تقييم مخاطر الحرائق لمواد التكسية في المباني القائمة

تضم مكتبة مواد الكسوة قاعدة بيانات شاملة لمواد الكسوة بناءً على تركيبها وقابليتها للاشتعال كمكونات فردية. يمكن استخدامها كذلك لإجراء تحليلات المخاطر. قاعدة البيانات هي أداة للمهندسين المؤهلين لتمكين تحديد مخاطر الحرائق بشكل مناسب وتقدير كمي لاحتمالية انتشار الحرائق لمواد الكسوة. اقترحت جامعة كوينزلاند، بالتعاون مع فريق عمل تدقيق منتجات البناء غير المطابقة للمواصفات (NCBP) في كوينزلاند، أستراليا، إطار عمل لتوفير منهجية قوية لتقييم مخاطر الحريق لمواد الإكساء في المباني القائمة بناءً على فهم شامل لظواهر الحريق ذات الصلة. تم تحديد قابلية مواد الكسوة للاشتعال (ألواح الألومنيوم المركبة، والعزل، وما إلى ذلك) بناءً على أطر اختبار راسخة ومقبولة على نطاق واسع في مجتمع هندسة السلامة من الحرائق. تم تطبيق هذه الأطر ومراجعتها من قبل الأقران في نطاق دراسات أبحاث الحرائق على أداء ألواح الألومنيوم المركب ومواد العزل في جامعة كوينزلاند وجامعة إدنبرة. يمكن الوصول إلى معلومات مفصلة عن إطار العمل هنا! تتضمن المنهجية تحديد الانحلال الحراري والأكسدة باستخدام NETZSCH STA 449 F3 Jupiter^®.

كيف يدعم تحليل قياس الثقل الحراري إطار العمل؟

يُستخدمالتحليل الحراري الثيرموغرافي (ASTM E1131) لتحليل التحلل الحراري للمواد كدالة لدرجة الحرارة. يمكن تحديد التفاعلات التي يحدث فيها فقدان الكتلة، مثل الانحلال الحراري والأكسدة، باستخدام هذه التقنية. يتم تضمين TGA في بروتوكول الاختبار هذا لتعزيز متانة الإطار. تعتبر تقنيات تحديد المواد الأخرى وتحديد كميتها كافية من الناحية النظرية، ولكن إضافة تقنية إضافية للتحقق من النتائج يضمن تقليل الخطأ المحتمل.

تحضير العينة

تم أخذ عينات TGA من جانب عينة معينة بحيث يتم حساب متوسط البيانات عبر العمق. تمت إزالة طبقة التغليف الخارجية أولاً لإزالة تأثير أداة أخذ العينات. أخذت العينات على شكل رقائق صغيرة (طولها 0.5 - 3 مم) لتقليل التدرجات الحرارية خلال العينة. تم ضغط هذه العينات برفق في قاع البوتقة لضمان التلامس الحراري الجيد مع المزدوجة الحرارية في خلية التحميل.

كيفية إجراء التحليل باستخدام التحليل الحراري الوزني الحراري

• معدل تسخين ثابت قدره 20 درجة مئوية في ^{الدقيقة} الواحدة من 50 إلى 800 درجة مئوية. تمت إضافة نظام تسخين متساوي الحرارة لمدة عشر دقائق في الهواء في نهاية كل اختبار لمنع التصاق البوتقات بخلية التحميل;
• اختبار واحد في جو هوائي واختبار واحد في جو نيتروجيني، بإجمالي اختبارين لكل عينة;
• معدل تدفق 150 مل في ^{الدقيقة-1} للغاز، مع تدفق نيتروجين إضافي بمقدار 20 مل في ^{الدقيقة-1} لتطهير النيتروجين في جميع الحالات;
• تم استخدام بوتقات الألومينا (_Al2O3) بحجم 85 ميكرولتر، وقطر 8 مم، وبدون أغطية;
• كانت كتلة العينة في الحالات العامة 10.0 مجم مع انحراف أقصى قدره 2.5 مجم. ومع ذلك، بالنسبة لبعض العينات، لم يكن ذلك ممكنًا بالنسبة لحجم البوتقة، وبالتالي تم تقليل الكتلة المستهدفة.

مخططات TGA الموضحة هي لنوع من الرغوة العازلة، مع اختبار واحد في الهواء وآخر في النيتروجين. تُظهر النتائج أن المادة تخضع للتحلل الحراري (245 - 383 درجة مئوية) وتولد فحمًا في النيتروجين. وفي الأكسجين، يحدث لهذا الفحم تفاعل أكسدة طارد للحرارة (الذروة 581 درجة مئوية). يكون ناتج الفحم منخفضًا جدًا ومشابهًا لبعض الرغاوي ضعيفة الأداء في النار، وبالتالي من المتوقع أن يكون أداء هذه الرغوة ضعيفًا أيضًا.

الخاتمة

على الرغم من درجة حرارة الأكسدة العالية، إلا أن القصور الحراري لهذه المادة منخفض للغاية وبالتالي ستشتعل المادة بسرعة. تشير بدائل مكتبة مواد الكسوة ببساطة إلى أنها مادة عازلة، ولن تقدم أي إشارة إلى هذا السلوك المحتمل للحريق.