Palność porowatych tworzyw sztucznych i jej związek z zakresem ich zastosowań

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S e r i a : B ud o w n ictw o z . 41 Nr k o l . 478

T a d e u s z Hop, R y s z a r d Maćkow sk i

PALNOŚĆ POROY/ATYCH TWORZYW SZTUCZNYCH I J E J ZWIĄZEK z ZAKRESEM ICH ZASTOSOWAŃ

S t r e s z c z e n i e . W a r t y k u l e omówiono n a j p i e r w t e s t y p a l n o ś c i p o r o wa t y c H - Eworzyw~s z t u c z n y c h . P odano n a s t ę p n i e s p o s o b y p o d w y ż s z a n i a od

p o r n o ś c i o g n i o w e j t y c h t w o rz y w . P r z e d s t a w i o n o w y n i k i w ł a s n y c h i o b c y c h b a d a ń o g n i o o d p o r n o ś c i n i e k t ó r y c h tw o rzy w c i e p ł o c h r o n n y c h ( g ł ó w n ie f e n o l o w y c h ) . Wykazano e f e k t y z e s p a l a n i a p o r o w a t e g o p o l i m e r u z k ru s z y w e m l e k k i m i n a k r e ś l o n o m o ż l i w o ś c i z a s t o s o w a ń b a d a n y c h tw o

r z y w w b u d o w n i c t w i e .

1. C h a r a k t e r y s t y k a z a c h o w a n i a s i ę t w o rz y w p o r o w a t y c h wobec o g n i a

P o r o w a t e tw orzyw a s z t u c z n e używ ane do i z o l a c j i c i e p l n y c h l u b a k u s t y c z n y c h m a j ą i s t o t n y wpływ na b e z p i e c z e ń s t w o p r z e c i w p o ż a r o w e budynków . Za

w i e r a j ą c p o l i m e r y o r g a n i c z n e , n a l e ż ą one do g r u p y m a t e r i a ł ó w p a l n y c h gdyż p r z y o g r z a n i u do 750°C w y d z i e l a j ą p a l n e g a z y i w y k a z u j ą o k r e ś l o n ą k a l o - r y c z n o ś ć P r z e b i e g p r o c e s u p a l e n i a s i ę tw orzyw a porowatego z a l e ż y m . i n . od j e g o s t r u k t u r y . P r z y p r z e w a d z e k o m ó r e k o t w a r t y c h ł a t w i e j s z e j e s t r o z c h o d z e n i e s i ę p ł o m i e n i a i może u j a w n i ć s i ę tz w . e f e k t k o m i n a . J e ś l i zwę

g l o n e c z ę ś c i tw orzyw a s t a n o w i ą w y t r z y m a ł y j e s z c z e s z k i e l e t , t o u t r u d n i a on p o s u w a n i e s i ę p ł o m i e n i a , o g r a n i c z a p r z e p ł y w g a z u i p r z y c z y n i a s i ę do t ł u m i e n i a o g n i a za pomocą sam ych p r o d u k t ó w s p a l a n i a . Z u p e ł n y r o z k ł a d p a l ą c e j s i ę c z ę ś c i tw orz yw a o d s ł a n i a nowe j e g o f r a g m e n t y , d z i ę k i czemu zw ię k s z a s i ę z a s i ę g o g n i a .

Aby można b y ł o p r z e w i d z i e ć - p r z y n a j m n i e j w p r z y b l i ż e n i u - j a k zachowa s i ę d a n e tw orzyw o w w a r u n k a c h p o ż a r u , s t o s u j e s i ę r ó ż n e t e s t y p a l n o ś c i ( t a b l . 1 ) . P o d d a j ą c tw orz yw a p o r o w a t e tym t e s t o m o k r e ś l a s i ę : ł a t w o ś ć z a p ł o n u , s z y b k o ś ć r o z p r z e s t r z e n i a n i a s i ę p ł o m i e n i a , o p ó r s t a w i a n y p o s t ę p o w i o g n i a , c i e p ł o s p a l a n i a , g ę s t o ś ć dymu o r a z s t o p i e ń t o k s y c z n o ś c i p r o d u k t ó w p i r o l i z y i s p a l a n i a [ 2 ] . S p o ś r ó d w y m ie n i o n y c h w s k a ź n ik ó w p a l n o ś c i n a j w i ę k s z e z a i n t e r e s o w a n i e w z b u d z i ł a w o s t a t n i c h l a t a c h s z y b k o ś ć r o z p r z e s t r z e n i a n i a s i ę p ł o m i e n i a . J e s t t o z w i ą z a n e z f a k t e m , ż e od t e j s z y b k o ś c i z a l e ż y m o ż l i w o ś ć e w a k u a c j i z a g r o ż o n y c h l u d z i , r a t o w a n i a m a j ą t k u s p o ł e c z n e g o l u b d o b y t k u p r y w a t n e g o i o c a l e n i a o b i e k t u .

Ż aden z p o d a n y c h w t a b l i c y 1 t e s t ó w , a n i i c h k o m b i n a c ja n i e d a j e moż

l i w o ś c i i m i t o w a n i a r z e c z y w i s t e g o p r z e b i e g u p o ż a r u , wobec c z e g o j a k o b a r d z i e j m i a r o d a j n e t r a k t o w a n e s ą b a d a n i a o g n i o o d p o r n o ś c i c a ł y c h e le m e n t ó w [i].

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Testypalności dlaporowatychtworzywsztucznychi innychmateriałówbudowlanych

32 T. Hop, R. Maćkow ski

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Samogasnące-tworzywogaśnie poodstawieniupalnikaprzed objęciemprzezpłomieńczęści! próbki o długości 12,7cm. Niepalne- próbkanieulega zapaleniu 1

Czas wygaszaniapłomieniai szybkośćpalenia. KlasaQ - próbki spalająsięnadługoś ciniewiększej niż125 mm. KlasaR - próbki spalająsię nadługości większej niż1?^ mm 1

Palne- tlenielubpalenie niedłużej niż60sek, strata ciężaruponad20%. Trudnopal ne- niepaląsięsamodziel nie, strataciężaru< 20%. Niepalne- niepaląsię, stra taciężaruponiżej 10% KlasyA1, A2 - niepalne. Nie tląsięi niepalą. Wzrost temperaturyjest zdefiniowa ny. Klasa- trudnozapal ne, klasaB2 - normalnieza palne, klasaB^ - łatwoza- palne

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2 . S p o so b y o b n i ż a n i a s t o p n i a z a p a l n o ś c i tw o rz y w p o r o w a t y c h

S t o s o w a n i e tw o rzy w s z t u c z n y c h uw arunkow ane j e s t s p e ł n i e n i e m wymagań, j a k i e w y n i k a j ą z o g ó l n i e o b o w i ą z u j ą c y e h w b u d o w n i c t w i e z a s a d o c h r o n y ż y c i a , z d r o w i a i m i e n i a . Chcąc - d l a z m n i e j s z e n i a c i ę ż a r u e le m e n t ó w , z a o s z c z ę d z e n i a e n e r g i i c i e p l n e j ( z m n i e j s z e n i a z u ż y c i a m a t e r i a ł ó w o p a ł o w y c h ) , u ł a t w i e n i a t r a n s p o r t u i p r z y s p i e s z e n i a wykonawstwa - r o z s z e r z y ć z a k r e s z a s t o s o w a ń t y c h t w o r z y w , t r z e b a j e d o s k o n a l i ć p r z e d e w s z y s t k i m w k i e r u n k u o g r a n i c z e n i a p o d a t n o ś c i na z a p a l e n i e . U ż y t k o w a n i e o r g a n i c z n y c h tw o rz y w po

l i m e r o w y c h b e z k o l i z j i z wymogami b e z p i e c z e ń s t w a p r z e c i w p o ż a r o w e g o m o ż l i we j e s t r ó w n i e ż w t e d y , k i e d y w a r s t w y p a l n e z o s t a n ą o t u l o n e c a ł k o w i c i e i s k u t e c z n i e m a t e r i a ł a m i n i e p a l n y m i . Do t e g o o t u l e n i a mogą być o b e c n i e u ż y t e s p e c j a l n e p ł y t y o g n i o c h r o n n e [ 3 ] -

O b n i ż e n i e s t o p n i a z a p a l n o ś c i p o r o w a t y c h tw o rzy w s z t u c z n y c h o s i ą g a s i ę a l b o p r z e z w z b o g a c a n i e s p e c j a l n y m i d o d a t k a m i ( n p . c h l o r o w c a m i , z w ią z k a m i f o s f o r u , a n ty m o n u l u b k r z e m u ) k o m p o z y c j i p r z e w i d z i a n y c h do p o r o w a n i a , a l bo p r z e z z e s p a l a n i e s k ł a d n i k a o r g a n i c z n e g o ( p o r o p o l i m e r u ) z l e k k i m k r u szywem w p o s t a c i g r a n u l o w a n e g o s z k ł a p o r o w a t e g o , k e r a m z y t u , p u m e k s u , p e r l i t u i t p . [ 4 . 5 J .

Dla o t r z y m a n i a p o r o p o l i s t y r e n u s a m o g a s n ą c e g o d o d a j e s i ę do s k ł a d n i k ó w w y j ś c i o w y c h ( u c z e s t n i c z ą c y c h n o r m a l n i e w p r o c e s i e p o l i m e r y z a c j i ) z w i ą z k i bromu l u b i m p r e g n u j e s i ę s p u l c h n i o n e w s t ę p n i e g r a n u l k i m i e s z a n i n ą c h l o r o - p a r a f i n y i t l e n k u a n t y m o n u .

O g r a n i c z e n i e p o d a t n o ś c i p o r o p o l i u r e t a n u na z a p a l e n i e u z y s k u j e s i ę g ł ó w n ie p r z e z w p r o w a d z e n i e do k o m p o z y c j i w y j ś c i o w e j t a k i c h d o d a tk ó w j a k : f o s f o r a n y o r g a n i c z n e , c h l o r o w a n e a l k o h o l e , c h l o r o w a n e e s t r y kwasów f o s f o r o wych l u b p r z e z z a s t o s o w a n i e f o s f o r y l o w a n e g o l u b c h lo r o w c o w a n e g o s k ł a d n i c a w o d o r o t l e n o w e g o [6] . W y k o r z y s tu ją c z d o l n o ś ć d w u iz o c ja n ia n ó w do t r i m e r y z a - c j i i t w o r z e n i a p i e r ś c i e n i a i z o c j a n u r o w e g o [ 7 ] , o t r z y m a n o , p r z y u ż y c i u dwu

i z o c j a n i a n u 4 , 4 - d w u f e n y l o m e t a n u p o r o p o l i m e r i z o c j a n u r o w y c h a r a k t e r y z u j ą c y s i ę m . i n . z n a c z n i e w y ż s z ą - w p o r ó w n a n i u z p o l i u r e t a n a m i - o d p o r n o ś c i ą t e r m i c z n ą i o g n io w ą [ 8 3 .

Znane s ą r ó w n i e ż t r u d n o z a p a l n e p o r o w a t e tw o rzy w a p o l i e s t r o w e . Do i c h w y t w a r z a n i a w y k o r z y s t u j e s i ę p o l i e s t r y z kw asu c z t e r o b r o m o f t a l o w e g o z d o

d a t k i e m Sb^O^ l u b ż y w i c e z kw asu HET [93 • O g r a n i c z o n ą p o d a t n o ś c i ą na z a p a l e n i e c e c h u j e s i ę r ó w n i e ż tw orzyw o o tr z y m y w a n e p r z e z p o r o w a n i e e m u l s j i wodnej ż y w i c y p o l i e s t r o w e j [jł0] .

S p o ś r ó d s y n t e t y c z n y c h tw o rzy w p o r o w a t y c h , m a j ą c y c h p r a k t y c z n e z n a c z e n i e d l a b u d o w n i c t w a , n a j w y ż s z ą o d p o r n o ś c i ą t e r m i c z n ą i o g n io w ą c h a r a k t e r y z u j ą s i ę p o r o p o l i m e r y f e n o l o w o - f o r m a l d e h y a o w e . P r z e w a g ę nad n i m i m a j ą pod tym w z g lę d e m t y l k o p o r o p o l i m e r y k r z e m o o r g a n i c z n e , k t ó r e z powodu wy

s o k i e j c e n y r z a d k o s ą s t o s o w a n e .

Tworzywa p o w s t a j ą c e w w y n ik u z e s p a l a n i a p o r o p o l i m e r ó w z k r u s z y w a m i l e k k i m i nazw ano p o r o z l e p i e ń c a m i . Ł ą c z ą o ne w s o b i e k o r z y s t n e w ł a ś c i w o ś c i i

(4)

2 1 T. Hop, R. Maćkowski

z o l a c y j n e s k ł a d n i k a p o l i m e r o w e g o ze z n a c z n ą w y t r z y m a ł o ś c i ą o r a z o d p o r n o ś c i ą t e r m i c z n ą i o g n io w ą w y p e ł n i a c z a n i e o r g a n i c z n e g o . O pracow ano d o t y c h c z a s s p o s o b y w y t w a r z a n i a t a k i c h p o r o z l e p i e ń c ó w , w k t ó r y c h s k ł a d n i k i e m o j>

g a n i c z n y m s ą p o ro w a n e k o m p o z y c j e f e n o l o w o - f o r m a l d e h y d o w e , p o l i u r e t a n o w e i p o l i e s t r o w e , a s z k i e l e t n i e o r g a n i c z n y s t a n o w i s z k ł o p o r o w a t e l u b k e r a m - z y t .

Do g r u p y p o r o z l e p i e ń c ó w można z a l i c z y ć r ó w n i e ż tw o r z y w o , k t ó r e o t r z y muje s i ę p r z e z z l e p i e n i e s p u l c h n i o n y c h g r a n u l e k p o l i s t y r e n u p o r o w a n ą kom

p o z y c j ą f e n o l o w o - f o r m a l d e h y d o w ą . W t w o r z y w i e tym p o p ra w ę o d p o r n o ś c i o g n i o wej z a p e w n ia s k ł a d n i k z e s p a l a j ą c y , a n i e z i a r n i s t y .

W I n s t y t u c i e K o n s t r u k c j i B u d o w l a n y c h P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j w y tw a r z a n o d o ś w i a d c z a l n i e n a s t ę p u j ą c e p o r o z l e p i e ń c e : s z k l a n o - f e n o l o w y i k e r a m z y t o w o - f e n o l o w y , s z k l a n o - p o l i u r e t a n o w y i p o l i s t y r e n o w o - f e n o l o w y . P o r o p o l i m e r f e - n o l o w o - f o r m a l d e h y d o w y p o w s t a w a ł p r z y tym z k o m p o z y c j i z a w i e r a j ą c e j ż y w ic ę F -1 1 0 , kwas b e n z e n o - s u l f o n o w y ( j a k o u t w a r d z a c z ) , o l b r o t o l ( ś r o d e k p o w ie rz c h n io w o c z y n n y ) o r a z e t e r n a f t o w y ( p o r o f o r ) , a p o r o p o l i m e r u r e t a n o w y o - tr zym yw ano z k o m p o z y c j i , w k t ó r e j w y s t ę p o w a ł i z o c y j a n i a n t y p u Desmodur 44 V i p o l i e t e r o n a z w i e B y p o l e t 4 5 . Z b r a k u s z k ł a g r a n u l o w a n e g o s t o s o w a n o j a ko w y p e ł n i a c z r o z d r o b n i o n e o d p o w i e d n i o c z a r n e s z k ł o p o r o w a t e .

3 . W ynik i n i e k t ó r y c h b a d a ń w z a k r e s i e p a l n o ś c i tw o rzy w c i e p ł o c h r o n n y c h i o g n i o o d p o r n o ś c i e le m e n t ó w p r z e g r ó d

Do o c e n y o d p o r n o ś c i o g n i o w e j w y t w a r z a n y c h d o ś w i a d c z a l n i e tw orzyw p o r o w a t y c h s t o s o w a n o :

- t e s t wg ASTM-D-1692-59T O l i .

- m e t o d ę r u r y o g n i o w e j ( p r ó b ę r u r o w ą ) 0 2 ] , - m e t o d ę k a l o r y m e t r y c z n ą 02] .

B a d a n i e wg ASTM-D-1692-59T n i e d a j e - z powodu umow nośc i t e g o t e s t u - j e d n o z n a c z n e j o d p o w i e d z i na p y t a n i e j a k zachowa s i ę d a n y m a t e r i a ł w wa

r u n k a c h p o ż a r u .

Metoda r u r y o g n i o w e j ( r y s . 1 ) s t w a r z a s z c z e g ó l n i e t r u d n e w a r u n k i b a d a nym m a t e r i a ł o m , p o n i e w a ż w y s t ę p u j e k o n d e n s a c j a c i e p ł a d o o k o ł a p róbki a j e j p io n o w e u s t a w i e n i e b a r d z o s p r z y j a p r o c e s o w i p a l e n i a . Wygląd p r ó b e k p r z e d i po b a d a n i u p a l n o ś c i ( r y s . 2 i 3 ) ś w ia d c z y o dużym w pły w ie s k ł a d n i k a n i e o r g a n i c z n e g o na o d p o r n o ś ć o g n io w ą tw o r z y w a . P o r o z l e p i e n i e c s z k l a n o - f e n o lowy z n i ó s ł p r ó b y b e z w y r a ź n i e j s z y c h z m i a n i u b y tk ó w ( r y s . 2 ) , n a t o m i a s t tw orzyw o p o l i s t y r e n o w o - f e n o l o w e w y k a z a ł o z n a c z n i e m n i e j s z y o p ó r p r z e c i w p o s t ę p o w i o g n i a i d o z n a ł o pod j e g o d z i a ł a n i e m z n a c z n i e w i ę k s z y c h s t r a t ma

s y ( r y s . 3 ) .

W p r z y p a d k u p r o z l e p i e ń c ó w f e n o l o w y c h z e s z k ł e m poro w aty m i k e ra m z y te m t r u d n o b y ł o z a s z e r e g o w a ć j e d n o z n a c z n i e t e m a t e r i a ł y do o d p o w i e d n i e j g r u p y

(5)

R y s . 1. B a d a n i e p a l n o ś c i w r u r z e o g n i o w e j

1 - s t a t y w , 2 - r u r a o g n io w a , 3 - p r ó b k a , 4 - m otylkow y p a l n i k g a zow y, 5 - p r z e t y c z k a

Rys. 2. P r ó b k i do o k r e ś l a n i a p a l n o ś c i , p o r o z l e p i e ń c a s z k l a n o - f e n o l o w e g o me

t o d ą r u r y o g n i o w e j ( 1 - 3 ) i wg ASTM-D-1692-59T ( 4 - 6 ) ; p r ó b k i 3 i 6 p r z e d b a d a n i e m ; 1 , 2 , 4 , 5 po b a d a n i u

p a l n o ś c i na p o d s t a w i e p i e r w s z y c h dwóch t e s t ó w ( t a b l . 2 ) . Wykazały o n e s t r a t ę c i ę ż a r u p o n i ż e j 10%, c o wg k r y t e r i ó w m eto d y r u r y o g n io w e j p o z w a l a ł o b y na z a k w a l i f i k o w a n i e i c h do g r u p y m a t e r i a ł ó w n i e p a l n y c h . J e d n a k ż e pod w pły wem o g n i a d o s z ł o do t e r m i c z n e g o r o z k ł a d u ż y w ic y f e n o l o w o - f o r m a l d e h y d o w e j . W y stę p o w a ło r ó w n i e ż ż a r z e n i e s i ę p r ó b e k p r z e z 2 5 - 5 0 s e k . po o d s t a w i e n i u p a l n i k a . W c e l u r o z s t r z y g n i ę c i a w ą t p l i w o ś c i p r z e p r o w a d z o n o d o d a tk o w o b a d a n i a p a l n o ś c i t y c h p o r o z l e p i e ó c ó w m e t o d ą k a l o r y m e t r y c z n ą , c o p o z w o l i ł o na z a s z e r e g o w a n i e i c h do g r u p y m a t e r i a ł ó w t r u d n o p a l n y c h . Podsum ow anie wy

n ik ó w b a d a ń s t a n o w i o s t a t n i a kolu m na t a b l i c y 2 , w k t ó r e j p o d a n o ko ńco w ą o c e n ę p a l n o ś c i om aw ia nyc h tw o rz y w p o r o w a t y c h .

(6)

T. Hop, R. Maćkow ski

R y s . 3 . P r ó b k i do o k r e ś l a n i a p a l n o ś c i p o r o z l e p i e ń c a p o l i s t y r e n o w o - f e n o l o - wego wg ASTM-D-1692-59T ( 1 - 3 ) i m e t o d ą r u r y o g n i o w e j ( 4 —6 )* 1 i 4 p r z e d

b a d a n i e m ; 2 , 3 , 5 , 6 po b a d a n i u

P o d o b n e w y n i k i o t r z y m a ł o b y s i ę po z a s t o s o w a n i u k r y t e r i ó w s f o r m u ł o w a n y c h w DIN 4102 [ 5 , 1 4 ] .

S p o ś r ó d metod b a d a n i a p a l n o ś c i o p a r t y c h na p r ó b k a c h małowymiarowych na j- b a r d z i e j o d p o w i e d n i ą d l a p o r o z l e p i e ń c ó w z l e k k i m i w y p e ł n i a c z a m i n i e o r g a n i c z n y m i j e s t p r ó b a r u r o w a . Według ASTM-D-1692-59T można o c e n i a ć p a l n o ś ć p o r o z l e p i e ń c ó w p o l i s t y r e n o w o - f e n o l o w y c h i p o r o p o l i m e r ó w . Metoda k a l o r y m e t r y c z n a , s t o s u n k o w o s k o m p l i k o w a n a , może być p r z y d a t n a t y l k o w t a k i c h p r z y p a d k a c h , k i e d y n a s u w a j ą s i ę w ą t p l i w o ś c i p r z y k l a s y f i k o w a n i u b a d a n e g o ma

t e r i a ł u na p o d s t a w i e i n n y c h t e s t ó w p a l n o ś c i .

T e s t y p a l n o ś c i n a m a ł ą s k a l ę ( t a b l . 1 i 2 ) s ą n a j b a r d z i e j p r z y d a t n e w t r a k c i e b a d a ń t e c h n o l o g i c z n y c h , m a j ą c y c h na c e l u m o d y f i k a c j ę s t o s o w a n y c h d o t y c h c z a s l u b o p r a c o w a n i e nowych tw orzyw p o r o w a t y c h i w y m a g a ją c y c h p r z y g o to w y w a n ia z n a c z n y c h i l o ś c i p r ó b e k .

P r z e d w pro w a d z e n ie m w y b r a n y c h m a t e r i a ł ó w do p r a k t y k i b u d o w l a n e j k o n i e c z n e j e s t p r z e p r o w a d z e n i e t e s t ó w p a l n o ś c i na ś r e d n i ą i d u ż ą s k a l ę . W k r a j u n i e p ro w a d z o n o d o t y c h c z a s b a d a ń o g n i o o d p o r n o ś c i e le m e n tó w p r z e g r ó d z a w i e r a j ą c y c h w a r s t w ę c i e p ł o c h r o n n ą z p o r o w a t e g o tw orzywa f e n o l o w e g o . Za g r a n i c ą pod daw ano t a k i m b a d a n io m e l e m e n t y wykonywane zaró w n o p r z y u ż y c i u p o r o p o l i m e r u f e n o l o w e g o j a k i p o r o z l e p i e ń c a k e r a m z y t o w o - f e n o l o w e g o . P ł y t y z p o ro w a ty m r d z e n i e m fe n o l o w o - f o r m a l d e h y d o w y m wg b a d a ń r a d z i e c k i c h wyka

z u j ą o g n i o o d p o r n o ś ć c o n a j m n i e j g o d z i n n ą p r z y o k ł a d z i n a c h a z b e s t o w o - c e m entow ych i c o n a j m n i e j p ó ł g o d z i n n ą p r z y o k ł a d z i n a c h a l u m i n i o w y c h . P ł y t y o w y m i a r a c h 250 x 260

x

13 cm z p o r o z l e p i e ń c a k e r a m z y to w o -fe n o lo w e g o , two

r z o n e g o m i ę d z y m atam i s z k l a n y m i , b a d a n e w RFN wg DIN 4102 w y k a z a ł y o g n i o o d p o r n o ś ć 1 , 5- g o d z i n n ą [ 5] -

(7)

P a ln o ś ć n i e k t ó r y c h p o ro p o lim e ró w i p o r o z le p io ń c ó w 033 R o d zaj t e s t u

O zna- Nazwa

p o r o p o lira e -

wg ASTM-D-1692-59T m etoda r u r y o g n io w e j m etoda k a l o r y

m etry cz n a Końcowa

a e r i i p ró b e k

r u lu b p o r o z l e -

p ie ń c a

ś r e d n i z a s i ę g p ło m ie n i a lu b ż a r u w

cm g ru p a p a l n o ś c i

o p i s s t r a t a

c i ę ż a r u

% c z a a ż a r z e n i a 1 t l e n i a

s e k . g ru p a p a l n o ś c i

o p is

w sk a ź n ik p a ln o

ś c i k

g ru p a p a ln o

ś c i

p a ln o ś c i

1 • J 4 b

V

* '

.

^{T ■} ^{i i} ^\>.

P p o l i u r e tanow y

8 , 2 sam o g a- sn ą c y

p a l e n i e s i ę p o - l i u r e t a -

p a ln y s a - mogasnący

P fe n o lo w o - f o r m a ld e h y - dowy

2 ,4 są mo- g a s n ą c y

p r ó b k i n i e p a l ą s i ę l e c z ż a r z ą

1 4 ,0 90 tru d n o

z a p a l ny

p r ó b k i n i e p a l ą s i ę , d o ś ć d ł u g i o k r e s ż a r z e n ia

tru d n o z a p a ln y

S p o l i s t y r e nowy ( s t y r o p i a n )

1 5 ,0 p a ln y c a ł k o w ite s p a l e n i e p ró b e k

p a ln y

KB k e ra r a z y to - w o -fe n o lo w y

2 ,1 n i e p a l ny

p ró b k i n i e p a lą s i ę , w y s tę - p u j e ż a r z e n i e s i ę p ró b e k po u s u n i ę c i u p a ln i k a

4 ,1 33 n i e p a l

ny

p ró b k i n i e p a

l ą s i ę , w y d z ie l a n i a s i ę p a l n y c h g a zów n i e z a o b s e r wowano

0,39. tru d n o p a ln y

tru d n o p a ln y

FS s z k l a n o - fe n o lo w y

2 ,3 n i e p a l ny

p r ó b k i n i e p a l ą s i ę , w y s tę p u j e ż a r z e n i e s i ę p r ó bek po u s u n i ę c i u p a l n ik a

4 ,6 35 n i e p a l

ny

p r ó b k i n i e p a l ą s i ę w y d z ie l a n i a s i ę p a l n y c h g a zów n i c z a o b s e r wowano

0 ,4 0 tru d n o p a ln y

tru d n o p a ln y

PPI P P H

F P I I I

p o l i s t y r e - n o w o -fe n o - lowy

2 .5 3 . 6

2 ,8 s a mo

gą s n ą c y w y p a la n i s i ę g r a n u l e k po l i s t y r e n d o ś ć d łu g i o k r e s ż a r z e n ia

i 5 8 ,0 - 5 0 ,0 U

6 0 ,0 280 280

300 p a ln y p a ln y

p a ln y

c a łk o w i t e wypa

l e n i e s i ę p o r o w a te g o p o l i s t y r e n u a na

s t ę p n i e d ł u g i o - k r e s ż a r z e n i a p i a n k i fe n o lo w e j p r z e s y c o n e j p o l i s ty r e n e m

- -

p a ln y aa mo

gą s n ą c y

1

i 1

a /.k la n o - p i l i u r e t a - nowy

4 . 3 sa mo

gę s n « - cy

p a l e n i e s i ę p o l i u r e t a n u , k r ó t k i o k r e s ż a r z e n ia

3 5 ,0 53 p a ln y c a łk o w it e s p a l e n i e p o ro w a te g o p o l i u r e t a n u , c z ę ś c io w e s p i e c z e n i e s i ę g r a n u l e k e z k ła p o ro w a te g o

p a ln y s a mo

gą sn ą c y

(8)

J 8 T. Hop. R. Maćkowski

4 . M o ż l i w o ś c i z a s t o s o w a ń b a d a n y c h tw orzyw p o r o w a t y c h w ś w i e t l e wymagań d o t y c z ą c y c h b e z p i e c z e ń s t w a p r z e c i w p o ż a r o w e g o

Według p r z e p i s ó w k r a j o w y c h m o ż l iw e j e s t s t o s o w a n i e e le m e n tó w z r d z e n ie m fe n o lo w y m i o k ł a d z i n a m i a z b e s t o w o - c e m e n t o w y m i l u b g ip s o w y m i w p r z e g r o d a c h budynków l i c z ą c y c h n i e w i ę c e j n i ż 10 k o n d y g n a c j i . Ś c i a n y z a w i e s z a n e z e le m e n t ó w o r d z e n i u w p o s t a c i p o r o p o l i m e r u f e n o l o w o - f o r m a l d e h y d o - wego i o k ł a d z i n a c h m e t a l o w y c h mogą być s t o s o w a n e w b u d y n k a c h p o s i a d a j ą c y c h n i e w i ę c e j n i ż 5 k o n d y g n a c j i n a d z i e m n y c h . E l e m e n t y o r d z e n i u z p o r o p o l i m e r u f e n o l o w o - f o r m a l d e h y d o w e g o i o k ł a d z i n a c h a z b e s t o w o - c e m e n t o w y c h mo

g ą b yć s t o s o w a n e w ś c i a n a c h o s ł o n o w y c h budynków o d o w o l n e j w y s o k o ś c i . To samo można p o w i e d z i e ć w o d n i e s i e n i u do e le m e n t ó w o r d z e n i u z p o r o z l e p i e ń - ca f e n o l o w e g o i o k ł a d z i n a c h z l a m i n a t u s z k l a n o - f e n o l o w e g o , a z b e s t o c e m e n t u l u b g i p s u . E l e m e n t y z o k ł a d z i n a m i n i e p a l n y m i i w a r s t w ą c i e p ł o c h r o n n ą z p o r o w a t e g o tw orz yw a f e n o l o w e g o można s t o s o w a ć b e z o g r a n i c z e ń w p r z e k r y - c i a c h i ś c i a n a c h h a l p r z e m y s ł o w y c h .

P o d o b n i e s z e r o k i z a k r e s z a s t o s o w a ń p o r o w a t y c h tw o rzy w f e n o l o w y c h d o p u s z c z a j ą o d n o ś n i e p r z e p i s y r a d z i e c k i e i n i e m i e c k i e .

W p r z y p a d k u e l e m e n t ó w o r d z e n i u z tw orz yw a s a m o g a s n ą c e g o ( p o r o p o l i m e r u i p o r o z l e p i e ń c a p o l i u r e t a n o w e g o , p o r o z l e p i e ń c a p o l i s t y r e n o w o - f e n o l o w e g o ) i o k ł a d z i n a c h n i e p a l n y c h można l i c z y ć na o g n i o o d p o r n o ś ć n i e w y ż s z ą n i ż 1 5 - m i n u t o w ą . D o p u s z c z a l n e - j e s t k o n s t r u o w a n i e z t a k i c h e le m e n tó w p r z e g r ó d w b u d y n k a c h j e d n o i d w u k o n d y g n a c y j n y c h k l a s y E o r a z s t o s o w a n i e i c h w s t r o p a c h budynków k l a s y C, D i E.

P r z e z w z m o c n i e n i e r d z e n i a s a m o g a s n ą c e g o włóknem s z k l a n y m , o t u l e n i e go s p e c j a l n y m i w a r s t w a m i n i e o r g a n i c z n y m i i u s z t y w n i e n i e e le m e n tó w obramowa

n i e m można p o d n i e ś ć i c h o g n i o o d p o r n o ś ć do p ó ł g o d z i n y , co p o z w a la m o n to wać z n i c h ś c i a n y n i e n o ś n e budynków o d o w o l n e j w y s o k o ś c i k l a s y n i e wyż

s z e j n i ż C.

M o żliw e j e s t z a s t o s o w a n i e m a t e r i a ł u s a m o g a s n ą c e g o w tz w . p r z e g r o d a c h w e n t y l o w a n y c h , g d z i e b ę d z i e s i ę on k o n t a k t o w a ł z w a r s t w ą p o w i e t r z a .

Według DIN 4102 p o r o w a t e tw o rzy w o ł a t w o z a p a l n e ( p o r o p o l i s t y r e n zwy

k ł y , p o r o p o l i u r e t a n z w y k ły ) n i e może być w z a s a d z i e uży w an e do i z o l o w a n i a e le m e n t ó w b u d o w l i o b j ę t y c h prawem bud ow la nym [1] . Można z m i e n i ć j e d n a k j e g o z a s z e r e g o w a n i e z e w z g l ę d u na z a p a l n o ś ć p r z e z s z c z e l n e z a m k n i ę c i e mię

d z y w a r s t w a m i m a t e r i a ł u n i e p a l n e g o . W ś c i a n a c h n o ś n y c h i z o l o w a n y c h np. p o - r o p o l i s t y r e n e m zwykłym g r u b o ś ć b e t o n o w y c h w a r s t w s k r a j n y c h w in na w y n o s ić co n a j m n i e j 6 cm ( p r z y b r z e g a c h n i e m n ie j n i ż 2 cm). Warstwa s p r ę ż y s t a z m a t e r i a ł u ł a t w o z a p a l n e g o w s t r o p a c h pow in na b yć c h r o n i o n a p r z e d ognie m j a s t r y c h e m o g r u b o ś c i 2 cm. Łatwo z a p a l n y m a t e r i a ł c i e p ł o c h r o n n y z a s t o s o wany w s t r o p o d a c h u w i n i e n b y ć c h r o n i o n y w i e l o w a r s t w o w ą p r z e p o n ą z papy w z m o c n io n e j m a t ą s z k l a n ą l u b w a r s t w ą ż w i r u o g r u b o ś c i 5 cm.

(9)

5 . W n i o s k i

5 . 1 . S p o ś r ó d t e s t ó w na m a ł ą s k a l ę , s t o s o w a n y c h do o c e n y p a l n o ś c i p o r o w a t y c h tw o rz y w s z t u c z n y c h a s z c z e g ó l n i e p o r o z l e p i e ń c ó w , n a j b a r d z i e j p r z y d a t n ą j e s t m e to d a r u r y o g n i o w e j . Podstawow ymi z a l e t a m i t e j m e t o d y j e s t s z y b k i e w ykonyw anie b a d a n i a i m a ły wpływ c z y n n i k ó w s u b i e k t y w n y c h na u z y s k a n e w y n i k i . R u ra ognio w a s t w a r z a badanym m a t e r i a ł o m s k r a j n i e t r u d n e wa

r u n k i .

5 . 2 . Z g r u p y c i e p ł o c h r o n n y c h tw o rzy w s z t u c z n y c h n a j b a r d z i e j p r z y d a t n y mi d l a b u d o w n ic tw a - ze w z g l ę d u na b e z p i e c z e ń s t w o p r z e c i w p o ż a r o w e - s ą p o r o p o l i m e r y i p o r o z l e p i e ń c e f e n o l o w e .

5.3 > P o r o z l e p i e ń c e f e n o l o w e ze s z k ł e m pian kow ym l u b k e r a m z y t e m s ą ma

t e r i a ł a m i t r u d n o p a l n y m i .

5 . 4 . K o n i e c z n e j e s t u r u c h o m i e n i e w k r a j u p r o d u k c j i g r a n u l o w a n e g o s z k ł a p o r o w a t e g o i r o z s z e r z e n i e p r o d u k c j i k e r a m z y t u o od m ian y c e c h u j ą c e s i ę moż

l i w i e m a ł ą g ę s t o ś c i ą p o z o r n ą . Z e s p a l a n i e t a k i c h k r u s z y w z p o r o p o l i m e r a m i r o z s z e r z y z n a c z n i e a s o r t y m e n t tw o rz y w t r u d n o z a p a l n y c h i s a m o g a s n ą c y c h .

5 . 5 . P r z y u ż y c i u ł a t w o z a p a l n y c h p o r o p o l i m e r ó w można o tr z y m y w a ć m a t e r i a ł y s a m o g a s n ą c e . W p r z y p a d k u p o l i s t y r e n u p o l e g a t o na z e s p o l e n i u z p o - r o p o l i m e r e m f e n o l o w o - f o r m a l d e h y d o w y m , z a ś w p r z y p a d k u p o l i u r e t a n u na z e s p o l e n i u z l e k k i m kru s z y w e m l u b z włóknem n i e o r g a n i c z n y m .

LITERATUR*

LÜ

F i s c h e r K . : B ra n d V e r h a l t e n - R i c h t l i n i e n f ü r d i e V erw endung b r e n n b a r e r ^ B a u s t o f f e im H o c h b a u . P l a s t i c o n s t r u c t i o n , 4/ 19 74 .

[2] H i l a d o C . J . : C h a r a k t e r y s t y k a z a p a l n o ś c i tw orzyw kom órkow ych. I n d u s t r i a l and E n g i n e e r i n g C h e m i s t r y . P r o d u c t R e s e a r c h and D e v e l o p m e n t , 6, 1967.

D ] BASF A k t i e n g e s e l l s c h a f t : P a l u s o l - B r a n d s c h u t z p l a t t e n f ü r f e u e r w i d e r s t a n d s f ä h i g e B a u t e i l e und S y s t e m e , L u d w i g s h a f e n 1973.

M M aćkow ski R . : L e k k i e z l e p i e ń c e f e n o l o w e - nowy m a t e r i a ł na r d z e ń e l e mentów w a r s t w o w y c h , Z e s z y t y Naukowe P o l . Ś l . , z . 3 1 , B u d o w n i c tw o , G l i w i c e 1972.

[5] J ü n g e r H . , W e i s s e n f e l s F . : P h e n o l h a r z g e b u n d e n e r K u n s t s t o f f - L e i c h t b e t o n . K u n s t s t o f f e im B a u , 1 7 / 1 9 7 0 .

[6] S u ro w ia k W.: P a l n o ś ć tworzyw s z t u c z n y c h i s p o s o b y j e j z m n i e j s z a . . i a . P r z e g l . B u d o w l a n y , 2 / 1 9 7 2 .

£7] O lc z y k W.: P o l i u r e t a n y , WNT, Warszawa 1968.

[8] D ie h r H . J . i i n n i : P o l y i s o c y a n u r a t - S c h a u m s t o f f - e i n n e u e r K u n s t s t o f f a u f I s o c y a n a t - B a s i s . K u n s t s t o f f e , 6 2 , n r 11, 1972.

[9] K ło s o w s k a - W o ł k o w i c z Z . , K r ó l i k o w s k i W., P e n c z e k P . : Ż y w ic e i l a m i n a t y p o l i e s t r o w e , WNT, Warszawa 1969.

(10)

40 T. Hop, R. Maćkow ski

[10] L e i t h e i s e r R.H . i i n n i : W a t e r - e x t e n d e d - p o i y e s t e r r e s i n . SPE J o u r n a l , 2 5 , n r 1 0 , 1969.

[11] B r o n ie w s k i T. i i n n i : Metody b a d a ń i o cena w ł a s n o ś c i tw orzyw s z t u c z n y c h , WNT, Warszawa 1970.

£12] Worobiew W.A., A ndrianow R .A .: P o l i m i e r n y j e t i e p ł o i z o l a c j o n n y j e ma

t e r i a ł y . I z d . L i t . po S t r o i t , Moskwa 1972.

[13] M aćkow sk i R . : L e k k i e z l e p i e ń c e p o l i m e r o w e j a k o m a t e r i a ł i z o l a c y j n o - k o n s t r u k c y j n y do p r z e g r ó d b u d o w l a n y c h . Rozpra w a d o k t o r s k a . G l i w i c e 1974.

[14] H a r t ę S c h a u m k u n s t s t o f f e : P l a s t i c o n s t r u c t i o n , 1 / 1 9 7 3 .

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FLAMMABILITY OP CELLULAR PLASTICS AND ITS CONNECTION WITH THE RANGE OP THEIR APPLICATION

S u m m a r y

I n t h e p a p e r t h e f l a m m a b i l i t y t e s t s o f c e l l u l a r p l a s t i c s h a v e b e e n d i s c u s s e d . Some m e t h o d s o f f i r e r e s i t a n c e im p r o v e m e n t w ere g i v e n . R e s u l - t a t s o f o u r own and f o r e i g n i n v e s t i g a t i o n s on f i r e r e s i s t a n c e of some t h e r m al i n s u l a t i o n m a t e r i a l s ( p h e n o l - f o r m a l d e h y d e r e s i n s m a i n l y ) w ere d i s c u s s e d . Good p r o p e r t i e s o f j o i n i n g a p r o d u c t o f c e l l u l a r p l a s t i c and l i g h t w e i g h t a g g r e g a t e w e re i n d i c a t e d . S co p e o f a p p l i c a t i o n o f t h e i n v e s t i g a t e d l i g h t w e i g h t r e s i n c o n c r e t e s a s b u i l d i n g m a t e r i a l s h a s b e e n p r o p o s e d .