Пожарно-технические характеристики рулонных базальтовых материалов, кашированных фольгой

Введение. Базальтовая теплоизоляция широко применяется в строительстве зданий и сооружений ввиду своего основного показателя — НГ (негорючий материал). Объектом исследования являются пятнадцать образцов базальтовой теплоизоляции, кашированных фольгой, которые активно используются на строительном рынке для теплоизоляции зданий, инженерных решений противопожарных барьеров и обеспечения огнестойкости конструкций, воздуховодов и кабельных проходок.

Цель исследования. Цель работы заключалась в определении материалов к категории «негорючего материала» среди представленных пятнадцати образцов.

Метод исследования. Контрольные испытания на негорючесть проходили в соответствии с требованиями ГОСТ 30244–94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть». Изучаемые материалы по структуре являются слоистыми, поэтому исследованию подлежали все слои по отдельности (базальтовое волокно и фольга с остатками клея).

Результаты исследования. В результате испытаний установлено, что тринадцать из исследуемых материалов не соответствуют требованиям негорючести и только два материала оказались негорючими, т.е. полностью соответствующими требованиям по пожарной безопасности и могут применяться без ограничений. Из образцов, которые показали неудовлетворительные результаты, три материала изготовлены из не­­горючих составляющих, но сочетание алюминиевой фольги и силикатного клея привело к возникновению алюмино­термической реакции, при которой температура в камере достигала значений выше 1000 °С, ввиду выхода термопар из строя эксперимент прекращали. Исследования следует продолжать и на основе большой выборки статистических данных для различных материалов из комбинированных слоев, следует внести дополнение в нормативные документы по методу испытаний на горючесть, что при испытании много­слойного материала необходимо испытывать не только каждый слой по отдельности, но также и весь материал полностью, так как комбинирование различных, пусть и негорючих компонентов может привести к аддитивным эффектам и в результате их можно отнести к группе горючих материалов.

1. Портнов Ф.А., Еремина Т.Ю., Корольченко Д.А. Обеспечение огнестойкости воздуховодов систем дымо­удаления с огнезащитными покрытиями // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 9. С. 24–30. DOI: 10.33622/0869-7019.2021.09.24-30. EDN ZQTEPX.

2. Королева Т.И., Каледа И.А., Ивачев М.А. Противодымная защита жилых зданий повышенной этажности // Образование и наука в современном мире. Инновации. 2020. № 27 (2). С. 166–175. EDN YZWDNH.

3. Zybina O., Gravit M. Intumescent coatings for fire protection of building structures and materials // Springer Series on Polymer and Composite Materials. 2020. DOI: 10.1007/978-3-030-59422-0

4. Zhang C. Thermal properties of intumescent coatings in fire // Reliability of Steel Columns Protected by Intumescent Coatings Subjected to Natural Fires. 2015. Pp. 37–50. DOI: 10.1007/978-3-662-46379-6_4

5. Кропачев Р.В., Новокшонов В.В., Вольфсон С.И., Михайлова С.Н. Терморасширяющиеся полимерные композиционные материалы // Вестник Казанского технологического университета. 2015. № 5 (18). С. 60–63. EDN TOUASX.

6. Колчев Б.Б., Вислогузов П.А., Беляев Д.В. Огнестойкие воздуховоды систем вентиляции и кондиционирования // Охрана труда и техника безопасности на промышленных предприятиях. 2017. № 3. С. 24–27.

7. Jagadeesh P., Rangappa S.M., Siengchin S. Basalt fibers: An environmentally acceptable and sustainable green material for polymer composites // Construction and Building Materials. 2024. No. 436. P. 136834. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136834

8. Pang Y., Zhong Z., Liu H., Rao L. Research on Fire-Resistant Fabric Properties of Basalt Fiber // Applied Mechanics and Materials. 2012. Pр. 1151–1154. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.217-219.1151

9. Gravit M., Prusakov V., Shcheglov N., Kotlyarskaya I. Fire Protection of Steel Structures of Oil and Gas Facilities: Multilayer, Removable, Non-Combustible Covers // Fire. 2024. Vol. 7. P. 86. DOI: 10.3390/fire7030086.

10. Prusakov V.A., Gravit M.V., Simonenko Y.B. Superthin Basalt Fiber as the Base of a Matrix of the Fire-Resistant Filling of Deformation Joints in Building Structures // Glass Physics and Chemistry. 2023. No. 1 (49). Pp. 75–80. DOI: 10.1134/S1087659622600879

11. Рубинов И. Выбрать оптимальное решение для защиты от огня строительных конструкций // ТехНадзор. 2013. № 79 (6). С. 94–95. EDN WITVAT.

12. Gravit M., Dmitriev I. Numerical modeling of basalt roll fire-protection for light steel thin-walled structures // Magazine of Civil Engineering. 2022. No. 4 (112). Pp. 11215–11215. DOI: 10.34910/MCE.112.15

13. Kotlyarskaya I.L., Vatin N.I., Gravit M.V., Abdikarimov R.A., Shinkareva M.K. Fire resistance of enclosing structures in modular construction : a review // AlfaBuild. 2023. No. 4 (29). Pp. 2906–2906. DOI: 10.57728/ALF.29.6

14. Vasileva I.L., Nemova D.V. Prospects of using aerogels in construction // AlfaBuild. 2018. No. 4 (6). Pp. 135–145. DOI: 10.34910/ALF.6.12

15. Ruffen C., Mahltig B. Basalt fibers as functional additives in coating of textiles // Journal of Coatings Technology and Research. 2021. No. 1 (18). Pp. 271–281. DOI: 10.1007/S11998-020-00383-8/TABLES/1

16. Гапоненко С.О., Фазлиев Р.А., Калинина М.В. Метод повышения эффективности тепловой изоляции трубо­проводов систем теплоснабжения путем применения отражающего элемента // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2021. № 49 (1). С. 204–216. EDN XFDYEV.

17. Tenpierik M.J., Hasselaar E. Reflective multi-foil insulations for buildings : a review // Energy and Buildings. 2013. No. 56. Pp. 233–243. DOI: 10.1016/J.ENBUILD.2012.10.003

18. Budykina T., Anosova Y. Thermal resistance of fire retardant materials // Magazine of Civil Engineering. 2022. No. 4 (112). Pp. 11213–11213. DOI: 10.34910/MCE.112.13. EDN TNAYQX.

19. Гравит М.В., Недрышкин О.В., Вайтицкий А.А., Шпакова А.М., Нигматулина Д.Г. Пожарно-технические характеристики строительных материалов в европейских и российских нормативных документах. Проблемы гармонизации методов исследования и классификации // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2016. № 10 (25). С. 16–29. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.10.16-29

20. Kim J., Song H., Shin H. Flame resistance performance of architectural membranes using basalt woven fabric // Fire Science and Engineering. 2016. No. 2 (30). Pp. 35–42. DOI: 10.7731/KIFSE.2016.30.2.035

21. Sánchez M.A., Sutton W.H., Sánchez C.A. Simulations of thermal performance for one- and two-dimensional insulation and aluminum foil fire barriers // Proceedings of the International Conference on Nuclear Engineering (ICONE12). 2008. No. 3. Pp. 89–95. DOI: 10.1115/ICONE12-49265

22. Skorodumova O., Tarakhno O., Babayev A., Chernukha A., Shvydka S. Study of phosphorus-containing silica coatings based on liquid glass for fire protection of textile materials // Key Engineering Materials. 2023. No. 954. Pp. 167–175. DOI: 10.4028/P-HGYQ9V

23. Коротких А. Г., Слюсарский К.В., Сорокин И.В. Кинетика термического окисления порошков AL, B, ALB2 и ALB12 // Химическая физика и мезоскопия. 2020. № 2 (22). С. 164–174. DOI: 10.15350/17270529.2020.­2.16. EDN PGIDIA.

24. Макаров Г.С. О горении алюминия // Технология легких сплавов. 2021. № 1. С. 81–91. DOI: 10.24412/0321-4664-2021-1-81-91

25. Макаров Г.С. Эволюция плавки алюминиевых сплавов // Технология легких сплавов. 2018. № 3. С. 28–53. EDN YLFMIP.

26. Попенко Е.М., Ильин А.П., Громов А.М. Горение в воздухе промышленных порошков алюминия // Физика горения и взрыва. 2002. № 2 (38). С. 36–41.

27. Smedskjaer M.M., Solvang M., Yue Y. Crystallisation behaviour and high-temperature stability of stone wool fibres // Journal of the European Ceramic Society. 2010. No. 6 (30). Pp. 1287–1295. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2009.12.009

28. Богословский С.Ю., Кузнецов Н.Н., Атангулова А.Д. Модифицированный эксперимент по алюминотермии в студенческом практикуме по химии // Международный журнал экспериментального образования. 2023. № 2. С. 17–21. DOI: 10.17513/mjeo.12122