Номер компо-зиции | Толщина огнезащитного покрытия, мм | ||||||||
5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | |
Огнестойкость, мин | |||||||||
1 | 30,3 | 40,2 | 58,2 | 91,4 | 126,0 | 160,0 | 192,2 | 233,0 | 247,0 |
2 | 29,0 | 39,8 | 57,0 | 90,6 | 123,0 | 154,0 | 186,0 | 224,0 | 246,4 |
3 | 28,1 | 39,5 | 55,6 | 90,0 | 120,7 | 150,1 | 180,8 | 218,7 | 246,0 |
4 | 27,4 | 39,2 | 54,0 | 89,3 | 119,7 | 149,0 | 178,0 | 214,0 | 245,6 |
5 | 27,0 | 39,0 | 53,0 | 89,0 | 119,0 | 148,1 | 176,0 | 211,0 | 245,5 |
6 | 24,0 | 35,8 | 50,7 | 84,3 | 110,0 | 135,0 | 161,2 | 200,1 | 232,0 |
7 | 22,0 | 33,1 | 48,9 | 80,0 | 103,0 | 123,6 | 148,0 | 189,9 | 220,0 |
8 | 18,3 | 27,9 | 46,0 | 73,6 | 94,5 | 109,7 | 133,2 | 169,7 | 190,0 |
9 | 15,0 | 23,1 | 44,0 | 67,8 | 87,0 | 97,9 | 120,0 | 148,4 | 162,3 |
В третьей главе разработана методика индивидуального проектирования огнезащитных составов. В настоящее время проектированию огнезащитных составов под конкретные условия эксплуатации уделяется минимальное – оценочное – значение. Однако качественное проектирование и учет предъявляемых требований к этому составу позволяют: значительно оптимизировать его физико-механические показатели; задать необходимую величину огнестойкости; снизить стоимость самого состава и затраты на нецелесообразное нанесение дополнительных слоев огнезащиты.
Известны расчетные способы проектирования составов и графические способы их подбора. Автором для разработки методики проектирования был выбран графический способ проектирования огнезащитного состава. В его основу закладывалась трехсторонняя номограмма «состав – свойство». Номограмма представляет равностороннюю треугольную систему
(базовый треугольник, которой имеет равные стороны), параметры
системы принимаются за 100 %, т. е. каждая сторона треугольника обозначает содержание компонентов от 0 % до 100 % и разбивается
на равные участки. Треугольная равносторонняя номограмма характеризуется тем, что любая точка внутри неё определяется
тремя координатами (компонентами), причем сумма этих координат равняется 100 %. Данное условие позволило определить положение любой точки по двум известным координатам, а третья определялась вычитанием суммы двух первых из 100 %.
При построении номограммы в равносторонней треугольной системе координат каждую сторону разбивали на отрезки одинаковой длины. Положение каждой точки характеризуется значением трех координат, и наоборот. Значение каждой координаты (компонента) определяется числом отрезков, отсекаемых от соответствующей компонентной оси, проведенной из этой точки параллельно следующей оси координат, считая по направлению против часовой стрелки. Полученные координаты точек соединялись между собой и соответствовали результатам исследований для определения одного из свойств состава, приведенным в таблице 5.
Таблица 5 – Компоненты огнезащитного состава № 1
Номограммы рисунков 3, 4 | Водопоглощение, % | Объемный вес, кг/м3 | Прочность, МПа |
Точка 1 | 79,0 | 130 | 0,3 |
Точка 2 | 52,0 | 142 | 1,1 |
Точка 3 | 16,3 | 360 | 1,5 |
Точка 4 | 15,0 | 492 | 1,8 |
Точка 5 | 11,9 | 522 | 2,0 |
Проектирование составов по номограммам (рисунки 3, 4) производится следующим образом. На первом этапе определяются заданные свойства (водопоглощение, объемный вес, прочность), далее на кривой номограммы рисунка 5 определяется точка, соответствующая требуемому свойству.
Рисунок 3 – Количество цемента и добавок при различных свойствах ОС № 1
Рисунок 4 – Количество компонентов при различных свойствах ОС № 1
После этого по пересечению параллельных (противоположным сторонам) линий через полученную точку определяются количества минерального вяжущего, дополнительных добавок и общего количества термостойких минеральных заполнителей. Разработанная номограмма является ключевой для определения необходимого количества каждого минерального термостойкого компонента. Далее в зависимости от суммы найденного количества цемента и дополнительных добавок по пересечению противоположными сторонами параллельных линий, по кривым на номограмме рисунка 6 находятся количества вспученного вермикулита и перлита, асбеста и микросферы алюмосиликатной. При определении количественного состава компонентов выполнялась проверка правильности полученных результатов – общее количество компонентов в составе должно составлять 100 %. Для ОС № 2 была разработана номограмма, приведенная на рисунке 5.
Таблица 6 – Компоненты огнезащитного состава № 2
Номограмма рисунка 5 | Водопоглощение, % | Объемный вес, кг/м3 | Прочность, МПа |
Точка 1 | 72,0 | 234 | 0,5 |
Точка 2 | 47,0 | 340 | 1,3 |
Точка 3 | 15,2 | 452 | 2,0 |
Точка 4 | 14,1 | 552 | 2,6 |
Точка 5 | 10,0 | 671 | 3,3 |
Рисунок 5 – Количество компонентов при различных свойствах ОС № 2
По номограмме (рисунок 5) в зависимости от заданных свойств определяется точка, соответствующая заданному свойству. По пересечению параллельных линий противоположными сторонами через эту точку определяются количества магнезиального цемента, вспученного перлита и вспученного вермикулита.
Использование разработанного алгоритма проектирования покрытий для металлоконструкций объектов НГК дает возможность: учесть требования, предъявляемые к металлоконструкциям, эксплуатируемым в различных условиях; повысить эффективность применения огнезащиты; защитить металлоконструкции от теплового воздействия при пожарах
в НГК.
Алгоритм проектирования состава следующий: назначаются требуемые пределы огнестойкости; определяется фактическая огнестойкость металлоконструкций; проверяется условие Поф ≥ Пот, при котором огнезащита требуется или нет; в зависимости от условий эксплуатации конструкций (помещение, окружающая среда) назначается вид огнезащитного покрытия; определяются заданные физико-механические свойства покрытия ОС № 1 или ОС № 2; определяется процентный состав компонентов, входящих в огнезащитные покрытия, с учетом требуемых свойств (рисунки 3 – 5); определяется огнестойкость конструкций в зависимости от толщины покрытия и/или от приведенной толщины металла; определяется стоимость покрытия; назначается оптимальное исполнение металлической конструкции. Разработанный алгоритм представлен на рисунке 6. В третьей главе также рассчитана стоимость покрытий, разработаны алгоритм проектирования и технология нанесения составов.
Рисунок 6 – Алгоритм проектирования разработанных составов
Основные выводы
1. В результате проведенного анализа существующих методов и средств огнезащиты металлических конструкций выявлены недостатки: сложность нанесения и эксплуатации при атмосферных воздействиях (низкая температура, высокая влажность); низкие физико-механические показатели; низкие показатели огнестойкости при большой толщине покрытий; сложность монтажа в условиях удаленности защищаемых объектов. Проведенный анализ позволил определить направление разработки огнезащитных составов.
2. Экспериментальные исследования позволили разработать два огнезащитных состава:
- огнезащитный состав № 1 с высокой огнестойкостью для нанесения и применения в помещениях;
- огнезащитный состав № 2 с высокими физико-механическими свойствами для внешних атмосферных условий нанесения и условий жесткой эксплуатации.
3. Исследования огнестойкости позволили разработать методику по подбору сечения несущих металлических конструкций с огнезащитным покрытием различной толщины с учетом требуемой огнестойкости.
4. Исследования физико-механических свойств покрытий позволили разработать методику индивидуального проектирования огнезащитных составов для металлических конструкций объектов нефтегазового комплекса.
Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:
Ведущие рецензируемые научные журналы
1. , , Аксенов покрытие на основе минеральных термостойких заполнителей для металлических конструкций // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – СПб., 2010. – Вып. 4.–
С. 263-266.
2. , Аксенов покрытие на основе минеральных термостойких заполнителей для металлоконструкций нефтегазового комплекса // Изв. вузов «Нефть и газ» / ТюмГНГУ. – Тюмень, 2011. – Вып. 1. – С. 66-71.
3. , , Акулов конструкций для локализации пожара на нефтегазовых объектах // Безопасность жизнедеятельности. – М., 2011. – № 2. – С. 40-43.
4. , Смирнов проектирования огнезащитного состава для металлических конструкций объектов нефтегазового комплекса // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – СПб., 2011. – Вып. 2. – С. 312-316.
Патент
5. Патент на изобретение № 000 РФ, МПК G 01 N 25/50. Образец для испытания огнезащиты стальных конструкций / , , (РФ). – /28; Заявлено 30.06.2010; Опубл. 20.11.2011.
Прочие печатные издания
7. Акулов расчетных методик при оценке огнестойкости конструкций. Определение прогрева бетона, арматуры и металлоконструкций // Расчет индивидуального пожарного риска для общественных зданий. Матер. учебн. семинара / Урал. ин-т ГПС МЧС России. – Екатеринбург, 2009. – С. 152-158.
8. , Агапов металлических конструкций // Матер. межвуз. научн.-практ. конф. курсантов, студентов и молодых ученых Уральского института ГПС МЧС России, посвященной 20-летию образования МЧС России. – Екатеринбург, 2010. – С. 12-15.
9. , Аксенов строительных конструкций. Современные средства и методы оптимального проектирования // Проблемы эксплуатации систем транспорта. Матер. Всеросс. научн.-практ. конф., посвященной 10-летию со дня основания Института транспорта Тюменского государственного нефтегазового университета. – Тюмень, 2009. – С. 13-20.
10. Акулов повышения огнестойкости // Стройкомплекс среднего Урала / Мин-во строительства и архитектуры Свердл. обл. – 2010. – №– С. 51-52.
11. , Акулов устройств, препятствующих распространению пожара на объектах нефтегазового комплекса // Актуальные проблемы обеспечения безопасности в Российской Федерации. Матер. IV Всеросс. научн.-практ. конф., посвященной 20-летию образования МЧС России / Урал. ин-т ГПС МЧС России. – Екатеринбург, 2010. – С. 5-6.
12. , Акулов огнезащита металлических элементов здания // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Матер. 67-ой Всеросс. научн.-техн. конф. / Самарск. гос. архитектурн.-строит. ун-т. – Самара, 2010. – С. 560.
13. , , Акулов оценки огнестойкости железобетонных конструкций зданий // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика. Матер. 65-ой Всеросс. научн.-техн. конф. / Самарск. гос. архитектурн.-строит. ун-т. – Самара, 2008. – С. 389-390.
Фонд содействия развитию научных исследований.
Подписано к печати 21.06.2012 г. Бумага писчая.
Заказ № 000. Тираж 100 экз.
Ротапринт ГУП «ИПТЭР», г. Уфа, проспект Октября, 144/3.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
