пространения пламени по графику распределения поверхностной плотности теплового потока по поверхности образца, полученному при калибровке установки.

При отсутствии воспламенения образцов или длине распространения пламени менее 100 мм принимают, что критическая поверхностная плотность теплового потока испытуемого материала превышает 11 кВт/м2 .

Горючие строительные материалы в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяют на четыре группы (табл. 3.6).

ТАБЛИЦА 3.6. Классификация горючих строительных материалов по группам распространения пламени

3.10. Температура тления

Для определения температуры тления нагревают образец вещества с обдувом его духом и визуально оценивают результаты испытания. Варьируя температуру, находят минимальную температуру реакционной зоны сосуда, при которой происходит тление вещества.

Для определения температуры тления используют установку ОТП (см. рис. 3.6). Помещают рабочие спаи термопар в фиксированные точки рабочей камеры, включают нагрев электропечи. При первом испытании температура в рабочей камере должна быть равна температуре разложения исследуемого вещества 300 + 5 °C. После установления в рабочей камере стационарного температурного режима, определяемого по постоянству показаний двух термопар, держатель извлекают из рабочей камеры, в контейнер помещают образец и возвращают держатель в исходное положение. Газовую горелку при этом используют в качестве магистрали для подвода воздуха, который подают в горелку от насоса. Горелку опускают внутрь рабочей камеры на расстояние 10 ± 2 мм от поверхности образца. Наблюдают за образцом при помощи зеркала.

Если обнаружено тление, то регистрируют тление при температуре испытания, и следующее испытание с новым образцом проводят при более низкой температуре (например, на 50 °С ниже). Если в течение 20 мин образец не тлеет, то считают, что при температуре испытания получен отказ. Следующее испытание с новым образцом проводят при более высокой температуре (например, на 50 °С выше). Изменяя температуру в рабочей камере, определяют такую наименьшую температуру, при которой наблюдается тление образца при двукратном повторении испытаний, а при температуре на 10 °С ниже наблюдаются два отказа.

За температуру тления принимают среднее арифметическое двух ближайших температур, различающихся не более чем на 10 °С, при одной из которых наблюдается тление двух образцов, а при другой - два отказа.

3.11. Температурные условия теплового самовозгоранпя

РИС. 3.14. Схема расположения термопар в образце при исследовании условий самовозгорания: 1 , 2, 3 - рабочие спаи термопар

Условия теплового самовозгорания - это экспериментально выявленная зависимость между температурой окружающей среды, массой вещества и временем до момента его самовозгорания.

Испытания проводят в воздушном термостате вместимостью рабочей камеры не менее 40 дм3 с терморегулятором, позволяющим поддерживать постоянную температуру от 60 до 250 °С. Образцы помещают в корзиночки кубической формы размерами 35 х 35x35, 50x50x50, 70x70x70, 100x100x100, 140x140x140 и 200х x200x200 мм (по десяти штук каждого размера). К корзиночкам крепят по три термопары с таким расчетом, чтобы рабочий конец одной термопары находился внутри корзиночки в ее центре, второй - соприкасался с внешней ее стороной, а рабочий конец третьей находился в 30 ± 1 мм от внешней стенки корзиночки на высоте ее центра (рис. 3.14). Образцы должны иметь средние показатели свойств исследуемого вещества (материала).

При испытании листового материала его нарезают квадратиками, имеющими размеры корзиночки, и набирают в стопку, соответствующую высоте корзиночки. В образцах из монолитных материалов предварительно высверливают до центра отверстие диаметром 7,0 ± 0,5 мм для термопары. Волокнистые и сыпучие материалы укладывают в корзиночку с плотностью, соответствующей реальной плотности, с которой материал применяют на практике. Корзиночку закрывают крышкой с отверстием для термопары.

Первое испытание проводят при температуре рабочей зоны термостата 200±5°С или на 80 ± 20 °С ниже температуры самовоспламенения исследуемого вещества, если она известна. В центр термостата подвешивают корзиночку размером 35x35x35 мм с исследуемым веществом. Свободные концы термопары пропускают через верхнее отверстие термостата и подсоединяют к потенциометру. Скорость движения диаграммной ленты потенциометра устанавливают 20 мм/ч. Для наблюдения за изменением температуры в центре образца используют потенциометр.

Самовозгорание образца проявляется или в резком повышении температуры в его центре (до 450 ± 50 °С) или в плавном повышении температуры до величины, превышающей значение температуры самовоспламенения вещества.

Отмечают время от момента выравнивания температур образца и термостата до момента резкого повышения температуры в образце или (при плавном росте температуры) до момента достижения температуры самовоспламенения образца. После того, как процесс самовозгорания закончится (температура в центре образца снизится до первоначальной), термостат выключают и извлекают корзиночку с веществом.

Если при заданной температуре термостата самовозгорание не происходит в течение времени, указанного в табл. 3.7, то испытание с новым образцом вещества проводят при более высокой температуре (например, на 20 °С выше); если самовозгорание произошло, то испытание повторяют при более низкой температуре (например, на 20 °С ниже).

tg ta

2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 gS

tg ta

2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2

-1,2 -0,8 -0,4 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 gt

РИС. 3.15. Зависимость условий теплового самовозгорания от удельной поверхности (а) и времени до самовозгорания (б)

В процессе испытаний определяют такую минимальную температуру, при которой образец самовозгорается, а при температуре на 5 °С ниже минимальной самовозгорание не происходит. Аналогичные испытания проводят с образцами в корзиночках других размеров.

На основании полученных результатов испытания строят графики зависимости логарифма температуры самовозгорания от логарифма характерного размера корзиночки и логарифма времени до самовозгорания (рис. 3.15).

Удельную наружную поверхность материала S рассчитывают по формуле, м-1:

S = F/V = 6 й V = 61й, (3.14)

где F- полная наружная поверхность образца, м2; V- объем образца, м3; а - линейный размер образца, м.

ТАБЛИЦА 3.7. Взаимосвязь времени, необходимого для испытания образцов различных размеров на самовозгорание, и размеров корзиночек

Через точки на графиках проводят прямые линии и составляют уравнения этих прямых

(3.15)

Igtc = Ap-Пр IgS,

(3.15a)

где Ар, Пр, АЪ, пЪ - коэффициенты, определяемые по опытным данным.

Уравнения (3.15) и (3.15a) определяют условия теплового самовозгорания исследуемого вещества: при какой температуре нагрева вещества может произойти самовозгорание определенной его массы и какова длительность процесса до самовозгорания.