупать его в качестве облицовочного материала. Сегодня натуральный камень стоит достаточно дорого. Его могут позволить себе только обеспеченные люди. Это единственный материал, который применяется повсеместно.

Красота натурального камня несравнима ни с чем. Гранит и мрамор активно применяются в качестве основного строительного материала. Это и не странно. Время сделало с ним все, чтобы до человека в итоге дошел действительно качественный материал.

Основные физические свойства некоторых строительных материалов (в воздушно-сухом состоянии).

Что касается искусственного камня, то он тоже достаточно широко распространен. Это связано с тем, что его себе могут позволить практически все. Его стоимость, в сравнении с натуральным материалом, весьма низкая. Причем цена отличается на порядок. Если говорить о производстве, то здесь используются специальные химические катализаторы. Они ускоряют рост камней.

Если говорить о прочностных характеристиках, то они немного ниже, чем у старших собратьев. Каждый человек сам выбирает для себя тот или иной вариант. Если говорить о монтаже камня, то этот процесс весьма затруднителен. Многие люди для этих целей привлекают специалистов.

Это яркие представители данного класса. Они отличаются составом и свойствами, но при этом выглядят приблизительно одинаково. Нередки случаи, когда натуральный камень невозможно визуально отличить от искусственного.

Какие стройматериалы самые пожароопасные

При строительстве частного дома нужно выбирать доступные и качественные строительные материалы. Однако не стоит пренебрегать и пожарной безопасностью. От их способности поддерживать горение, будет зависеть жизнь и здоровье владельцев дома.

Все строительные материалы, в зависимости от назначения, следует разделить на отделочные, изоляционные и применяемые для возведения конструкций. Самым универсальным материалом, применяемым для строительства стен, перегородок, кровли и при отделочных работах, является дерево.

При возникновении определенных условий оно способно к воспламенению. Как правило, дома, построенные из дерева, горят очень быстро, поэтому приехавшим на место пожарным, спасти его не удается. Развитие современных технологий, позволяет максимально обезопасить свой дом от подобного несчастья. Для этой цели применяют различные огнезащитные пропитки. Они либо в полной мере препятствуют возгоранию, либо серьезно его затрудняют.

Для придания эффективных огнезащитных свойств, стоит проводить только профессиональную обработку дерева. Ее осуществляют путем вымачивания материала в специальных емкостях с пропитками. Нанесение подобных составов с помощью кисти или распылителя положительного эффекта не дает.

Большинство отделочных материалов изготавливают из очень горючих материалов, либо с их добавлением. Самыми опасными являются изделия из различных полимеров.Это ПВХ панели, линолеумы, пенополиуретановые элементы. Очень опасны в этом плане ДСП, ОСП и ламинат. Для их изготовления используют горючие вещества повышенной токсичности.

Не меньшую опасность представляют лаки, краски и растворители. Помимо собственной повышенной горючести, эти материалы придают подобные свойства покрытым ими поверхностям. Они способствуют быстрому распространению пламени, образованию дыма и выделению токсичных веществ.

Отдельной строкой стоит упомянуть о теплоизоляционных и звукоизоляционных материалах. Есть среди них практически негорючие материалы, такие как стекловата или минеральная вата. Другая часть материалов способна воспламеняться очень быстро. Помимо этого, в процессе горения, они выделяют в воздух большое количество удушливого дыма и ядовитые химические соединения. Это относится в первую очередь к пенопласту, экструдированному пенополистиролу и поливинилхлориду. Такими материалами ни в коем случае нельзя отделывать пути эвакуации людей из дома. Технологии строительства рекомендуют применять их в тех местах, где возникновение открытого огня практически невозможно – для утепления подвалов, цоколей и отмостки.

Классификация материалов и изделий по технологическому признаку

В зависимости от того, какой вид сырья используется для изготовления материала, он делится на определенные группы.

Типы гидроизоляции.

1. Природные каменные. Для их изготовления используются горные породы. К этому виду можно отнести стеновые блоки, облицовочную плитку, щебень, гравий и так далее.
2. Керамические материалы и изделия. Чаще всего керамика используется для облицовочных работ. Этот материал изготавливают из глины путем ее специальной обработки. Это может быть отжиг, обжиг, сушка и другие манипуляции. Кстати, кирпич тоже относится именно к этой группе.
3. Изделия из минеральных расплавов. Сюда относятся материалы, которые делаются из стекла и других подобных веществ.
4. Неорганические вяжущие вещества. В основном представляют собой порошкообразные компоненты, которые при взаимодействии с водой образуют вязкую структуру. Со временем она имеет свойство затвердевать. Сюда можно отнести различные цементы. К этой же группе относится известь и гипс.
5. Бетоны. Они выделяются в отдельную группу. Получаются путем смешивания вяжущих компонентов, воды и дополнительных элементов. В результате получается достаточно прочная структура. Чаще всего применяется для создания фундаментов. Если бетон дополнить арматурой, то эта конструкция станет называться железобетон.
6. Древесные материалы и изделия. Их получают путем механической обработки древесины. Это могут быть разнообразные материалы. Сюда относятся доски, вагонка.
7. Металлические вещества. Достаточно широко используются в строительстве. Особенной популярностью пользуются черные металлы и их сплавы. Их используют в самых разнообразных отраслях народного хозяйства. Что касается цветных металлов, то они имеют более продолжительный срок службы. Это достигается благодаря их структуре. Они не вступают во взаимодействие с жидкостью, а поэтому не подвергаются коррозии.

Напрямую цветные металлы и сплавы используются при изготовлении проводов, различных электронных компонентов, сантехнических систем. Сегодня широко используется нанесение подобных материалов на черные металлы. В этом случае получается защитная пленка, которая препятствует взаимодействию основного материала с окружающей средой.

Подобная практика сегодня широко используется в строительстве. Оцинкованные листы, которые известны практически каждому человеку, получаются именно таким образом.

Механические свойства строительных материалов и изделий

Сегодня очень важное значение имеют механические свойства строительных материалов. Они определяют, насколько тот или иной элемент способен сопротивляться деформирующему или разрушающему воздействию внешних сил. Всего выделяют несколько таких свойств

Основными являются: прочность, упругость, пластичность и твердость. О них и стоит поговорить подробнее

Всего выделяют несколько таких свойств. Основными являются: прочность, упругость, пластичность и твердость. О них и стоит поговорить подробнее.

Основные свойства строительных материалов.

Начать лучше всего с такого важного показателя, как прочность. Она характеризует способность материала выдерживать определенную нагрузку, которая действует на него. Это показатель предела прочности

Он показывает, какую нагрузку необходимо приложить при испытании опытного образца, чтобы тот полностью разрушился

Это показатель предела прочности. Он показывает, какую нагрузку необходимо приложить при испытании опытного образца, чтобы тот полностью разрушился.

Каждый строительный материал характеризуется своим значением. Он может варьироваться в различных пределах. Чаще всего такой показатель, как предел прочности, указывают сами производители на упаковке продукции. Этот показатель очень важен для любого материала.

Упругость. Она характеризует способность материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки. Эта нагрузка изначально приводит к его деформации. Упругими считаются те материалы, которые полностью восстанавливают свою форму после снятия нагрузки. Таковых не так много в нашем мире. Примером может служить резина. Некоторые современные материалы не способны восстанавливать свою форму. Некоторые виды металла, к примеру, могут относиться к этой группе.

Физико-механические свойства кровельных битумных горячих мастик.

Пластичность для некоторых современных материалов имеет очень важное значение. Она характеризует способность вещества изменять свои формы и размеры после снятия нагрузки. При этом материал остается в таком же положении, в которое его привело действующее усилие

При этом взаимодействии с внешними факторами не должно образовываться никаких разрывов и трещин

При этом материал остается в таком же положении, в которое его привело действующее усилие. При этом взаимодействии с внешними факторами не должно образовываться никаких разрывов и трещин.

Примером таких веществ могут служить глина и раскаленный асфальт. Этот параметр зачастую не указывается на упаковке. Он изучается экспериментально. Это приводит к тому, что в результате некоторых доработок даже из не совсем качественного материала получается весьма неплохой результат.

Твердость также относится к основным механическим свойствам материалов строительного типа. Она показывает, насколько существующее вещество способно препятствовать проникновению в него другого материала. Из строительных материалов самую низкую твердость имеет тальк. Самый высокий параметр принадлежит алмазу.

https://youtube.com/watch?v=vTked-hiEbk

Сегодня существует много методов проверки веществ на твердость. Чаще всего применяется метод вдавливания шарика или алмазного наконечника в вещество. Оба варианта широко используются при разработке новых материалов или при испытании уже существующих.

Дымообразование:

Определяется оптической плотностью образующегося дыма. Измеряется в метрах квадратных на килограмм сгоревшего стройматериала, например, для минеральных плит, включая покрытие. Дабы проще было воспринимать этот параметр здесь в качестве примера перечислены плотности для общеизвестных веществ в м²/кг.

• Дизтопливо – 620;
• Древесина, тление – 345;
• Древесина, горение – 23;
• Резина, тление – 1680;
• Резина. горение – 850;
• Мебельная ткань ПШ, горение – 116;
• Мебельная ткань ПШ, тление – 103.

Значения в категории:

• Д1 – малое. До 50 м²/кг;
• Д2 – умеренное. 50 – 500 м²/кг;
• Д3 – высокое. Более 500 м²/кг.

Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 03.07.2016) “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности”

Статья 32. Классификация зданий, сооружений и пожарных отсеков по функциональной пожарной опасности

(в ред. Федерального  от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

1. Здания (сооружения, пожарные отсеки и части зданий, сооружений – помещения или группы помещений, функционально связанные между собой) по классу функциональной пожарной опасности в зависимости от их назначения, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, сооружении, возможности пребывания их в состоянии сна подразделяются на:

(в ред. Федерального  от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

1) Ф1 – здания, предназначенные для постоянного проживания и временного пребывания людей, в том числе:

а) Ф1.1 – здания дошкольных образовательных организаций, специализированных домов престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса образовательных организаций с наличием интерната и детских организаций;

(пп. “а” в ред. Федерального  от 02.07.2013 N 185-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

б) Ф1.2 – гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов;

в) Ф1.3 – многоквартирные жилые дома;

г) Ф1.4 – одноквартирные жилые дома, в том числе блокированные;

2) Ф2 – здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений, в том числе:

а) Ф2.1 – театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения с трибунами, библиотеки и другие учреждения с расчетным числом посадочных мест для посетителей в закрытых помещениях;

б) Ф2.2 – музеи, выставки, танцевальные залы и другие подобные учреждения в закрытых помещениях;

в) Ф2.3 – здания учреждений, указанные в  настоящего пункта, на открытом воздухе;

г) Ф2.4 – здания учреждений, указанные в  настоящего пункта, на открытом воздухе;

3) Ф3 – здания организаций по обслуживанию населения, в том числе:

а) Ф3.1 – здания организаций торговли;

б) Ф3.2 – здания организаций общественного питания;

в) Ф3.3 – вокзалы;

г) Ф3.4 – поликлиники и амбулатории;

д) Ф3.5 – помещения для посетителей организаций бытового и коммунального обслуживания с нерасчетным числом посадочных мест для посетителей;

е) Ф3.6 – физкультурно-оздоровительные комплексы и спортивно-тренировочные учреждения с помещениями без трибун для зрителей, бытовые помещения, бани;

4) Ф4 – здания образовательных организаций, научных и проектных организаций, органов управления учреждений, в том числе:

(в ред. Федерального  от 02.07.2013 N 185-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

а) Ф4.1 – здания общеобразовательных организаций, организаций дополнительного образования детей, профессиональных образовательных организаций;

(пп. “а” в ред. Федерального  от 02.07.2013 N 185-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

б) Ф4.2 – здания образовательных организаций высшего образования, организаций дополнительного профессионального образования;

(пп. “б” в ред. Федерального  от 02.07.2013 N 185-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

в) Ф4.3 – здания органов управления учреждений, проектно-конструкторских организаций, информационных и редакционно-издательских организаций, научных организаций, банков, контор, офисов;

г) Ф4.4 – здания пожарных депо;

5) Ф5 – здания производственного или складского назначения, в том числе:

а) Ф5.1 – производственные здания, сооружения, производственные и лабораторные помещения, мастерские;

(в ред. Федерального  от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

б) Ф5.2 – складские здания, сооружения, стоянки для автомобилей без технического обслуживания и ремонта, книгохранилища, архивы, складские помещения;

(в ред. Федерального  от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

в) Ф5.3 – здания сельскохозяйственного назначения.

Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ
“Технический регламент о требованиях пожарной безопасности”

(в редакции, актуальной с 13 июля 2014 г.)

с изменениями и дополнениями, внесенными в текст, согласно Федеральным законам:

от 02.07.2013 г. № 185-ФЗ, от 23.06.2014 г. № 160-ФЗ;

с изменениями и дополнениями, частично внесенными в текст, согласно Федеральному закону от 10.07.2012 г. № 117-ФЗ)

Рекомендации по применению

Природные органические вещества считаются горючими, и потому пожароопасными, а неорганические – негорючими материалами. Если в состав неорганических материалов вводится до 8% органических составляющих, что делается обычно для повышения прочности или улучшения структуры, такие продукты считаются негорючими. Однако чем больше будет добавок, те сильнее возрастут пожароопасные свойства.

Среди синтетических веществ с низкой пожарной опасностью можно выделить кремнийорганические соединения, выдерживающие нагрев до высоких температур.

При строительстве зданий с высокой степенью ответственности рекомендуется использовать для изготовления конструкций исключительно негорючие материалы – камень, кирпич, бетон.

В иных случаях допускается изготавливать конструкции из древесины, обработанной специальными составами, предохраняющими от возгорания. Такие составы называются антипиренами. Они могут значительно повысить температуру возгорания древесины, а также существенно уменьшить её горючесть. Некоторые антипирены способны придать древесине свойство самозатухания.

В качестве отделочных не рекомендуется использовать вещества с высокой степенью дымообразования и токсичности. При этом можно использовать горючие материалы, обработав их соответствующими составами, устраняющими пожароопасные свойства.

При изготовлении кровли для зданий с печным отоплением, имеющих дымовые трубы, предпочтение должно отдаваться несгораемым материалам – металлическим и асбестоцементным листам. Допускается изготовление битумных рулонных кровель при условии оснащение труб искрогасителями.

В качестве теплоизоляционных в последнее время применяют неорганические материалы с низкими пожароопасными характеристиками. Многие из них вообще не горят и не выделяют токсичных веществ при нагревании. Это различные минеральные и каменные ваты. Вспененные пластмассы, используемые для утепления, могут применяться только с наружной стороны конструкций, так как многие пластмассы при нагревании выделяет большое количество токсичных веществ. Теплоизоляционные свойства являются хорошим дополнением к низкой горючести, ведь такие изделия заметно улучшают огнестойкость конструкций за счет своей низкой теплопроводности.