Пожары металлов и их сплавов

Обновлено: 27.04.2024

Фраза «горение металлов» у многих вызывает недоумение. Люди далекие от вопросов пожарной безопасности уверены, что металлы не горят. Однако это не совсем так. Некоторые металлы способны не просто гореть, но даже самовоспламеняться.

Основные опасности, которые несут в себе разные металлы:

Алюминий – легкий электропроводный металл с довольно низкой температурой плавления (660°С), в связи с чем при пожаре может произойти разрушение алюминиевых конструкций. Но самым опасным является алюминиевый порошок, который несет в себе угрозу взрыва и может гореть.
Кадмий и многие другие металлы под воздействием высоких температур выделяют токсичные пары. Поэтому тушение горящих металлов следует производить в защитных масках.
Щелочные металлы (натрий, калий, литий) вступают в реакцию с водой, образуя при этом водород и количество теплоты, необходимой для его воспламенения.
Чугун в виде порошка при воздействии высоких температур или огня может взорваться. Искры от чугуна могут спровоцировать возгорание горючих материалов, находящихся вблизи.
Сталь, которая не считается горючим металлом, также может загореться, если она находится в порошкообразном состоянии или в виде опилок.
Титан – прочный металл, основной элемент стальных сплавов. Плавится он при высоких температурах (2000°С) и в больших конструкциях или изделиях не горит. Но маленькие детали из титана вполне могут воспламениться.
Магний – один из главных элементов в легких сплавах, придающий им пластичность и прочность. Гореть могут хлопья и порошок магния. Твердый магний также может воспламениться, но только если его нагреть до температуры выше 650°С.

Как видно, гореть способны в основном измельченные металлы в виде порошка, стружки, опилок. Помимо указанных опасностей, металлы могут также стать причиной травм, ожогов и увечий людей.

Тушение пожаров класса D

Горение класса D происходит на поверхности металла при очень высокой температуре и сильным искрообразованием.

Вода как огнетушащее вещество совершенно не подходит для металлических изделий и порошков, так как многие из них вступают в реакцию с ней, вследствие чего пожар может только усилиться. Также попадание воды на горящий металл может способствовать разбрызгиванию его на людей и окружающие предметы.

Песком также нельзя тушить горящие металлы. Его применение может привести к взаимодействию этих двух материалов и усилить горение.

Для тушения металлов чаще всего используют специальные сухие порошки. Причем для каждого метала необходимо подбирать свой состав.

Горение магния и сплавов на его основе подавляется посредством сухих молотых флюсов, применяемых при их плавке. Флюсы способствуют отделению очага возгорания от воздуха с помощью образующейся жидкой пленки.

Натрий, калий и их сплав тушатся огнетушителями или установками с огнетушащими порошками ПС-1 и ПС-2. Нередко для борьбы с возгоранием этих щелочных металлом используют поваренную соль, аргон и азот.

Горящий натрий можно потушить порошкообразным графитом.

Металлический литий в случае его воспламенения потушить очень непросто. Все самые распространенные огнетушащие вещества для этого не подходят (вода, углекислота, пена и т. д.).

Для устранения возгорания металлического лития были разработаны специальные порошковые смеси ПС-11, ПС-12 и ПС-13. В их основе – различные флюсы и графит с примесями.

Возгорание лития также можно подавить путем вытеснения воздуха из очага горения при помощи аргона.

Класс пожара

Класс пожара – это условно принятая характеристика объекта пожара в зависимости от вида горючих веществ и материалов для удобства обозначения огнетушащих веществ и (или) средств тушения (огнетушителей, установок пожаротушения) пожара.

Различают следующие классы и подклассы пожаров:

Класс пожара A

Класс пожара — А: горение твердых веществ.

Подкласс пожара — А1: горение твердых материалов, сопровождаемое тлением (например, дерево, бумага, уголь, текстиль).

Рекомендуемые средства тушения пожаров подкласса А1:

вода со смачивателями, распыленная вода; , огнетушащие порошки типа АВСЕ.

Подкласс пожара — А2: горение твердых материалов, не сопровождаемое тлением (например, резина, каучук, пластмасса).

Для тушения пожаров подкласса А2 можно применять все виды огнетушащих веществ: воду, пену, порошки, хладоны.

Класс пожара B

Класс пожара — В: горение жидких веществ.

Подкласс пожара — В1: горение жидких веществ, нерастворимых в воде (например, бензина, эфира, нефтяного топлива), а также сжижаемых твердых веществ (например, парафина)

Рекомендуемые средства тушения пожаров подкласса В1: пены на основе специальных пенообразователей, устойчивые к действию полярных жидкостей, тонкораспыленная вода, хладоны, огнетушащие порошки общего назначения, аэрозольное пожаротушение, создаваемое сжиганием аэрозолеобразующих составов, и инертные разбавители: N₂, СО₂, и т.п.

Подкласс пожара В2: горение жидких веществ, растворимых в воде (например, спиртов, метанола, глицерина).

Рекомендуемые средства тушения пожаров подкласса В2:

пены;
тонкораспыленная вода;
хладоны;
огнетушащие порошки общего назначения;
аэрозольное пожаротушение и инертные разбавители: N₂, СО₂, и т.п.

Класс пожара C

Класс пожара — С: горение газообразных горючих веществ (например: метан, водород, пропан).

Рекомендуемые средства тушения пожаров класса С:

объёмное тушение и флегматизация газовыми составами;
огнетушащие порошки общего назначения;
пены, вода (для охлаждения оборудования).

Причем тушение и флегматизацию в помещении, где может образовываться взрывоопасная среда, следует осуществлять после прекращения поступления в помещение горючих газов (паров).

Класс пожара D

Класс пожара — D: горение металлов и металлосодержащих веществ.

Подкласс пожара — D1: горение металлов, за исключением щелочных (например, алюминий, магний и их сплавы).

Рекомендуемые средства тушения пожаров подкласса D1:

порошки типа ПХК;
азот;
аргон.

Подкласс пожара — D2: горение щелочных металлов (например, калий, натрий).

Для тушения пожаров подкласса D2 можно применять огнетушащие порошки специального назначения и инертные газы.

Подкласс пожара — D3: горение растворов с концентрацией металлосодержащих веществ до 60 % масс.

Для тушения пожаров подкласса D3 допускается применение пен, газовых составов, огнетушащих порошков всех видов.

Класс пожара E

Класс пожара — Е: горение объекта пожара, который находится под напряжением электрического тока.

Для тушения пожаров класса Е рекомендуется применять:

воду, в том числе тонкораспыленную;
галогеносодержащие средства;
диоксид углерода;
аэрозольное пожаротушение;
порошки (при использовании ручных огнетушителей и стволов применяются для тушения оборудования с напряжением до 1000 В).

Класс пожара F

Класс пожара — F: горение ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ.

1. Класс пожара A
2. Класс пожара B
3. Класс пожара C
4. Класс пожара D
5. Класс пожара E
6. Класс пожара F

На сайте «Fireman.club» используются файлы cookie для повышения удобства пользователей и обеспечения работоспособности. Отключение файлов cookie может привести к неполадкам при работе с сайтом. Если Вы не хотите использовать файлы cookie, то можете изменить настройки браузера. Продолжая использование сайта, Вы даете согласие на сбор и использование cookie-файлов, других данных в соответствии с Политикой конфиденциальности и Соглашением об ОПД.

Классификация пожаров и пожароопасных зон

Рассмотрим классификацию пожаров. Данный материал, как памятка пригодится инспектору государственного пожарного надзора и ответственным за пожарную безопасность на объекте.

Пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы, согласно:

Характеристика классификации пожаров

Класс A : пожары твердых горючих веществ и материалов;

А1 : горение твердых веществ, сопровождающееся тлением (древесина, бумага, уголь, текстиль).

A2: горение твердых веществ не сопровождающееся тлением (каучук, пластмассы).

Класс B : пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов;

B1: горение жидких веществ не растворимых в воде (бензин, нефтепродукты), а так же сжижаемых твердых веществ (парафин).

B2: горение полярных жидких веществ растворимых в воде, (спирты, ацетон, глицерин и др.).

Класс C: пожары газов (бытовой газ, пропан, аммиак и др.).

Класс D: пожары металлов;

D1: горение легких металлов и их сплавов (алюминий, магний и др.), кроме щелочных.

D2: горение щелочных металлов (натрий, калий, и другие).

D3: горение металлосодержащих соединений (металлоорганические соединения, гидриды металлов).

Класс E: пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением;

Класс F: пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ.

Пиктограммы представлены в

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Отличия в зарубежной классификации пожаров, например наш класс С и их – не одно и тоже

Зарубежная классификация класса пожара

Разберем рекомендуемые средства для пожаротушения каждого класса пожара

Класс A1: вода со смачивателем, хладоны, порошки ABCE.
Класс A2: все виды огнетущащих веществ.
Класс B1: пена, мелкораспыленная вода, хладоны, порошки ABCE и BCE.
Класс B2: пена на основе специальных пенообразователей, мелкораспыленная вода, хладоны, порошки ABCE и BCE.
Класс C: объемное тушение и флегматизация газовыми составами, порошки ABCE и BCE, вода для охлаждения оборудования.
Класс D: специальные порошки.
Класс E: объемное тушение и флегматизация газовыми составами, порошки ABCE и BCE.
Класс F: специальные составы и порошки.

Материалы и вещества классифицируются по пожарной опасности (горючести)

1. Негорючие: неспособные гореть в воздухе.

2. Трудногорючие: способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления.

3. Горючие: способные самовозгораться, а также возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления: ЛВЖ и ГЖ.

Классификация пожароопасных зон

П-I: зоны расположенные в помещениях, в которых обращаются горюие жидкости с температурой вспышки 61 и более градусов Цельсия.

П-II: зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыли или волокна.

П-IIa: зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества в количестве, при котором удельная пожарная нагрузка составляет не менее 1 мегаджоуля на кв.метр.

П-III: зоны, расположенные вне зданий, сооружений, строений, в которых обращаются ГЖ с температурой вспышки 61 и более градусов Цельсия или любые твердые горючие вещества.

Для чего эта классификация вводится смотрите в ПУЭ гл. 7.4

Руководитель организации обеспечивает наличие на дверях помещений производственного и складского назначения и наружных установках обозначение их категорий по взрывопожарной и пожарной опасности, а также класса зоны в соответствии с главами 5, 7 и 8 Федерального закона “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности”.

Глава 5. Статья 17. Цель классификации.

Классификация пожароопасных и взрывоопасных зон применяется для выбора электротехнического и другого оборудования по степени их защиты, обеспечивающей их пожаровзрывобезопасную эксплуатацию в указанной зоне.

Классификация технологических сред по пожаровзрывоопасности

Возможно образование горючей среды, а также появления источника зажигания достаточной мощности для возникновения пожара.

Возможно образование смесей окислителей с горючими газами, парами ЛВЖ, горючими аэрозолями и горючими пылями, в которых при появлении источника зажигания возможно инициирование взрыва и (или) пожара.

Возможно образование смесей воздуха с горючими газами, парами ЛВЖ, ГЖ, горючими аэрозолями и горючими пылями при определенной концентрации горючего и появлении источника инициирования взрыва (источника зажигания) она способна взрываться.

Относится пространство, в котором отсутствует горючая среда и (или) окислитель.

Для более наглядного представления подготовлена таблица.

Материала в виде памятки и таблица доступна по кнопке скачать , после регистрации на проекте.

Пожар

Пожар – это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства (см. так же, что такое лесной пожар).

Вместе с тем, пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.

Признаки пожара

Пожар может возникнуть в любом месте и в любое время, и чтобы его предотвратить вовремя, следует помнить основные признаки начинающего пожара:

запах гари;
появление дыма;
отблески пламени;
потрескивание горящих предметов;
запах горящей резины;
электрические лампочки горят в пол накала или гаснут совсем.

В жилых домах пожар чаще всего начинается с появления незначительного пламени, которому предшествует более или менее продолжительный период нагревания или тления твердых горючих предметов. В газифицированных домах это может произойти при взрывообразной вспышке газа.

Наличие запаха перегревшегося вещества и появление легкого, сначала едва заметного, а затем все более сгущающегося и действующего на глаза дыма – это первые верные признаки пожара.

Электрические провода, постепенно нагреваясь при перегрузке, сначала «сигнализируют» об этом характерным запахом резины, а затем изоляция воспламеняется и горит или тлеет, поджигая расположенные рядом предметы.

Одновременно с запахом резины может погаснуть свет, или электрические лампы начнут гореть вполнакала, что иногда также является признаком назревающей опасности загорания изоляции электропроводов.

Когда в помещении, где начался пожар, имеется усиленная вентиляция (открыто окно, дверь на балкон), находящиеся в соседних комнатах люди иногда узнают о начавшемся пожаре не по дыму или запаху гари, а по потрескиванию горящего дерева, похожему на потрескивание горящих в печке сухих дров. Иногда слышен свистящий звук, могут быть видны отблески пламени.

О горении сажи в трубе иногда узнают по гудящему звуку, похожему на завывание ветра, и по смолистому запаху горящей сажи.

Если вы почувствовали запах дыма и гари, постарайтесь быстро установить, где находится очаг горения:

в вашей квартире (в комнате, кухне, подсобном помещении, на балконе, лоджии и т.д.);
на лестничной клетке (мусоропровод, почтовый ящик и пр.)
в соседней квартире (идет дым из щелей двери)
в соседнем доме (видно из вашего окна)

Поведение при возникновении возгорания или обнаружении пожара зависит от конкретной обстановки и условий распространения огня. Однако, в любом случае нельзя впадать в панику и терять самообладание. Следует как можно быстрее вызвать пожарную охрану, а самому постараться быстро оценить ситуацию и действовать, не подвергая свою жизнь опасности.

Стадии пожара

Начальная стадия. Время возникновения горения до полного охвата пламенем (горением) поверхности горючей нагрузки.

Время свободного развития. Временной промежуток от момента возникновения горения до начала подачи первых приборов тушения на его ликвидацию.

Развивающаяся стадия. Период от полного охвата пламенем поверхности пожарной нагрузки до достижения постоянной скорости выгорания материалов пожарной нагрузки.

Развитая стадия. Пожар достигает наибольшей возможной интенсивности, все параметры, характеризующие развитие пожара имеют максимальные и практически постоянные значения.

Затухающая стадия. Начинается с момента уменьшения скорости выгорания пожарной нагрузки и заканчивается моментом достижения исходного значения среднеобъемной температуры.

Характеристики пожара

Пожары характеризуется:

вероятностью возникновения;
продолжительностью;
площадью;
среднеобъемной температурой;
пожарной нагрузкой;
температурой тепловоспринимающих поверхностей;
экономическим ущербом.

Каждая из этих характеристик может быть рассчитана по известным методикам, что позволяет прогнозировать развитие предполагаемого пожара и предусматривать необходимые мероприятия по минимизации ущерба. Особо крупные пожары по масштабу бедствия и материальному ущербу сравнимы со стихийными бедствиями (землетрясениями, извержениями вулканов, наводнениями и т.д.).

Фазы пожара

I фаза пожара: начальная (возникновение горения, постепенное нарастание параметров пожара).
II фаза пожара: основная (бурное нарастание всех параметров пожара).
III фаза пожара: конечная (стабилизация процесса развития пожара и прекращение горения).

Дополнительно читайте познавательный материал о том, какие ещё существуют фазы пожара и их характеристики.

Параметры пожара

К основным параметрам развития пожара относят:

продолжительность пожара;
площадь пожара;
температуру пожара;
скорость распространения пожара; ;
интенсивность газообмена;
интенсивность или плотность задымления;
теплота пожара;
приведенная теплота пожара.

Скоростные параметры развития пожара:

скорость роста площади пожара;
скорость роста периметра пожара;
скорость роста фронта пожара.

Дополнительная информация по учебнику Пожарная Тактика

Зоны пожара

Пространство, в котором развивается пожар, можно условно разделить на три зоны:

Зона горения.
Зона теплового воздействия.
Зона задымления.

1 – зона горения; 2 – зона теплового воздействия; 3 – зона задымления; 4 – горючее вещество.

Более подробно о зонах пожара читайте в материале по ссылке >>

Температура пожара

Температура пожара при горении различных веществ и материалов

Опасные факторы пожара

тепловой поток;
повышенная температура окружающей среды;
повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;
пониженная концентрация кислорода;
сниженная видимость в дыму.

Сопутствующие проявления опасных факторов пожара:

осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;
вынос высокого напряжения электрического тока на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
воздействие огнетушащих веществ.

Классификация пожаров

В целях детального изучения пожаров и разработки тактики борьбы с ними все пожары классифицируются по признакам, группам, классам и видам.

Распределение пожаров на группы и виды по сходствам или различиям называется классификацией.

Классификация – искусственная, если она объединяет пожары по внешним (случайным) признакам, и естественная, если она группирует пожары на основе их объективной внутренней связи и общих признаков развития. Естественная классификация пожаров считается научной, она позволяет предопределить закономерность тактики тушения различных видов пожара.

Пожары могут классифицироваться по различным признакам. Основное требование пожарной тактики к классификации пожаров состоит в том, чтобы те или иные группы, классы, виды и разновидности пожаров прежде всего предопределяли способы и приемы прекращения горения, применяемые огнетушащие вещества, направление и последовательность действий подразделений, распределения сил и средств и т.д.

Признаки, по которым классифицируют пожары, делятся на общие и частные.

Общая классификация пожаров

К общим относятся признаки, по которым классифицируются все пожары. Например, условия газообмена, физико-химические свойства горящих веществ и материалов, возможность распространения горения, продолжительность пожаров, расположение пожаров относительно поверхности земли и т.п.

К частным относятся признаки, по которым классифицируются пожары, относящиеся только к отдельному классу, группе, виду и т.п. Например, вид распространяющихся пожаров классифицируется по скорости распространения горения, по форме площади пожара, по виду теплообмена и т.п. класс пожаров горючих жидкостей классифицируется по состоянию, по форме факела и другим признакам.

Общим явлением для всех пожаров является газообмен, который определяет качественную и количественную стороны всех параметров пожаров во времени и пространстве. На пожарах в зданиях и сооружениях газообмен можно регулировать по времени и направлению, а также использовать для прекращения горения путем изоляции помещений, в которых происходит пожар. При пожарах на открытом пространстве газообмен не регулируется.

Классификация пожаров с точки зрения пожарной тактики

Группы

По условиям газо- и теплообмена с окружающей средой пожары разделены на 2 большие группы – на открытом пространстве и в ограждениях.

Пожары на открытом пространстве условно могут быть разделены на 3 вида: распространяющиеся, нераспространяющиеся (локальные), массовые.

Пожары в ограждениях различают 2 видов: открытые и закрытые.

В свою очередь открытые пожары подразделяются на 2 группы: пожары в помещениях высотой до 6 м и пожары в помещениях высотой более 6 м.

Закрытые пожары могут быть разделены на 3 группы:

в помещениях с остекленными оконными проемами (жилые и общественные здания);
в помещениях в дверными проемами без остекления (складские и производственные помещения, гаражи и т.д.);
в замкнутых объемах без оконных проемов (подвалы пром. зданий, камеры холодильников, некоторые материальные склады, трюмы, элеваторы, бесфонарные здания промышленных предприятий).

Классы

Пожары по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:

Класс A – пожары твердых горючих веществ и материалов;
Класс B – пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов;
Класс C – пожары газов;
Класс D – пожары металлов;
Класс E – пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением;
Класс F – пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ.

Более детальная информация в материалах:

Признаки

Пожары классифицируют по различным признакам:

по месту возникновения: пожары на промышленном объекте, пожары в жилой зоне, лесной и степной пожары, пожары в шахте (угольной), пожары газового фонтана и на нефтедобывающей скважине, пожары на транспорте и т.д.;
по размерам: малый, средний, крупный. Следует отметить, что размер может определяться по различным признакам: по величине ущерба; по размерам (площади или объему, дебиту фонтана) пожара; по количеству требуемых для тушения сил и средств; по сложности управления основными действиями подразделений пожарной охраны. Классификация пожаров по размерам является условной и производится на основании признаков и различий, принятых в нормативных документах.
по продолжительности: кратковременные (малопродолжительные), средней продолжительности (среднепродолжительные), затяжные (продолжительные). Классификация пожаров по продолжительности, так же, как и по размерам, производится на основании условно принимаемых различий.
по отношению к поверхности земли: подземные; наземные; средневысотные; высотные;
по виду: локальный и объемный пожары;
по стадиям: начальная, основная (развития), конечная;
по сложности: условные номера (ранги) пожаров, присваиваемый руководителем тушения пожара (РТП) с учетом возможностей пожарно-спасательного гарнизона, привлекаемого к тушению пожара;
по возможности визуального обнаружения: закрытый (внутренний) и открытый пожары;
по причинам возникновения: техногенный и бытовой пожары; пожары от поджога, неосторожного обращения с огнем, природных явлений (молния, камнепад, извержение вулкана, падение метеорита и т.д.).

Протекание пожара и его последствия зависят:

от пожарной опасности объекта, определяемой видом и величиной удельной пожарной нагрузки, имеющимися на объекте системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, действиями людей находящихся на объекте, по предотвращению распространения пожара;
от условий развития пожара, качества выполнения действий по тушению пожара и проведения аварийно-спасательных работ и другими участниками тушения пожара.

Для борьбы с пожарами в постоянной готовности находятся дежурные подразделения пожарной охраны, а для предотвращения возникновения пожаров имеются специально обученные кадры инспекторов ФГПН, а также технические средства обнаружения пожаров и автоматические установки пожаротушения. В каждом конкретном случае существуют свои подходы, обобщенный опыт, изложенный в пожарной тактике, Уставах, целевых рекомендациях и наставлениях.

В целях минимизации последствий от пожаров предусматривается выполнение организационных и технических мероприятий, объединенных рамками задач профилактики пожаров. Сокращение количества пожаров в жилом секторе во многом зависит от правильной постановки работ в области противопожарной пропаганды, организации обучения мерам пожарной безопасности, и т.п.

Статья на тему: "ПОВЕДЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ В УСЛОВИИ ПОЖАРА. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ОГНЕСТОЙКОСТИ"

В современном строительстве чистые металлы используются редко, чаще всего применяют сплавы. Наиболее распространёнными сплавами являются стали- сплавы железа с углеродом (содержание углерода менее 2,14%, в противном случае сплав называется чугуном) и различные алюминиевые сплавы.

Стали применяемые в строительстве

Строительные стали производят следующим образом: расплавленный чугун продувается кислородом в конвертерной или мартеновской печи, в результате этого происходит окисление различных добавок и части углерода, содержащейся в чугуне. После плавки сталь разливают в изложницы, где происходит её остывание. В процессе кристаллизации выделяется большое количество газов и неметаллических включений, такую сталь называют кипящей, её качество невысокое. При остывании стали можно ввести специальные раскислители- кремний, марганец, которые связывают газы и делают процесс остывания более спокойным, такую сталь называют спокойной. Её качество на порядок выше. Если раскисление произошло неполностью, то полученная сталь называется полуспокойной.

По содержанию углерода стали делятся на три типа:

малоуглеродистые- содержание углерода находится в пределе от 0,09% до 0,22%;
среднеуглеродистые- с содержание углерода от 0,25 до 0,5%;
высокоуглеродистые- они содержат углерода от 0,6 до 1,2%.

Строительные стали являются малоуглеродистыми, среднеуглеродистые применяются в машиностроении, а высокоуглеродистые в производстве инструментов.

Стали, в которых помимо нормальных примесей находятся легирующие добавки, называются легированными. Легированные стали классифицируют следующим образом:

По количеству легирующих добавок: низколегированные- количество добавок до 2,5%, среднелегорованные- количество добавок до 10% и высоколегированные- количество добавок свыше 10%.

По экономическим соображениям в строительстве используют низколегированные стали.

Используют сталь в строительстве для производства несущих конструкций: колонн, балок, ферм.

Основным способом получения стальных изделий является горячая прокатка. Этим способом получают различные профили: листы, стержни, трубы. Изделия в этом случае называются горячекатаными.

Важной особенностью сталей является способность улучшать свои физико- механические свойства и, в частности, прочность после термической и механической обработки.

Алюминиевые сплавы в строительстве

Из- за низкой прочности чистый алюминий редко используют в строительстве. Все чаще используются сплавы на его основе, которые делятся на литейные и обрабатываемые под давлением.

Литейные сплавы используются только для изготовления фасонных отливок. Самым распространённым сплавом такого вида является силумин- сплав алюминия с кремнием.

Сплавы, обрабатываемые под давлением, делят на две группы:

Деформируемые без последующей тепловой обработки: сплавы алюминия с магнием и сплавы алюминия с марганцем;
Деформируемые с последующей термообработкой: сплавы алюминия с медью, магнием, кремнием и марганцем, высокородные сплавы алюминия цинком, магнием, кремнием и марганцем.

Неоспоримым достоинством сплавов на основе алюминия является высокий предел прочности, про малой плотности. Большинство сплавов имеют повышенную стойкость к коррозии и высокую декоративность. Они сохраняют прочность при высоких температурах и не образуют искр при ударе.

Но, как любой строительный материал, алюминий имеет свои недостатки. К ним относятся низкий модуль упругости и высокий коэффициент температурного расширения.

Строение металлов

Металлы имеют кристаллическую структуру. В расплавленном состоянии атомы металлов находятся в беспорядочном движении, а при переходе в твёрдое состояние они ориентируются в пространстве определённым образом, образуя кристаллическую решетку. Строение решётки и расположение в ней атомов зависят от вида металла. У железа она кубическая (рисунок 1), а у алюминия гексагональная (рисунок 2).

Рисунок 1. Кубический тип Рисунок 2. Гексагональный тип

кристаллической решётки кристаллической решётки.

Рассмотренные типы кристаллических решёток характерны для идеальных кристаллов. Для реальных металлов и сплавов характерно наличие различных дефектов- точечных, линейных и поверхностных. К точечным дефектам относятся вакансии и межузельные атомы.

Факторы, влияющие на поведение сплавов в условии пожара

Чтобы понять как ведут себя металлы при пожаре нужно определить основные факторы действующие на сплавы:

факторы пожара: температура, время, тушение, агрессивность среды;

эксплуатационные: область применения, нагрузка;

негативные процессы: физические, теплоперенос, тепловое деформирование;

отрицательные последствия: ухудшение механических свойств, необратимые деформации, разрушение материала;

технология изготовления: химический состав, физико- механические свойства, структура.

Общие закономерности поведения металлов в условиях пожара

При нагреве металла подвижность атомов повышается, это приводит к увеличению межатомных расстояний и ослаблению связи между ними. Термическое расширение нагретых тел- характерный признак увеличения расстояния между атомами. Большое влияние на улучшение механических свойств металлов оказывают дефекты, число которых возрастает с увеличением температуры. При достижении температуры плавления количество дефектов, увеличение межатомных расстояний и ослабление связей достигает такой степени, что металл переходит в жидкое состояние.

В интервале температур от абсолютного нуля, до температуры плавления изменение объема практически всех металлов находится в пределе от 6 до 7,5%. Следовательно увеличение подвижности атомов и расстояниям между ними свойственно всем металлам практически в одинаковой степени.

Повышение температуры окружающей среды приводит к уменьшению прочности и упругости металла и к увеличению его пластичности.

Стоит заметить, что чем ниже температура металла или сплава, тем при более низких температурах происходит снижение прочности материала, например у алюминия эта температура ниже, чем у стали.

Размягчение металла приводит к деформации и разрушению строительной конструкции (чаще всего несущей), а следовательно и всего здания в целом.

Способы повышения огнестойкости металлических конструкций

Для обеспечения некоторого увеличения времени сохранения свойств сплавов и металлов при высоких температурах используются скудеющие методы:

Выбирают изделия из металлов, более стойких к воздействию нагрева, предпочтение отдаётся сталям вместо алюминиевых сплавов;
Используют низколегированные стали вместо обычных;
Изготавливают изделия, более устойчивые к нагреву;
Защищают внешнюю поверхность металлических изделий путём нанесения антипиренов, либо обмазывают конструкцию слоем бетона.

Металлы, составляющие огромную часть всех строительных материалов, служащие в качестве сырья для несущих конструкций особенно нуждаются в изучении свойств огнестойкости, для последующего регулирования поведения металлов при нагревании, а также для изобретения свойств огнезащиты.

Список литературы:

1. Демёхин В. Н., Мосалков И. Л., Плюсика Г. Ф., Серков Б. Б., Фролов А. Ю., Шурин Е. Т. - Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре. Учебник.- М.: Академия ГПС МЧС России. 2003.- 653 с, ил.

Читайте также: