Stabilitatea Constructiilor in Conditii de Incendiu

8/7/2019 Stabilitatea Constructiilor in Conditii de Incendiu

1/58

UNIVERSITATEA TEHNIC A MOLDOVEI

Facultatea Cadastru, Geodezie i Construcii

Catedra Securitatea Activitii Vitale

STABILITATEA CONSTRUCIILOR

N CONDIII DE INCENDIU

Ciclu de prelegeri

Chiinu

U.T.M.2007

1


2/58

Ciclul de prelegeri la disciplina Stabilitatea

construciilor n condiii de incendiu este destinatstudenilor U.T.M. care i fac studiile la specialitatea582.5 Inginerie Antiincendii i Protecia Civil pentru afacilita nsuirea materialului prevzut de programa denvmnt la disciplina cu aceeai denumire. Este primalucrare de acest gen n limba romn n irul disciplinelor

de specialitate i va fi un suport eficient att pentrustudenii facultii de construcii, ct i pentru profesoriicare vor preda disciplina menionat.

Responsabil de ediie: conf. univ. dr. E. Olaru

Recenzent: conf. univ. dr. N. Soroceanu

U.T.M., 2007Redactor: Elvira Gherghiteanu

Bun de tipar 15.06.07. Formatul hrtiei 60x84 1/16.Hrtie ofset. Tipar RISO Tirajul 100 ex.Coli de tipar 4,0 Comanda nr. 101.

U.T. M., 2004, Chiinu, bd. tefan cel Mare, 168.Secia Redactare i Editare a U. T. M.2068, Chiinu, str. Studenilor, 9/9.

2


3/58

Introducere

Dezvoltarea tehnico-tiinific, tehnologic i de construcii

n diverse domenii ale activitii umane cu utilizarea unui numrconsiderabil de materiale i substane cu pericol de incendiu iexplozie, tendinele de sporire a suprafeei i nlimii cldirilor delocuit, publice i industriale necesit o atenie permanent fa deproblemele ce in de prevenirea i stingerea incendiilor. Incendiileca fenomen pot avea diverse forme, ns toate n final se reduc lareacia chimic dintre substanele combustibile i oxigenul din aer.Fiind controlat, aceast reacie, care poart denumirea de ardere,

aduce beneficii colosale umanitii, ca surs de energie i cldur,dar atunci cnd este scpat de sub control, ea poate provocapagube considerabile materiale i umane.

Scopul principal al activitilor de profilaxie a incendiiloreste: prevenirea incendiilor; asigurarea condiiilor pentru localizareai lichidarea cu succes a incendiilor; asigurarea condiiilor deevacuare a oamenilor, animalelor i bunurilor materiale. Acest scoppoate fi atins printr-un ir de msuri constructive i soluii decompartimentare spaial a ncperilor.

Printre cele mai nsemnate soluii constructive suntmenionate acelea care mpiedic aprinderea i asigur rezistena lafoc necesar a elementelor de construcii i a cldirilor n ansamblu.O nsemntate, deloc neglijabil, pentru reducerea pagubeimateriale de la un posibil incendiu i asigurarea securitii evacuriioamenilor o au construciile antifoc speciale, aa ca: pereii i

planeele antifoc, pereii i planeele rezistente la foc, pereii iplaneele rezistente la explozie, construciile de protecie antifum,construciile ce asigur evaluarea oamenilor n condiii desecuritate.

De menionat, c elaborarea i realizarea soluiilor tehnice iorganizatorice de protecie contra incendiilor a obietiveloreconomice sunt un element organic i indispensabil al activitiiproiectanilor, constructorilor i utilizatorilor i se efectueaz nbaza cerinelor actelor normative n vigoare.

3


4/58

1. Materiale de construcii

1.1. Proprietile de baz al materialului de construcii

1.1.1. Clasificarea materialelor de construcii conformprovenienei, destinaiei i capacitii de ardere

Conform provenienei, materialele de construcii pot fidivizate n dou grupe: naturale i artificiale.

Naturale numim aa materiale, care se ntlnesc n natur nstare gata i pot fi folosite n construcii fr o prelucrare

considerabil.Artificiale numim materialele de construcii care nu se

ntlnesc n natur, dar care se confecioneaz prin diverse procesetehnologice.

Conform destinaiei, materialele de construcii se divizeazn urmtoarele grupe:

- materiale destinate pentru nlarea pereilor (crmida,lemnul, metalele, betonul, betonul armat);

- materialele liante (cimentul, varul, ipsosul), utilizate pentrucptarea articolelor netratate termic, a zidriei i tencuielii;

- materialele termoizolatoare (gazobetonul, betonul spongios,psla, vata mineral, masele plastice spongioase etc.);

- materiale pentru finisare i fuire (rocile pietroase, plcileceramice, diverse mase plastice, linoleumul etc.);

- materiale pentru acoperiuri, nvelitori, hidroizolare (tabla

de oel pentru acoperiuri, olanele, foile din azbestciment, ardezia,cartonul gudronat, izolul, brizolul, izolul poros etc.).Conform combustibilitii (inflamabilitii), materialele de

construcii se divizeaz n trei grupe:- necombustibile (care nu ard),- greu combustibile (care ard doar n prezena sursei de

aprindere),- combustibile (care ard).

4


5/58

Tradiional s-a convenit a considera necombustibile acelemateriale care nu ard, nu mocnesc i nu se carbonizeaz subaciunea flcrii deschise sau a temperaturii nalte;

Greu combustibile materialele care se aprind i ard numaisub aciunea asupra lor a focului deschis;

Combustibile materialele, arderea crora continu dupnlturarea sursei de aprindere de la care au fost aprinse.

Aceast tendin i-a gsit oglindire n STAS 12.1.004 89la clasificarea materialelor i substanelor conform combustibilitii.n conformitate cu cerinele acestui standard din grupa materialelori substanelor combustibile sunt evideniate cele uor combustibile

(uor inflamabile).Uor combustibile (inflamabile) sunt numite materialele isubstanele capabile s se aprind de la aciunea de scurt durat(


6/58

Densitate medie ( m ) a unui corp neomogen din punctde vedere al distribuiei maselor: mrime fizic colar definit prinraportul dintre masa unui element de volum ( m ) al corpului i

volumul (V

) acelui element ( m

= m

/V

). Volumulmaterialului V1 se stabilete conform dimensiunilor exterioare aleepruvetei sau dup volumul de lichid substituit (dislocuit):

0 =m/V1 , (1.2)

unde: V1 volumul materialului n stare naturalMasa volumic a materialelor n vrac (nisip, pietri etc.)

determinat cu considerarea golurilor dintre particule este numitmas n grmad (vrac).

Masa volumic (aparent) a majoritii materialelor deconstrucii este mai mic dect densitatea lor. Numai pentrumaterialele absolut dense (sticla, metalele, lichidele) valoriledensitii i masei volumice (densitii aparente) coincid.

n funcie de densitate i porozitate masa volumic a

materialelor de construcii variaz de la 207850 kg/m3

.Creterea umiditii materialului majoreaz densitateaaparent a acestuia.

Porozitatea reprezint proporia n care volumul aparent alunui material este format din pori:

P=%100

0

, (1.3.)

De porozitate sunt legate un ir de proprieti eseniale alematerialelor de construcii, aa ca: rezistena, absorbia de ap,permeabilitatea la ap, conductibilitatea termic, rezistena langhe-dezghe, fonopermeabilitatea etc. Materialele cu porozitatemare au rezisten sczut i nu sunt utile pentru construciile

portante, fiind folosite, n principal ca materiale pentru izolaretermic. Porozitatea materialelor de construcii se schimb de la 0

6


7/58

(oel, sticl) pn la 85% (betonul spumant, masele plastice poroase.a.).

Proprietile termofizice

Conductibilitatea termic capacitatea materialului de atransmite fluxul termic prin stratul propriu care apare ca rezultat adiferenei de temperaturi pe suprafeele nclzit i nenclzit.

Termoconductibilitatea se ia n consideraie la selectareamaterialelor pentru elementele ngrditoare ale cldirilor (pereii

exteriori, acoperiurile, nvelitoarele etc.) destinate pstrrii clduriin ncperi, precum i la calcularea construciilor la rezisten la foc.Perioadele de cldur Q pe durata de timp printr-un

perete omogen plan la o diferen constant de temperaturi pesuprafeele acestuia (t1 t2 ) se determin dup formula:

Q=( )

21ttF

, (1.4)

unde coeficientul de termoconductibilitate, W/(m 0C);F aria suprafeei peretelui, m2; grosimea peretelui, m.Din formula (1.4) reiese c:

= ( )21 ttFQ

. (1.5)

Valoarea numeric a coeficientului de termoconductibilitatese determin cnd =1m, F=1m2, t1 t2=10C i =1h. Ea esteegal cu cantitatea de cldur n jouli, care trece printr-un perete cugrosimea de 1m, suprafaa de 1m2, n timp de 1 or la diferenatemperaturilor pe suprafeele peretelui de 10C.

Termoconductibilitatea depinde n mare msur deporozitatea i structura materialului, ns asupra acestuia pot

7


8/58

influena umiditatea i temperatura. La umezirea materialuluitermoconductibilitatea acestuia crete, deoarece coeficientul determoconductibilitate al apei este de 25 ori mai mare dect alaerului. Termoconductibilitatea materialelor depinde de asemeneade temperatur, de aceea la calcularea rezistenei la foc amaterialelor de construcii se ine cont de schimbarea coeficientuluide termoconductibilitate la creterea temperaturii.

Capacitatea termic proprietatea materialului de aabsorbi cldura la nclzire. Este caracterizat de coeficientultermocapacitii, care indic cldur n jouli ce trebuie consumatpentru a nclzi 1kgde material cu 10C.

Capacitatea termic ca i termoconductibilitatea nu este oconstant fizic a materialului, ea se schimb n funcie detemperatur.

Alturi de termoconductibilitate, capacitatea termic estefolosit n calculele de rezisten la foc a elementelor de construcii.

Refractaritatea (rezistena la foc) capacitatea materialuluide a se opune, fr deformare, aciunii ndelungate a temperaturilornalte.

Proprietile mecanice

Rezistena (durabilitatea) este proprietatea materialului de ase opune distrugerii sub aciunea tensiunilor ce apar de la solicitri,nclzire, umezire sau ali factori.

n construcii materialele acestora fiind expuse diferitorsolicitri sufer tensiuni de comprimare, ntindere, ncovoiere,tiere, rsucire. Pietrele naturale, betoanele i crmida foarte binelucreaz la comprimare, mai ru la tiere i cu mult mai ru lantindere. La ntindere ele sunt mai slabe de 10-15 ori dect lacomprimare. Alte materiale de construcii, aa ca lemnul, oelullucreaz bine i la comprimare, i la ntindere.

Tensiunea de comprimare i ntindere central (normal)

(Pa) se determin prin mprirea sarcinii P(N) la suprafaa iniial aseciunii transversale (m2)

8


9/58

=P/F(Pa). (1.6)

Rezistena materialelor de construcii este caracterizat delimita de rezisten la comprimare sau ntindere, adic tensiunea,care corespunde sarcinii ce provoac distrugerea epruveteimaterialului. Limita de rezisten (Pd), mprit la aria iniial aseciunii transversale a epruvetei.

R= (Pd/F), (1.7)

unde: semnul plus indic ntinderea, iar semnul minus comprimarea.Duritatea este capacitatea materialului de a se opune

ptrunderii n el a unui corp strin cu duritate mai mare.Elasticitatea este proprietatea materialului de a-i schimba

forma sub aciunea sarcinii i a i-o restabili dup nlturareasarcinii.

Plasticitatea este proprietatea materialului de a-i schimbaforma sub aciunea sarcinii fr formarea fisurilor i s i-o pstrezedup nlturarea sarcinii.

1.1.3. Metodele de probare a materialelor lainflamabilitate (combustibilitate)

Metoda determinrii grupei materialelor necombustibile.Apartenena materialului la grupa celor necombustibile sedetermin dup metodica prevzut de Standardul CAER 382 76Norme de securitate la incendii la proiectarea n construcii.Probarea materialelor de construcii la inflamabilitate. Determinareagrupei materialelor necombustibile.

Probarea materialelor se efectueaz la un aparat special, careprezint n sine un cuptor electric tubular ntrit pe un suport de

sprijin. nainte de probare cuptorul se nclzete pn cetemperatura suprafeei interioare a acestuia se stabilizeaz n

9


10/58

limitele de 800850 0C. Dup aceasta, n spaiul interior alcuptorului se introduce epruveta materialului studiat, confecionatsub form de cilindru cu diametrul de 45mm i nlimea de 50mm.Pentru ntrirea epruvetei este prevzut un suport special. Epruvetase menine n cuptor timp de 20min. n procesul experienei, cuajutorul cuplurilor termice se nregistreaz temperaturile n cuptor,pe suprafa i n interiorul epruvetei, precum i se efectueazobservaii vizuale n scopul stabilirii locurilor, timpului i duratei deaprindere a epruvetei. Aprinderea se consider stabil la prezenaflcrii n cuptor pe o durat de 10sec. i mai mult.

Pentru studierea unui material se probeaz o serie din 5

epruvete. Fiecare epruvet se cntrete pn la i dup probare.Materialul se atribuie la grupa materialelor necombustibile, dac serespect urmtoarele condiii:

- media din toate indicaiile maximale ale termocupluluipentru msurarea temperaturii n cuptor nu a depit maimult dect cu 50 0C temperatura care s-a stabilit iniial ncuptor;

- media din toate indicaiile maximale ale termocupluluipentru msurarea temperaturii la suprafaa epruvetei nu adepit mai mult dect cu 50 0C temperatura iniialstabilizat;

- pierderea medie din greutatea epruvetelor nu depete 50%din greutatea iniial;

- media din toate valorile maximale observate ale duratei deardere nu a depit 10s.

Metoda determinrii grupei materialelor greu combustibile.Apartenena materialului la grupa celor greu combustibile sestabilete dup metodica prevzut de Standardul CAER 2437-80Securitatea la incendii n construcii. Inflamabilitatea materialelorde construcii. Metoda determinrii grupei materialelor greucombustibile.

Pentru efectuarea probrii este folosit instalaia ce prezintn sine un cuptor cilindric vertical cu nlimea de 2700mm,

executat din material refractat (rezistent la foc), dotat cu arztor cugaz, sistem de ventilaie ce asigur aducia aerului n partea de jos a

10


11/58

cuptorului, diafragm pentru asigurarea omogenitii curentului deaer, conduct de fum, suport pentru epruvet i termocupluriinstalate la 4 nivele diferite pe nlimea cuptorului.

Pentru probare se confecioneaz 3 epruvete, asamblate din4 plci separate cu dimensiunile de 1000x190x50mm.

La probare epruveta este supus aciunii focului de ctreflacra arztorului de gaz timp de 10min, iar dup aceasta senregistreaz durata arderii de sine stttor a epruvetei cu sistemulde ventilaie in funciune. n procesul efecturii probrii senregistreaz temperatura gazelor fumoase. Dup terminareaprobrii n cuptor se msoar lungimea prilor neafectate ale

plitelor i se determin masa restant a epruvetei.Materialul se atribuie la grupa celor greu combustibile, dacse respect urmtoarele condiii:

- temperatura medie aritmetic a gazelor fumoase duprezultatul a 3 probe nu mai mare de 235 0C, iar valoarea maximal auneia din 3 probe nu mai mare de 250 0C.

- durata medie aritmetic a arderii de sine stttor duprezultatul a 3 probe nu mai mare de 30sec., iar durata maximal aarderii oricrei din 3 probe nu mai mare de 60 sec.

- gradul mediu de afectare pe lungime nu mai mare de 85%, iarafectarea maximal a oricrei probe din trei nu mai mult de 90%.

- gradul mediu de afectare dup mas nu mai mare de 80%, iarafectarea maximal a oricrei probe din trei nu va depi 85%.

Metoda determinrii grupei materialelor combustibile.Apartenena materialului la grupa celor combustibile se stabilete

dup metoda Tubului de foc pentru determinarea grupei desubstane i materiale combustibile, prevzut de STAS 12.1.004-89Pericolul de incendiu-explozie al substanelor i materialelor.Nomenclatura indicilor i metodelor determinrii lor.

Aparatul Tubul de foc const din camera de ardere careprezint un tub metalic cu diametrul interior de 50mm i lungimeade 165mm ntrit pe un suport, dispozitivul de meninere aepruvetei, arztorul de gaz i oglinda de observare. La probarea

materialelor foliante se confecioneaz ase epruvete cu limea de35mm, lungimea de 150mm i grosimea nu mai mare de 10mm.

11


12/58

Substanele i materialele pulverulente se probeaz n coulee dinplas metalic. Materialele sub form de pelicul, capabile s sersuceasc la nclzire se vor ntri n rame metalice. Materialelecapabile s se topeasc la nclzire se plaseaz ntre fii din pnzde sticl aranjate n form de la.

La probare sub epruveta plasat n tub se instaleaz arztorulde gaz cu o flacr de 40mm nlime. Se fixeaz momentulaprinderii epruvetei pn la arderea stabil a acesteia i durataarderii (mocnirii) de sine stttor dup nlturarea flcriiarztorului. Dup probare se determin pierderea din greutate aepruvetei.

Materialul este atribuit la grupa materialelor i substanelorcombustibile n urmtoarele cazuri:- arderea de sine stttor cu flacr sau mocnirea a durat mai

mult de 60 s. i pierderea n greutate la cel puin dou (din ase)epruvete a depit valoarea de 20%;

- arderea de sine stttor a durat mai puin de 60 s., ns flacraa cuprins ntreaga suprafa a epruvetei i cel puin dou epruveteau pierdut n greutate mai mult de 90%;

- arderea de sine stttor cu flacr a materialelorcompoziionale care constau din componente combustibile inecombustibile a durat mai puin de 60 s, ns flacra a cuprinstoat suprafaa epruvetei, totodat a ars toat fracia organic amaterialului;

- arderea de sine stttor cu flacr a materialelorcompoziionale a durat mai mult de 60 s., iar pierderea n greutate a

constituit mai puin de 20%. n acest caz pierderea de greutate esteraportat doar la fracia organic a materialului.Dac aceste condiii nu se respect, atunci probarea

materialului este continuat dup metoda Tubului ceramic, careeste descris n acelai STAS 12.1.004-89. Din lips de spaiuaceast metod nu este studiat n lucrarea de fa.

1.2. Materialele de construcii necombustibile

1.2.1. Materialele pietroase

12


13/58

Materialele pietroase naturale sunt numite materialele deconstrucii cptate din rocile muntoase doar prin prelucraremecanic (mrunire, tiere, despicare, lefuire etc.). Rocilemuntoase sunt principala surs de cptare a materialelor deconstrucii. Acestea sunt folosite pentru nlarea pereilor,executarea pardoselilor, scrilor i fundaiilor cldirilor, fuireadiverselor construcii. Pe lng aceasta rocile muntoase sunt folositela producerea materialelor pietroase artificiale (ceramica, sticla,materialele termoizolante etc.), precum i n calitate de materieprim pentru producerea substanelor liante ipsosul, varul,cimenturile.

Aciunea temperaturilor nalte asupra materialelorpietroase naturale. Toate materialele pietroase naturale folosite nconstrucii sunt materiale necombustibile, fapt ce poate creaimpresia c elementele de construcii, executate din aceste materialese vor comporta ireproabil n condiiile incendiului. Lucrurile nsstau cu totul altfel. Sub aciunea temperaturilor nalte n materialelepietroase au loc diverse procese care duc la scderea rezistenei i ladistrugere. Cele mai caracteristice procese le vom studia peexemplul comportrii n condiiile temperaturilor nalte a treimateriale foarte larg utilizate n domeniul construciilor.

Granitul. Unul din cele mai rspndite minerale n scoaraterestr, are o natur polimineral: aceast roc muntoas const dincuar (2040%), ortoclaz (4070%) i mic (520%). Mineralelece fac parte din compoziia granitului au coeficient diferit dedilatare termic ceea ce duce la apariia tensiunilor interioare n

cazul nclzirii i defectarea structurii granitului. Cuarul SiO2 careintr n componena granitului la temperatura de 575 0C sufer omodificare a structurii reelei cristaline legat de creterea brusc avolumului. Acest proces duce la fisurarea monolitului i cderearezistenei pietrei.

Calcarul. Spre deosebire de granit calcarul este o rocmonomineral care const n principal din calcit CaCO3. ncomparaie cu rocile poliminerale i cele ce conin cuar calcarul,

pn la 800 0Care o dilatare termic omogen i neesenial i i

13


14/58

pstreaz rezistena n integritate. La creterea temperaturii mai susde 800 0Care loc descompunerea mineralului dup reacia

Ca CO3 CaO+CO2

La nclzirea ndelungat acest proces se va desfura de lasuprafaa construciei n interiorul acesteia. De menionat, c stratulde CaO ce se formeaz la suprafaa construciei este un materialporos, posed conductibilitate termic mic i, astfel, exercitfuncia unei cmi termoizolatoare care ncetinete nclzireaconstruciei n adncime. La nimerirea apei pe aceste construciioxidul de calciu, care nu este altceva dect varul nestins, se stinge,

se transform n var hidratat care se macin i cade.n condiiile incendiului nu se admite udarea cu ap aconstruciilor din piatr, deoarece acest fapt aproape totdeaunaprovoac distrugerea momentan a acestora, dac nu din cauzadescris mai sus, atunci din cauza deformaiilor termice mari carezultat a rcirii brute.

Azbestul. Particularitatea caracteristic de baz a acesteiroci muntoas este aceea, c ea are o structur fibroas i arecapacitatea de a se desface n fibre elastice subiri, ceea ce acondiionat specificul folosirii acestui material n diferite domeniiale tehnicii n calitate de material termoizolator necombustibil. Dincteva modificaii ale acestei roci cea mai mare nsemntate o arehrizotil-azbestul, deoarece rezervele acestuia n natur depesc decteva ori rezervele celorlalte tipuri de azbest luate mpreun,precum i pentru faptul ca fibrele acestuia sunt mai rezistente i mai

elastice dect la alte tipuri de azbest. Componena mineralogic ahrozotil-azbestului este 3MgO2SiO22H2O. Apa legat chimic dincomponena azbestului la temperatura de 400-500 0C ncepe s sedescompun, iar la temperatura de 700 0Cea este complet nlturat,ceea ce duce la pierderea elasticitii i distrugerea structuriimaterialului. Aceast particularitate a comportrii azbestului subaciunea temperaturilor nalte creeaz necesitatea controluluielementelor constructive de protecie antifoc care au fost expuse

influenei incendiului n care azbestul a fost folosit nu ca umplutur,ci ca pnz, carton, legturi, deoarece ele se vor transforma n praf,

14

T>800C


15/58

se vor mcina i nu vor mai putea s exercite a doua oar funciilesale.

De menionat c toate materialele pietroase sub aciuneatemperaturilor nalte i pierd proprietile ireversibil, de aceeaconstruciile executate din aceste materiale (mai cu seam celeportante, chiar dac nu s-au prbuit), trebuie supuse controlului derezisten sau schimbate.

1.2.2. Articolele ceramice

Ceramice sunt numite articolele pietroase, cptate dinmateria prim mineral pe calea fasonrii i arderii la temperaturinalte. n tehnologiile ceramice sunt folosite, n principal, argilele,dar de rnd cu acestea se pot folosi i alte tipuri de materie primmineral, spre exemplu oxizii puri (ceramica oxidotehnic).Materialele ceramice sunt cele mai vechi materiale pietroaseartificiale utilizate de om. Vrsta crmizii ceramice ca material deconstrucie depete 5000 de ani.

Temperatura arderii articolelor ceramice n dependen detipul materiei prime utilizate se afl n limitele de 9502000 0Cichiar mai mult.

Dup destinaie materialele i articolele ceramice se mpartn urmtoarele tipuri: articole pentru perei (crmida, pietrele cugoluri, panourile); pentru acoperiuri (olanele); articolele pentrufuiala faadelor (crmida pentru fuial, plcile ceramice de mici

dimensiuni, piese arhitectural-decorative, panourile-mozaic);articole pentru fuial interioar a pereilor (plcile ceramicesmluite i articolele fasonate la acestea corniere, cornie);agregate pentru betoanele uoare (cheramzitul, agloporitul); articoletermoizolatoare (perlitoceramic, ceramica celular etc.); articolesanitaro-tehnice (lavoare, czi, scaune de veceu); plci pentrupardoseli; crmid pentru drumuri; articole rezistente la acizi;articole refractoare; articole pentru comunicaiile subterane.

Comportarea materialelor i articolelor ceramice ncondiiile incendiului. Deoarece toate materialele i articolele

15


16/58

ceramice n procesul prelucrrii sunt supuse arderii la temperaturinalte este clar evident, c aciunea repetat a temperaturilor nalten condiiile incendiului nu exercit o influen considerabil asupraproprietilor fizico-mecanice a acestora n cazul, bineneles, dacaceste temperaturi nu ating temperatura de nmuiere (topire) amaterialelor. Materialele ceramice poroase (crmida obinuit.a.), fabricate prin ardere, dar necoapte, pot suferi anumiteschimbri la aciunea temperaturilor nalte i ca rezultat esteposibil o anumit contracie a construciilor executate dinasemenea materiale. Aciunea temperaturilor nalte, n cazulincendiilor, asupra articolelor ceramice compacte arderea crora s-a

efectuat la temperaturi apropiate de 13000

C, practic nu exercit nicio influen negativ, deoarece temperatura la incendiu nu depetetemperatura de ardere. Crmida roie din argil este unul din celemai bune materiale pentru executarea pereilor antifoc.

1.2.3. Metalele

n construcii metalele i-au gsit o larg rspndire pentruexecutarea scheletelor industriale i civile sub form de diverseprofile, o cantitate mare de oel se consum pentru producereaarmturii pentru betonul armat, sunt folosite evile din oel i font,tabla pentru acoperiuri. n ultimii ani o larg utilizare revineelementelor de construcii din aliaje de aluminiu.

Metalele sunt divizate n dou grupe de baz: feroase i

neferoase (sau colorate). Metalele feroase prezint un aliaj din fieri carbon. Aliajul fier-carbon cu un coninut de 24,3% poartdenumirea de font, iar aliajul fier-carbon forjabil cu un coninut decarbon pn la 2% se numete oel.

n dependen de procedeul de prelucrare oelurile pot fi detipul marten, convector i electrice. Dup calitate oelurile pot fiobinuite, calitative, de calitate superioar i de calitate deosebit.Conform componenei chimice n dependen de elementele

chimice ce intr n aliaj oelurile pot fi carbonice i aliate.

16


17/58

Ctre oelurile carbonice sunt atribuite aliajele ferului cucarbonul i impuriti de mangan, siliciu, sulf i fosfor.

Conform standardului, marca oelului carbonic de calitateobinuit se noteaz cu literele ST i cifrele de la 0 pn la 7.Oelirile carbonice calitative sunt marcate cu numere din dou cifre,care indic coninutul de carbon n sutimi de procent.

Cel mai rspndit n construcii este oelul de marca ST3 dincare se execut elementele metalice ale cldirilor i instalaiilor,rezervoarele i conductele, precum i armtura pentru betonularmat. Elementele de construcii din oel se execut n principal dinprofil laminate de diverse tipuri (corniere, profil T, profil I, profil U,

foi .a.).Oeluri aliate sunt numite oelurile n componena crorasunt incluse adaosuri de aliere (nichelul, cromul, wolframul,molibdenul, cuprul, aluminiul .a.).Conform coninutului sumar deadaosuri oelurile se divizeaz n:

- oeluri slab aliate (coninutul adaosurilor de aliere pn la2,5%);

- oeluri mediu aliate (coninutul adaosurilor de aliere de la2,5 pn la 10%);

- oeluri nalt aliate (coninutul adaosurilor de aliere maimare de 10%).

Oelurile slab aliate au caracteristici mecanice mult maibune dect oelurile obinuite (carbonice), sunt mai rezistente lacoroziune, mai bine se comport i n condiiile incendiului.

Pentru armarea construciilor din beton armat se utilizeaz

oel-beton sub form de bare i srm.

17


18/58

Comportarea oelurilor n condiii de incendiu

Una din cele mai caracteristice particulariti a tuturormetalelor este capacitatea de a se nmuia la nclzire i de a-irestabili proprietile sale fizico-mecanice dup rcire. Dacmetalele nu ar poseda aceast proprietate excepional ele nu ar ficptat o rspndire att de larg n toate domeniile tehnicii,deoarece posibilitile de prelucrare la rece a metalelor sunt limitate.ns aceast prioritate a metalelor se transform n neajuns esenialn cazul, cnd cldura influeneaz asupra construciilor executatedin metale. La producerea incendiului construciile metalice se

nclzesc foarte repede, i pierd rezistena, se deformeaz i seprbuesc.Pentru calcularea rezistenei la foc (RF) a construciilor din

oel i din beton armat conform capacitii portante este necesar scunoatem caracterul schimbrii proprietilor fizico-mecanice aleoelurilor folosite n construcii n condiiile aciunii temperaturilornalte asupra lor.

Raportul limitei de rezisten sau limitei de curgere amaterialelor la temperatura dat fa de limita de rezisten(curgere) n condiii normale s-a convenit s fie numit coeficient devariaie termic a rezistenei i este notat prin mt,

mt=n

t

R

R

Deoarece temperatura construciei n cazul incendiului seschimb n timp, variaz de asemenea i valoarea coeficientului mtValoarea coeficientului de variaie termic a rezistenei la carelimita de rezisten a materialului scade pn la tensiunile de lucrun elementele de construcii, poart denumirea de valoare criticdeoarece n acest caz se va produce prbuirea construciei.

Valoarea temperaturii care a provocat aceast situaie seconsider temperatur critic.

18


19/58

Cel mai bine n condiiile incendiului, la valoarea lui mt=0,625, ceea ce corespunde coeficientului de rezerv duprezisten kr=1,6 se comport oelul uor aliat de marca 25G2C dincare este confecionat armatura de clasa AIII, a crei temperaturcritic constituie 570oC.

Mai ru se vor comporta n condiiile incendiului oelurilepentru armare, care au cptat o rezisten suplimentar prinprelucrare termic sau trefilare (broare) la rece. Cauza acestuifenomen const n aceea, c aceste oeluri capt o rezistensuplimentar din contul deformrii reelei cristalice, ns subaciunea nclzirii reeaua cristalic i revine la starea de echilibru

i adaosul de rezisten se pierde. Trebuie considerat i aceamprejurare, c aceast pierdere de rezisten are un caracterireversibil, de aceea exist pericolul, chiar dac construcia nu s-aprbuit, c ea nu va mai asigura rezerva proiectat de rezistena.

Aliajele aluminiului. Aluminiul este un metal uor deculoare alb-argintie, cu densitatea de 2,7 g/cm3 i temperatura detopire de 657oC. La aer liber suprafaa aluminiului i pierde repedeluciul metalic, acoperindu-se cu o pelicul subire i rezistent deprotecie, constnd din oxid de aluminiu. Pelicula de protecieprotejeaz metalul de oxidarea ulterioar, posed o rezistenanticoroziv performant n multe medii agresive.

Aliajele de aluminiu sunt cptate prin adugarea naluminiu a cuprului, manganului, magneziului, siliciului.

Din aliajele de aluminiu se confecioneaz diverse tipuri delaminate: corniere, profile I, T etc., foi plane i ondulate, evi .a.

Domeniul de utilizare a aliajelor de aluminiu se lrgete permanent.Actualmente acestea sunt utilizate la edificarea construciilor cutravee mare, a ntreprinderilor chimice cu medii agresive, pentruconstruciile uoare montabile - demontabile, pentru vitrine,ferestre, construcii ngrditoare, panouri de acoperi, tavanesuspendate, mprejmuire pentru balcoane .a.

Cu toate acestea, alturi de caliti, aliajele de aluminiu au ineajunsuri eseniale. Elasticitatea aliajelor de aluminiu este de trei

mai mic dect a oelului. Acest fapt duce la deformaii mari aleconstruciilor din aluminiu sub aciunea solicitrilor i de aceea,

19


20/58

pentru a asigura stabilitatea local i general, precum i rigiditateanecesar pentru exploatarea construciei, foarte frecvent se cer unir de msuri suplimentare (dimensionarea elementelor, schemestatice rigide etc.).

Alt neajuns al aliajelor de aluminiu este coeficientul mare dedilatare termic (de 2 - 3 ori mai mare dect la oel), fapt ce necesitmajorarea numrului de rosturi termice. La nclzire are loc deasemenea micorarea brusc a indicilor fizico-mecanici. Limita derezisten i de curgere a aliajelor de aluminiu scade de dou oridoar la temperatur de 235 325oC. n condiii de incendiutemperatura n ncpere poate atinge aceste valori n mai puin de un

minut, de aceea a conta pe o rezisten la foc considerabil aconstruciilor din aliaje de aluminiu evident, nu are nici un rost.

1.2.4. Materialele i articolele obinute pebaza topiturilor minerale

Materialele i articolele din mase minerale topite i-au gsito utilizare larg n construcii. Sortimentul acestora este destul demare: de la sticla obinuit pentru geamuri, cunoscuta cu nc 3-4mii de ani pn la era noastr n Egipt i Mesopotamia, pn laarticolele din topituri pietroase, tehnologia producerii crora esterelativ tnr. O dezvoltare deosebit de rapid n ultimii ani acptat-o producia materialelor de termoizolare i a unor tipuri

speciale de sticl. Aceste materiale sunt perspective deoarece auproprieti fizico-mecanice performante, o nalt duritate, rezistenla acizi, caliti decorative uimitoare, precum i datorit faptului cmateria prim este foarte rspndit, iar procesele de producie potfi mecanizate la maximum.

n funcie de tipul materiei prime iniiale i compoziiachimic a topiturii se capt materiale sticloase, articole din zguri itopitur de piatr, sitale i zgur-sitale.

Materialele i articolele din topituri sticloase. Materialeleprime principale pentru producerea articolelor din sticl destinat

20


21/58

domeniului construciilor sunt: nisipul de cuar, carbonatul sausulfatul de sodiu, calcarul, creta. Fierberea sticlei se efectueaz latemperatura de 1000-1600oC.

n construcii sunt utilizate urmtoarele tipuri de sticl:pentru geamuri i vitrine, cu uzor, armat, cu protecie de soare icldur, pentru fuial, ornamentat.

Sunt folosite aa elemente ca laminatele din sticl deseciune U sau dreptunghiular nchis, pachete din sticl (2 saumai multe foi din sticl unite ermetic ntre ele pe perimetru, placi mozaic din sticl, blocuri din sticl etc.).

O utilizare specific n construcii revine fibrei sticloase. Ea

se folosete sub form de vat de sticl n calitate de material termoi fonoizolant. Vata de sticl este elastic, chimic rezistent, nuputrezete i nu arde. Fibra de sticl poate fi folosit n calitate deumplutur (n locul azbestului) la confecionarea articolelor dinazbestociment, precum i n calitate de umplutur fin n mortarelepentru tencuial i fuial. Fibra i pnza de sticl n amestec cupolimerii se folosete pentru cptarea plasticelor de sticl.

Un material de construcii cu perspectiv este consideratsticla spongioas folosit ca termo i fonoizolator i n alte scopuri.

Comportarea materialelor i articolelor din topituriminerale n condiii de temperaturi nalte

Materialele i articolele din topituri minerale sunt

incombustibile i nu favorizeaz dezvoltrii incendiului. Excepiefac materialele confecionate pe baz de fibre minerale cu un anumitconinut de liant organic aa ca: plitele termoizolatoare dinsubstane minerale, plitele i saltelele din fibra de bazalt .a. Afarde aceasta, materialele cptate din topituri minerale pot intra ncomponena materialelor compoziionale n amestec cu polimerii. nacest caz materialul compoziional poate avea un pericol incendiardestul de mare, acest pericol fiind determinat de cantitatea

polimerului prezent n materialul compoziional.

21


22/58

Atunci cnd sunt folosite materiale i articole din topituriminerale pure, fr ingrediente organice, comportarea lor ncondiiile incendiilor se va examina, n principal, din punct devedere a pstrrii funciilor de lucru sub aciunea temperaturilornalte.

Unul din cele mai rspndite materiale sticla de geamuri nu suport sarcinile termice timp ndelungat, ns momentul de timpcnd aceasta se va distruge nu poate fi pronosticat din timp. Dacgeamul este supus nclzirii de ctre cldura radiant sau convectivi nu este expus aciunii directe a flcrii acesta se nclzete ncet ipoate suporta nclzirea fr a se distruge un timp destul de

ndelungat. Distrugerea sticlei n golurile de lumin imediat dup ceaceasta a fost expus atingerii directe de ctre flcri.Comportarea sticlei armate aproape c nu difer de a celei

obinuite ea se distruge dup puin timp de la nceputulincendiului. Totui, dup ce sticla plesnete, bucile ei suntmeninute de plasa metalic i continu s asigure un baraj efectivn calea aerului proaspt spre focarul de incendiu i eliminareaproduselor arderii. De menionat, c distrugerea geamurilor prezintun moment important n procesul dezvoltrii incendiului. Attatimp, ct geamurile sunt ntregi dezvoltarea incendiului are loc doardin contul oxigenului din ncpere i pe msura consumrii acestuiaintensitatea arderii scade. Deschiderea golurilor de fereastr ladistrugerea geamurilor schimb complet tabloul schimbului de gazen ncpere. Are loc nlturarea produselor arderii i se asiguraccesul aerului proaspt din exterior i, ca rezultat, procesul de

ardere se intensific.Construciile din plci, pietre, blocuri pe baza topiturilorminerale au o rezisten la foc cu mult mai mare, dect sticla degeam, deoarece chiar i dup fisurare ele continu s poarte sarcinai s rmn suficient de impermeabile pentru produsele arderii.Limita real de RF a fiecrei construcii n parte va depinde detemperatura la care are loc fisurarea sau nmuierea tipului concretde material din care aceasta este confecionat. Un caz particular l

prezint construciile mprejmuitoare realizate din elementetransparente (blocuri de sticl).

22


23/58

Rezistena la foc a acestor construcii, din cauza fisurrii,nclzirii rapide, precum i a capacitii de permeabilitate a fluxuluide cldur radiant, este destul de mic i nu depete un sfert deor.

Materialele poroase din topituri minerale i pstreazstructura aproape pn la temperatura de topire (pentru sticlaspongioas, spre exemplu, aceast temperatur constituie cca850oC) i de aceea un timp ndelungat i exercit funciile determoizolare. Aa cum, materialele poroase au un coeficient foartemic de conductivitate termic, chiar i atunci cnd partea orientatspre foc se va topi, straturile din adncime pot exercita funciile de

termoprotecie.Caracterul comportrii materialelor termoizolatoare ncondiiile incendiului (realizate din fibre minerale) depinde n maremsur de cantitatea i tipul materialului liant.

Experienele efectuate cu plitele executate din fibre dedioxid de siliciu (SiO2) au demonstrat, c la aciunea temperaturilornalte acestea se fisureaz i de aceea nu pot fi utilizate n calitate dembrcminte antifoc pentru construciile metalice. n acelai timpplitele i saltelele din fibr de bazalt un timp ndelungat i-au pstratintegritatea, asigurnd o izolare sigur de foc a suprafeelor metalicepe care acestea au fost ntrite.

De menionat, c multe materiale pe baz de topituriminerale dup capacitatea de a se opune aciunii temperaturilornalte nu cedeaz materialelor tradiionale de construcii cum suntpietrele naturale sau artificiale pe baz de liani minerali, de aceea

sunt utilizate pe larg n calitate de nveli termoizolator efectiv.

1.2.5. Materialele pietroase artificiale pe bazde liani minerali

Liani minerali sunt numite materialele artificiale subforma de pulberi fin dispersate care la amestecare cu apa sau

soluiile apoase ale unor sruri formeaz o past plastic, capabils se ntreasc n rezultatul unor procese fizico-chimice, trecnd

23


24/58

din starea de past n stare de piatr (corp solid). Substanele lianteconsolideaz ntre ele pietrele, granulele de nisip, prundiul,pietriul .a. Aceast particularitate a lianilor este folosit laprepararea betoanelor, crmizilor refractare, materialelor dinazbestociment i altor materiale artificiale nearse, mortarelor pentrutencuial i zidrie etc.

Lianii minerali se divizeaz n aerieni i hidraulici.Lianii aerieni se ntresc, i pstreaz i i majoreaz

rezistena sa doar n mediul aerian.La aceti liani se refer: varul aerian, lianii pe baz de

ghips i magneziu, sticla lichid .a.

Lianii hidraulici sunt capabili s se ntreasc i timpndelungat s-i pstreze i s-i majoreze rezistena nu numai laaer, ci i n ap. La aceast grup se refer: varul hidraulic,romancimentul, cimentul portland i derivatele acestuia, cimentulpe baza oxidului de aluminiu (Al2O3), cimenturile speciale.

Varul aerian prezint n sine o substan liant cptatprin ardere moderat (nu pn la coacere)a calcarelor ce conin pnla 6% de particule argiloase. n rezultatul arderii se formeaz unprodus sub form de bulgri de culoare alb numit var nestins.Arderea calcarului se efectueaz la temperatura de 1000 1200oC ncuptoare speciale. n procesul arderii se petrece disocierea termic acalcarului dup urmtoarea reacie

CaCO3 CaO + CO2

La arderea calcarului se elimin dioxidul de carbon careconstituie pn la 44% din masa acestuia. Volumul produselorarderii scade nu mai mult dect cu 14%, din care cauz bulgrii devar nestins au o structur poroas. n funcie de caracterulprelucrrii ulterioare se deosebesc urmtoarele tipuri de var aerian:var nestins mcinat, var hidratat mcinat, past de var, lapte de var.La amestecarea cu ap are loc stingerea (hidratarea) varului nestinsconform reaciei

CaO + H2O Ca (OH)224

1000-1200


25/58

Aceasta este o reacie exotermic nsoit de degajarea uneicantiti considerabile de cldur. O parte din ap la stingere setransform n vapori i se creeaz impresia c varul fierbe.

n pasta sau laptele de var se conine o cantitate mare de api cristalele de Ca(OH)2 sunt separate de pelicule de ap. Uscareamortarelor de var provoac apropierea cristalelor i unirea lor ntr-un conglomerat cristalic care n continuare se carbonizeaz la unireacu dioxidul de carbon din aer dup reacia

Ca(OH)2 + CO2CaCO3 + H2O

Carbonul de calciu care se formeaz concrete cu cristalelede Ca(OH)2, fapt ce provoac creterea rezistenei pietrei de var.

La aciunea temperaturii nalte asupra pietrei de var are locnlturarea apei legate chimic din hidratul de calciu dup reacia

Ca(OH)2CaO + H2O

Acest proces decurge la temperatura de 520 580oC. Lanclzirea ulterioar pn la temperatura de 900oC i mai sus are locdisocierea carbonatului de calciu.

Oxidul de calciu (CaO) care se formeaz n ambele cazurieste capabil de hidratare repetat, nsoit de mrirea volumului,ceea ce duce la distrugerea structurii pietrei de var. La temperaturade 500 600oC are loc o scdere considerabil a rezistenei pietrei

de var cu pierderea complet a acesteia la temperatura de 900o

C.Ipsosul de construcii liant aerian cptat prin prelucrareatermic a pietrei de ghips (CaSO4 2H2O). Arderea ghipsuluinatural se efectueaz la temperatura de 110 180oC dup reacia

CaSO4 2H2O CaSO4 0,5 H2O + 1,5 H2O

Produsul cptat n rezultatul arderii este mrunit n morispeciale pn la cptarea unui praf fin. La amestecarea acestuia cu

25


26/58

apa se capt o mas plastic care foarte repede ncepe a se ntritrecnd n stare de piatr. Rezistena pietrei de ghips la comprimareconstituie 75 100 kg/cm2.

Ipsosul de construcii este folosit pe larg n mortarele pentrutencuial, iar masa principal a acestuia se folosete pentrucptarea articolelor industriale (panouri i blocuri pentru perei idesprituri, foi de tencuial uscat, conducte de ventilaie etc.).

Ghipsul este foarte sensibil la nclzire: rezistena acestuiascade de dou ori la temperatura de 100oC. ns faptul, c piatra deghips se nclzete ncet, datorit porozitii i consumului decldur nlturarea apei legat chimic, permite folosirea cu succes a

ipsosului pentru construciile mprejmuitoare.Cimentul portland produsul mrunirii fine a clincheruluicptat prin arderea pn la coacere a amestecului natural sauartificial ce const din argil i calcar. Temperatura arderiiamestecului este de cca. 1500oC. Pentru reglarea termenului dentrire n timpul mcinrii clincherului se adaug pn la 3% deghips natural, iar pentru sporirea stabilitii la coroziune ireducerea costului se adaug diferite adaosuri minerale.

Datorit proprietii de ntrire la aer i n ap, capacitii deprotecie a armaturii de coroziune i rezistenei nalte cimentulportland ocup primul loc printre alte tipuri de cimenturi folosite nconstrucii la etapa actual.

Este folosit la pregtirea betoanelor i mortarelor, pentruconstrucii supraterane, subterane i subacvatice. Este principalul tipde ciment pentru confecionarea construciilor i articolelor

prefabricate din beton i beton armat.La aciunea temperaturilor nalte din piatra de ciment senltur toate tipurile de ap (liber, legat fizic i chimic) ceea ceduce la dereglarea structurii i pierderea rezistenei.

La temperatura de 200 300oC rezistena pietrei de cimentla comprimare crete din contul tasrii structurii ca rezultat alnlturrii apei. nclzirea mai sus de 300oC duce la scderearezistenei cimentului. O scdere considerabil are loc la

temperatura de 550 600oC ca rezultat al dehidratrii de calciu i amodificrii dioxidului de siliciu.

26


27/58

Cea mai mare scdere a rezistenei pietrei de ciment idistrugerea structurii acesteia are loc la nclzirea pn la 900oC imai sus ca rezultat al disocierii calcarului din straturile superioareale pietrei. De menionat, c durata nclzirii nu influeneazconsiderabil scderea rezistenei pietrei de ciment, aciuneahotrtoare aparine temperaturii.

Pe lng cimentul portland n construcii sunt folosite i altetipuri de cimenturi: cimentul din tuf vulcanic (din puzolan),cimentul alimentul, cimentul hidrofob, cimentul expansibil,cimentul cu priz rapid .a. Pentru confecionarea construciilor dinbeton i beton armat de rezisten nalt ntr-o durat de timp

limitat este folosit cimentul aluminos, pentru zidriile ce se afl ncondiii de umiditate sunt folosite cimenturile de puzolan, pentruelementele prefabricate din beton i beton armat cimenturileportland i cele mixte, iar pentru hidroizolare i temuire cimentulexparsibil.

Betonul. Beton este numit materialul pietros artificial,cptat n rezultatul ntririi unui amestec raional ales i minuiosamestecat din liant mineral, ap, agregate de umplutur i n cazuride necesitate a unor adaosuri speciale. Amestecul acestorcomponente pn la nceputul prizei este numit amestec de beton.

Substana liant i apa constituie componentele active alebetonului. n rezultatul interaciunii chimice dintre acestea seformeaz un compus nou sub form de mas cleioas, care nvluiecu un strat subire granulele de nisip i agregat mcat, iar apoi cutimpul se ntrete i le leag ntre ele, transformnd amestecul de

beton ntr-o piatr monolit dur betonul.Rezistena pietrei de ciment crete foarte intensiv n primele3 7 zile, ca apoi n intervalul de 7 28 zile aceast cretere sscad. n continuare creterea rezistenei este relativ mic, dar poatecontinua pe parcursul multor ani mai cu seam n mediu umed icald.

n dependen de domeniul de utilizare se deosebescurmtoarele betoane: obinuit pentru construciile din beton armat

(fundaii, coloane, grinzi, panouri de planeu .a.); hidrotehnic pentru baraje, ecluze, instalaii de alimentare cu ap i canalizare

27


28/58

.a.; beton pentru pereii cldirilor (de regul, beton uor) i planeeuoare; termoizolator, deosebit de uor (gazobetonul i betonulspumant); betonul pentru pardosele, trotuare, drumuri, piste dedecolare aterizare; cu destinaie special rezistent la acizi itemperaturi nalte. La betoanele speciale pot fi atribuite i celedeosebit de grele, folosite n construcii i instalaii speciale pentruprotecie de aciunile radioactive. n calitate de ingrediente n aabeton sunt folosite materialele cu mare densitate, aa ca: magnetitul,limonitul, baritul .a. Masa volumetric a unui asemenea betonpoate atinge pn la 5 t/m3.

Comportarea betonului la nclzire este determinat de

aciunea temperaturilor nalte asupra componenilor de baz: piatrade ciment i agregatele de umplutur.Sub aciunea temperaturilor nalte piatra de ciment pierde

toate tipurile de ap (liber, legat fizic i chimic), fapt ce provoacdereglarea structurii pietrei de ciment i pierderea de ctre aceasta arezistenei.

Piatra de ciment la nclzire se comprim, iar agregatele(nisipul, pietriul) se dilat. Cu ct este mai mare coeficientul dedilatare termic a umpluturii, cu att sunt mai mari tensiunileinterioare n masa betonului, fapt ce provoac scderea coeziunii decontact dintre piatra de ciment i ingrediente de umplutur,provocnd scderea rezistenei. Cele mai rspndite agregate pentrubeton sunt rocile carbonate i silicate. Rocile silicate conin dioxidulde siliciu care la temperatura de 575oC se mrete brusc n volum,de aceea aceste betoane se comport mai ru n condiii de incendiu,

dect betoanele cu umplutur carbonat.Sticla lichid. Sticla lichid prezint n sine silicatul denatriu (NA2OnSiO2) sau de caliu (K2OnSiO2) cptat prin topirean sobe pentru fierberea sticlei la temperatura de 1300 1400 oC anisipului de cuar curat i mrunit mpreun cu soda(Na2CO3).Bucile care se formeaz dup rcirea rapid a topituriisub influena vaporilor n autoclave la presiunea de 0,4 0,6 MPase dizolv, transformndu-se ntr-o soluie vscoas, capabil s se

ntreasc la aer.

28


29/58

Sticla lichid se utilizeaz pentru cptarea vopselelorsilicate antifoc, a cimentului rezistent la acizi i a betonului rezistentla foc, precum i pentru tasarea solurilor.

O particularitate caracteristic n comportarea sticlei lichidentrit, este topirea acesteia la nclzire i nfoierea cu formareaunui strat stabil de spum, care posed o conductibilitate termicmic. Pe aceast proprietate a sticlei lichide (solubile) este bazatfolosirea vopselelor silicate antifoc.

Articolele din azbociment. Azbocimentul este un materialpietros artificial, cptat ca rezultat al ntririi amestecului ce constdin ciment, fibre de azbest i ap. Azbestul armeaz piatra de

ciment, asigurnd o rezisten nalt articolelor din azbociment lantindere i ncovoiere.Articolele din azbociment au o rezisten nalt, sunt

rezistente la nghe - dezghe i au o permeabilitate la ap mic.Din azbociment se confecioneaz diferite articole: plci i

foi plane i ondulate pentru fuial i acoperiuri, panouri cu strattermoizolator, evi de presiune, uluce, mufe, scnduri de pervaz,articole cu destinaie special. Din foi de azbociment se asambleazelemente spaiale. Comportarea azbocimentului la nclzire estedeterminat de comportarea pietrei de ciment i a azbestului.

Particularitatea caracteristic a comportrii azbocimentuluin condiiile incendiului este predispoziia spre distrugere explozivla aciunea temperaturilor nalte. Cauza principal a acestuifenomen se consider coninutul sporit de ap. La temperaturi nalteaceasta se transform n vapori crend n pori i capilare o presiune

nalt, fapt ce provoac distrugerea exploziv a materialului.Materialele autoclave. La utilizarea varului n calitate deliant, fr ali adezivi suplimentari, doar n amestec cu nisipul i ncondiii normale de ntrire la aer rezult piatra de var cu orezisten redus (1 2 MPa), care se nmoaie uor sub aciuneaapei.

Materialele artificiale cu caliti performante de rezisten,durabilitate i stabilitate la ap se capt n rezultatul fasonrii i

prelucrrii ulterioare a amestecului de var, adaosurilor fin mrunitede dioxid de siliciu (SiO2), a nisipului i apei. n condiii naturale

29


30/58

nisipul, n amestecurile var nisip este inert, nu reacioneaz cuvarul i rezistena acestor amestecuri se realizeaz doar din contulntririi varului.

ns n mediu de vapori saturai la temperatur mai mare de170oC i presiune excesiv mai mare de 0,98 MPa dioxidul desiliciu capt activitate chimic i ncepe s interacioneze cu varulformnd hidrosilicatul de calciu CaHsiO3 o substan rezistent istabil n ap. La fabricarea materialelor autoclave un rol prioritarrevine crmidei silicate i articolelor pentru silicate.

Domeniul de folosire a crmidei silicate este acelai ca i acrmidei obinuite, ns aceasta nu este recomandat pentru

folosire n condiii de umiditate sporit (fundaii, perei subsoletc.), precum i n construciile expuse aciunii temperaturilor nalte(sobe, couri de fum etc.).

Articolele din beton silicat de asemenea nu se recomandpentru construcii ce lucreaz n condiii similare celor descrisepentru crmida silicat.

n condiiile incendiului la temperaturi mai mari de 500oCare loc dehidratarea hidrosilicailor de calciu i a hidratului decalciu, fapt ce provoac distrugerea structurii pietrei i reducereaconsiderabil a rezistenei.

La temperatura de 575oC are loc modificarea cuarului cu omajorare considerabil de volum, proces ce reduce i mai multrezistena acestor articole.

Incendiile produse i studiile efectuate au demonstrat cbetoanele silicate sunt mult mai predispuse distrugerii explozive (cu

pocnituri) dect betonul greu obinuit pe baz de ciment portland.Betonul armat prezint un material de construcii n caresunt unite ntr-un tot ntreg betonul ntrit i armtura de oel carelucreaz mpreun n construcii. Apariia acestuia a fostcondiionat de faptul, c betonul are o rezisten mic la ntinderei din acesta nu pot fi confecionate construcii ce lucreaz lantindere sau ncovoiere. n construciile din beton armat, armturase plaseaz astfel, ca aceasta s recepioneze solicitrile de

ntindere, cele de comprimare revenind betonului. Lucrul n comuna acestor materiale este condiionat de forele considerabile de

30


31/58

coeziune dintre beton i armtur la coeficieni egali de deformaretermic.

n funcie de procedeele de confecionare construciile dinbetonul armat pot fi monolite i prefabricate.

Construciile din betonul armat monolit realizeaz direct peantierul de construcii n obiectivele nestandarde la solicitriconsiderabile. Neajunsul acestora lucrul considerabil manual iconsum mare de materiale pentru cofraje.

Construciile din betonul armat prefabricat sunt considerabilmai ieftine fa de cele monolite, deoarece se confecioneaz lauzine sau poligoane cu procese tehnologice nalt industrializate.

Armarea construciilor din betonul armat poate fi obinuitsau precomprimat. ntinderea prealabil a armturii prentmpinapariia fisurilor n beton, permite reducerea consumului de metalprin utilizarea oelurilor i betoanelor de mare rezisten, precum ireducerea masei acestora i mrirea termenului de exploatare.

Datorit dimensiunilor masive i indicilor termofizici decalitate, construciile din beton armat se opun destul de bine aciuniifocului n condiiile incendiului.

Limita de RF a construciilor din beton armat estedeterminat de caracterul lucrului acestora n condiiile incendiului.Pentru construciile la care starea limit este condiionat de lucrulla ntindere, limita de RF intervine n momentul nclzirii armturiipn la temperatura critic, iar pentru cele ce lucreaz lacomprimare limita de RF intervine atunci, cnd seciunea betonuluise micoreaz pn la valoarea critic.

1.2.6. Materialele termoizolatoare incombustibile

Termoizolatoare sunt numite materialele folosite nconstrucia cldirilor industriale i civile, a agregatelor termice iconductelor cu scopul reducerii pierderilor de cldur n mediulambiant. Materialele termoizolatoare se caracterizeaz printr-ostructur poroas i, ca urmare, o densitate mic (nu mai mult de

600 kg/m3) i termoconductibilitate joas (nu mai mult de 0,18 W/(moC). Folosirea materialelor termoizolatoare permite reducerea

31


32/58

grosimii i masei pereilor i a altor construcii mprejmuitoare,micorarea consumului de materiale de construcii, a cheltuielilor detransport i corespunztor, reduce costul cldirilor i instalaiilor.

Dup form i aspect sunt distinse urmtoarele materialetermoizolatoare:

- blocuri rigide (panouri, segmente, crmizi, carapace,cilindre);

- flexibile (rogojine, coarde, cordoane .a.);- nfoiate i friabile (vata mineral, vermiculitul, perlitul

.a.).Materialele termoizolatoare se folosesc sub form de

turntur i pentru confecionarea articolelor fasonate.

1.3. Materialele de construcii combustibile

1.3.1. Lemnul

Lemnul ca material de construcii este folosit din cele maistrvechi timpuri, dar nu i-a pierdut nici astzi actualitatea,deoarece posed un ir de caliti pozitive: rezisten relativ sporitla o densitate redus, elasticitate suficient, conductibilitate termicmic, prelucrare mecanic uoar, viabilitate mare. La o exploatarecorespunztoare construciile din lemn se pstreaz o duratndelungat. Nu exist ramur a economiei naionale n care nu ar fifolosit lemnul. O utilizare deosebit de mare o are lemnul n

domeniul construciilor. Din lemn se confecioneaz construciileportante ale cldirilor: ferme, arcuri, grinzi, cpriori, costoroabe,carcase, precum i elemente mprejmuitoare: panouri pentru perei,desprituri .a. Din lemn se confecioneaz o gam variat dearticole de tmplrie: ferestre, ui, pardosele, ancadramente(chenare), plinte, balustrade .a. n construcii lemnul este folositsub form de brne sau de cherestea (dulapi, scnduri, ipci, stinghiietc.). Deeurile lemnului sunt folosite pentru confecionarea plcilor

din strujitur, cartonului presat, arbolitului .a. n ultimele decenii olarg utilizare au cptat-o construciile ncleiate i alte articole pe

32


33/58

baz de cleiuri i lemn. Folosirea cleiurilor de mare rezistenpermite utilizarea lemnului de lungime limitat i cptareaconstruciilor de orice form i dimensiune. Afar de aceasta,construciile ncleiate sunt mai uoare i mai durabile dect celeobinuite i cu mult mai sigure n timpul exploatrii.

Cu toate acestea, pe lng irul proprietilor pozitive,lemnul ca material de construcii are i neajunsuri substaniale,printre care combustibilitatea.

La nclzirea lemnului pn la 110oC din acesta se nlturumiditatea i ncep s se elimine produse ale descompuneriitermice. La nclzirea pn la 150oC suprafaa lemnului supus

nclzirii se nglbenete, iar cantitatea substanelor volatiledegajate sporete. La 150 250 oC lemnul capt culoarea maro(cafeniu) din cauza carbonizrii, iar la 250 300 oC are locinflamarea produselor descompunerii lemnului. Temperaturaautoaprinderii lemnului se afl n limitele de 350 450 oC.

Aa dar, procesul descompunerii termice a lemnului decurgen dou faze: prima faz a descompunerii se observ la nclzireapn la 250 oC (pn la temperatura inflamrii) i decurge cuabsorbie de cldur, iar a doua procesul arderii propriu zis,decurge cu degajare de cldur. Faza a doua, la rndul su, sedivizeaz n dou perioade: arderea gazelor, ce se formeaz ladescompunerea termic a lemnului (faza arderii cu flacr) iarderea crbunelui de lemn format (faza arderii mocnite).

Protecia antifoc a lemnului. n tehnica proteciei antifoc aconstruciilor exist cteva procedee de protecie antifoc a lemnului,

care se deosebesc dup mecanismul efectului de protecie antifoc:mbrcminte termoizolatoare, vopsele i tencuieli antifoc, tratareacu produse ignifuge.

La cptuelile termoizolatoare se refer: nveliurile cu foidin azbestociment, plci din ipsosbeton, din perlit, dinazbestovermiculit, din azbestocarton, saltelele din diverse fibreminerale, tencuielile cu materiale termoizolatoare incombustibile.Esena efectului de protecie antifoc a cptuelilor termoizolatoare

const n faptul, c aceste nveliuri, o anumit durat de timp, care

33


34/58

depinde de grosimea stratului de protecie, mpiedic nclzireaconstruciei din lemn pn la temperatura de descompunere.

Cel mai accesibil procedeu de protecie antifoc aconstruciilor din lemn este acoperirea acestora cu vopsele itencuieli antifoc. Vopselele i mortarele pentru muruire constau dinsubstana liant, umplutur i pigment. Destinaia liantului este de aasigura ntrirea amestecului cu formarea unei pelicule dureincombustibile; destinaia umpluturii sporirea efectului deprotecie antifoc i reducerea contraciei; destinaia pigmentului mbuntirea calitilor decorative a nveliului de protecie.Tencuiala se deosebete de vopseal printr-o rezisten mai mic a

peliculei, o grosime mai mare a stratului aplicat, calitatea maiproast a agregatelor de umplutur i lipsa pigmentului.n calitate de liani pentru vopselele i mortarele ignifuge se

utilizeaz sticla lichid, leia sulfitic, cimentul, ipsosul, varul,argila .a. n calitate de umplutur sunt folosite creta, azbestul,vermiculitul, cenua, talcul .a. Pigmenii pot fi de diverse culori, deregul, de provenien mineral: albul de zinc, mumia, ocru, oxidulde crom, miniul de fier .a.

nveliurile ignifuge se divizeaz n: stabile la intemperii pentru protecia suprafeelor exterioare a elementelor cldirilor iinstalaiilor; stabile la umezeal pentru protecia construciilor celucreaz n condiii de umiditate sporit (61...75%); instabile laumezeal pentru protecia ignifug a construciilor din ncperilecu umiditatea mai mic de 60%. Se aplic nveliurile n ctevareprize, pentru a asigura consumul necesar a materialului, iar fiecare

strat urmtor se aplic numai dup uscarea complet a stratuluiprecedent.Mecanismul efectului ignifug al vopselelor i tencuielilor

const n aceea, c construciile din lemn acoperite cu acestecomponente nu se pot aprinde de la sursele de aprindere cu energiemic, adic devin capabile s mpiedice izbucnirea incendiului. ncazul unui incendiu dezvoltat nveliul ignifug un timp oarecarereine creterea temperaturii construciei, apoi mpiedic ieirea

produselor de descompunere termic a lemnului i propagareafocului pe suprafaa acestora.

34


35/58

Efectul de protecie antifoc a unor nveliuri se fortific prinfaptul c la descompunerea lor se degaj fracii gazoase carefrneaz procesul de ardere.

Destul de efectiv este procedeul de protecie antifoc prinimpregnare n instalaii speciale cu diverse soluii de substaneignifuge (antipirene). Pentru cptarea lemnului greu combustibiltrebuie asigurat absorbirea de sruri n cantitate nu mai mic de66kg/m3.

Impregnrii se va expune doar materialul lemnos sntos cuumiditatea nu mai mare de 25%. Lemnul se plaseaz n autoclav ncare se creeaz o presiune negativ (vacuum) de 80 kPa pentru

nlturarea aerului din porii lemnului, apoi n acesta se introduce 55 60oC, apoi se ridic presiunea n autoclav pn la valori de0,8...1,6 MPa (funcie de specia lemnului) i se menine atta timppn lemnul absoarbe cantitatea necesar de sruri (duratameninerii sub presiune constituie de la 2 pn la 20 ore).

Eficacitatea impregnrii profunde sub presiune este destulde mare, ns acest procedeu necesit utilaj complicat i costisitor.

1.3.2. Materialele pe baz de bitum i gudron

Materialele de construcii n componena crora sunt inclusebitumurile i gudroanele sunt numite materiale bituminoase saugudronate. Ele formeaz o grup destul de mare de materiale dedivers destinaie.

La calitile cele mai de pre a acestor materiale suntatribuite impermeabilitatea pentru ap, stabilitatea la aciuneaacizilor, bazelor, lichidelor i gazelor agresive, precum icapacitatea bun de aderen cu lemnul, metalul, piatra.

Materialele rulou (sul) pentru nvelitori se confecioneazdin carton special sau estur din fibre de sticl pe caleaimpregnrii acestora cu substane liante organice cu aplicareaulterioar din una sau din ambele pri a lianilor pe baz de bitum

sau gudron cu umplutur i a presrturii minerale. Sortimentul

35


36/58

materialelor pentru nvelitori sub form de rulou este destul demare: ruberoidul, pergaminul, hidroizolul, izolul, brizolul .a.

Bitumurile i gudroanele sunt materiale organice, de aceeatoate materialele din care acestea fac parte sunt combustibile.nvelitoarele din ruberoid sau carton gudronat () se pot aprindechiar i de la surse de aprindere cu energie mic (scntei) icontinu s ard de sine stttor cu emisie masiv de fum negru idens. La ardere bitumurile i gudroanele se nmoaie i ncep scurg, complicnd esenial situaia n caz de incendiu.

Destul de mare este pericolul de incendiu n perioadaexecutrii nvelitoarelor cnd se execut diverse lucrri cu foc

(aplicarea pe masticuri fierbini, ncleierea fierbinte, sudareacusturilor .a.).Cel mai rspndit i efectiv procedeu de reducere a

inflamabilitii nvelitoarelor din materiale bituminoase i gudronateeste presrarea acestora cu nisip, cu strat nentrerupt de zgur sauprundi, acoperirea cu plci necombustibile. Efect special deprotecie antifoc are acoperirea acestora cu folie metalic.Asemenea nvelitori nu se aprind sub aciunea scnteilor.

Se va avea n vedere, c materialele rulou pe baz de bitumi gudron sunt predispuse autoaprinderii, inndu-se cont de aceastala depozitarea acestor materiale.

1.3.3. Materialele polimerice de construcii

Materialele polimerice de construcii (MPC) au aprut,relativ, nu demult, ns tehnologia producerii acestora se dezvoltrapid, domeniul de utilizare se lrgete, datorit unui ir de prioritifa de materialele de construcii tradiionale. Dezvoltareapermanent a produciei i utilizrii MPC este o direcie prioritar aprogresului tehnico-tiinific n domeniul construciilor. FolosireaMPC permite: un grad sporit de industrializare; reducereaconsiderabil a masei cldirilor i instalaiilor; mbuntirea

calitii lucrrilor i a finisrii; reducerea volumului lucrrilor detransport i a termenelor de montare; efect economic considerabil.

36


37/58

Folosirea MPC la confecionarea elementelor de construciipermite a da noi forme instalaiilor, a ameliora aspectul exterior alacestora.

MPC de regul constau din cteva componente: polimerul,umpluturile, plastificatoarele, antipirenele, stabilizatorii, coloraniii alte componente. n cazuri rare acestea constau doar din polimer,exemplu pelicula nevopsit de polietilen.

Componentul de baz al MPC este agregatul de umplutur,de care depind proprietile fizico chimice i mecanice, precum icombustibilitatea. Dup provenien agregatele se divizeaz n:organice i minerale. Foarte rspndite sunt umpluturile: fina de

lemn, creta, caolinul, talcul, mica, cuarul. Folosirea umpluturilordin materiale fibroase este cel mai efectiv procedeu de cptare amaterialelor de mare rezisten. n calitate de umpluturi fibroasesunt folosite pe larg fibrele din sticl, azbest, lemn, deeurileindustriei textile. n calitate de umpluturi sub form de folii seutilizeaz: hrtia, esturile, furnirul () de lemn .a.

MPC sunt clasificate dup diveri indici: tipul polimerului(polivinileloride, din polietilen, fenolformaldehidice .a.);tehnologia de producie (turnate, extruzive, vluite .a.); dupdestinaia lor n construcii (de construcie, finisare, pentrupardoseli, materiale termofonoizolatoare, evi, articole sanitaro tehnice i liniare, masticuri i cleiuri adezive).

Materialele de construcii. Reprezentanii de baz aimaterialelor pe baz de mase plastice, utilizai pentru realizareaelementelor portante, mprejmuitoare sau de alt natur sunt:

polimerbotoanele, plasticele din sticl i din lemn stratificat.Polimerbetoanele materiale compoziionale cptate pebaz liantului polimeric cu umpluturi minerale, se utilizeaz, nprincipal, pentru executarea nvelitoarelor rezistente la uzur adambelor i a instalaiilor portuare, pentru pardoseli chimicrezistente n cldirile industriale, uluce, canale de scurgere i alteconstrucii exploatate n condiii de mediu agresiv.

Materialele plastice din lemn-stratificat materialele

confecionate sub form de foi i plci prin presare la fierbinte apachetelor din furnir de lemn mbibat cu rini polimerice. Dup

37


38/58

proprietile fizico-mecanice aceste materiale plastice depescmaterialul iniial lemnul i se folosesc pentru realizareaelementelor portante, n calitate de materiale constructiv finisatoare pentru finisarea pereilor i despriturilor, tavanelor.

Sticloplasticele masele plastice ce conin n calitate deumplutur de rezisten materiale din fibre de sticl. Au rezistenmare i greutate mic. Folosirea construciilor uoare dinsticloplastice permit reducerea greutii cldirilor de 16 ori fa decele din crmid i de 8 ori fa de cele din beton. n construciiacestea sunt folosite sub form de folii plane sau ondulate pentruexecutarea de acoperiuri fotopermeabile a cldirilor industriale,

serelor i oranjeriilor, cupolelor i membranelor, panourilor cumulte straturi fotopenetrante i nfundate, blocurilor de ui iferestre, articole sanitaro-tehnice .a.

Materialele pentru finisare au cptat cea mai largrspndire n construcii. Pentru finisarea interioar este raional deutilizat materiale sub form de folii de dimensiuni mari, care posedcaliti nalte decorative i de exploatare. Aceste materiale nunecesit pregtirea special a suprafeelor expuse finisrii, fapt cereduce considerabil volumul lucrrilor de finisare i durataconstruciei n ansamblu.

MPC pentru finisare se confecioneaz sub form de folii,plci i materiale n rulou.

La acestea se refer : plasticul pe baz de hrtie, lincrustul,textovinitul, diverse tipuri de tapete, peliculele din polivinilclorid(izoplen, povinol, vinisten .a.), pelicule adezive (

), linoleumul, mocheta .a., plcile polimerice, masticurile,articolele liniare (plinte, pervazuri, mini curente, platbande pentrutrepte, stinghii pentru fuire interioar, chenare .a.).

Unul din cele mai mari neajunsuri a polimerilor i a maselorplastice ca materiale de construcii este stabilitatea foarte joas aacestora la aciunea termic. Capacitatea de nmuiere la nclzire proprietate care a condiionat prelucrarea tehnologic de un nivelnalt a maselor plastice n articole aici se manifest n calitate de

neajuns. Stabilitatea termic a diferitor polimeri este divers. Spreexemplu, polimetilacrilatul (sticla organic) i pierde complet

38


39/58

rezistena la 100oC, polimerii cu umplutur de siliciu i pstreazcalitile i la 200oC. La incendiu ns, temperatura peste ctevaminute atinge deja valori de 400 - 500oC, de aceea aceste deosebirin-au nici o importan i a vorbi despre RF a construciilorexecutate din MPC, actualmente, nu are rost.

Inflamabilitatea, intensitatea arderii, temperatura deaprindere, autoaprindere i izbucnire, temperatura de ardere,capacitatea de formare a fumului i descompunerea termic cuemisie de produse toxice caracterizeaz proprietile pericolului deincendiu al MPC. innd cont de aceste caracteristici, se poatevorbi c polimerii i masele plastice, ntr-o msur mai mare sau

mai mic sunt incendiar periculoase. Dac ar fi s comparm MPCcu aa material combustibil tradiional cum este lemnul ne vomconvinge c majoritatea din MPC au temperatura de ardere,intensitatea arderii i capacitatea fumigen mult mai nalt. Ele seaprind de la surse de aprindere mult mai slabe i au temperatura deinflamabilitate mai joas dect lemnul. Multe tipuri de polimeri subaciunea focului se topesc i curg n torente arznde, fapt cecomplic considerabil situaia n caz de incendiu.

Unul din cele mai eseniale neajunsuri ale MPC este acela,c la descompunerea termic i ardere acestea elimin n mediuproduse toxice capabile s irite nveliurile mucozitare ale ochilor iale cilor respiratorii, s deregleze ritmul i s paralizeze respiraia,s provoace intoxicaii grave i chiar decesul.

De menionat, c n faza iniial a incendiului, cnd MPCnc nu ard, ci doar se descompun sub influena temperaturii nalte,

produsele ce se degaj n mediu sunt mult mai toxice dectprodusele arderii.

1.3.4. Materialele termoizolatoare combustibile

Din sortimentul larg de materiale termoizolatoarecombustibile utilizate n construcii cea mai mare rspndire o au

urmtoarele:

39


40/58

1) psla de construcie, confecionat din ln de animale decalitate joas cu adaos de fibre vegetale;

2) saltele din stuf, cptate prin presarea tulpinilor de stuf icoaserea acestora n direcie transversal cu srm zincat;

3) plitele turboizolatoare, cptate prin presarea iprelucrarea termic a turbei slab descompus fr folosireasubstanelor liante. Acestea i-au gsit o larg utilizare la izolareatermic a camerelor frigorifice. Particularitatea pericolului deincendiu a acestor plite este capacitatea de a mocni chiar i sub stratde tencuial, fapt ce complic lucrrile de lichidare a incendiului;

4) evelinul material, ce prezint un strat de cli sau

puzderie (resturi lemnoase de cnep sau n) amplasat ntre dou foide hrtie gudronat.n ultimii ani a fost creat o mare grup de materiale

termoizolatoare din mase plastice, cele mai rspndite fiind:penolistirolul, penopoliuretanul, penopolivinilcloridul, mipora .a.

O grup aparte o constituie sofoplasturile - materialetermoizolatoare cu goluri ce amintesc fagurii de albine. Pereiiacestora pot fi confecionai din diferite materiale sub form de folii(kraft-hrtie, pnz de bumbac .a.)impregnate cu polimeri.

Materialele polimerice sunt destul de efective i economice,fapt ce a condiionat utilizarea lor larg n domeniul construciilor,ns dup caracteristicile pericolului de incendiu ele depesc multmaterialele tradiionale, cauznd ntr-un ir de cazuri incendii deproporii cu urmri grave, de aceea MPC se vor utiliza doar nstrict corespundere cu cerinele actelor normative.

1.4. Materialele de construcii greu combustibile

1.4.1. Tipurile materialelor greu combustibile idomeniul de utilizare a acestora

Dup cum s-a menionat deja, greu combustibile se

consider materialele care se pot aprinde sub aciunea flcriideschise, dar nu sunt capabile s ard de sine stttor.

40


41/58

Din punct de vedere a evalurii comportamentuluimaterialelor n condiiile incendiului toate materialele organice suntcombustibile, iar cele neorganice incombustibile.

Prin urmare, greu combustibile pot fi, n general, materialelede construcii artificiale care prezint n sine un amestec, luat nanumite proporii de materiale combustibile i incombustibile,precum i materialele cptate cu utilizarea unor mijloace naltefective de protecie antifoc de provenien chimic.

Materialele de construcii greu combustibile se folosescpentru pardoseli, executarea despriturilor, n calitate de materialetermoizolatoare i constructive pentru perei i acoperiuri.

Tipurile de baz de materiale greu combustibile sunt:fibrolitul, samanul, lemnul impregnat cu antipirene. n aceastgrup pot fi incluse articolele din vat mineral n care au fostfolosii liani organici n cantitate de 7 15% de greutate i uneletipuri de mase plastice.

Fibrolitul prezint n sine plci presate i ntrite dinstrujitur de lemn i alte materiale fibroase vegetale (tulpini deplante, paie, resturi de cnep i in etc.) cu material liant. n funciede liantul utilizat poate fi: cimentofibrolit, fibrolit pe baz de var imagneziu.

Materialele pe baz de vat mineral se confecioneaz dinvat mineral cu diverse materiale liante. La grupa materialelor greucombustibile se atribuie materialele din vat mineral cu coninutorganic de la 7 pn la 15%. Dac acest procent este mai mic ele seconsider incombustibile, iar mai mare combustibile.

1.4.2. Soluii de reducere a combustibilitiimaterialelor polimerice

Pentru reducerea combustibilitii materialelor polimerice deconstrucii (MPC) se folosesc urmtoarele procedee: includereaumpluturilor; includerea substanelor antipirene; modificarea

chimic a polimerilor; nveliuri antifoc.

41


42/58

Includerea umpluturilor. Deoarece toate materialelepolimerice la fel ca i alte materiale organice sunt materialecombustibile, reducerea combustibilitii acestora poate fi realizatprin includerea n componena lor a fraciilor incombustibile, carereduc coninutul de componeni combustibili, influeneaz procesulde piroliz a polimerilor, schimb condiiile schimbului de mas icldur la ardere. Pentru producerea materialelor polimericeprotejate de foc se folosesc umpluturile cu proprieti de stingere aflcrii: hidrooxidul de aluminiu, hidroxarbonatul de calciu imagneziu, apa. Spre exemplu, materialele pe baza poliefiracrilatelorcu distribuirea uniform n masa acestora a picturilor minuscule de

ap sau conin umplutur mineral umezit posed nu numaicombustibilitate joas, ci i stabilitate termic mare iinflamabilitate redus n cazul temperaturilor nalte.

Se va avea n vedere faptul, c n unele cazuri viteza arderiiMPC poate crete, spre exemplu la folosirea fibrelor de sticl.Efectul negativ se lmurete prin aceea c sticla are conductibilitatetermic mare i desprinderea liantului de la fibre fi, ca urmare,majorarea suprafeei de confort cu oxigenul din aer.

Includerea antipirenilor. Cel mai rspndit, efectiv ieconom procedeu de cptare a MPC protejate de foc este folosireaantipirenilor substane ce reduc combustibilitatea. Antipirenii sempart n dou mari clase: care se combin mecanic cu polimerii icare reacioneaz chimic, acestea incluzndu-se n procesul desintez sau producere a materialelor polimerice n structuramolecular a polimerului. Actualmente exist cteva ipoteze care

lmuresc reducerea combustibilitii MPC n prezena antipirenilor.n conformitate cu aceste ipoteze, materialele antipirene, dupmecanismul de aciune, condiional pot fi divizate n urmtoarelegrupe:

- care se descompun cu degajare de gaze incombustibile(arderea ncetinete din cauza creterii limitei concentraiei de jos ainflamabilitii i reducerii temperaturii flcrii ca rezultat a diluriiproduselor combustibile ale pirolizei cu produse incombustibile);

- cu coninut de halogeni, aciunea crora este bazat peinhibarea proceselor n lan n faza gazoas;

42


43/58

- care formeaz pelicule protectoare i favorizeaz sporireacoxificrii (combustibilitatea MPC se reduce n rezultatul ncetiniriischimbului de mas i cldur ntre flacr i suprafaamaterialului).

Materialele antipirene trebuie s satisfac urmtoarelecerine: s posede o eficacitate nalt de stingere a flcrii, s secombine bine cu polimerii, s nruteasc proprietile fizico -mecanice a MPC, s nu fie toxice, s fie accesibile i ieftine.

Modificarea chimic a polimerilor. Aceast direcie esteconsiderat cea mai prosper. Folosirea antipirenilor capabili dereacie n chimic n principiu poate fi studiat ca o modificare

chimic a polimerilor, deoarece se schimb reeaua chimic iproprietile macromoleculelor. n acelai timp, modificareachimic a polimerilor este o noiune mult mai vast, sub care senelege modificarea polimerilor cu scopul majorrii stabilitiitermice i de oxidare termic. Direcia prioritar este sintezapolimerilor cu coninut minimal de fracie combustibil, precum i apolimerilor rezisteni la temperatur, care degaj la descompunereproduse netoxice i incombustibile.

nveliurile de protecie la foc. n principiu pentru proteciade foc a MPC pot fi folosite nveliurile pentru protejareaconstruciilor din lemn, ns n majoritatea cazurilor acest lucru nueste raional din cauza nrutirii calitilor decorative asuprafeelor protejate. Mai frecvent aceste nveliuri se folosescpentru protecia de foc a plcilor din strujitur sau fibre de lemncare se aplic n procesul confecionrii acestora fr a schimba

procesul tehnologic. n unele cazuri, aceste nveliuri mbuntesccalitile produselor finite.Industria construciilor se completeaz permanent cu noi

materiale i construcii efective, care ns pe lng un ir de calitipozitive, adesea au caracteristici de pericol incendiar mult mai reledect materialele tradiionale.

Soluionarea problemei de asigurare a securitii la incendiua obiectivelor n construcie prin interzicerea folosirii unor sau altor

materiale nu are sori de izbnd. Serviciul de pompieri mpreuncu alte servicii trebuie s caute i s implementeze activ soluii

43


44/58

tehnice de reducere a pericolului de incendiu a cldirilor edificate,ci nu interzicerea utilizrii noilor materiale.

2. Comportarea elementelor de construciin condiii de incendiu

2.1. Factorii ce influeneaz asupra elementelor deconstrucii n condiii de incendiu

Sarcinile i solicitrile la care sunt supuse cldirile ncondiii normale de exploatare se iau n consideraie la calcularearezistenei elementelor de construcii.

n cazul incendiilor, ns, apar sarcini i solicitrisuplimentare, care adesea provoac distrugerea unor elemente luaten parte i chiar a cldirilor n integritate.

Ctre factorii nefavorabili, ce influeneaz asupraconstruciilor n caz de incendiu, se atribuie: temperatura nalt,

presiunea gazelor i a produselor arderii, sarcinile dinamice de lacderea bucilor de elemente prbuite ale cldirii i ale apeiturnate, variaiile brute de temperatur.

Temperatura nalt n ncperea incendiat se formeaz dincontul cldurii, degajat la arderea substanelor. O parte din cldurse consum pentru nclzirea elementelor de construcii i autilajului. Temperatura nu este aceeai pe toat nlimea ncperii:temperatura mai nalt se stabilete n zona de sus a ncperii.

n scopuri practice este comod utilizarea, aa numitei,temperaturi medii spaiale, care caracterizeaz valoarea mediearitmetic a temperaturii n ncperea ce arde.

Temperatura mediului la incendiu depinde de proprietilefizico chimice i cantitatea sarcinii termice, gradul de ventilare ancperilor i un ir de ali factori.

Pentru aprecierea rezistenei la foc a elementelor de

construcii este utilizat curba standard temperatur timpcaracterizat de relaia:

44


45/58

T - To = 345 lg (8t + 1),

unde: To - temperatura iniial, oC;T - temperatura la un anumit moment considerat dup

intervalul de timp t (min).Curba este utilizat ca program termic pentru cuptorul de

determinare n laborator a rezistenei la foc (RF) a principalelorelemente de construcii (perei, stlpi, grinzi, ferme, planee iacoperiuri).

Regimul termic standard este caracteristic pentru incendiile

din cldirile de locuit. Regimurile termice reale n cazul incendiilorn cldirile industriale, de depozitare i socialculturale, nncperile subsolurilor se pot deosebi considerabil de regimulstandard.

La incendiu, n majoritatea cazurilor, presiunea mediuluigazos este nensemnat. Totui, n condiii specifice (spre exemplu,pe scenele teatrelor), arderea are loc att de intensiv i vertiginos,nct produsele arderii ce se formeaz provoac o presiuneconsiderabil asupra construciilor mprejmuitoare.

n rezultatul exploziilor amestecurilor gaz - vapori i praf aer care n multe cazuri precedeaz incendiile n cldirileindustriale, presiunea n ncperi o poate depi considerabil pe ceaadmis pentru elementele de construcii.

Construciile se pot expune, de asemenea, unor solicitridinamice suplimentare, condiionate de cderea bucilor de cldire

i sarcinilor de la apa vrsat, fapt ce poate provoca distrugerea lorparial sau complet.

2.2. Rezistena la foc a elementelor de construcii

Prin RF a elementelor de construcii se subnelegecapacitatea acestora de a-i pstra n condiii de incendiu funciileportante sau de mprejmuire i s se opun propagrii focului.

RF a elementului de construcie se caracterizeaz prin limitade RF i limita de propagare a focului.

45


46/58

Limita de RF a elementului de construcie este timpul n orede la nceputul incendiului (probrii la foc) pn la apariiacriteriilor (semnelor) de intervenie a limitelor de RF.

S-au constatat patru criterii de intervenie a limitelor de RF(patru stri- limit a construciei dup RF):

- pierderea capacitii portante, care se manifest nprbuirea elementului i a mbinrilor sau n apariia unei curburiinadmisibile pentru exploatarea de mai departe a construciei;

- pierderea capacitii de mprejmuire (termoizolare),caracterizat de ridicarea temperaturii pe partea nenclzit aconstruciei n mediu mai mult dect cu 160oC, n orice punct a

acestei suprafee mai mult dect cu 190C

comparativ cu temperaturainiial sau mai mult de 220 oC indiferent de temperatura iniial aconstruciei;

- pierderea etaneitii elementelor i construciilormprejmuitoare care se manifest n apariia fisurilor i golurilorperforante, prin care pot ptrunde n ncperile alturate focul saufumul i produsele arderii;

- atingerea valorii temperaturii critice pentru materialulconstruciei pentru construciile protejate cu cmi antifoc iprobate fr solicitri.

Pierderea capacitii de mprejmuire i a etaneitii se iau nconsideraie doar la aprecierea RF a elementelor mprejmuitoareinterioare, deoarece n acest caz exist un pericol potenial depropagare a incendiului n ncperile vecine (alturate).

Capacitatea elementului de construcie de a arde i a

propaga focul se caracterizeaz prin limita de propagare a focului.Criteriul de apreciere a limitei de propagare a foculuiservete dimensiunea (cm) afectrii de ctre foc a construciei nafara limitelor zonei de nclzire (n timpul probrii la foc).

Valorile limitelor de RF i propagare a focului pe suprafaaelementelor de construcii depinde de tipul construciei, valoareasarcinii, grosimea (dimensiunile seciunii transversale) construciei,materialul din care aceasta este confecionat, prezena golurilor n

construcie i de ali factori.

46


47/58

2.3. Construciile din beton armat i piatr n condiii deincendiu. Metodele de sporire a RF

Datorit masivitii i indicilor termofizici de bun calitateconstruciile din beton armat i piatr se opun bine aciunii ncondiii de incendiu.

Limit mare de RF posed pereii, stlpii i despriturileexecutate din crmid. n caz de incendiu construciile dincrmid pe baz de argil timp de cteva ore suport nclzireapn la 700 900 oC, practic pstrndu-i rezistena fr semnevizibile de distrugere. n acest caz se observ doar defecte de

suprafa a zidriei sub form de fisuri foarte subiri i cojirea unorstraturi de grosime redus. Limita de RF a construciilor dincrmid de silicat dup nclzire este aceeai ca i la crmida deargil, fapt ce se lmurete prin aceleai caracteristici termofizice.ns dup schimbarea rezistenei la aciunea temperaturii naltecrmida de silicat cedeaz ntietatea crmizii de argil: stlpii,pereii, despriturile din crmid de silicat nclzii pn la 700 oCi apoi rcii i pierd rezistena de dou ori.

Pereii i despriturile din piatr natural se comportsatisfctor pn la temperatura de 900 oC.

Limitele de RF a construciilor din pietre artificiale inaturale se normeaz n funcie de tipul materialului, grosimea,suprafaa sau dimensiunea minimal a seciunii construciei, iaruneori i n funcie de solicitare.

Cauzele atingerii limitelor de RF a construciilor din beton

armat n mare msur sunt determinate de caracterul lucruluiacestora n condiii de incendiu. Pentru construciile la care starealimit este determinat de lucrul la ntindere, limita de RF intervinen momentul nclzirii armturii pn la temperatura critic. Pentruconstruciile, starea limit a cror este condiionat de lucrul lacomprimare, limita de RF intervine cnd seciunea de lucru abetonului se micoreaz pn la valoarea critic. Printre altele, ncondiii egale, limita de RF a stlpului ncrcat central este mai

Date post:	08-Apr-2018
Category:	Documents
Upload:	codreanu-petru
View:	232 times
Download:	1 times

Stabilitatea Constructiilor in Conditii de Incendiu

Documents