Встановлення закономірностей утворення теплоізоляційного шару пінококсу при вогнезахисті бетону реактивним покриттям

Автор(и)

  • Юрій Володимирович Цапко Відкрите акціонерне товариство «Радикал», Україна https://orcid.org/0000-0003-0625-0783
  • Руслан Володимирович Ліхньовський Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-9187-9780
  • Олексій Юрійович Цапко Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ, Україна https://orcid.org/0000-0003-2298-068X
  • Ксенія Григорівна Бєлікова Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0001-7475-2115
  • Сергій Петрович Потеряйко Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-3787-0929
  • Павло Олександрович Іллюченко Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0001-6687-6388
  • Ольга Петрівна Бондаренко Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-8164-6473

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.293685

Ключові слова:

захисні засоби, конструкційний бетон, термічне руйнування поверхні, вогнезахист бетону, спучення покриття

Анотація

Проблема застосування бетону для будівельних конструкцій полягає в забезпечені їх стійкості і довговічності при експлуатації в широких межах. Тому об’єктом досліджень була зміна властивостей бетону при пожежі та захисті його при застосуванні реактивним покриттям, що здатне до утворення шару пінококсу під впливом високої температури на покриття. Доведено, що в процесі термічної дії на вогнезахисне покриття процес теплоізолювання бетону полягає в утворенні сажоподібних продуктів на поверхні матеріалу. Так саме під дією полум’я пальника на поверхні зразка виникла температура, що призвела до спучення покриття понад 18 мм. Виміряна температура на поверхні зразка бетону під шаром пінококсу склала не більше 140 °С, що свідчить про утворення заслону вогневого впливу. У зв’язку з цим проведено моделювання процесу передавання тепла крізь утворений шар пінококсу в процесі його захисту реактивним покриттям та отриманні залежності, що дозволяє оцінити коефіцієнти температуропровідності та теплопровідності під час високотемпературної дії. За експериментальними даними і отриманими залежностями розраховано коефіцієнт температуропровідності та теплопровідності пінококсу, який становить 9,17·10–7 м2/с та 0,17 Вт/(м∙K). Проведено оцінку максимально можливого проникнення вогневого впливу крізь шар пінококсу. На поверхні зразка було утворено температуру, що значно перевищила температуру руйнування бетону, а на поверхні бетону під покриттям не досягла 250 °С. Отже, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів вогнезахисту бетону шляхом застосування реактивних покриттів, здатних утворювати на поверхні матеріалу захисний шар, який гальмує швидкість передавання тепла

Біографії авторів

Юрій Володимирович Цапко, Відкрите акціонерне товариство «Радикал»

Доктор технічних наук, професор

Руслан Володимирович Ліхньовський, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат хімічних наук

Науково-випробувальний центр

Олексій Юрійович Цапко, Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ

PhD, старший науковий співробітник

Відділ дослідження якості та умов зберігання нафтопродуктів та промислової групи товарів

Ксенія Григорівна Бєлікова, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Доктор наук з державного управління, професор

Науково-організаційний відділ

Сергій Петрович Потеряйко, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Доктор наук з державного управління, доцент

Науково-організаційний відділ

Павло Олександрович Іллюченко, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Науково-випробувальний центр

Ольга Петрівна Бондаренко, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельних матеріалів

Посилання

  1. Moosaei, H. R., Zareei, A. R., Salemi, N. (2022). Elevated Temperature Performance of Concrete Reinforced with Steel, Glass, and Polypropylene Fibers and Fire-proofed with Coating. International Journal of Engineering, 35 (5), 917–930. doi: https://doi.org/10.5829/ije.2022.35.05b.08
  2. Shen, L., Wang, J., Xu, S., Amoako-Atta, G. (2019). Fire Resistance Behavior of Full-scale Self-thermal Insulation Sandwich Walls Made of Textilereinforced Concrete. International Journal of Heat and Technology, 37 (1), 239–248. doi: https://doi.org/10.18280/ijht.370129
  3. Ghiji, M., Joseph, P., Guerrieri, M. (2023). Some recent developments and testing strategies relating to the passive fire protection of concrete using intumescent coatings: a review. Journal of Structural Fire Engineering, 14 (1). doi: https://doi.org/10.1108/jsfe-11-2021-0069
  4. Wang, J., Song, Q.-Y., Han, L.-H. (2023). Temperature field of intumescent coating protected concrete-filled steel tubular columns under fire. Journal of Constructional Steel Research, 201, 107695. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2022.107695
  5. Zhang, L., Hu, Y., Li, M. (2022). Research on Thermal Response Behavior of the Intumescent Coating at High Temperature: An Experimental and Numerical Study. Buildings, 12 (7), 1014. doi: https://doi.org/10.3390/buildings12071014
  6. Hou, W., Zhang, G., He, S. (2021). Fire Resistance Tests on Prestressed Concrete Box Girder with Intumescent Fire-Retardant Coatings. Fire Technology, 58 (1), 107–131. doi: https://doi.org/10.1007/s10694-021-01145-7
  7. Tian, Q., Wang, S., Sui, Y., Lv, Z. (2021). Alkali-activated materials as coatings deposited on various substrates: A review. International Journal of Adhesion and Adhesives, 110, 102934. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2021.102934
  8. Tsapko, Y., Bondarenko, O., Tsapko, A., Sarapin, Y. (2022). Application of Coating for Fire Protection of Textile Structures. Key Engineering Materials, 927, 115–121. doi: https://doi.org/10.4028/p-vd6w4b
  9. Tsapko, Y., Tsapko, А., Bondarenko, O., Chudovska, V. (2021). Thermophysical characteristics of the formed layer of foam coke when protecting fabric from fire by a formulation based on modified phosphorus-ammonium compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (111)), 34–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233479
  10. Janna, W. S. (2009). Engineering Heat Transfer. CRC Press, 692.
  11. Potter, M. C. (2018). Engineering analysis. Springer, 434. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-91683-5
  12. Cengel, Y. A. (2009). Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer. McGraw-Hill, 960.
  13. Tsapko, Y., Likhnyovskyi, R., Tsapko, А., Kovalenko, V., Slutska, O., Illiuchenko, P. et al. (2023). Determining the thermal-physical characteristics of a coke foam layer in the fire protection of cable articles with foaming coating. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (122)), 22–30. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.275550
  14. Yanke, E., Emde, F., Lesh, F. (1964). Spetsial'nye funktsii (formuly, grafiki, tablitsy). Moscow: Nauka, 344.
  15. DSTU B V.2.6-189:2013. Metody vyboru teploizoliatsiynoho materialu dlia uteplennia budivel. Kyiv.
  16. Kryzhanovskiy, Yu. V., Kryzhanovskiy, V. N. (2012). Struktura i raschet gazovogo fakela. Kyiv: «Osvita Ukrainy», 96. Available at: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/2264/1/Kryzhanovskie_gazovyi_fakel.pdf
  17. Kalafat, K., Taran, N., Plavan, V., Bessarabov, V., Zagoriy, G., Vakhitova, L. (2020). Comparison of fire resistance of polymers in intumescent coatings for steel structures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (106)), 45–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209841
  18. Tsapko, Y., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Tsapko, А., Sokolenko, K., Matviichuk, A. (2022). Establishing regularities of wood protection against water absorption using a polymer shell. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (115)), 48–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252176
  19. Tsapko, Y., Lomaha, V., Vasylyshyn, R., Melnyk, O., Balanyuk, V., Tsapko, А. et al. (2022). Establishing regularities in the reduction of flammable properties of wood protected with two-component intumescent varnish. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (117)), 63–71. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259582
Встановлення закономірностей утворення теплоізоляційного шару пінококсу при вогнезахисті бетону реактивним покриттям

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-22

Як цитувати

Цапко, Ю. В., Ліхньовський, Р. В., Цапко, О. Ю., Бєлікова, К. Г., Потеряйко, С. П., Іллюченко, П. О., & Бондаренко, О. П. (2023). Встановлення закономірностей утворення теплоізоляційного шару пінококсу при вогнезахисті бетону реактивним покриттям. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(10 (126), 65–72. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.293685

Номер

Том 6 № 10 (126) (2023): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Yuriy Tsapko, Ruslan Likhnyovskyi, Аleksii Tsapko, Kseniia Bielikova, Serhii Poteriaiko, Pavlo Illiuchenko, Olga Bondarenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.