Тестирование шучжина

Тестирование Шучжина: Обеспечение огнестойкости материалов

Введение
Шучжин (Shu Zhijin) — собирательное обозначение для широкого спектра огнестойких (огнезащитных) материалов, применяемых в строительстве, транспорте и промышленности для повышения безопасности объектов. Эти материалы призваны сдерживать распространение пламени, уменьшать выделение тепла и токсичных газов при пожаре. Гарантировать их эффективность возможно только через строгую систему стандартизированных испытаний. Данная статья описывает ключевые аспекты процесса тестирования шучжина.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний являются непосредственно огнестойкие материалы и изделия на их основе:

• Огнезащитные плиты и панели: Гипсокартонные листы (ГКЛО), цементно-стружечные плиты (ЦСП), минераловатные плиты, вермикулитовые плиты, перлитовые плиты, композитные сэндвич-панели с огнестойким наполнителем.
• Огнезащитные покрытия и составы: Краски, лаки, пасты, мастики, обмазки, пропитки, наносимые на поверхности конструкций (сталь, дерево, бетон).
• Огнестойкие герметики и мастики: Составы для заполнения швов, огнезащитных поясов, проходок коммуникаций.
• Огнестойкие ткани и текстиль: Занавесы, шторы, чехлы, используемые в общественных зданиях и транспорте.
• Огнестойкие пены и заполнители: Вспучивающиеся ленты и составы, материалы для заполнения пустот.
• Конструкции с нанесенной огнезащитой: Фрагменты стальных колонн, балок, деревянных конструкций, обработанных огнезащитными составами.

2. Область испытаний

Тестирование шучжина охватывает оценку его поведения под воздействием огня и высоких температур для определения:

• Огнестойкость (Fire Resistance): Способность конструкции или элемента конструкции (стена, перекрытие, колонна, балка) сохранять несущую способность (R), целостность (E) и теплоизолирующую способность (I) в течение заданного времени при стандартном огневом воздействии (например, REI 60, REI 90).
• Поведение при горении (Reaction to Fire): Оценка вклада самого материала в развитие пожара на ранней стадии:
  • Воспламеняемость: Легкость возгорания материала от источника пламени/тепла.
  • Распространение пламени: Скорость распространения пламени по поверхности материала.
  • Тепловыделение (Heat Release Rate - HRR): Количество тепла, выделяемое горящим материалом в единицу времени (пиковое, общее).
  • Дымообразование (Smoke Production): Количество и плотность дыма, выделяемого при горении или тлении.
  • Токсичность продуктов горения: Опасность газов, выделяемых горящим материалом, для здоровья человека.
  • Склонность к образованию горящих капель/частиц.

3. Методы испытаний

Тестирование проводится согласно строго регламентированным национальным и международным стандартам. Основные методы включают:

• Испытания на огнестойкость (Fire Resistance Tests):
  • Стеновые и перегородочные конструкции: Испытания в больших вертикальных печах по стандартам (ГОСТ, EN 1363/1364, ASTM E119, ISO 834). Замеряют время до потери несущей способности, целостности, достижения критической температуры на необогреваемой стороне.
  • Несущие элементы (колонны, балки): Испытания в горизонтальных или вертикальных печах. Оценка времени до потери несущей способности (R) и/или целостности (E).
  • Дверные и оконные блоки: Испытания в специализированных печах на соответствие пределам огнестойкости EI.
• Испытания на поведение при горении (Reaction to Fire Tests):
  • Калориметр конусный (Cone Calorimeter - ISO 5660, ASTM E1354): Стандартный метод для измерения ключевых параметров: времени до воспламенения (TTI), скорости тепловыделения (HRR), общего тепловыделения (THR), дымообразования (SPR, TSP), токсичности (анализ газов).
  • Испытания на воспламеняемость и распространение пламени: Используются различные источники зажигания (газовая горелка, раскаленная спираль, радиационная панель) на образцах малого или среднего размера (ГОСТ, EN ISO 11925-2, EN ISO 9239-1, ASTM E84, ASTM E162). Оценка критического теплового потока, скорости распространения пламени, индексов распространения пламени.
  • Испытания на дымообразование (Smoke Chamber Tests - ГОСТ, ASTM E662, ISO 5659-2): Измерение плотности дыма (оптической плотности) в замкнутой камере при воздействии пламени или лучистого тепла.
  • Определение токсичности продуктов горения: Анализ состава газов (CO, CO₂, HCN, HCl, HBr, HF, SO₂, NOx и др.), выделяемых при сгорании образца в калориметре или специальной трубчатой печи, с последующей оценкой их токсической опасности.
  • Испытания на капелеобразование.

4. Испытательное оборудование

Для проведения указанных испытаний требуется сложное специализированное оборудование:

• Полномасштабные огневые печи: Крупногабаритные печи (вертикальные, горизонтальные), оснащенные системами газовых горелок или нагревательными элементами для создания стандартной температурной кривой (ISO 834, ASTM E119), мощными системами вентиляции и дымоудаления, системой измерения температуры на поверхности образцов и внутри печи, видеорегистрацией.
• Конусный калориметр: Установка с электронным конусным нагревателем, создающим регулируемый лучистый тепловой поток, весами для измерения потери массы, газоанализаторами (O₂, CO, CO₂), дымомером (лазерная система), системой принудительной вентиляции и сбора данных.
• Камеры для испытаний на воспламеняемость и распространение пламени: Установки с контролируемым источником зажигания (газовые горелки, раскаленные спирали, радиационные панели), системами измерения времени воспламенения, длины обугливания/распространения пламени, видеорегистрации.
• Дымовые камеры: Камеры фиксированного объема с источником зажигания (пламя/лучистое тепло), лазерной системой измерения оптической плотности дыма по вертикали/горизонтали, системой вентиляции и очистки.
• Газоаналитические системы: Газовые хроматографы (ГХ), масс-спектрометры (МС), инфракрасные (ИК) и электрохимические сенсоры для идентификации и количественного определения токсичных компонентов продуктов горения.
• Системы видеорегистрации и термографии: Камеры высокого разрешения (в т.ч. тепловизионные) для визуального наблюдения за поведением образца во время испытания.
• Системы сбора и обработки данных: Специализированное ПО для управления испытанием, регистрации показаний многочисленных датчиков (температура, давление, расход газов, оптическая плотность), расчета параметров и формирования отчетов.

Заключение

Комплексное тестирование шучжина является неотъемлемой частью обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений. Только строгое соответствие материалов установленным нормам и стандартам, подтвержденное независимыми испытаниями в аккредитованных лабораториях, гарантирует их реальную эффективность в условиях пожара. Постоянное развитие методов испытаний и оборудования позволяет все точнее оценивать поведение современных огнестойких материалов, способствуя повышению уровня безопасности людей и сохранности имущества.