Какими огнетушащими свойствами обладает песок

В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:

1) изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода путем разбавления воздуха негорючими газами;

2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;

3) интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени;

4) механический срыв пламени струёй газа или воды.

Вещества, которые создают условия для прекращения горения, называют огнегасительными (огнегасящими). Они должны быть дёшевы и безопасны в эксплуатации и не наносить вреда материалам и объектам.

Огнегасительные средства по главному (доминирующему) принципу прекращения горения подразделяются на четыре группы: охлаждающего, изолирующего, разбавляющего и ингибрирующего действия.

Средства охлаждающего действия: вода, раствор воды со смачивателем, твёрдый диоксид углерода (углекислота в снегообразном виде), водяные растворы солей.

Средства изолирующего действия: огнетушащие пены (химичес-кая, воздушно-механическая), огнетушащие порошковые составы, негорючие сыпучие вещества (песок, земля, шлаки, флюсы, графит), листовые материалы (покрывала, щиты).

Средства разбавляющего действия: инертные газы (диоксид углерода, азот, аргон), дымовые газы, водяной пар, тонкораспылённая вода, газо-водяные смеси, продукты взрыва взрывчатых веществ.

Средства ингибирующего действия (для химического торможения реакции горения): галоидоуглеводороды (бромистый этил, хладоны), составы на основе галоидоуглеводородов, водобромэтиловые растворы (эмульсии), огнетушащие порошковые составы.

По физико-химическим свойствам огнегасящие вещества делят на 5 классов: растворы, эмульсии, пены, суспензии и твёрдые вещества.
Они позволяют: 1 – снизить температуру в зоне горения для его прекращения; 2 – изолировать горючий материал от кислорода слоем не поддерживающих горение газов; 3 – создать на поверхности горения твёрдую или жидкую несгораемую плёнку; 4 – образовать с горючим материалом прочные химические соединения; 5 – прервать реакции горения в пламени. Все огнегасящие средства оценивают по сравнению с водой.

К основным огнетушащим веществам относятся:

– вода и её растворы;

– химические и воздушно-механические пены;

– газы.

Вода и её растворы получила наибольшее применение из-за доступности, дешевизны и эффективности при доминирующем принципе охлаждения для прекращения горения. Но необходимо иметь в виду, что нельзя: а) тушить водой электроустановки под напряжением; б) применять воду при тушении горящих нефтепродуктов; в) использовать воду при тушении химических веществ, вступающих с ней в реакции.

Однако вода обладает высоким поверхностным натяжением, поэтому плохо смачивает твёрдые вещества, особенно волокнистые. Это свойство воды должно быть учтено при использовании на пожаре в образовательных учреждениях внутреннего пожарного водопровода. Для снижения недостат­ков воды как основного огнетушащего средства в неё добавляют различные присадки.

Воду применяют и для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара. Тонкораспылённая вода хорошо тушит твёрдые материалы, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости.

Вода – наиболее распространённое огнетушащее вещество, которое снижает температуру очага горения. При нагреве до 100 °С одного литра воды поглощается приблизительно 4•105Дж теплоты, а при испарении – 22•105Дж. Водяной пар (из 1 литра воды образуется около 1700 л пара) препятствует доступу кислорода к горящему веществу. Вода, подаваемая к очагу горения под большим давлением, в виде компактных, распылённых и тонкораспылённых струй, механически сбивает пламя.

Вода со смачивателем обладает хорошей проникающей способностью, за счёт чего достигается наибольший эффект при тушении пожаров, особенно при горении волокнистых материалов, торфа, сажи. Водные растворы смачивателей позволяют уменьшить расход воды на 30 – 50 %, а также длительность тушения пожара.

Однако необходимо иметь в виду, что вода как огнетушащее средство имеет ряд свойств, которые ограничивают её применение. Например, воду нельзя применять для тушения следующих пожаров:

– электроустановок и аппаратов, находящихся под напряжением, так как это может привести к короткому замыканию аппаратуры и поражению людей электрическим током;

– металлического натрия, калия, магния, поскольку при этом происходит разложение воды с образованием взрывоопасной смеси.

Применение воды может нанести значительный ущерб, если при тушении пожара используют слишком много пожарных стволов. При пожарах на чердаках или на верхних этажах зданий вода может промочить расположенные ниже перекрытия и перегородки, а задерживаясь на водонепроницаемых участках, создаёт дополнительную нагрузку на конструкции перекрытий, что иногда вызывает их обрушение.

Твёрдый диоксид углерода (углекислота в снегообразном виде) получил широкое применение как огнетушащее средство для зарядки углекислотных огнетушителей. Углекислота, находящаяся в жидком состоянии, хранится под давлением и при переходе в газообразную фазу превращается в снегообразную кристаллическую массу. Углекислота – инертный газ без цвета и запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха. 1 кг жидкой углекислоты при переходе в газообразную фазу образует 500 литров газа. Эти свойства углекислоты обеспечивают прекращение горения не только за счёт охлаждения, но и за счёт разбавления и изоляции горящих веществ. Углекислоту можно применять при тушении горящих электроустановок, компьютеров, автомашин, для тушения пожаров в архивах, библиотеках, музеях, на выставках, в конструкторских бюро и т.д. Но её нельзя использовать для тушения загоревшихся магния и его сплавов, металлического натрия и калия, так как при этом происходит разложение углекислоты с выделением атомарного кислорода.

Пенабывает низкой кратности (от 4 до 20), средней (от 21 до 200) и высокой (более 200). Она изолирует горящую поверхность от доступа воздуха, не пропускает на поверхность жидкости теплоту от пламени, мешает выходу паров жидкости и за счет этого прекращает горение.

Химическая пена образуется в пеногенераторах при смешивании пеногенераторных порошков и в огнетушителях при взаимодействии щелочного и кислотного растворов. Она состоит из углекислого газа (80 %), воды (19,7 %) и пенообразующего вещества (0,3 %), обладает высокой стойкостью и эффективностью при тушении многих пожаров. Но из-за высокой электропроводности и химической активности такую пену нельзя применять для тушения электро- и радиоустановок, электронной техники, двигателей разного назначения и других устройств.

Воздушно-механическая пенаобразуется при смешивании в пен-ных стволах и генераторах водного раствора пенообразователя с возду-хом. Она имеет необходимую стойкость, дисперсность, вязкость, охлаждающие и изолирующие свойства, которые позволяют применять её для тушения твёрдых материалов, жидких веществ и осуществления защитных действий при тушении пожаров по поверхности и объёмного заполнения горящих помещений (пеной средней и высокой кратности).

Огнетушащие порошковые составы (ОПС) являются универсальными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно малых удельных расходах. ОПС применяют для тушения горючих материалов и веществ любого агрегатного состояния, электроустановок под напряжением, металлов (в том числе металлоорганических и других пирофорных соединений, не поддающихся тушению водой и пенами), а также пожаров при значительных минусовых температурах. ОПС подразделяются на две основные группы: 1 – общего назначения, способные создавать огнетушащее облако, – для тушения большинства пожаров; 2 – специальные, создающие на поверхности материалов слой, предотвращающий доступ кислорода воздуха, – для тушения металлов и металлоорганических соединений. Основной недостаток ОПС – их склонность к слёживанию и комкованию. Из-за большой дисперсности ОПС образуют значительное количество пыли, что требует работать в специальной одежде и с индивидуальными средствами защиты органов дыхания и зрения.

Тонкораспылённая вода (размер капель менее 100 мк) получается

с помощью специальной аппаратуры: стволов-распылителей и гидротрансформаторов, работающих при высоком напоре 20-30 атмосфер. Струи воды имеют небольшую ударную силу и дальность полёта, но орошают значительную поверхность, обладают повышенным охлаждающим эффектом и хорошо разбавляют горючую среду. Они позволяют не увлажнять излишне материалы при их тушении и способствуют быстрому снижению температуры.

Галоидоуглеводороды и составы на их основе эффективно подавляют горение газообразных, жидких, твёрдых горючих веществ и материалов при любых видах пожаров. По эффективности они лучше инертных газов в 10 и более раз. Галоидоуглеводороды и составы на их основе – это летучие соединения, представляющие собой газы или легкоиспаряющиеся жидкости, плохо растворяющиесяся в воде, но хорошо смешивающиеся со многими органическими веществами. Они имеют хорошую смачивающую способность, не электропроводны, имеют высокую плотность в жидком и газообразном состоянии, что обеспечивает образование струи, проникновение в пламя и удержание паров около очага горения.

Эти огнетушащие вещества можно применять для поверхностного, объёмного и локального тушения пожаров. Они эффективны: 1 – при ликвидации горения волокнистых материалов, электроустановок и оборудования, находящихся под напряжением; 2 – для защиты от пожаров транспортных средств, вычислительных центров, особо опасных цехов химических предприятий, окрасочных камер, сушилок, складов с горючими жидкостями, архивов, музейных залов, других объектов особой ценности, повышенной пожаро- и взрывоопасности. Галоидоуглеводороды и составы на их основе можно применять при любых отрицательных температурах.

Недостатки этих огнетушащих средств: 1 – коррозионная активность; 2 – токсичность; 3 – их нельзя применять для тушения материалов, содержащих в своём составе кислород, а также металлов, некоторых гидридов металлов и многих металлоорганических соединений.

Тушениепожара достигается применением таких тушащих веществ как вода, водные растворы некоторых солей, воздушно-механическую и химическую пены, инертные газы, порошковые составы, песок, кошма.

Вода по сравнению с другими огнегасящими веществами имеет наибольшую теплоемкость и пригодна для тушения большинства горючих веществ. Попадая на поверхность горящего вещества, вода нагревается и испаряется, отбирая соответствующее количество теплоты и понижая его температуру. Выделяющийся пар имеет объем, в 1700 раз превышающий объем воды, поэтому он резко снижает концентрацию кислорода в зоне горения и затрудняет доступ окислителя к горючему веществу.

При подаче воды под высоким давлением достигается эффект механического срыва пламени, а не успевшая испариться жидкость стекает на расположенные рядом еще не загоревшиеся материалы, затрудняя их воспламенение. Для тушения веществ, плохо смачивающихся водой (торфа, упакованных в тюки шерсти, хлопка и др.), в нее для снижения поверхностного натяжения вводят поверхностно-активные вещества, (сульфанол НП-1, сульфанат натрия 101-126, мыло). Применение смачивателей способствует проникновению воды вглубь твердых горячих материалов, что ускоряет их охлаждение и сокращает расход воды на тушение объекта в пределах 33…50% , уменьшает дымообразование.

Кроме таких преимуществ, как высокая эффективность, широкая доступность и низкая стоимость, воде свойственны и недостатки, ограничивающие ее применение. Водой нельзя тушить находящееся под напряжением электрическое оборудование, щелочные металлы, при взаимодействии, с которыми выделяется водород и образуется с воздухом взрывоопасная смесь, материалы, портящиеся или разлагающиеся под ее действием (например, книги или карбид кальция, выделяющий при попадании воды взрыво- и пожароопасный газ – ацетилен). В виде компактной струи воду нельзя применять для тушения ЛВЖ. Существенным недостатком считают и способность воды превращаться в лед при снижении ее температуры до 0°С и менее. Для понижения температуры замерзания применяют специальные добавки и антифризы (минеральные соли К2СО3,МgCl2).

Песок и земля с успехом применяются для тушения небольших очагов горения, в том числе проливов горючих жидкостей (керосин, бензин, масла, смолы и др.). Используя песок (землю) для тушения, нужно принести его в ведре или на лопате к месту горения. Насыпая песок главным образом по внешней кромке горящей зоны, старайтесь окружать песком место горения, препятствуя дальнейшему растеканию жидкости. Затем при помощи лопаты нужно покрыть горящую поверхность слоем песка, который впитает жидкость. После того как огонь с горящей жидкости будет сбит, нужно сразу же приступить к тушению горящих окружающих предметов.

Водяной пар используют при тушении пожаров в помещениях объемом до 500 м3, а также небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода в зоне горения. Огнегасительная концентрация водяного пара составляет примерно 36 % по объему.

Пены широко используют для тушения ЛВЖ и ГЖ. Пена представляет собой систему, в которой дисперсной фазой всегда является газ. Пузырьки газа могут образовываться внутри жидкости в результате химических процессов (химическая пена) или механического смешивания воздуха с жидкостью (воздушно-механическая пена). Чем меньше размеры пузырьков газа и поверхностное натяжение пленки жидкости, тем больше механическая устойчивость (малая вероятность разруше­ния) пены. Плотность химической пены колеблется в пределах 150…250г/м3, а воздушно-механической – 70…150 кг/м3, поэтому пены обоих видов свободно плавают на поверхности горючих жидкостей, не растворяясь в ней, охлаждая поверхность и изолируя ее от пламени. Способность пены хорошо удерживаться на вертикальных и потолочных поверхностях обусловливает ее незаменимость в ряде случаев при тушении пожаров. Однако пена, как и вода, обладает электропроводностью, что ограничивает ее применение.

Воздушно-механическая пенаполучается при смешивании воды, в которую добавлен пенообразователь, с воздухом в пеногенераторах, воздушно-пенных стволах и огнетушителях. Пенообразователями называют вещества, находящиеся в коллоидном состоянии и способные адсорбироваться в поверхностном слое раствора на границе жидкость – газ. Используют пенообразователи ПО-1, ПО-1Д, ПО-1С, ПО-6К, а также морозоустойчивый (до – 40 °С) ПО «Морозко». Воздушно-механическая пена абсолютно безвредна для людей, не вызывает коррозию металлов, обладает высокой экономичностью.

Химическая пенаобразуется при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей. Она представляет собой концентрированную эмульсию диоксида углерода в водном растворе минеральных солей. Такую пену получают с помощью пеногенераторов или химических пенных огнетушителей. Из-за высокой стоимости и сложности приготовления химическую пену все чаще заменяют воздушно-механической.

К огнегасящим веществам, находящимся в нормальных условиях в газообразном состоянии, относятся: диоксид углерода, азот, инертные газы (аргон, гелий), водяной пар и дымовые газы. Их огнегасящая концентрация в воздухе находится в пределах 30…40%. Быстро смешиваясь с воздухом, эти газы понижают концентрацию кислорода в зоне горения, отнимают значительное количество теплоты и тормозят интенсивность горения.

Диоксид углерода (СО2) применяют для быстрого (в течение 2-10 с) тушения загоревшихся двигателей внутреннего сгорания, электроустановок, небольших количеств горючих жидкостей, а также для предупреждения воспламенения и взрыва при хранении ЛВЖ, изготовлении и транспортировке горючих пылей (угольной и т. п.). Диоксид углерода хранят в сжиженном состоянии в баллонах, в том числе огнетушителей. При выпуске из баллона он сильно расширяется и, охлаждаясь, переходит в твердое состояние, образуя белые хлопья температурой -78,5 °С. Отбирая теплоту из зоны горения количеством 570 кДж на 1 кг твердого вещества, диоксид углерода нагревается и переходит в газообразное состояние — оксид углерода (углекислый газ). Так как углекислый газ примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха, он оттесняет кислород от горящего вещества, прекращая реакцию горения. Диоксид углерода нельзя применять для тушения щелочных и щелочно – земельных металлов (так как он вступает с ними в химическую реакцию), этилового спирта (в котором углекислый газ растворяется) и материалов, способных гореть без доступа воздуха (например, целлулоид ). При использовании СО2 необходимо помнить о его токсичности при небольших (до 10 %) концентрациях, а также о том, что 20%-ное содержа­ние диоксида углерода в воздухе смертельно для человека.

Инертные, дымовые газы и отработавшие газы двигателейвнутреннего сгорания чаще всего применяют для заполнения сосудов и емкостей с целью избежания пожара при выполнении сварочных работ.

Галоидоуглеводородные составы(газы и легкоиспаряющиеся жидкости) представляют собой соединения атомов углерода и водорода, в которых атомы водорода частично или полностью замещены атомами галоидов (фтора, хлора, брома). Огнегасительное действие таких составов основано на химическом торможении реакции горения, поэтому их еще называют ингибиторами или флегматизаторами. У галоидоуглеводородных составов большая плотность, повышающая эффективность пожаротушения, и низкие температуры замерзания, позволяющие использовать их при отрицательных температурах воздуха. Существенным недостатком таких составов является их токсичность при вдыхании и попадании на кожу. Кроме того, бромистый этил и составы на его основе в определенных условиях могут гореть, что ограничивает их использование.

Твердые огнегасительные веществав виде порошков применяют для ликвидации небольших очагов загораний, а также горения материалов, не поддающихся тушению другими средствами, Порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию (например, с тальком) и способствующими плавлению (с хлористым натрием или кальцием). Такие составы обладают хорошей огнетушащей способностью, в несколько раз превышающей способность галоидоуглеводородов, и универсальностью, благодаря которой прекращается горение большинства горючих веществ. На горящей поверхности огнегасительные порошки создают препятствующий горению слой, а выделяющиеся при разложении негорючие газы усиливают эффективность туше­ния. Наиболее распространены порошки на основе бикарбоната натрия (ПСБ-3), диаммоний фосфата (ПФ), аммофоса (П-1А), насыщенного хладоном 114В2 силикагеля (СЙ-2) и другие. В зону горения порошки могут подаваться с помощью сжатого диоксида углерода, азота или механическим способом.