Исследование рулонной огнезащиты на основе базальтового волокна с кашированием алюминиевой фольгой
Зверев М.М. (ТД МОАБ)
В рамках изучения ситуации с рынком конструктивных огнезащитных материалов по поручению Федеральной Палаты Пожарно-спасательной отрасли созданное торговое предприятие (ТД МОАБ) закупило огнезащитные рулонные материалы на основе базальтовых супертонких волокон, кашированные алюминиевой фольгой различных российских производителей. При закупке материалов особое внимание было обращено на наличие разрешительных документов, в частности, на сертификаты, подтверждающие характеристики негорючести данных материалов.
Всего было закуплено 15 базальтовых рулонных материалов с целью проверки их соответствия по характеристике "НГ" в сертификатах, сопровождающих продукцию. Для чистоты эксперимента все рулоны были обезличены и зашифрованы. Далее обезличенные материалы были переданы в ИСПЫТАТЕЛЬНУЮ ЛАБОРАТОРИЮ НАУЧНО-ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ФГБУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
Контрольные испытания на негорючесть проходили в соответствии с требованиями ГОСТ 30244-94 с учётом мнения специалистов ВНИИПО: "испытания для минераловатных теплоизоляционных изделий, кашированных алюминиевой фольгой (клеевым слоем), в связи с невозможностью отделения клеевого слоя от поверхности готового изделия без его повреждения необходимо проводить отдельно для минеральной ваты и отдельно для алюминиевой фольги (отделённых от готового изделия с остатками клеевого слоя)" (письмо ВНИИПО МЧС РФ от 22.12.2020г. № ИВ-117-1295-13-5).
Испытание фольги с остатками клеевого слоя отдельно от обезличенных материалов проходили на аттестованном оборудовании одного из крупнейших производителей подобных материалов. Для подтверждения корректности проведения исследований сотрудники данного предприятия осуществляли фото-видео фиксацию проводимых испытаний.
По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:
при испытаниях с их видеофиксацией в испытуемых образцах происходила какая-либо реакция с массовым выделением тепла; при этом масса образца после испытаний увеличивалась до 3%.
При анализе не сходимости результатов испытаний также обнаружены различия при подготовке образцов. При этом определяющими стали некоторые требования ГОСТ 30244, а именно:
П.6.2.1. Для каждого испытания изготавливают пять образцов цилиндрической формы следующих размеров: диаметр 45 +−02 мм, высота (50±3) мм;
П.6.2.2 "Если толщина материала составляет менее 50 мм, то образцы изготавливают из соответствующего количества слоев, обеспечивающих необходимую толщину. Слои материала с целью предотвращения образования между ними воздушных зазоров плотно соединяют при помощи тонкой стальной проволоки максимальным диаметром 0,5 мм".
Специалисты ВНИИПО готовили образцы исходя из визуального анализа и собственного опыта проведения испытаний ориентировочный вес образцов составил порядка 40÷50гр.
Сотрудники предприятия-изготовителя образцов оценили предполагаемый их вес двумя методами: Расчётный метод Исходные данные:
1.Плотность алюминия 2700кг/м3 (0,0027гр/мм3).
Вес шайбы фольги диаметром 45мм: 0,0027 х (3,14 х 452/4) х 0,03 = 0,129г.
Вес слоя клея диаметром 45мм: 0,0015 х (3,14 х 452/4) х 0,02 = 0,048г.
Вес шайбы фольги с клеем диаметром 45мм и толщиной 50мкм: 0,129 + 0,048 = 0,177г. Вес пирамидки для испытаний на НГ: 50 : 0,05 х 0,177= 177г.
Метод инструментальный
Заполните форму и наш специалист позвонит вам в ближайшее время и ответит на все вопросы.
Соответственно при подготовке образцов сотрудники предприятия старались сделать их как можно плотнее и ориентировочный вес их образцов составил 65÷80гр.. У всех трёх вызывающих сомнение образцов при их испытании возникла ранее не наблюдавшаяся реакция с массовым выделением тепла. При испытании этих образцов выявилась следующее: температура внутри образца линейно поднималась до значений, равных температуре плавления алюминия ≈660оС, далее наступала временная стабилизация, после чего температура возрастала выше значения 750оС, поддерживаемого в канале печи испытательной установки и через определённое время начинала резко расти. Образец начинал светиться, наблюдалось дымовыделение, температура на поверхности и в канале печи вслед за температурой внутри образца превышала 900оС. Сотрудники предприятия останавливали испытания из опасения повреждения испытательной установки.
Для получения третьего мнения по результатам испытаний образцов фольги с остатками клеевого слоя выявленные три образца были испытаны в ЦНИИСК им. Кучеренко. Выборочные результаты по испытаниям фольги с остатками клея указанных образцов приведены в табл.1. Таблица 1
№ обр. |
По данным ВНИИПО | По данным предприятия | По данным ЦНИИСК | ||||||
Масса образца |
Max. температура при испытаниях |
Изменение массы |
Масса образца |
Max. Температура при испытаниях |
Изменение массы |
Масса образца |
Max. Температура при испытаниях |
Изме нение массы |
|
3 |
53,1г |
818 оС |
-6,28% |
82,7г |
960оС |
+3% |
72,99г |
1007 оС |
- 0,9% |
4 |
50,86г |
854оС |
-2,49% |
64,15г |
950 оС |
-1,8% |
70,54г |
1010 оС |
- 0,6% |
8 |
43,67г |
840 оС |
-0,12% |
82,3г |
1094 оС |
+1,5% |
72,23г |
1007 оС |
- 0,8% |
Необходимо пояснить, что стандартное испытательное оборудование для определения негорючести оснащено термопарами с максимальной температурой применения 1100оС, как видно из таблицы максимальная температура, достигнутая при испытаниях на предприятии, 1094оС на испытаниях в ЦНИИСК и на предприятии процесс испытаний останавливали когда температура приближалась к 1000оС; при этом такие образцы к негорючим отнести было нельзя.
Учитывая информацию, изложенную в предыдущем абзаце, на аттестованном оборудовании предприятия был проведён эксперимент, когда испытания проходили 30 мин (ГОСТ 30244 п.6.5.6) график температур представлен на рис.6
Рис. 6 График температур при испытании на негорючесть алюминиевой фольги с остатками клея, отделённой от базальтового холста.
Максимальные температуры, достигнутые в данном эксперименте, составили соответственно 1076; 1101; 1346оС. Поле данного эксперимента на испытательном оборудовании пришлось полностью менять термопары. Полученные результаты во избежание порчи испытательных установок позволяют внести предложение по изменению ГОСТ 30244 в части того, что при достижении температуры 950оС на любой термопаре испытания следует остановить, образец признать горючим.
Для понимания сути обнаруженного явления необходимо учитывать несколько факторов:
Из рассмотренного можно сделать вывод, что при испытании на негорючесть алюминиевой фольги с остатками силикатного клея происходит взаимодействие расплавленного алюминия с натрием или калием, окислы которых находятся в составе силикатных клеев. Но это вопрос металлургии и разбираться с ним должны химики-металлурги.
Проведённый анализ соответствия присутствующих на рынке огнезащитных рулонных материалов на основе базальтового супертонкого волокна характеристикам "НГ", указанным в сертификатах, сопровождающих продукцию, позволяет сделать следующие выводы:
Как заказать?