Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Исследование неорганических строительных материалов
Номенклатура неорганических строительных материалов
и их превращения в условиях пожара
Наиболее распространенные на месте пожара каменные искусственные неорганические строительные материалы можно разделить на две группы:
- материалы, изготовленные обжиговым методом;
- материалы, изготовленные безобжиговым методом.
Материалы, изготовленные обжиговым методом, т.е. прошедшие высокотемпературную обработку (обжиг) в процессе изготовления на заводе, при вторичном нагреве в ходе пожара практически не меняют своего состава, структуры и свойств. Получить путем их исследования какую-либо информацию о пожаре довольно сложно. Поэтому материалы этой группы после пожара экспертно-криминалистическому исследованию обычно не подвергаются. К материалам и изделиям этой группы относятся красный кирпич, керамическая плитка. С некоторой долей условности к ней можно отнести и стеклоблоки.
Материалы, изготовленные безобжиговым методом, по типу использованного связующего можно условно разделить на три подгруппы:
- материалы на основе цемента;
- извести;
- гипса.
Цемент, известь, гипс - три главных минеральных связующих, три "кита", на которых держится вся мировая промышленность строительных материалов. Основные материалы и изделия, выпускаемые на основе этих вяжущих и их смесей, показаны на рис.6.1.
гипс
Рис.6.1. Номенклатура строительных материалов на основе минеральных связующих.
Материалы, изготовленные безобжиговым методом, являются достаточно информативным объектом визуального и инструментального исследования после пожара.
Для того чтобы понять, какие изменения могут происходить в этих материалах при нагревании в ходе пожара, как их фиксировать и как использовать полученную информацию при поисках очага, рассмотрим, что из себя представляют указанные связующие с химической точки зрения.
Самый распространенный вид цемента, так называемый портландцемент, имеет, как известно, следующий состав:
- 42-60% - трехкальциевый силикат, алит
(химическая брутто-формула -3СаОsSiO2 или, как ее обозначают в химиии силикатов - С3S)
- 15-35% - двухкальциевый силикат, белит
(2СаОsSiO2; C2S)
- 5-14% - трехкальциевый алюминат
(3СаОsAl2O3; С3A)
- 10-16% - четырехкальциевый алюмоферрит
(4СаОsAl2O3sFe2O3; C4AF)
После смешивания цемента с водой, изготовления цементного теста и затвердевания образуется цементный камень. Это комплексный кальциевый гидросиликат и алюмоферрит примерно следующей брутто-формулы:
m CaO s nSiO2 s kAl2O3 s rFe2O3 s pН2O,
Иными словамии, это сочетание гидратированных окислов кальция, кремния, с примесью окислов алюминия и железа; при этом количество каждого из окислов в соединении (величина коэффициентов m, n, k, p, r) может быть различно.
Известковый камень образуется при смешении извести с песком и водой и последующем твердении этой смеси. Вот как это происходит, например, при производстве на заводе так называемого силикатного кирпича. Негашеная известь (CaO) смешивается с песком (SiO2) и прессуется в атмосфере насыщенного водяного пара. В результате образуется кальциевый гидросиликат брутто- формулы:
mCaO s nSiO2 s pH2O
Можно заметить, что по составу он очень близок к цементному камню, если не обращать внимания на небольшое содержание в последнем оксидов железа и аллюминия.
При нагревании в ходе пожара кальциевый гидросиликат начинает постепенно терять воду, и тем больше, чем больше температура и длительность нагрева:
mCaO s nSiO2 s pH2O -----> mCaO s nSiO2
Процесс происходит постепенно, в интервале температур от 120-1500С до 7000С.
По мере потери воды цементный и известковый камень разрушаются, в них появляются микро- а затем и макротрещины. В бетоне и железобетоне ситуация усугубляется разным коэффициентом расширения цементного камня, крупного заполнителя (щебня) и стальной арматуры. Чем выше температура и больше продолжительность нагрева, тем больше термические поражения цементного (известкового) камня, степень его разрушения.
В отличие от цементного и известкового камня дегидратация (потеря воды) гипсовым камнем происходит ступенчато, при строго определенных температурах. До пожара гипсовый камень в строительных изделиях представляет так называемый дигидрат – CaSO4 * 2 H2O. С увеличением температуры нагрева дигидрат сначала отщепляет полторы молекулы воды и переходит в полугидрат, а затем последовательно в так называемые гамма-, бетта-, и альфа- ангидриты (безводные формы гипса):
|
|
|
CaSO4·2H2O CaSO4·0,5H2O g-CaSO4
|
b- CaSO4 a- CaSO4+ CaO
Переходы гипса из формы в форму сопровождаются, как и у цементного камня, изменением механических и физико-химических свойств и это обстоятельство дает возможность при исследовании места пожара получать информацию, необходимую для выявления его очага.
Начнем с признаков термических поражений, которые можно обнаружить визуально.
Дата публикования: 2015-01-14; Прочитано: 2142 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!