Εκτίμηση του κινδύνου πυρκαγιάς από υλικά επένδυσης σε υφιστάμενα κτίρια

Η ιστοσελίδα Library περιλαμβάνει μια εκτεταμένη βάση δεδομένων των υλικών επένδυσης με βάση τη σύνθεση και την αναφλεξιμότητά τους ως μεμονωμένα συστατικά. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση αναλύσεων επικινδυνότητας. Η βάση δεδομένων είναι ένα εργαλείο για εξειδικευμένους μηχανικούς που επιτρέπει τον επαρκή προσδιορισμό του κινδύνου πυρκαγιάς και την ποσοτικοποίηση της πιθανής εξάπλωσης της πυρκαγιάς των υλικών επένδυσης. Το Πανεπιστήμιο του Κουίνσλαντ, σε συνεργασία με την Ομάδα Εργασίας Ελέγχου Μη Συμμορφούμενων Οικοδομικών Προϊόντων (NCBP) στο Κουίνσλαντ της Αυστραλίας, πρότεινε ένα πλαίσιο για την παροχή μιας αξιόπιστης μεθοδολογίας για την αξιολόγηση του κινδύνου πυρκαγιάς των υλικών επένδυσης σε υφιστάμενα κτίρια, με βάση την ενδελεχή κατανόηση των σχετικών φαινομένων πυρκαγιάς. Η αναφλεξιμότητα των υλικών επένδυσης (σύνθετα πάνελ αλουμινίου, μόνωση κ.λπ.) ορίζεται με βάση καθιερωμένα πλαίσια δοκιμών ευρέως αποδεκτά στην κοινότητα των μηχανικών πυρασφάλειας. Τα πλαίσια αυτά έχουν εφαρμοστεί και αξιολογηθεί από ομότιμους στο πλαίσιο των μελετών fire research σχετικά με την απόδοση σύνθετων πάνελ αλουμινίου και μονωτικών υλικών στη φωτιά στο Πανεπιστήμιο του Queensland και στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. Αναλυτικές πληροφορίες σχετικά με το πλαίσιο είναι διαθέσιμες εδώ! Η μεθοδολογία περιλαμβάνει τον προσδιορισμό της πυρόλυσης και της οξείδωσης με το NETZSCH STA 449 F3 Jupiter^® .

Πώς η ανάλυση θερμοβαρυμετρίας υποστηρίζει το πλαίσιο

Ηθερμοβαρυμετρική ανάλυση (ASTM E1131) χρησιμοποιείται για την ανάλυση της θερμικής αποσύνθεσης των υλικών σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία. Οι αντιδράσεις στις οποίες παρατηρείται απώλεια μάζας, όπως η πυρόλυση και η οξείδωση, μπορούν να προσδιοριστούν με τη χρήση αυτής της τεχνικής. Η TGA περιλαμβάνεται σε αυτό το πρωτόκολλο δοκιμών για την ενίσχυση της στιβαρότητας του πλαισίου. Οι άλλες τεχνικές ταυτοποίησης και ποσοτικού προσδιορισμού υλικών είναι θεωρητικά επαρκείς, αλλά η προσθήκη μιας επιπλέον τεχνικής για την επαλήθευση των αποτελεσμάτων διασφαλίζει τη μείωση των πιθανών σφαλμάτων.

Προετοιμασία δείγματος

Τα δείγματα TGA ελήφθησαν από την πλευρά ενός συγκεκριμένου δείγματος, έτσι ώστε τα δεδομένα να υπολογίζονται κατά μέσο όρο σε όλο το βάθος. Αρχικά αφαιρέθηκε το εξωτερικότερο στρώμα ενθυλάκωσης για να εξαλειφθεί η επίδραση του εργαλείου δειγματοληψίας. Τα δείγματα είχαν τη μορφή νιφάδων small (μήκους 0,5 - 3 mm) για να ελαχιστοποιηθούν οι θερμικές κλίσεις μέσω του δείγματος. Αυτά πιέζονταν ελαφρά στον πυθμένα του χωνευτηρίου για να εξασφαλιστεί καλή θερμική επαφή με το θερμοστοιχείο του αισθητήρα φορτίου.

Πώς να εκτελέσετε την ανάλυση με θερμοβαρυμετρική ανάλυση

• Σταθερός ρυθμός θέρμανσης 20°C ^min-1 από 50 έως 800°C. Στο τέλος κάθε δοκιμής προστέθηκε ισόθερμο καθεστώς θέρμανσης στον αέρα διάρκειας δέκα λεπτών, ώστε να αποφευχθεί η προσκόλληση των χωνευτηρίων στην κυψέλη φορτίου,
• Μία δοκιμή σε ατμόσφαιρα αέρα και μία δοκιμή σε ατμόσφαιρα αζώτου, για συνολικά δύο δοκιμές ανά δείγμα,
• Ρυθμός ροής 150 ml ^min-1 για το αέριο, με πρόσθετη ροή καθαρισμού αζώτου 20 ml ^min-1 σε όλες τις περιπτώσεις,
• Χρησιμοποιήθηκαν χωνευτήρια αλουμίνας (_Al2O3) με όγκο 85 μl, διάμετρο 8 mm και χωρίς καπάκια,
• Η μάζα του δείγματος σε γενικές γραμμές ήταν 10,0 mg με μέγιστη απόκλιση 2,5 mg. Παρόλα αυτά, για ορισμένα δείγματα, αυτό δεν ήταν δυνατό για τον όγκο του χωνευτηρίου και έτσι η μάζα-στόχος μειώθηκε.

Η TGA plots που παρουσιάζεται είναι για έναν τύπο μονωτικού αφρού, με μία δοκιμή στον αέρα και μία στο άζωτο. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το υλικό υφίσταται πυρόλυση (245 - 383°C) και παράγει κάρβουνο στο άζωτο. Στο οξυγόνο, ο άνθρακας αυτός πραγματοποιεί στη συνέχεια μια εξώθερμη αντίδραση οξείδωσης (κορυφή 581°C). Η απόδοση του άνθρακα είναι αρκετά χαμηλή και παρόμοια με ορισμένους από τους αφρούς με κακή απόδοση στη φωτιά, και έτσι η απόδοση αυτού του αφρού θα αναμενόταν επίσης να είναι κακή.

Συμπέρασμα

Παρά την υψηλή θερμοκρασία οξείδωσης, η θερμική αδράνεια αυτού του υλικού είναι εξαιρετικά χαμηλή και έτσι το υλικό αναφλέγεται γρήγορα. Οι εναλλακτικές λύσεις για τα υλικά επένδυσης Library απλά σημειώνουν ότι πρόκειται για μόνωση και δεν θα παρέχουν καμία ένδειξη αυτής της πιθανής συμπεριφοράς στη φωτιά.