Охарактеризуйте инструментальные методы исследования неорганических неметаллических строительных материалов, их сферы применения и получаемую экспертную информацию.

Строительные материалы делятся на:

· Органические

· неорганическик

В лаборатории пробы для всех видов анализа измельчают, сушат и исследуют. Основными методами лабораторного исследования проб неорганических строительных материалов являются:

1) термический анализ;

2)рентгеноструктурный анализ (РСА);

3) инфракрасная спектроскопия (ИКС).

В отличие от ультразвукового метода они позволяют исследовать всю гамму материалов. Термический анализ используют в двух вариантах: простейшем – тигельно-весовом и в варианте дифференциального термического анализа.

В тигельном анализе растертые пробы засыпают в тигли и нагревают в муфельной печи при температуре 800 ^оС в течение 1-1,5 час. После нагрева и охлаждения пробы повторно взвешивают, определяя величину убыли массы пробы (% масс.) Эта величина (L,% масс.) может быть использована в качестве критерия степени термического поражения материала на пожаре; чем она меньше, тем выше степень термического поражения.

Более сложным вариантом рассмотренного термического анализа является дифференциальный термический и термогравиметрический анализ (ДТА, ДТГА) на специальном приборе – дериватографе. В этом приборе осуществляется постепенный прогрев образцов с заданной скоростью подъема температуры и автоматической записью исследуемых характеристик.

Полученные методами РСА и ИКС данные представляют собой расчетные спектральные или рентгеновские критерии, вычисляемые по соотношениям между отдельными полосами спектра. Эти данные наносят на план места пожара и по ним строят зоны термических поражений, как при исследовании ультразвуковым методом.

Как следует производить отбор проб неорганических неметаллических строительных материалов для лабораторных исследований.

Отбор проб необходимо осуществлять по горизонтальному уровню расположенному параллельно полу, чтобы места отбора проб находились на одной высоте, поскольку разновысотные пробы могут различаться по степени прогрева из-за влияния конвективного прогрева.

Пробы отбираются путем скалывания молотком из поверхностного слоя (менее 3-5 мм.), очищенного от остатков краски, мусора, копоти. Масса отбираемой пробы должна составлять 1-10 грамм (в зависимости от последующего метода анализа).

Можно и нужно отбирать пробы в наиболее разрушенных зонах, в том числе по периферии зон отслоения защитного слоя бетона, где ультразвуковые исследования невозможно произвести.

 

С какой целью и как необходимо фиксировать остаточные температурные зоны на массивных конструкциях из теплоемких материалов после пожара? Какая техника для этого применяется?

Для измерения применяется два типа приборов: пирометры (бесконтактные термометры) и тепловизоры (сканирующие пирометры).

Для работы на месте пожара применяются низкотемпературные пирометры, работающие, как минимум, в интервале температур от 0 до 100°С. Современные приборы такого рода достаточно легки и компактны (масса 140-500 г), имеют лазерное наведение, что позволяет прицеливаться в определенную точку конструкции; цифровой выход; функцию запоминания измерений; разрешение в пределах 0,1 - 1°С.

Марки некоторых пирометров подобного типа:

- SK-8700, SK-8100 (SATO, Япония);

- Thermo Point (FLIR SYSTEMS AB, Швеция);

Методика измерений

Пирометры дают возможность дистанционного измерения температуры в отдельных точках конструкций. И при необходимости выявления распределения температурных зон по поверхности стены измерения проводят последовательно в нескольких десятках точек.

Измерения лучше делать сразу после ликвидации горения в помещении. Но возможно получение необходимых специалисту данных и через 1-2 ч, а в отдельных случаях и через большой промежуток времени. Наиболее эффективно исследование развившихся пожаров, на которых конструкции здания успевают хорошо прогреться. Исследованию целесообразно подвергать капитальные стены и потолок помещения (если перекрытия железобетонные). Измерения температур на каждой из конструкций целесообразно производить, сохраняя примерно одинаковое расстояние от точки измерения до места, где стоит оператор, т. е. передвигаясь параллельно стене.

Тепловизоры

Современные модели обеспечивают исследование поверхностей с температурой от -5...-10 до 200...250 °С с температурным разрешением до 0,1°С. Тепловизоры сразу дают "тепловое изображение предмета".

Марки некоторых тепловизоров:

- Thermo Tracer TH 5104, ТН 7102 (NEC, Япония);

- Thermo САМ РМ 695, РМ 675 (FLIR SYSTEMS AB, Швеция);

- ИРТИС-200, "Иволга 721" (Россия).

Методика съемки

Вначале с помощью тепловизора производится визуальный обзорный осмотр теплоемких конструкций, выявляется наличие участков с повышенной (относительно окружающей среды и других конструкций) температурой. Факт наличия таких участков может быть зафиксирован в протоколе. Затем производится основная съемка тепловых полей. Большинство современных тепловизоров позволяет делать это с записью изображения на Flash -карты. Компьютерные распечатки изображений в дальнейшем могут быть приобщены к материалам уголовного дела.

В каких случаях возникают расплавления и проплавления металлов? По каким причинам может образоваться дырка в стальном листе во время пожара? Как устанавливается возможность протекания процесса горения металлов?

Это наиболее высокая степень термических поражений конструкций и отдельных предметов. Необходимо обращать внимание и фиксировать в протоколе места расплавления алюминия и его сплавов (температура плавления). Проплавления в металле могут возникнуть и при температуре ниже температуры плавления. Возможно это, по двум причинам: 1) локальный нагрев тонкого стального изделия (листа, проволоки и т.п.) приводит к образованию слоя окалины, соизмеримого по толщине с самим изделием. Окалина, не обладая достаточной механической прочностью, может выкрошиться, и на изделии после пожара обнаружится "дырка"; 2) растворение металла в металле. Расплавленный в ходе пожара более легкоплавкий металл при попадании на металл более тугоплавкий может привести к "растворению" последнего в расплаве первого металла. Причем происходит это при температуре, значительно ниже температуры плавления "тугоплавкого" металла. Известно, что критическая температура, при которой металлические конструкции теряют несущую способность, составляет: у стальных конструкций - от 440-500 до 550-600⁰С. Способностью растворяться в расплавленном алюминии обладает также сталь. Растворение стали в алюминии происходит в три этапа: а) окалинообразование на стали, протекающее под воздействием попавшего на неё расплавленного алюминия; б) химическое взаимодействие образовавшихся оксидов железа с расплавленном алюминием по реакции: Fe₂O₃+2AL -> AL₂O_{+2Fe+847,8 кДж. (}сопровождается сильным тепловыделением, что приводит к дополнительному разогреву в зоне реакции и соответственно интенсификации последней); в) растворение восстановленного из окисла железа в расплавленном алюминии. Конечным результатом протекания указанных реакций может быть проплавление (дырка) в тонком стальном листе, в стенке стальной трубы и т.д. квалификационным признаком, позволяющим отличить такую дырку от проплавления, возникшего, например, под действием электрической дуги, является характерный контур проплавления (в форме лужицы, потека) и тоненькая каемка алюминия, обычно сохраняющаяся по периметру дырки. Известна способность к горению щелочных и щёлочноземельных металлов (К, Na, Mg). Менее известно, однако, что в определённых условиях способны гореть (т. е. взаимодействовать с кислородом воздуха) металлы и сплавы, обычно не считающиеся горючими. Примером в данном случае могут быть широко распространенные в качестве конструкционных материалов алюмомагниевые сплавы. Изменения структуры металла при нагревании происходят в довольно широком интервале температур, но, как правило, незаметно для глаза. Их надо выявлять инструментальными методами, с помощью соответствующих приборов. В частности, широко используются такие методы как: металлография, магнитные исследования.

Охарактеризуйте инструментальные методы исследования обугленных остатков древесины, их сферы применения для различных древесных материалов и получаемую экспертную информацию. Как следует производить отбор проб обугленных остатков древесины для инструментальных исследований?

Для измерений может быть использован любой электроизмерительный прибор, определяющий величину электрического сопротивления постоянному току в пределах от 1-10 до 10⁸-10¹⁰ Ом. В частности, могут использоваться мегомметры (Е6-16 и др.), измерительные мосты. «Дистанционное измерение глубины обугливания деревянных конструкций и изделий при помощи устройства «Зонд-01-ЭП»». «Дистанционное измерение глубины обугливания деревянных конструкций и изделий при помощи устройства «Зонд-01-ЭП»». Исследование стальных конструкций и изделий вихретоковым методом прибором «Вихрь»

Пробы древесных углей следует отбирать на обугленных участках деревянных конструкций, там, где слой угля не нарушен (не сколот). С поверхности угля кисточкой смахивают золу и остатки пожарного мусора, после чего аккуратно срезают верхний, 3-5-миллиметровый слой угля. Для анализа достаточно не более 1-2 г угля. Предварительно в точке отбора пробы угля измеряют методом пенетрации толщину слоя угля h_y, величину потери сечения конструкции Н_п, и результаты измерений заносят в протокол. Предварительно высушенную пробу угля засыпают в пресс-форму, сжимают с заданным усилием, и измеряют в момент сжатия ее электросопротивление.

55. Почему и на основании какой информации формируется предварительный вывод об очаге пожара при осмотре места происшествия?

Предварительный вывод об очаге пожара дознаватель или пожарно-технический эксперт должен формировать на основе самой различной информации по пожару, имеющейся в его распоряжении. Эта информация включает в себя результаты визуального исследования конструкций и предметов в зоне очага, оценки степени термического поражения, выявленных очаговых признаков; результаты инструментального исследования материалов и конструкций, результаты применения так называемых вспомогательных методов определения очага пожара; показания свидетелей; косвенные признаки очага. При этом обязательно учитываются архитектурные особенности здания (сооружения), пожароопасные характеристики материалов, которые имелись на сгоревшем объекте и их распределение по зданию (помещению), другие факторы.

Выводы об очаге названы предварительными, потому что пока это только рабочая гипотеза, необходимая, чтобы сориентироваться, где искать ис­точник зажигания, а затем и для отработки отдельных версий о причине пожара.
Когда же предполагаемый источник зажигания (причина) будет установлен, то наступит заключительная стадия - реконструкция процесса возникновения и развития пожара. На этой стадии воссоздается (реконструируется) картина пожара, исходя из предполагаемого очага (очагов) пожара, источника зажигания и его характеристик; данных о динамике развития горения; показаний свидетелей. И если в соответствии с законами горения, все увяжется в единое це­лое, а отдельные промежуточные выводы и факты не будут противоречить друг другу, можно формулировать окончательно выводы об очаге и причине.