ACADEMIA DE POLIȚIE Alexandru Ioan Cuza [308344]

ACADEMIA DE POLIȚIE “Alexandru Ioan Cuza”

FACULTATEA DE POMPIERI

Comportarea la foc a metrialelor de construcții și instalații

Conducător științific:

Lect. univ. dr. ing.

Mr. Ion ANGHEL

Absolvent: [anonimizat]

2018

[anonimizat] “Comportarea la foc a materialelor de construcții și instalații” îmi aparține în întregime și nu a mai fost prezentată niciodată la o altă facultate sau instituție de învățământ superior din țară sau străinătate. [anonimizat], [anonimizat], cu respectarea strictă a regulilor de evitare a plagiatului:

[anonimizat], sunt scrise între ghilimele și dețin referința precisă a sursei;

reformularea în cuvinte proprii a textelor scrise de către alți autori deține referința precisă;

rezumarea ideilor altor autori deține referința precisă la textul original.

București, 21.06.2018

Autor: Ovidiu Nicolae

ȘTEFAN

CUPRINS

CUPRINS 1

LISTA TABELELOR 2

LISTA FIGURILOR 3

INTRODUCERE 6

CAPITOLUL I. Materiale de construcții moderne 7

I.1Introducere 7

I.2. Istoria apariției materialelor pentru construcții 10

I.3.Clasificarea materialelor de construcții 14

CAPITOLUL II. Comportarea la foc a polistirenului 17

II. 1. Istoria producerii polistirenului 17

II. 2: Modalități de producere 18

II. 3. Proprietăți chimice și fizice ale polistirenului 19

II. 4. Tipuri de polistiren 21

II. 5. Producători autohtoni și internaționali de polistiren 24

II. 6. Utilizarea polistirenului în construcții pentru izolare 27

II. 7. [anonimizat], rezistența la foc și încercări la foc a polistirenului 28

II. 8. Moduri de protecție împotriva incendiilor a polistirenului 32

II. 9. Date tehnice polistiren 35

CAPITOLUL III. COMPORTAREA LA FOC A POLICLORUREI DE VINIL (PVC) 36

III. 1. Istoria producerii materialului. 36

III. 2. Metodă de obținere a policlorurii de vinil. 37

III. 3. Proprietățile fizice și chimice ale policlorurii de vinil. 38

III. 4. Tipuri de policlorură de vinil și utilizarea lor în construcții și instalații 40

III. 5. Producători autohtoni și internaționali 47

III.6. Comportarea la foc a policlorurii de vinil (PVC) 50

III. 7. Protecția policlorurii de vinil (PVC) la foc. 55

III. 9. Cantități uzuale de policlorură de vinil PVC în construcții. Fișă tehnica. 57

CAPITOLUL IV. Comportarea la foc a plăcilor de gips carton 59

IV. 1.Istoria producerii materialului 59

IV. 2. Fabricarea gipsului carton 60

IV. 3. Proprietățile fizice și chimice ale plăcilor de gips carton 62

IV. 4.Clasificări 63

IV. 5. Producători autohtoni 67

IV. 6. Utilizarea în construcții a gipsului carton. 68

IV. 7. Comportarea la foc / Reacția la foc a plăcilor de gips carton și diferite procedee de mărire a rezistenței la foc a acestora. 71

Capitolul V. Comportarea la foc a plăcilor din așchii de lemn (PAL) 77

V. 1.Istoria producerii plăcilor din așchii de lemn 77

V. 2. Modalități de producere a plăcilor din așchii de lemn și clasificarea acestora 78

V. 3. [anonimizat] a plăcilor din așchii de lemn (PAL) 82

V. 4. Producători de plăci din așchii de lemn (PAL) și tendințele mondiale ale producției de plăci pe bază de lemn 86

V. 5. Utilizarea în construcții a plăcilor din așchii de lemn PAL 88

V. 6. Comportarea la foc/ reacția la foc si rezistența la foc a plăcilor din așchii de lemn PAL 92

V. 7. Protejarea materialelor împotriva incendiilor prin diverse procedee 95

V. 8. Cantități uzuale în construcții a plăcilor din așchii de lemn 98

V. 9. Caracteristici tehnice ale produsului Egger OSB 3 și instrucțiuni legate de depozitare 100

Concluzii 102

BIBLIOGRAFIE 105

LISTA TABELELOR

Tabel I.1:Produse încercate în cadrul încercărilor SBI interlaboratoare 6

Tabel II. 2: Proprietățile fizico-chimice ale polistirenului 18

Tabelul II. 7 Toxicitatea emisiilor de fum din polistiren expandat (EPS) în diverse materiale "naturale" 28

Tabel II. 12. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc pentru polistiren expandat ignifugat 32

Tabel II. 13. Caracteristici polistiren expandat (EPS) ignifugat ARCO EPS 80: 32

Tabel III. 1: Proprietățile polimerilor și copolimeri de PVC 36

Tabel III. 14. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc pentru policlorura de vinil 47

Tabelul III. 16 Parametri experimentali ai textului de con calorimetru58 50

Tabel III. 17: Specificații policlorură de vinil 55

Tabel IV.1. Reducerea minimă a prețului de cost care se putea obține în anul 1965 față de anul 1960, prin folosirea unor pereți despărțitori56. 57

Tabel IV. 2. Diametrul mediu și distribuția diametrului particulelor de gips netratat FGD și gips natural 60

Tabelul IV. 3. Principalele compoziții chimice ale gipsului natural și gipsul netratat (FGD) 60

Tabel IV. 17. Fișa tehnică a patru tipuri de plăci produse marca rigips 72

Tabel IV. 18. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc pentru plăci de ipsos carton folosite în construcții 73

Tabel V. 1. Caracteristicile fizico-mecanice ale plăcilor de interior 77

Tabel V.2 Clasificarea plăcilor din așchii de lemn 77

Tabelul V. 3: Caracteristici fizico-mecanice 80

Tabelul V. 4: Caracteristicile de protecție insectofungicidică și ignifugă 80

Tabelul V.5 : Caracteristicile fizico-mecanice 82

Tabelul V. 11:Intervalele de temperatură ale pirolizei și arderii lemnului 90

Tabel V. 12. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc lemn 90

Tabelul V. 13: Utilizarea mobilierului în Europa și România 96

Tabel V. 14 Caracteristici tehnice ale produsului 97

LISTA FIGURILOR

Figura I. 1: Lanțul de prelucrare a produselor din lemn prefabricate 9

Figură II. 1. Fotografie a unei mostre de polistiren expandat 18

Figura II. 3: Polistiren expandat (EPS) 21

Imagine II 4: Polistiren extrudat (XPS) 21

Figură. II. 5: Polistiren polistirenul extrudat grafitat (EPS) – AF-PLUS 22

Figura II. 6: Utilizarea polistirenului în construcții pentru izolare 25

Figura II. 8: Montarea plăcilor de polistiren pe acoperișul tip terasă 31

Figura II. 9: Montarea polistirenului în interiorul peretelui. 31

Figura II. 10: Montarea polistirenului pe partea exterioară a peretelui 32

Figura II. 11. Montarea polistirenului pe partea interioară a peretelui 32

Figura III. 2: Pardoseală realizată cu material PVC 39

Figura III. 3: Lambriu din PVC folosit la exterior 39

Figura III. 4: Lambriu din PVC folosit la interior 40

Figura III. 5: Perete extensibil din PVC 40

Figura III. 6: Pardoseală acoperită cu material din PVC 41

Figura III. 7: Tapet lavabil din PVC 41

Figura III. 8: Elemente pentru instalații sanitare și pentru realizarea a tubulaturii de ventilare sau climatizare. 42

Figura III. 9: Elemente pentru construcții (pentru scări, mână curentă, rețea pluvială) 42

Figura III. 10: Tuburi din PVC tip IPEY 43

Figura III. 11: Țevi pentru instalații sanitare din PVC 44

Figura III. 12. Profile de diferite tipuri și culori din PVC pentru fabricarea termopanului 45

Figura III. 13. Tipuri de tâmplării din PVC cu două sau trei rânduri de geamuri 45

Figura III. 15: Efectul aplicării diferitelor surse de aprindere prin flacără timp de 60 de secunde la o fereastră din PVC orientată vertical 51

Figura III. 17: Graficul curbelor HRR față de temperaturile din PVC 52

Figura III. 18Evidențierea produselor care au în componență sau sunt confecționate din PVC 55

Figura IV. 4: Balot de plăci de gips carton cu rezistență la foc 62

Figura IV. 5. Placă de gips carton pentru medii cu umiditate crescută 62

Figura IV. 6. Plăci din gips carton pentru izolație fonică 63

Figura IV. 7. Gips carton perforat care oferă izolație fonică și un design deosebit. 63

Figura IV. 8: Placă de gips carton rezistentă la impact 64

Figura IV. 9: Placă de gips carton pentru fațadă 64

Figura IV. 10: Montarea plăcilor de gips carton fără caracteristici speciale pe structură metalica 67

Figura IV.11: Montarea plăcilor direct pe elemente de construcție 67

Figura IV. 12: Plafon suspendat din gips carton pe structura metalică 68

Figura IV. 13: Folosirea gipsului carton la placarea fațadelor (perete exterior) 68

Figura IV. 14: Creșterea temperaturii pe suprafețele plăcilor de gips de tip A și tip F în încercări standard de incendiu (exemplu). 69

Figura IV. 15: Conductivitatea termică a miezului plăcii de gips de tip X în funcție de temperatură. 72

Figura IV. 16: Căldura specifică a miezului de carton tip gips de tip X în funcție de temperatură. 72

Figura V. 1: Schema producerii plăcilor din așchii de lemn 77

Figura V. 5: Elemente componente perete exterior 87

Figura V. 6: Pereți interiori și pardoseli din PAL 87

Figura V. 7:Acoperiș placat cu PAL 88

Figura V. 8: Elementele componente unui planșeu structural 88

Figura V. 9: Elemente componente acoperiș șarpantă 89

Figura V. 10: Utilizarea plăcilor din așchii de lemn în construcții. 89

Figura V. 15: Modul de depozitare al plăcilor pe paleți 98

Figura V. 16: Modul de așezare pentru aclimatizare 99

Figura V. 17: Protecția baloților de plăci cu ajutorul foliei. 99

REZUMAT Scopul acestei lucrări este de a cerceta comportarea la foc a materialelor de construcții și instalații, pe lângă istoria materialelor de constricții și clasificarea acestora, la fiecare capitol am tratat istoria producerii materialului de construcție, moduri de producere,tipurile utilizate în construcții și utilizarea acestora unde au fost prezentate imagini cu montarea sau aplicarea practică în diferite construcții.

Ca și materiale de construcții am abordat mai amănunțit patru dintre acestea: polistirenul, policlorura de vinil, placă de gips carton și plăci din așchii de lemn unde am studiat comportarea la foc, sunt discutate diferitele proprietăți care influențează performanța rezistenței la foc, împreună cu metodele utilizate pentru dezvoltarea acestor proprietăți și modul de utilizare în construcții prin concluziile testelor efectuate în diferite laboratoare din lume unde au fost prezentate particularitățile fiecărui material supus diferitelor teste.

La finalul fiecarui capitol au foste precizate diferite detalii din fișele tehnice a materialelor studiate, de la modul de depozitare, diferite caracteristici sau modul de transportare.

Cuvinte cheie: materiale de construcții, comportare la foc, rezistența la foc, istoria materialelor, construcții

INTRODUCERE

Elementele de construcție trebuie să fie proiectate astfel încât să satisfacă cerințele privind starea de utilizare și limitele de siguranță. Una dintre cerințele majore de siguranță în proiectarea clădirilor este furnizarea unei rezistențe adecvate la foc la diferite componente ale clădirii. Baza pentru această cerință poate fi atribuită faptului că, atunci când alte măsuri de limitare a incendiului nu reușesc, integritatea structurală este ultima linie de apărare. În acestă lucrare, termenul element structural este utilizat pentru componentele de construcție care poartă sarcina (de exemplu, coloanele, grinzile și plăcile).

Rezistența la foc este durata în care un element structural prezintă rezistență în ceea ce privește integritatea structurală, stabilitatea și transferul de temperatură. Cerințele tipice privind rezistența la foc pentru diferitele componente ale clădirii sunt specificate în codurile clădirilor.

În trecut, rezistența la foc a componentelor structurale putea fi determinată numai prin testare. Cu toate acestea, în ultimii ani, utilizarea metodelor numerice pentru calcularea rezistenței la foc a diferiților membri structurali este mult mai acceptată, deoarece aceste metode de calcul sunt mult mai puțin costisitoare și consumatoare de timp.

Performanța la foc a unui element structural depinde în parte de proprietățile materialelor din care este construită clădirea, în general toate construcțiile au la bază materialele uzuale( exemplu: piatră, lemn, și polimeri și materialele de construcții rezultate în urma prelucrării acestora).

Disponibilitatea proprietăților materialelor la distribuția de temperatură permite o abordare matematică a prezenței performanțelor componentelor clădirii expuse la foc.

Atunci când un element structural este supus unei expuneri definite în timp de temperatură în timpul unui incendiu, această expunere va determina o distribuție previzibilă a temperaturii în element. Temperaturile crescute cauzează deformări și modificări ale proprietăților materialelor.

Prin aplicarea cunoștințelor despre deformări și schimbări de proprietăți, metodele obișnuite de mecanică structurală pot fi aplicate pentru a prezice performanța de rezistență la foc. În ultimii ani, s-au făcut eforturi semnificative pentru a dezvolta proprietățile diferitelor materiale de construcție la temperaturi ridicate.

În acestă lucrare sunt prezentate caracteristicile materialelor. Sunt discutate diferitele proprietăți care influențează performanța rezistenței la foc, împreună cu metodele utilizate pentru dezvoltarea acestor proprietăți și modul de utilizare în construcții. Sunt prezentate tendințele privind variația proprietăților termice, mecanice și tendințele pe liniile de comercializare a materialelor de construcție utilizate în mod obișnuit.

COMPORTAREA LA FOC A MATERIALELOR PENTRU CONSTRUCȚII ȘI INSTALAȚII

CAPITOLUL I. Materiale de construcții moderne

I.1Introducere

Cea mai importantă cale pentru dezvoltarea industriei materialelor pentru construcții este cea a introducerii a tehnicii și materialelor noi mai eficiente, prin care se asigură creșterea productivității, scăderea prețului de cost, mărirea capacității de producție, reducerea consumurilor specifice și permit folosirea de procedee tehnologice mai simple.

În aplicarea tehnicii noi în producția de masă trebuie să se țină seama de particularitățile principale ale industriei de construcții și în special de consumul de mari cantități de materiale diverse (agregate, cărămidă, ciment, oțel-beton etc.), cu greutăți tehnice mari; această particularitate conduce la greutăți importante pe metrul cub de construcție și la un consum mare de energie din partea muncitorilor de pe șantiere. Ca urmare, transporturile și manipulările de materiale constituie un element important în desfășurarea producției. Costul materialelor reprezintă circa 35 % din prețul de deviz al construcțiilor industriale și circa 48 % în cazul construcțiilor civile, iar costul transporturilor exterioare și din interiorul șantierului, inclusiv costul lucrărilor de încărcare-descărcare, reprezintă circa 22,5 % din prețul de deviz al construcțiilor industriale și circa 18 % în cazul construcțiilor civile; de asemenea punerea în operă a materialelor, semifabricatelor și prefabricatelor necesită un consum ridicat de efort fizic alcătuite din meserii foarte variate și care reprezintă, pentru construcțiile industriale circa 18 % din prețul de deviz și circa 22 % în cazul construcțiilor civile1.

Tehnica noua în construcții, se realizează în special prin industrializarea construcțiilor și folosirea unor materiale noi, cu eficiență tehnico-economică sporită. Odată cu industrializarea construcțiilor scade consumul de muncă vie pe șantier, prin mecanizarea lucrărilor și prin volumul mare al proceselor de muncă transferate în afara șantierului, în fabrici și ateliere, asigurând creșterea productivității muncii, calitatea bună a lucrărilor și reducerea costului construcțiilor.

Pentru mărirea eficienței economice a acestora, materialele moderne trebuie să rezolve o importantă serie de obiective ale tehnicii noi în construcții cum ar fi :

– reducerea greutății proprii a construcțiilor, care se realizează prin folosirea de materiale ușoare, suficient de rezistente și cu bune proprietăți de izolare termică folosite la elemente de construcție exterioare și prin reducerea secțiunilor elementelor portante utilizând materiale cu rezistență ridicată oțel-beton superior, corzi pentru beton, lemn stratificat, metale ușoare, materiale din polimeri etc.

– creșterea gradului de confort al construcțiilor, o dată cu îmbunătățirea calității și finisării lor, prin lărgirea nomenclatorului de materiale: materiale ușoare, materiale din polimeri , materiale de finisare, materiale și aparatură pentru instalații, materiale pentru izolări, obiecte și aparatură de dotare casnică.

– scurtarea duratei de execuție a construcțiilor, fie prin accelerarea proceselor tehnologice și scurtarea întreruperilor tehnologice, fie prin eliminarea procedeelor tehnologice umede și înlocuirea lor cu cele uscate

– asigurarea continuității lucrărilor pe timp friguros, prin folosirea unor materiale și procedee adecvate.

– sporirea durabilității construcțiilor prin folosirea de materiale rezistente la acțiunea agenților exteriori.

Folosirea materialelor noi oferă totodată arhitecților posibilitatea să revadă ansamblul problemelor legate de destinația și forma construcțiilor și să treacă la forme independente eliberate de restricțiile impuse de materialele tradiționale urmărind îndeaproape condițiile de viață a locatarilor ; acesta este valabil în special în cazul folosirii materialelor din polimeri

Materialele din polimeri sunt frumos colorate, ușor de modelat și asamblat, rezistente și izolante, cu toată grosimea lor redusă transparente, translucide sau opace, putând îmbrăca toate formele, pentru arhitecți reprezintă o gamă largă și nesfârșită de elemente de construcție.

Printre exigențele care se impun la realizarea și exploatarea unei construcții, conform legii calității în construcții, este obligatoriu de respectat și aplicat criteriile privind confortul termic și protecția împotriva zgomotului. Astfel în spațiul construit, în funcție de nivelul de aglomerare se impun anumite limite pentru temperaturile interne, nivelul zgomotelor, umiditatea. Pentru realizarea acestor parametri impuși, se folosesc atât materiale din elemente structurale, cât și materiale sau structuri specifice.

I.2. Istoria apariției materialelor pentru construcții

Necesitatea a reprezentat primul factor ce a determinat apariția locuințelor. În baza acestuia a început evoluția materialelor pentru construcții așa cum le știm astăzi și așa cum sunt foarte bine definite chiar și in legea care guvernează existența și utilizarea lor.

Până să se ajungă la o asemenea de definiție au fost necesari însă mai mult de 10.000 de ani de observații, încercări chiar și eșecuri, pentru a se construi aceste medii artificiale de viață. Abilitatea de construire a clasificat materialele pentru construcție întâi în funcție de resursele locale și apoi de necesitățile sociale, această clasificare ținând totuși cont de parametrii de rezistență a materialelor. De la stuful Nilului, la cărămizile uscate în soare ale Babilonului și de la ”igloo-ul” eschimos, care este capodopera din punctul de vedere al folosiri proprietăților unui material (apa înghețată), nimic din ceea ce constituie un posibil material de construcție nu a fost dat uitării, ci a fost încercat și utilizat până când și-a demonstrat limitele.

Se pare totuși că dintre materialele naturale, ținând seama de arealurile climatice și de densitatea populației cel mai utilizat este lemnul, material care prin proprietățile fizico-chimice (izolator bun), datorită rezistenței la solicitări mecanice și durabilității sale, cât și a ușurinței de prelucrare, în comparație cu alte materiale de construcție. Pe de altă parte, căldura sa, textura plăcută și valoarea decorativă a desenului fibrelor lemnului au făcut ca acest material să fie foarte căutat pentru lucrările de decorație interioară a clădirilor și pentru construcția mobilierului.

În trecut se folosea lemnul brut cu foarte puține prelucrări și tratări, ajungând în prezent să se folosească produse industriale din lemn utilizând și rășinile sintetice, care creează posibilități îmbunătățite de încleiere, combinare și valorificare a deșeurilor de lemn.

Figura I. 1: Lanțul de prelucrare a produselor din lemn prefabricate

Produsele industriale din lemn folosite în prezent în construcții se pot grupa, în afară de cherestea, astfel:

– lemn masiv tratat;

– plăci din fibre de lemn (PFL);

– plăci din particule sau așchii de lemn aglomerat (PAL);

– lemn stratificat și lemn lamelat;

Lemnul masiv tratat se fabrică în prezent prin presare la cald, prin aburire și curbare sau prin impregnare cu rășini sintetice

Plăcile din fibre de lemn sunt constituite din fibre sau fascicule de lemn obținute prin defibrarea mecanică sau semi-chimică a materiei lemnoase, împâslite și încleiate între ele cu diferite rășini în timpul procesului tehnologic.

Plăcile realizate din așchii de lemn, aglomerate cu rășini sintetice, se confecționează din deșeuri sau particule de lemn de foioase moi sau rășinoase, mărunțite pe cale mecanică și aglomerate cu ajutorul unor adezivi sintetici, sub influența presiunii și temperaturii.

Lemnul stratificat este un semifabricat superior, obținut din lemn ameliorat prin stratificare, impregnare, încleiere și presare, lemnul lamelat este confecționat prin încleierea scândurilor și a dulapilor cu adezivi sintetici cu bună comportare la umiditate .

Cel de-al doilea material folosit este piatra. Utilizarea acesteia pe o scară mai mică se datorează în principal arealului de extracție, dificultăților de extracție mai ales pentru mineralele cu foarte bune proprietăți mecanice – bazalt, andezit, și volumelor de transport, la fel ca și lemnul nu se prelucra foarte mult, ajungând în prezent la industrializarea zonei de extracție, prelucrându-se materia primă (roci și piatră naturala) pentru obținerea materiei finite folosite pentru crearea produselor prefabricate pe bază de lianți minerali: produse din ipsos, din beton, din var etc., care se folosesc la elemente structurale ale clădirii, dar și la finisajele acesteia.

Produsele din ipsos sunt materiale obținute din întărirea formelor crude realizate din paste de ipsos curat sau mortar de ipsos cu agregate minerale ușoare sau organice, din acest produs sunt create și plăcile de tencuială uscată căptușită pe ambele fețe cu carton, care a apărut accidental.

”Pe o placă din carton a căzut o cantitate mică de ipsos care, în virtutea gravitației, s-a întins pe carton. Aceasta a fost descoperită după întărirea ipsosului și așa s-a înțeles ce poate ieși din combinația aceasta”.

După cum spune și numele materialului de construcție (placă din tencuială uscată) reiese că este mult mai eficientă decât ipsosul simplu care trebuie combinat cu apă pentru a fi folosit, ducând la un timp îndelungat de uscare, un alt avantaj este montarea simplă, prin baterea cuielor pe o structură din lemn sau cu ajutorul holșuruburilor pe structuri metalice, pentru crearea elementelor de construcție false (pereți, tavane etc.) .

Toate aceste avantaje, cărora nu li se opunea niciun dezavantaj, au transformat placa de gips-carton intr-o prezență aproape obligatorie pe șantierele de construcție.

După epuizarea încercărilor de folosire a materialelor naturale s-a trecut la cele artificiale, dar care au ca trăsături comune, rezistențe mecanice foarte bune, stabilitatea proprietăților pe perioade îndelungate, reciclabilitatea, dar și un consum energetic la producere destul de redus. Putem enumera cu ușurință în această categorie materialele din polimeri care au apărut în 1839, “când Goodyer modifică chimic cauciucul prin vulcanizare cu sulf”.

La început în 1930-1940, polimerii încep să se folosească în construcții ca elemente de finisaje și instalații, sub formă de produse pentru pardoseli (covoare, dale), conducte de apă, accesorii pentru tâmplărie (mânere, olivere) garnituri de etanșare etc.

În vederea ușurării clădirilor și scurtării duratei lor de execuție, o dată cu înfrumusețarea clădirilor și îmbunătățirea confortului lor, constructorii sovietici au trecut în ultimii ani la experimentarea, pentru prima oară în lume, a panourilor mari din polimeri pentru pereți și planșeele clădirilor, realizându-se clădiri întregi experimentale cu elemente de construcție pe bază de polimeri. În acest sens se menționează prima clădire experimentală din lume cu câteva etaje, construită în 1959 la Moscova, având schelet de rezistență și planșee prefabricate din beton precomprimat, toate celelalte elemente de construcție fiind realizate din materiale pe bază de polimeri. Această clădire experimentală ajungând la o greutate de aproximativ 4 ori mai mică decât în cazul unei clădiri obișnuite cu ziduri de cărămidă.

Avantajele utilizării materialelor de construcții din polimeri se datorează tehnologiei de prelucrare și punere în operă a acestora, reducând manopera necesară pe șantier și se accelerează ritmul de realizare a construcțiilor, datorită simplității montajului și eliminarea aproape totale de pe șantier a lucrărilor de finisaje, produsele fiind livrate gata finisate din fabrică, cu dimensiuni cât mai mari, dar cu greutăți mai reduse. Din această categorie fac parte, PVC-ul și polistirenul.

Polistirenul are la bază monomerul stiren. Polimerizarea se face în masă, în suspensie, în emulsie și soluție. Polimerul are aspectul unei pulberi incolore, inodore, netoxice. Temperatura de utilizare, în funcție de calitatea lui, este joasă (între 65 și 90 ˚C). Aproape de temperatura de 140 ˚C devine vâscos. Obiectul format din polistiren are la lovire un sunet metalic.

Din punctul de vedere al utilizării polistirenului se împarte în mai multe tipuri: polistiren de uz general, polistiren rezistent la căldură, polistiren șoc.

Policlorura de vinil (PVC) este rar întrebuințată singură, ea se amestecă cu ingrediente care-i ameliorează proprietățile intrinseci și permit prelucrarea în bune condiții. Ca ingrediente se folosesc plastifianți, stabilizatori, diluanți, lubrifianți, umpluturi, pigmenți.

Toate proprietățile sunt influențate de masa moleculară, proporțiile de plastifianți, stabilizatori, umpluturi în raport cu polimerul și în funcție de natura acestora.

Formele comerciale sub care se prezintă PVC sunt7:

– pulbere pentru formare, perle;

– emulsii, paste,soluții, adezivi;

– semifabricate dure și moi (tuburi, țevi, granule, plăci, profile etc.);

– foi și filme dure și moi;

– fibre,produse celulare, sub formă de plăci sau bloc.

Policlorura de vinil are o rezistență remarcabilă față de acizi concentrați, baze și alcooli.

Apariția noilor elemente, materiale și metode de construcții, rezultat al avântului neîncetat al tehnicii moderne, înseamnă și un important progres al activității de construcții, în special prin:

– îmbunătățirea indicelui de calitate al materialelor folosite, a randamentului acestora, exprimat prin raportul rezistența la rupere/ greutate specifică, fapt ce permite reducerea secțiunii elementelor de construcții și implicit a greutății acestora, spre deosebire de majoritatea materialelor tradiționale, care cu excepția unora prezintă rezistențe mult mai mici la întindere decât la compresiune, majoritatea noilor materiale au calitatea de a putea prelua eforturile unitare importante la această solicitare;

– posibilitatea de a produce noile materiale sau elemente de construcții cu calități și alcătuiri special concepute pentru diverse folosiri, adică alegând materialul cel mai potrivit solicitării;

– atragerea în circuitul economic a unor noi resurse de materii prime, din care unele neexploatate până în prezent.

I.3.Clasificarea materialelor de construcții

În costul de producție al unei construcții noi, materialele au pondere de aproximativ 80%, de aceea reducerea costurilor la fabricarea materialelor de construcții pentru a le oferi la prețuri accesibile, fabricarea unor înlocuitori mai ieftini, utilizarea elementelor tipizate, sunt factori determinați pentru realizarea unei construcții cu eficiență economică crescută. Diversificarea sortimentală este o necesitate economică dar și cerința impusă de arhitectura modernă care solicită materiale ușoare, durabile, estetice. Materialele de construcții diferă între ele prin proprietăți, aspect, materii prime din care se obțin și procese tehnologice de fabricare.

În funcție de proveniența lor, materialele de construcții pot fi naturale sau artificiale. După acest criteriu putem enumera câteva categorii de materiale. Acestea pot fi de origine vegetală (lemnul, paiele, rumegușul), minerală (argilă, pietriș, calcar, nisip, marmură, granit etc.), sau pot proveni din industria metalurgică (în special fierul), chimică și de prelucrare a petrolului (cum ar fi polipropilena, policarbonatul și alte mase plastice).

Cele mai căutate în prezent sunt materialele de construcție ecologice și rezistente. După enumerarea de mai sus le putem clasifica astfel:

Lemnul care se poate folosi în mai multe forme:

produse care păstrează structura inițială a lemnului (bușteni, cheresteaua, grinzi, placaje, scânduri fălțuite, parchet, plinte etc.) ;

produse rezultate din valorificarea superioară a lemnului (plăci din așchii de lemn PAL, plăci fibrolemnoase PFL, lignolitul etc.);

Produse prefabricate pe bază de lianți minerali:

produse din beton greu (elemente prefabricate pentru infrastructură sau suprastructură), beton ușor (blocuri mici pline sau cu goluri);

produse silicocalcare (cărămizi silicocalcare, produse celulare silicocalcare);

produse din ipsos (plăci pentru pereți despărțitori, plăci cu adaos de rumeguș, talaș sau puzderie, plăci din tencuială uscată căptușite pe ambele fețe cu carton (gips carton) etc.);

produse din var;

produse nearse din argilă sau pământ argilos (blocuri de argilă, care au în componență : var, bitum sau ciment etc.);

produse din argilă arsă sau materiale ceramice (cărămizi, țigle, coame etc.);

produse ceramice compacte ( faianța, gresia, porțelanul etc.);

Materiale de construcții din sticlă:

geamuri (geamul colorat termo-absorbant, geamul dublu termoizolant, oglinzi din geam etc.);

piese presate pentru construcții (plăci de tip P,S,T,R, țigle de sticlă, cărămizi de sticlă etc.);

materiale din sticlă cu destinații speciale (sticlă spongioasă, fibre de sticlă, emailurile sticloase etc.);

Materiale metalice:

produse metalice folosite la fundații (fier beton, plasă metalică etc.);

produse metalice folosite la elemente structurale ( profile în formă de Z, U, T, grinzi de rezistență prefabricate etc.);

produse metalice folosite pentru elemente perimetrale și acoperișuri (panourile sendviș, casetele de fațadă, tablă cutată etc.);

produse metalice folosite pentru finisaj (lambriu metalic, coame, opritor de zăpadă, jgheaburi, burlane etc.) ;

Materiale de construcții din polimeri:

polimeri naturali (cauciucul, ebonita, rășini naturale etc.);

polimeri obținuți prin policondensare (fenoplastele, animo-plastele, poliesterii, rășini poliuretanice etc.);

polimeri obținuți prin polimerizare (cauciucul sintetic, polietilena, polipropena, polistirenul, policlorura de vinil PVC, polimetacrilatul de metil Plexiglas etc.);

Materiale de vopsire folosite în scopuri decorative, anticorozive, ignifuge etc.:

lacuri (lacuri epoxidice, lacuri pe bază de derivați celulozici, lacuri pe bază de alchidal, lacuri poliuretanice etc.);

emailuri (emailurile de ulei, emailurile în alcool, emailurile perclorvinilice etc.);

vopselele (vopsele pe bază de ulei sicativ, vopsele de apă, vopsele pe baza de silicați etc.);

grunduri (grunduri pe bază de ulei sicativ, grundul pe bază de nitrat de celuloză, grundurile de alchidal etc.);

Materiale derivate de transformare chimică:

Materiale pe bază de polimeri, derivate din celuloză(viscoza sau celofan, fibra vulcan, nitratul de celuloză, acetatul de celuloză, eticeluloza etc.);

Fiecare material de construcție din cele enumerate mai sus, este foarte important la realizarea unei construcții trainice. Acestea sunt materiale de bază din practica inginerului, folosite la execuția, repararea și întreținerea construcțiilor, instalațiilor și utilajelor de orice fel și reprezintă totalitatea produselor, naturale sau artificiale, folosite de la fundații până la finisaje.

Durabilitatea materialelor și implicit construcțiilor este afectată de factori de natură fizică, chimică și biologică din mediul exterior, durata de exploatare a construcțiilor depinzând de modul în care materialele rezistă la asemenea agenți distructivi. De aceea, în funcție de condițiile de execuție și exploatare ale unei anumite construcții, este necesar a fi alese materialele cele mai ieftine, dar corespunzătoare din punct de vedere tehnic și estetic.

CAPITOLUL II. Comportarea la foc a polistirenului

II. 1. Istoria producerii polistirenului

În construcții pentru prevenirea pierderilor de căldură în clădiri, evitarea condensării vaporilor de apă pe fețe interioare ale zidăriei, măsuri care contribuie la asigurarea condițiilor optime de confort și muncă din punct de vedere termic, la realizarea unui regim economic de folosire a combustibililor, la micșorarea grosimii pereților și implici a greutății construcțiilor se utilizează executarea lucrărilor de izolare termică.

Pentru asigurarea izolării termice, se conferă elementelor de construcție portante o anumită capacitate de izolare termică, folosind materiale de rezistență cu inerție termică ridicată (cărămidă plină sau cu goluri, blocuri de beton ușor etc.) și cu structuri termoizolatoare, separate de partea de rezistență a elementelor de construcție. O structură termoizolatoare se poate realiza prin: materiale termoizolatoare sub formă de plăci aplicate pe pereți, pe planșee etc. și prin materiale termoizolatoare de umplutură introduse în golurile dintre zidăriile pereților din cărămidă sau blocuri mici de beton sau întinse în strat pe planșee de pod, stratul termoizolator protejându-se apoi corespunzător, după cum podul este circulabil sau necirculabil.

Polistirenul este unul dintre primii polimeri sintetici obținuți la scară industrială. Cunoscut încă din 1845 polistirenul a început să fie produs în anul 1930, dar materialele plastice polistirenice au căpătat o dezvoltare deosebită după cel de-al doilea război mondial.

Au fost necesare numeroase cercetări pentru punerea la punct a fabricării economice a stirenului și a stocării lui fără polimerizare. Un progres însemnat în problema eliminării polimerizării premature a stirenului în timpul depozitării a fost înregistrat în urma lucrărilor chimiștilor francezi Mourean și Durafise, care în anul 1922 lucrând în domeniul reacțiilor auto-catalitice și al inhibării lor, au găsit numeroase substanțe în special anumite substanțe aromatice și fenoli, care întârzie polimerizarea stirenului.

Deși încă din anul 1920 s-au pus la punct metode pentru producerea pe scară industrială a stirenului, polistirenul se produce pe scară largă abia din anul 1930. Însă polistirenul obținut a avut însușiri mecanice slabe, a fost casant și s-a îngălbenit cu timpul, din cauza impurităților conținute în stiren și a tehnicii de polimerizare aflate abia la început.

Producerea industrială a polistirenului este legată practic de fabricarea cauciucului sintetic butadien-stirenic, o dată cu care se rezolvă obținerea la scară mare a stirenului. Datorită proprietăților sale remarcabile: transparența, stabilitate chimică ridicată, absorbție aproape nulă de apă, proprietăți dielectrice excelente, polistirenul se afirmă ca un produs de bază în ierarhia materialelor plastice.

Lărgirea producției de polistiren cu noi sortimente rezistente la șoc, de largă folosință pentru fabricarea diferitelor produse industriale și de uz casnic, ca și producerea de polistiren expandat cu însușiri deosebite ca material de izolare termică și acustică, cu utilizări în componența betoanelor ușoare, ca material pentru ambalarea produselor fragile și fine, au făcut ca în prezent polistirenul să ocupe locul al treilea în domeniul producției mondiale de materiale plastice (după policlorura de vinil și polietilena).

În România a început producerea de polistiren la Combinatul petrochimic Borzești în 1963. De atunci producția de polistiren și copolimeri stirenici s-a dezvoltat prin intrarea în funcțiune a noi capacități de producție la Combinatul petrochimic Pitești. În prezent au apărut noi fabrici, iar cele vechi fiind nefuncționale, un exemplu este Combinatul petrochimic Pitești, care este închis.

II. 2: Modalități de producere

Astăzi polistirenul se obține prin toate metodele cunoscute: polimerizare în bloc, soluție, suspensie și emulsie. În afară humo-polistiren, pentru îmbunătățirea proprietăților acestuia se fabrică: copolimeri cu acrilonitrilul sau alți comonomeri, polistiren rezistent la șoc (prin compoundare cu cauciucuri sau prin plastifiere), polistiren expandat, copolimer ABS, polistiren armat cu fibre de sticlă etc.

Utilizările de până acum ale materialelor plastice din grupa polistirenului cunosc o diversitate neatinsă de nici un alt material plastic. Utilizările "consacrate" (în raport cu lista materialelor cunoscute astăzi), sunt semnificative, prin aceea ca atestă îndeplinirea integrală de către material a condițiilor de exploatare. Cele neconsacrate, adică cele la care polistirenul este utilizat în competiție cu alte materiale sunt atât de interesante pentru că permit aflarea acelor condiții de exploatare, care fiind îndeplinite, justifică folosirea și a altor materiale plastice.

Polistirenul (CH2=CH-C6H5) obținut prin polimerizarea stirenului (feniletenă). Este un material incolor, transparent, cu aspect sticlos. La temperatura obișnuită este dur, cu rezistență mare la întindere și încovoiere, dar slabă la șoc. Este hidrofob, bun dielectric, rezistent la diferiți agenți chimici, termoplastici (se înmoaie la 80…85 o C) și se poate expanda. Se utilizează sub formă de plăci albe și colorate la placarea pereților, în amestec cu diferite pulberi minerale la accesorii pentru instalații și tâmplărie. Polistirenul expandat se folosește ca material termoizolator având conductivitatea termică scăzută. Se fabrică simplu sau ignifugat sub formă de plăci de diferite dimensiuni.

Polistirenul trece prin mai multe etape până când ajunge pe pereții unei clădiri. În primul rând, trebuie știut că acesta se obține dintr-un derivat al petrolului. Înainte de prezentarea întregului proces tehnologic, un rezumat pe această temă, este că materia primă trebuie să treacă prin trei faze: pre-expandarea, turnarea în blocuri și tăierea.

Stirenul ajunge la noi în țară sub forma unor granule sferice, cu dimensiuni foarte mici. Containerele cu materia primă, în special adusă din Grecia, sunt transportate cu stivuitorul și descărcate în pâlnia de alimentare a șnecului care conduce granulele din polistiren în cântar și apoi în instalația de pre-expandare. Acest procedeu se realizează în șarje, mărimea uneia fiind de circa 7,6 m3. Preexpandorul are rolul de a agita perlele și împreună cu aburul furnizat de o centrală termică, mărește volumul granulelor de aproape 50 de ori. Materia primă, împreună cu pentanul, un agent de expandare, a cărui concentrație se alege în funcție de densitatea dorită, are o mare influență în produsul finit. Tot acest proces durează circa 2…3 minute. Se obține un semifabricat, adică perle pre-expandate.

Acestea sunt lăsate la uscare. Însilozarea are scopul de a mătura perla, iar acest proces durează cel puțin opt ore.

Granulele de polistiren pre-expandat sunt transportate pneumatic din silozurile de depozitare, cu ajutorul unui ventilator. Ele ajung în silozul pregătitor, apoi în instalația de presare, unde se obțin blocurile. Acestea au dimensiuni de 1,05…1,42 metri, cu o înălțime de 5,12 metri. Greutatea blocurilor diferă în funcție de densitate, fiind cuprinsă între 76…266 kilograme. Presarea granulelor de polistiren se face sub acțiunea temperaturii ridicate din instalație. Presiunea este direcționată în pereții formei după o configurație a aburilor stabilită de operator. Acesta poate observa atât graficul aburilor în interiorul formei, cât și presiunile reale din timpul programului, urmând procesul de tăiere în funcție de dimensiunile solicitate în exploatare.

II. 3. Proprietăți chimice și fizice ale polistirenului

Polistirenul se obține prin polimerizarea hidrocarburii stiren, care provine din etilenă substituită cu fenil: CH2=CH-C6H5.

Se prezintă ca un produs incolor și transparent, cu rezistențe bune la întindere și încovoiere, hidrofob și rezistent la acțiunile agresive chimice. Este mai ușor de circa șapte ori decât oțelul și circa două ori și jumătate decât sticla, are proprietăți electroizolante foarte bune, se poate colora în orice nuanță și nu absoarbe apa.

Figură II. 1. Fotografie a unei mostre de polistiren expandat

Proprietățile fizico-chimice ale polimerilor organici, din care face parte și polistirenul depind de compoziție, structură, gradul de polimerizare și de orientare al macromoleculelor. De aceea, unele din aceste proprietăți variază în limite destul de largi. Astfel, densitatea aparentă poate fi cuprinsă între 15 și 2000 kg/m3. Conductivitatea termică este în general redusă (λ=0,035…0,5 kcal/m o C h), ceea ce determină utilizarea acestor materiale la executarea termoizolațiilor. De asemenea, unii polimeri se caracterizează prin bune proprietăți de izolare fonică, hidrofugă și electrică. De fapt, una din primele întrebuințări a acestor materiale, a fost aceea, de izolanți electrici.

Polimerii prezintă o bună rezistență chimică, cu excepția unora care sunt solubili în solvenți organici, ceea ce permite utilizarea lor la protecția materialelor clasice față de diverse medii agresive.

Materialele din polimeri prezintă însă și unele caracteristici nefavorabile: stabilitate termică redusă (la 70…80 o C polimerii termoplastici se înmoaie, iar cei termorigizi la 200 o C se descompun), coeficient de dilatare termică ridicat, de circa 2…15 ori mai mare decât al oțelului (25·10-6…120·10-6) și proces de îmbătrânire în timp. Unii polimeri, sub influența oxigenului atmosferic, a luminii și a căldurii, prezintă fenomenul de îmbătrânire, care se manifestă mai pierderea elasticității și plasticității, concomitent cu creșterea casanței materialului. Procesul de îmbătrânire se manifestă mai puternic la polimeri cu grad scăzut de polimerizare, respectiv de policondensare. Pentru întârzierea acestui proces, la fabricarea materialelor din polimeri se introduc diverse adaosuri.

Tabel II. 2: Proprietățile fizico-chimice ale polistirenului

II. 4. Tipuri de polistiren

Atunci când vine vorba de izolarea construcțiilor, orice beneficiar, mai puțin informat sau nu, trebuie să țină cont de două aspecte. În primul rând, alegerea materialului corespunzător fiecărei suprafețe din construcție este un factor atât de important, încât întreaga investiție depinde de o decizie corectă. În al doilea rând, un material termoizolant de calitate nu își va îndeplini rolul așa cum trebuie, dacă acesta nu este instalat de către specialiști capabili să realizeze un termosistem “cap-coadă” impecabil. Așadar, vorbim de o relație strânsă între cele doua etape ale procesului de izolare.

Este deja arhicunoscut faptul că imobilele, clădirile, în general, consumă cel mai mare procent de energie (aprox. 40 % la nivel european) fără a oferi nimic în schimb. Din fericire, acest lucru poate fi schimbat prin diferite mijloace, unul dintre ele fiind termoizolarea construcției. Beneficiile de pe urma acestui proces sunt mai mult decât binevenite: crearea unui mediu plăcut la interior, indiferent de atmosfera de afară vară sau iarnă, facturi mai mici la întreținere printr-un consum redus de energie, risc redus de apariție a mucegaiului/igrasiei și factorul nepoluant sunt cele mai de preț avantaje de care orice proprietar se poate bucura.

Polistirenul este produs în două tipuri: calitatea standard și calitatea modificată împotriva incendiului, desemnată prin codul "SE". Întârzietorul de flacără sau SE, care fac materialul expandat mult mai dificil de aprins, reduc considerabil ratele de răspândire a flăcării. Unele țări, cum ar fi cele din Scandinavia, folosesc doar clasa standard, în timp ce altele, de exemplu Germania, utilizează doar clasa SE.

Într-o clădire suprafețele ce pot fi izolate sunt numeroase: de la fațade, pereți interiori, pereți despărțitori, pardoseala, până la acoperiș, subsol sau fundații. Așadar, zone diferite cu cerințe diferite. De aceea, există doua tipuri de polistiren: expandat (EPS) și extrudat (XPS). Dacă primul dintre ele se utilizează cu succes pentru termoizolarea la interior și exterior a fațadelor și acoperișurilor, polistirenul extrudat se recomandă a fi folosit acolo unde sunt încărcări mecanice extreme și grad mare de umiditate, precum pereții de la subsol.

Alegerea tipului de polistiren, se face ținând cont de două aspecte atunci când vine vorba de achiziția unui produs, nu doar de calitate, ci și în conformitate cu specificațiile suprafeței ce urmează a fi izolata. Rezistența la compresiune și indicele de conductivitate termică sunt acestea, de ele depinde reușita unei termoizolații. Pe scurt, cu cât indicele de conductivitate termică este mai mic, cu atât rezistența la transfer termic este mai bună, iar cu cât indicele la compresiune este mai mare, cu atât rezistența fizică a polistirenului este mai bună.

De aceea, există sub-categorii de polistiren cu indici mai mici sau mai mari, în funcție de nevoile fiecărei zone din locuință. De exemplu, polistirenul expandat EPS-AF80 de la Austrotherm este ideal pentru termosisteme la fațade lipite, fațade ventilate și pereți ușori (lemn). În plus, este ecologic, nu afectează nici mediul înconjurător, dar nici sănătatea ocupanților. De aceea, se recomandă folosirea lui în spitale, școli, instituții publice, precum și în clădirile cu un consum redus de energie, precum casele pasive.

O generație mai avansată este polistirenul expandat grafitat EPS–AF–PLUS tot de la Austrotherm. Aici, cuvântul grafitat este cel care face diferența, acest tip de polistiren reprezentând o inovație în domeniu. Potrivit specialiștilor, polistirenul expandat grafitat este cu 20 % mai eficient termic decât polistirenul expandat clasic. De exemplu, pentru a obține o termoizolare asemănătoare cu cea oferită de către un polistiren grafitat de 10 cm grosime, ar trebui să se folosească un polistiren expandat clasic de minimum 12 cm. Pentru o identificare mai ușoară a polistirenului grafitat, cei de la Austrotherm au adăugat o dungă roșie pe laterala pachetului.

În conformitate cu cele redactate mai sus avem următoarele tipuri de polistiren:

Figura II. 3: Polistiren expandat (EPS)

Imagine II 4: Polistiren extrudat (XPS)

Figură. II. 5: Polistiren polistirenul extrudat grafitat (EPS) – AF-PLUS

II. 5. Producători autohtoni și internaționali de polistiren

În anul 2009, principalii producători de polistiren din România estimau o creștere în volum a pieței de profil cu până la 20 %, mult sub ritmul înregistrat în anii anteriori, până la 4,2 milioane de metri cubi în volum, iar ca valoare piața va ajunge în jurul sumei de 120 de milioane de euro, în condițiile menținerii prețurilor.

Piața de polistiren din România a înregistrat în anii 2003-2008 o evoluție spectaculoasă, atât în ceea ce privește numărul producătorilor din piață, cât și în cazul consumului de polistiren expandat pe locuitor.

Așadar, dacă în 2003 în România se consuma în medie un metru cub de polistiren la 50 de locuitori, în 2008 consumul mediu a ajuns la un metru cub la șase locuitori, în continuare mai mic însă decât consumul din statele vest-europene, unde spre exemplu în Germania se consumă un metru cub la doar doi locuitori sau chiar decât consumul mediu din alte state est-europene, precum Polonia, unde consumul mediu este de un metru cub la patru locuitori.

În ceea ce privește evoluția pieței în anul 2008, creșterea pieței s-a accentuat în cea de-a doua jumătate a anului, la sfârșitul celui de-al patrulea trimestru din 2008, fiind estimat un ritm de creștere de peste 20 % anual, care va împinge astfel piața la aproximativ 100 de milioane de euro ca valoare, respectiv la 3,5 milioane de metri cubi ca volum.

În 2009 toți producătorii mizau pe lucrările de reabilitare termică cu finanțare de la bugetul statului, pentru a compensa reducerea vânzărilor din sectorul imobiliar rezidențial afectat de criza economica internațională, care a dus la scăderea accesului la finanțare.

Marii producători ai polistirenului din România estimau că demararea programului național de reabilitare a clădirilor vechi va aduce un plus de cerere pe piața de polistiren cu cel puțin 150.000 de metri cubi în anul 2009, ceea ce va compensa scăderile din sectorul imobiliar.

Un indicator al creșterii producției de polistiren expandat este reprezentat și de creșterea importurilor de stiren (materie primă pentru polistirenul expandat) din perioada 2014 – 2015, adică un avans de 4,72% în ianuarie – octombrie 2015 față de aceeași perioadă din 2014. Piața de polistiren expandat din România a devenit superioară din punct de vedere calitativ celei din Bulgaria sau celei din Polonia, deoarece România a implementat normativele europene în ceea ce privește randamentul termic al termoizolației, ceea ce a dus la o majorare în funcție de zonele climaterice, la 10 cm în zona 1 și până la 15 cm în zona 4.

Un alt indicator este în sectorul rezidențial, care avut o contribuție la creșterea pieței de polistiren expandat. Până în acest moment, în București, au fost reabilitate termic 2.337 din 9.244 de blocuri de locuințe, adică 25 % din totalul blocurilor de locuințe, conform Ministerului Dezvoltării Regionale și Administrației Publice, ceea ce înseamnă că există un potențial ridicat de creștere pe acest segment. Spre comparație, în țară, procentul de blocuri reabilitate este semnificativ mai mic, deoarece schema de finanțare guvernamentală a fost extrem de redusă în ultimii ani.

Producătorii de polistiren expandat membri ai Asociației ROMPES (Asociația Producătorilor de polistiren Expandat din România):

– Austrotherm este una dintre primele firme care și-a extins domeniul de activitate prin înființarea de noi sucursale în țări din Europa Centrală și de Est, fiind prezentă pe piața românească a materialelor de construcții încă din 1999. Datorită solicitărilor ascendente pentru termoizolații, concernul a decis deschiderea unei noi capacități de producție, în comuna Horia, județul Neamț. Austrotherm este unul dintre primii producători de materiale termoizolante din Austria. În 1953 Oswald Nowotny deschide porțile fabricii, devenind astfel primul producător austriac de Styropor. În prezent Austrotherm este membră a concernului Schmid Industrie Holding, din care mai fac parte Baumit și Murexin.

– Arcon este o companie producătoare de materiale de construcții din Sfântu Gheorghe, înființată în anul 1994. Arcon este unul dintre cei mai mari producători de membrane bituminoase cu elastoplastomeri pentru hidroizolații, și are una dintre cele mai mari capacități de producție a polistirenului expandat din România. Capacitatea maximă a fabricii de membrane Arcon este 20 de milioane de metri pătrați pe an, iar fabrica de polistiren expandat poate atinge anual un volum maxim de 500.000 de metri cubi. Această companie importantă în zona producției de hidro și termoizolații din România, și-a cesionat fabricile de polistiren din Sfântu-Gheorghe și București companiei Hirsch Porozell, membră a grupului austriac Hirsch-Servo.

– Swisspor este o companie elvețiană, fiind unul dintre cei mai importanți dezvoltatori, fabricanți si furnizori de produse și servicii pentru eficientizarea energetică și anveloparea estetică a clădirilor. Grupul Swisspor este prezent la nivel european prin intermediul filialelor sale naționale. În România, grupul operează prin intermediul celor două unități ale sale, Swisspor SA Ploiești și Isopor SRL Cluj-Napoca, fiind unul dintre formatorii pieței termo si hidroizolaților în construcții, desfășurând acțiuni de promovare a eficienței energetice.

Swisspor România oferă o gamă largă și inovația de produse si sisteme adaptate, optimizate si testate pentru aplicații diverse în construcții.

– Adeplast SA este o companie producătoare de materiale de construcții din Oradea, înființată în 1994. În august 2011, Adeplast a inaugurat o fabrică de polistiren la cu o capacitate de 700.000 metri cubi anual (cea mai mare și mai modernă de acest fel din Europa), în urma unei investiții de peste 4 milioane de euro. În anul 2012, Adeplast a cumpărat fabricile de polistiren expandat Zentys. Din anul 2015 toate fabricile Adeplast dețin certificare europeană ETAG 004 pentru termosisteme.

Lista cu producători de polistiren membri ai asociației ROMPES continuă cu Plastics Europe, Thermopor, Firos, Mindo și Hirsch Porozell.

Asociația Producătorilor de Polistiren Expandat din România (ROMEPS) a fost înființată în anul 2004, din 2011 activând sub această denumire. Asociația își propune să promoveze pe piața din România un standard de calitate pentru producătorii de polistiren și să vegheze la respectarea reglementărilor. Împreună cu partenerii lor, Liga Asociațiilor de Proprietari Habitat și Asociația Română de Dreptul Construcțiilor, își propun să dezvolte programe de creștere a nivelului lucrărilor în construcții și să mențină un dialog constant și susținut cu autoritățile.

II. 6. Utilizarea polistirenului în construcții pentru izolare

Utilizarea polistirenului expandat pentru reabilitarea termică este cea mai bună soluție pentru obținerea unui confort termic, atât în raport cu prețul corect al investiției, cât și cu perioada scurtă de amortizare a acesteia. În următoarea figură este prezentată folosirea polistirenului începând de la elementele de fundație, elemente structurale, planșee intermediare sau de pod, până la acoperiș.

Figura II. 6: Utilizarea polistirenului în construcții pentru izolare

Autoritățile europene au atras atenția că, sub pretextul unor caracteristici care nu au legătură cu eficiență energetică, se recomandă și se utilizează materiale de termoizolație care nu amortizează investiția făcută nici după 50 de ani. Din nefericire, există multe situații în care sunt recomandate anumite produse care atrag un consum energetic necesar producerii lor de 3-5 ori mai mare decât energia economisită prin aplicare. Se precizează, spre deosebire de materialele organice obținute prin topire, polistirenul expandat este creat mecanic, prin expandarea granulelor de stiren. Compoziția este simpla, respectiv 2 % celule de polistiren și 98 % aer. Stirenul expandat este compresat în blocuri mari, care, în final, sunt tăiate la diferite dimensiuni și grosimi. Obținând, în acest fel, plăci termoizolante cu o greutate redusă, ușor de montat și cu un raport excelent calitate-eficiență – preț. În medie, termoizolarea clădirilor din România a generat o scădere a costurilor pentru încălzire cu 40 %, însă, în funcție de calitatea materialelor folosite, cheltuielile pot fi reduse cu până la 84 %. Mai mult, EPS este un produs ignifugat, ce poate fi reciclat mecanic si chimic, care lasă peretele să respire.

II. 7. Comportarea la foc, reacția la foc, rezistența la foc și încercări la foc a polistirenului

Comportarea la foc a polistirenului expandat (EPS) atunci când este utilizat ca material izolant în clădiri, acest subcapitol va lua în considerare toate aspectele legate de performanța la foc a EPS în ceea ce privește eliberarea căldurii, răspândirea flăcării, producerea fumului și toxicitatea și contribuția sa la propagarea focului. Sunt furnizate informații privind caracteristicile spumei EPS ca bază pentru evaluarea comportamentului său atunci când sunt supuse surselor de aprindere. Se evaluează, de asemenea, performanțele aditivilor rezistenți la foc.

Polistirenul extins este derivat în principal din monomerul stiren și expandat pentru a forma o structură celulară în mod substanțial din celule închise. Atunci când se ia în considerare comportamentul la incendiu al oricărui material de construcție, este important să se constate că evaluarea trebuie să se bazeze pe performanța sa în condițiile de utilizare finală. Această performanță va depinde nu numai de natura chimică a materialului, ci și în cea mai mare măsură de starea sa fizică. Astfel, factorii importanți care trebuiesc luați în considerare pentru a determina pericolul potențial de incendiu al EPS sunt:

– densitatea spumei și forma produsului;

– configurația acestuia față de o sursă de aprindere;

– utilizarea oricărei legături la un substrat sau o față;

– locația produsului (care va influența transportul termic);

– disponibilitatea oxigenului (ventilație);

În practică, comportamentul său de ardere depinde de condițiile în care este folosit, precum și de proprietățile inerente ale materialului. Aceste proprietăți inerente diferă, în funcție de materialul celular folosit la fabricarea EPS – ului, cu sau fără un aditiv ignifug. Legarea altor materiale de polistirenul celular afectează considerabil comportamentul său de ardere. Se recomandă insistent ca polistirenul expandat să fie întotdeauna protejat de un material confecționat sau prin încapsulare completă.

În timpul arderii, polistirenul expandat se comportă ca și alte hidrocarburi cum ar fi lemnul, hârtia etc. Produsele de ardere sunt în principiu monoxid de carbon și stiren: în timpul unui incendiu, stirenul poate fi descompus în continuare, în oxizi de carbon, apă și o anumită cantitate de funingine (fum).

Dacă EPS este expus la temperaturi de peste 100 °C, acesta începe să se înmoaie, să se contracte și în cele din urmă să se topească. La temperaturi mai ridicate, produsele combustibile gazoase se formează prin descompunerea topiturii. Indiferent dacă acestea pot fi aprinse de o flacără sau scânteie depinde în mare măsură de temperatura, de durata expunerii,fluxul de căldură și aerul din jurul materialului (disponibilitatea oxigenului).

În mod normal, polistirenul nu se va aprinde prin scântei de sudură sau jarul unei țigări aprinse; totuși, flăcările mici vor aprinde ușor cu excepția cazului în care conțin aditivi ignifugi Temperatura de aprindere a acestui material este de 360 °C, iar dacă acesta este tratat ajunge la 370 °C.

Temperatura de autoaprindere a EPS – ului topit în clasa sa standard este de 450 °C. După aprinderea metrialului standard, arderea se va răspândi ușor pe suprafața expusă datorită densității scăzute 98 % aer și 2 % polistiren și va continua să se ardă până când se va consuma tot materialul, prin urmare cantitatea de căldura eliminată este de asemenea scăzută.

Prezența aditivilor retardanți la flacără în gradele SE conduce la îmbunătățiri semnificative ale comportamentului la foc a polistirenului. În prezența surselor mari de aprindere sau a fluxurilor de căldură semnificative, de exemplu mai mare de 50 kW/m2, de la incendii care implică alte materiale, gradele polistirenului SE vor arde în cele din urmă, reflectând natura organică a acestuia.

Produsele de descompunere ale aditivului provoacă stingerea flăcării, astfel încât atunci când sursa de aprindere este îndepărtată, materialul nu va continua să ardă. HBCD este un compus organo-bromic cicloalifatic și nu poate fi comparat cu substanțele ignifuge aromate, a căror utilizare a fost interzisă.

Testele efectuate într-un laborator din industrie au arătat că panoul din EPS s-a retras rapid de la sursă de căldură și sa prăbușit într-un film de polistiren topit. Nu s-a observat nici o aprindere flacără la un flux de căldură de până la 20 kW/m2. Valoarea calorifică a materialului polistiren expandat (40 MJ/kg) este de aproximativ două ori mai mare decât cea a lemnului (18,6 MJ/kg), dar ținând cont de densitățile comparative ale celor două produse, volumul calorific din materiale de polistiren expandat este de 540 MJ/m3 până la 1250 MJ/m3, comparativ cu 7150 MJ/m3 până la 10 400 MJ/m3 pentru produsele celulozice, cum ar fi fibrele sau cherestea. Un strat de EPS de 200 mm grosime de 20 kg/m3 reprezintă aceeași cantitate de energie ca un strat de lemn de pin de 17 mm grosime.

De obicei polistirenul expandat este folosit cu un strat de material pentru protecția împotriva agenților corozivi, dacă o parte din materialul izolator este distrusă atunci se poate aprinde EPS- ul, dar nu se poate dezvolta datorită lipsei de circulație a aerului de ardere.

Fumul este un factor important în incendiu, o densitate mare de fum va împiedica căutarea unei ieșiri de urgență, sporind astfel riscurile pentru ocupanți, datorită atmosferei viciată create. Particulele de fum produse într-un incendiu sunt mari, negre și neregulate. Densitatea fumului produs crește odată cu temperatura și cu intensitatea fluxului de căldură, cantitatea de fum este limitată de raportul dintre masă și suprafața favorabilă a spumei de joasă densitate.

În mod normal, polistirenul este protejat de incendiu de materialele aplicate pe acesta și se va aprinde numai atunci când întreaga clădire se aprinde. În consecință, se poate concluziona că EPS, atunci când este utilizat corect în aplicațiile recomandate, nu conduce la un risc crescut de densitate a fumului.

Toxicitatea fumului a fost măsurată pentru lemn, lână, mătase, bumbac ignifug și trei tipuri de polistiren. În cazul EPS, toxicitatea fumului pare să fie considerabil mai mică decât cea a celorlalte materiale. Cercetarea toxicității degajării de fum provenit din arderea materialului a fost efectuată în conformitate cu metoda DIN 53436. În acest test, eșantioanele sunt încălzite la 300, 400, 500 și 600 °C. Pe lângă diferitele tipuri de EPS, s-au studiat: produse naturale individuale, cum ar fi lemn de pin, PAL, plută expandată și triplex, cauciuc, . Rezultatele sunt rezumate în tabelul de mai jos.

Degajarea de fum provenită din EPS a apărut cel mult la fel de toxic ca sau mai puțin toxic decât cel produs de materiale naturale pe întreaga gamă. El a marcat foarte bine pe baza volumelor egale ale probelor de testare, datorită densității extrem de scăzute și greutății ușoare a EPS (98 % aer). În plus, în EPS-SE nu sa constatat nici un efect negativ asupra dezvoltării fumului de la agentul ignifug. Tabelul arată cantitățile semnificative de monoxid de carbon și monomer stiren sunt eliberate când EPS este ars. Toxicitatea lor relativă poate fi estimată din cifrele pentru valoarea lor acută de inhalare-toxicitate (L/C 50 perioadă de inhalare 30 min) de 0,55 % v/v pentru monoxid de carbon și 1,0 % v/v pentru stiren. Astfel, toxicitatea acută de inhalare a stirenului este mai mică decât cea a monoxidului de carbon, iar concentrația sa în produsele compoziției EPS este, de asemenea, mai mică la temperaturile ridicate întâlnite într-un incendiu

Tabelul II. 7 Toxicitatea emisiilor de fum din polistiren expandat (EPS) în diverse materiale "naturale"

În concluzie polistirenul este inflamabil, așa cum este cazul cu atât de multe alte materiale de construcție. Cu toate acestea, acest lucru este relevant numai dacă evaluați EPS ca material izolant expus.

Din fericire, filozofia privind siguranța la incendiu în Uniunea Europeană a fost dezvoltată pe baza sau în scopul evaluării structurilor sau produselor "în condiții de utilizare finală". Prin urmare, vor fi stipulate cerințe de performanță în raport cu elementul de construcție complet. Se recomandă insistent ca polistirenul expandat să fie întotdeauna protejat de un material confecționat sau prin încapsulare completă. Luând în considerare acești factori, se poate concluziona că produsele din polistiren expandat nu prezintă un risc excesiv de incendiu și nu conduc la un risc crescut de densitate a fumului atunci când sunt instalate corect în aplicațiile recomandate. De asemenea, am trecut în detaliu asupra naturii și caracteristicilor materialului EPS. Am demonstrat că, din punct de vedere al toxicității în caz de incendiu sau de ardere, acest material de plastic scade la fel de bine sau mai bine decât produsele naturale, cum ar fi lemnul, inul, iuta, etc.

O altă companie, AdePlast a realizat recent un test în Ungaria, în cadrul Institutului Maghiar de Încercări (EMI), pentru a clasifica reacția la foc a termosistemului.

Testul a durat o oră și pe tot parcursul, termosistemul nu a ars și nici nu a întreținut arderea. Testul s-a realizat pe un termosistem AdePlast ETAG 004, realizat cu materiale ignifugate.

II. 8. Moduri de protecție împotriva incendiilor a polistirenului

Protecția polistirenului împotriva incendiului se realizează pentru a răspunde nevoilor de siguranță socială în producție și viață, pentru a preveni incendiile și a proteja viețile și proprietățile oamenilor a încetini viteza de propagare a incendiului, stopează arderea, face materialul mai rezistent la aprindere, iar în cazul unui incendiu cu ardere rapidă, datorită mediului înconjurător, dezvoltarea este încetinită, iar lichidarea acestuia este mai ușoară.

Modurile principale de protecție împotriva incendiului sunt :

– introducerea aditivilor retardanți de flacără: Inhibitorul de flacără este aplicarea tehnologiei ignifuge în viața reală. Este un auxiliar chimic special utilizat pentru îmbunătățirea proprietăților de ardere a materialelor combustibile și inflamabile și este utilizat pe scară largă în prelucrarea cu întârziere a flăcării a diferitelor materiale de decorare. Materialul prelucrat de către agentul ignifug poate preveni, întârzia sau opri în mod eficient propagarea flăcării atunci când este atacat de surse externe de incendiu, pentru a obține rolul de retardare a flăcării.

Un exemplu de aditiv este hexabromociclododecanul retardant la foc (HBCD). Acest lucru are un efect benefic atunci când polistirenul expandat (EPS) este expus la o sursă de foc. Într-adevăr, HBCD nu formează dioxine toxice și furani în timpul arderii. Aceasta a fost comunicată de Ministerul German pentru Mediu în 1990 pentru arderea polistirenului cu un conținut de HBCD de cel puțin cinci ori mai mare decât în mod normal (3% din greutate).

– aplicarea materialelor de finisaj (strat de tencuială, adezivi etc.), aceste materiale limitează atingerea flăcării de materialele termoizolatoare ale clădirii.

Figura II. 8: Montarea plăcilor de polistiren pe acoperișul tip terasă

Figura II. 9: Montarea polistirenului în interiorul peretelui.

Figura II. 10: Montarea polistirenului pe partea exterioară a peretelui

Figura II. 11. Montarea polistirenului pe partea interioară a peretelui

Așadar, polistirenul este inflamabil, așa cum este cazul cu multe materiale de construcție. Acest lucru este relevant numai dacă evaluați polistirenul ca material izolant expus. Se recomandă insistent ca polistirenul expandat să fie întotdeauna protejat de un material confecționat prin încapsulare completă sau folosirea aditivilor retardanți la flacără la fabricarea acestuia. Luând în considerare acești factori, se poate concluziona că produsele din polistiren expandat nu prezintă un risc excesiv de incendiu

II. 9. Date tehnice polistiren

Conform datelor măsurate în testul de colț, ISO 9750 și PrEN 138 (SBI) avem:

Tabel II. 12. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc pentru polistiren expandat ignifugat

Tabel II. 13. Caracteristici polistiren expandat (EPS) ignifugat ARCO EPS 80:

CAPITOLUL III. COMPORTAREA LA FOC A POLICLORUREI DE VINIL (PVC)

III. 1. Istoria producerii materialului.

De-a lungul timpului oamenii au încercat să utilizeze materiale din ce în ce mai rezistente care să le ofere produse finite cu o fiabilitate ridicată. Alchimiștii au studiat și experimentat secole la rând din dorința de a obține material noi, sintetice care ar putea oferii beneficii ce nu se găsesc în produsele naturale. Astfel a apărut și PVC-ul.

El este unul dintre cele mai vechi materiale sintetice cu cea mai lungă istorie în producția industrială. Istoria sa timpurie are la bază o serie de descoperiri multiple accidentale în locuri diferite ale globului, descoperiri ce s-au făcut în momente diferite ale evoluției sale, precum și căutări fără succes pentru aplicații comerciale de care industria ar avea nevoie.

Waldo Semon fiind cel care a conceput ideea de PVC ca un strat rezistent la apă pentru țesături. Vânzările au explodat rapid, cu o gamă de produse care se extinde rapid. Cererea, s-a accelerat din nou în timpul celui de al doilea război mondial, atunci când materialul înlocuiește rapid materiale tradiționale pentru izolarea de cabluri pe nave militare.

În anul 1950 mult mai multe companii au început să producă policlorură de vinil și volumele au crescut dramatic în întreaga lume. Dezvoltatorii au găsit rapid în continuare de-a lungul deceniilor, utilizările inovatoare și metode rafinate pentru a spori durabilitatea, deschizând uși pentru aplicații în domeniul construcțiilor.

Produsele din acest material au devenit rapid esențiale pentru industria construcțiilor; rezistența materialelor plastice la: lumină, substanțe chimice și coroziune, făcându-le cea mai bună opțiune pentru aplicațiile în construcțiile realizate.

Prin anii 1980, douăzeci de societăți au fost producătoare de PVC. În prezent, PVC-ul este a treia cea mai bine vândută marfă din plastic din lume, după polietilenă și polipropilenă. Costul redus al PVC-ului, durabilitatea excelentă și prelucrabilitatea, au făcut ca materialul sa fie o alegere pentru zeci de industrii, cum ar fi cea medicală, IT, transporturi, textile și construcții.

Acest material de construcții reprezintă cel mai des întâlnit în lume plastic. Se utilizează la producerea diferitor produse începând de la ambalaje pentru protejarea produselor alimentare și terminând cu fabricarea unor piese pentru automobile. La fel, printre aceste două categorii se află și producerea de uși și geamuri din PVC foarte utilizat la moment.

PVC-ul este utilizat mai mult în domeniul construcțiilor: de la o simplă conductă pentru apă și până la profile pentru geamuri și uși. Mai puțin utilizat este în domeniul alimentar și cel farmaceutic. Diversitatea și criteriile de performanțe, acest material a devenit la momentul actual un material preferat datorită prețurilor mici.

Este un material destul de puternic și rezistent la umiditate, tocire, el nu ruginește și nu putrezește. La fel, PVC-ul nu permite curentului electric să treacă și deosebit de rezistent incendiilor. PVC-ul asigură o mare economie de energie termică. Datorită folosirii intense, asupra PVC-ului s-au efectuat diferite teste și analize, în urma căruia s-a ajuns la concluzia că PVC-ul:

– provine dintr-o sursă naturală foarte ieftină și este permanent în dezvoltare;

– nu este dăunător mediului și consumă puțină energie termică;

– este un material cu o durabilitate mare și este foarte rezistent;

Un mare avantaj în utilizarea PVC-ului este protecția celei mai principale surse naturale, și anume, a pădurilor. Odată cu creșterea utilizării PVC-ului, scade utilizarea lemnului, și totodată tăierea pădurilor. După utilizare, la arderea în instalații speciale, PVC-ul nu degajă gaze toxice în atmosfera. Atâta timp cât spre acest material nu sunt îndreptate surse de foc sau este treptat îndepărtat de lângă foc, nu arde, ci se topește.

III. 2. Metodă de obținere a policlorurii de vinil.

Acest material se obține prin polimerizarea clorurii de vinil, care este o reacție puternică exotermă care poate fi declanșată cu ajutorul inițiatorilor radicali.

Clorura de vinil se obține în prezent, prin două procedee: sinteza din acetilenă și acid clorhidric și descompunerea dicloretanului.

În primul procedeu, impuritățile prezente în acetilena utilizată constituie un factor determinat, deoarece acetilena obținută din carbit este relativ impură ca urmare a prezenței hidrocarburilor parafinice, în particular, hidrocarburilor etilenice și acetilenice superioare. Acidul clorhidric poate de asemenea să conțină impurități dacă este un subprodus al altor procese, în timp ce acela obținut prin sinteză directă este practic pur.

În procesul de cracare a dicloretanului, formarea clorurii de vinil, care este efectuată la temperaturi înalte, este însoțită de reacții secundare care duc la obținerea de hidrocarburi saturate și nesaturate clorurate. Impuritățile ce pot fi găsite în clorura de vinil brută produsă pe ambele procedee enumerate sunt: etan, etilena, acetilena, propan, propilena, izobutan, propadiena etc18.

Polimerizarea acestui material se poate realiza prin 3 procedee: în masă, în emulsie, în suspensie. Procedeul folosit pentru producția PVC-ului este polimerizarea in masă.

Procesul tehnologic de polimerizare a clorurii de vinil în masă exclude o serie de operații ca: filtrarea, spălarea, uscarea polimerului, cum și operațiile premergătoare de purificare a apei, pregătirea agenților tensioactivi etc. Excluderea agenților tensioactivi îmbunătățește obținerea polimerului cu o capacitate mică de absorbție a apei și cu un grad mare de puritate.

O proprietate caracteristică a policlorurii de vinil obținută prin polimerizare în masă este capacitatea de a absorbi plastifiantul, motiv pentru care poate fi folosit cu succes la prelucrarea produselor plastifiate. La polimerizarea prin acest procedeu, prin creșterea gradului de conversie a monomerului crește viscozitatea mediului de reacție și se înrăutățește transferul de căldură, ceea ce duce la formarea polimerului micromolecular, datorită supraîncălzirilor locale.

S-a studiat dependența conținutului de fracțiuni micromoleculare în polimer și a unor proprietăți fizice a pulberii de policlorură de vinil de gradul de conversie al clorurii de vinil la polimerizarea în masă. Experimentul s-a executat într-un reactor cilindric orizontal rotativ,cu o capacitate de 1650 l; agitarea s-a efectuat cu ajutor unor bile; drept inițiator s-a folosit dinitrilul acidului azoizobutiric la 50 ˚C.

III. 3. Proprietățile fizice și chimice ale policlorurii de vinil.

Policlorura de vinil (PVC) este o pulbere solidă, albă (care la prelucrarea sub influența presiunii și temperaturii, își schimbă culoarea în portocalie până la brună), incoloră, insipidă, cu rezistențe mecanice mari. Se fabrică în două calități, iar proprietățile acestui material sunt prezentate în tabelul IV. 13: PVC dur, rigid, neplastifiat și PVC plastifiat flexibil, elastic care se poate lamina în foi. Are o rezistență chimică ridicată, rezistența la uzură mare, se înmoaie la 70…85 ˚C și curge la 160…180 ˚C. La temperaturi scăzute are o comportare casantă, iar la solicitare de durată la temperatură constantă, rezistența la tracțiune scade mult.

La temperatura camerei și presiune atmosferică normala, clorura de vinil este un gaz incolor, inflamabil, cu un plăcut miros eteric. Prin răcire sub -13,9 ˚C, sau comprimare, este un lichid incolor mobil.

Densitatea în stare gazoasă la 0 ˚C este 2,86 g/l, iar în stare lichidă la 0 ˚C 912 g/l. Clorura de vinil este foarte puțin solubilă în apă, dar se dizolvă în compuși clorurați, alcool și alți solvenți.

Produsul poate fi transportat și depozitat în containere de oțel. În caz de depozitare îndelungată pe timpul călduros, clorura de vinil se inhibă împotriva auto-polimerizării.

Proprietăți material:

Versatilitatea, claritatea (transparența), ușor de amestecat, rezistența, durabilitatea rezistent la grăsimi, ulei și chimicale, caracteristici de curgere și proprietăți electrice stabile.

Acest material este rezistent la acizi, alcalii, alcool și apă. Ea poate fi dură sau moale (plastifiată). Policlorura de vinil neplastifiată este rezistentă și la produse petroliere.

Proprietățile materialului plastifiat sunt modificate și depind de natura și cantitatea plastifiantului care influențează proprietățile fizico-mecanice, electrice și rezistența chimică a produsului; materialul plastifiant devine elastic și se poate trage în foi de diferite grosimi.

Principalele produse din policlorură de vinilin folosite ca materiale pentru instalații:

– materiale din policlorură de vinil pentru instalații tehnico-sanitare (țevi de presiune de regim de 10; 6 și 2,5 kgf/cm2, inclusiv fitinguri și piese fasonate de scurgere);

– materiale de policlorură de vinil pentru instalații electrice (tuburi înlocuitoare de tuburi izolante, ușor protejate, I.P., inclusiv accesorii).

Tabel III. 1: Proprietățile polimerilor și copolimeri de PVC

III. 4. Tipuri de policlorură de vinil și utilizarea lor în construcții și instalații

Policlorura de vinil, de asemenea cunoscută sub numele de polivinil sau vinil, abreviat PVC, este al treilea material larg produs din lume. Reprezintă materia primă în proporție de 50% în industria construcțiilor deoarece este ieftin înlocuind cu succes lemnul și unele metale.

Acesta vine în două forme de bază:

– rigid, utilizat în construcții pentru țevi și în aplicații de profil, cum ar fi ușile și ferestrele;

– flexibil realizat prin adăugarea de plastifianți, cei mai răspândiți fiind ftalații. În aceste forme se utilizează și în instalațiile sanitare, izolare cabluri electrice, imitații de piele și multe aplicații care înlocuiesc cauciucul.;

În construcții el poate fi folosit în mai multe forme.

Sub formă de plăci plane fabricate dintr-un amestec cu plastifiant, coloranți, se utilizează la realizarea pardoseli (Figura III. 2), ca material de finisare a pereților exteriori și interiori (figura III. 3, III. 4), iar sub formă de plăci ondulate, la realizarea pereților despărțitori extensibili (figura III.5).

Figura III. 2: Pardoseală realizată cu material PVC

Figura III. 3: Lambriu din PVC folosit la exterior

Figura III. 4: Lambriu din PVC folosit la interior21

Figura III. 5: Perete extensibil din PVC

Pe suport textil, sub formă de rulouri se utilizează la realizarea de pardoseli silențioase și decorative (figura III. 6.), iar pe suport de hârtie la tapete lavabile (figura III. 7.)

Figura III. 6: Pardoseală acoperită cu material din PVC

Figura III. 7: Tapet lavabil din PVC

Aceste material utilizat pentru un design modern, ușor de utilizat si montat pe diferite elemente de construcție componente ale unei clădiri.

Pentru instalații de ventilare și climatizare se produc sub formă de foi pentru căptușirea anticorozivă a canalelor de aer. Piesele presate din PVC se utilizează pentru realizarea jgheaburilor, corniere pentru marginea scărilor, mâna curentă a balustradelor, burlane, iar pentru instalații sanitare: fitinguri, bucșe de îmbinare, sifoane, rezervoare de spălare pentru closete etc.

Figura III. 8: Elemente pentru instalații sanitare și pentru realizarea a tubulaturii de ventilare sau climatizare.

Figura III. 9: Elemente pentru construcții (pentru scări, mână curentă, rețea pluvială)

Sub formă de tuburi extrudate, cu sau fără piese de racord, se utilizează pentru protecția conductorilor electrici în instalațiile aparente, prezentând avantajul că se prelucrează ușor la flacără fără a fi nevoie uneori de piese de racord, tencuială sau vopsele de protecție. Sub formă de tuburi riflate de lungimi 15…30 m, diametre nominale de 11…60 mm se folosesc ca tuburi izolatoare flexibile de tip IPEY (figura III. 10.)

Figura III. 10: Tuburi din PVC tip IPEY

Țevile din PVC înlocuiesc țevile metalice exterioare și interioare de presiune și de scurgere, pentru aducțiuni de apă potabilă și pentru scurgerea apelor uzate reci (sub 60…80 ˚C). Funcțional, ele prezintă următoarele avantaje: greutăți reduse față de materialele metalice, aspect estetic, rezistență mecanică mai bună decât acestea la dilatarea fluidului, suprafață netedă, rezistență la acțiunea agresivă a solului și a majorității acizilor, posibilitatea de a se prelucra, manipula și monta mai ușor, amortizare fonică bună, preț de cost scăzut. Dezavantajele constau în faptul că rezistența lor mecanică scade la exploatare îndelungată, că prezintă la temperaturi ridicate o înmuiere considerabilă, iar la temperaturi negative devin casante. Din aceste motive, la montarea țevilor trebuie ca temperatura mediului ambiant să nu depășească 40 ˚C și să nu scadă sub -5 ˚C, iar țevile trebuie sprijinite pe un suport, pentru evitarea solicitărilor de încovoiere, care nu ar putea fi preluată de țeavă (figura III. 11.)

Figura III. 11: Țevi pentru instalații sanitare din PVC

Policlorura de vinil este folosită și la tâmplării, față de fabricarea ferestrelor și ușilor din lemn care necesită o manoperă ridicată, iar din cauza contracției lemnului la uscare, foarte greu se asigură etanșeitatea acestora.

Din cauza condițiilor de rigiditate și rezistență la șoc care se pun pentru ferestre, nu se pot lua în considerare decât polimerii termo-elastici. Încercările de a se folosi PVC la tâmplării a avut un succes utilizându-se la toate construcțiile.

Tipurile de tâmplării care folosesc combinarea materialelor obișnuite cu polimeri sintetici, este aceea realizată prin îmbrăcarea profilelor de oțel cu un profil din PVC fabricat prin extrudare (figura III. 12.), iar ca parte de vitraj se pot folosi geamuri de tip termopan sau panouri de tip sendviș format din două foi de PVC cu spumă poliuretanică între ele.

Geamurile tip termopan sunt realizate din două sau mai multe geamuri lipite între ele cu o bandă de material cu conținut mare de plastifiant, care este foarte flexibilă și aderentă și îmbracă nervura centrală a profilului din PVC (figura III. 13.). Între cele două geamuri se fixează un profil perforat de aluminiu, care conține substanțe higroscopice pentru a absorbi umiditatea aerului cuprins între cele două geamuri, împiedicând astfel condensarea.

Aceste tâmplării pot avea diferite culori sau asemănări cu diferite materiale de construcție din lemn (figura III. 12.).

Figura III. 12. Profile de diferite tipuri și culori din PVC pentru fabricarea termopanului

Figura III. 13. Tipuri de tâmplării din PVC cu două sau trei rânduri de geamuri

III. 5. Producători autohtoni și internaționali

Datorită utilizării crescute a policlorurii de vinil, devenind unul din primele trei materiale de construcții folosit, pe piață au apărut multe fabrici de producere sau prelucrare a acestui material.

În cele ce urmează vor fi prezentate întreprinderi ce utilizează PVC-ul pentru producerea materialelor finite, în general cele mai multe activează în producerea tâmplăriei exterioare și interioară care este foarte dezvoltată în prezent datorită etanșeității crescute, rezistență mecanică și termică bună.

Două treimi din ferestrele de tip termopan montate în țară noastră au tâmplărie din PVC. Pe acest segment de piață, aflat în expansiune, cu circa 30 % pe an, se luptă mari firme importatoare și doar patru producători locali. Conduc însă importatorii care dețin peste 90 % din vânzări.

Există mai mult de 4.000 de firme românești care produc ferestrele sau ușile din PVC. Acestea se aprovizionează cu materii prime, adică cu profile, geamuri, feronerie, pe care apoi le asamblează într-o fereastră. Cifra de afaceri pe care acestea o împart este de peste 200 de milioane de euro, din care 40% este realizată de 20 de firme mari, printre care Corina Gealan, Suki, Forest și Teraplast. In afară acestora mai exista alte 200-250 de firme mici si mijlocii, iar marea majoritate este reprezentată de micro-firme, unde lucrează cinci-șase angajați.

– Compania Corina Gealan reprezintă una dintre primele firme specializate în producția de ferestre termoizolante din PVC si aluminiu care a activat pe piața locală după 1990. În condițiile crizei economice, societatea s-a adaptat în mod dinamic la cererea pieței, reușind să se mențină pe piață și chiar să se dezvolte, prin asigurarea unor comenzi importante la export.

– Compania Suki reprezintă unul dintre cei mai cunoscuți producători autohtoni de ferestre din PVC, având o experiență de aproape două decenii în acest domeniu de activitate. Firma deține o fabrică specializată în localitatea Moara Vlasiei (Ilfov), cu o capacitate de 230 u.f./schimb. Societatea are în dotare doua linii complet automate marca Urban, destinate execuției de tâmplărie. Ansamblurile promovate sunt executate cu sisteme Rehau si feronerie G-U. Geamul termoizolant este furnizat de Valras Prod. Ponderea livrărilor la export are, în prezent, perspective certe de majorare, principalele destinații vizate în acest sens fiind Italia, Germania, Belgia, Olanda, Iordania etc. Orientarea actuală a pieței a impus diversificarea ofertei, Suki specializându-se inclusiv in derularea operațiunilor de împachetare a profilelor din PVC și aluminiu, care se realizează prin intermediul a cinci echipamente specializate marca WPR – Italia. Recent, au fost demarate procedurile de laminare a sistemelor din lemn stratificat si MDF, iar împachetarea profilelor din fibra de sticla (GRP) a depășit faza de testare, intrând în producția de serie.

Situate lângă București cele două fabrici SUKI – fabrica de ferestre și fabrica de folie se întind pe o suprafață de cca 8 ha, din care suprafață construită cca 3000 m2 . Fabrica de ferestre este dotată cu tehnologie germană utilaje Urban, iar întregul proces de producție este controlat de softul specializat Klaes.

– Forest este o fabrică de tâmplărie PVC ce utilizează profile armate cu oțel zincat, fenorerie MACO (reglabilă în trei direcții), cu geam termopan, lucrări ce satisfac cele mai exigente solicitări. Profilele Forest sunt produse prin procedee germane moderne de execuție, fiind deosebit de durabile și rezistente. Această firmă este asociată cu PVC SALAMANDER.

– Teraplast Bistrița este o companie care este cel mai mare procesator de policlorură de vinil din România. Grupul Teraplast include compania Teraplast (producător de țevi, granule și profile din PVC) și subsidiarele TeraSteel (producător de panouri sendviș și structuri metalice zincate), Teraglass (producător de ferestre și uși din PVC), Teraplast Logistic (începând cu iunie 2016 coordonează activitățile logistice ale Grupului) și Politub (producător de țevi din polietilenă). Teraplast activează pe piețele de instalații și amenajări, profile tâmplărie, panouri sendviș și structuri metalice zincate, tâmplărie termoizolantă și granule PVC și deține poziții de top pe o mare parte din aceste piețe. Compania-mamă Teraplast este lider de piață pe segmentele de canalizări exterioare și granule, și este al doilea jucător de pe piața de canalizări interioare.

Fabrica are o capacitate de producție a confecțiilor de tâmplărie termoizolantă de peste 100.000 m2/an. Tot în această fabrică se produce și geamul termoizolant, capacitatea anuală de producție fiind de aproximativ 120.000 m2/an.

Teraplast are un sistem de vânzări ce include o rețea de depozite proprii sau închiriate, deschise în orașele: București, Brașov, Galați, Deva, Iași, precum și parteneriate cu distribuitorii din toată țara. Acesta realizează de asemenea activități de export, principalele piețe externe pe care suntem prezenți fiind Germania, Serbia, Ungaria, Republica Moldova, Austria, Slovenia, Bulgaria. Grupul Teraplast este în prezent cel mai mare procesator de PVC din România și unul dintre cei mai importanți producători de materiale pentru piața construcțiilor și instalațiilor. Portofoliul de produse al grupului este structurat pe șase linii de business: instalații și amenajări, profile tâmplărie, granule, panouri termoizolante, structuri metalice zincate și tâmplărie termoizolantă.

– S.C. TEVO SRL este o societate cu capital privat, ce funcționează începând cu anul 1998. Societatea are un număr de 35 de angajați și o capacitate de producție de cca. 200 tone produse pe luna. Materiile prime utilizate sunt atât indigene cât și din import. Principalul obiect de activitate este producerea prin extrudare a tuburilor și țevilor din PVC rigid, destinate realizării instalațiilor electrice și sanitare, protecției cablajelor subterane, tubării fântânilor și forajelor verticale, realizării sistemelor de canalizare interioară și exterioară a apelor uzate. Pe lângă activitatea de producție de tuburi și țevi societatea noastră are ca obiect auxiliar de activitate și reciclarea și valorificarea deșeurilor de mase plastice, în special a deșeurilor de PVC rigid rezultate de la fabricația de ferestre și uși, având în dotare atât utilaje cât și personal specializat.

– PRODPLAST S.A. are peste 50 de ani de experiența în domeniul prelucrării materialelor plastice. Este recunoscuta ca lider în Romania prin performanțele produselor sale și prin raportul calitate preț. Înființată în 1957, și-a diversificat continuu fabricația, astfel că, în prezent, produsele sale se adresează unei game foarte largi de utilizatori atât industriali cât și casnici, fiind apreciate pe piața românească cât și în 25 de țări din patru continente.

Prin cele trei fabrici ale sale, pune la dispoziția clienților săi următoarele:

– prelucrate PVC – fabrica 1 (policlorura de vinil): granule PVC pentru încălțăminte, cabluri electrice, furtunuri, țevi, tuburi etc.; tuburi pentru instalații electrice; țevi pentru apă și fluide cu acțiune necorozivă asupra PVC.

– produse injectate – fabrica 2 (din polietilenă, polipropilenă, polistiren, poliamide, poliacetil etc.): articole sanitare și de menaj; articole de voiaj, birou și gradină; ambalaje (navete, cutii etc.); articole industriale (componente auto, carcase acumulatori, căști de protecție etc.).

– prelucrate din polietilenă – fabrica 3: folii coextruse în trei straturi, lățimi până la 6 m pentru: folii solarii; huse termo-contractibile; husare paleți, materiale de construcții, produse chimice; folii termo-contractibile pentru baxare băuturi, conserve, detergenți; folii pentru instalații de ambalare tip FFS; folii de laminare cu proprietăți controlate pe straturi; folii cu bule, folii termo-contractibile, benzi avertizoare; saci (inclusiv în role); pungi; clișee flexo-grafice din fotopolimeri pentru imprimări pe folie (polietilena, polipropilena), hârtie, carton.

III.6. Comportarea la foc a policlorurii de vinil (PVC)

Conform datelor măsurate în testul de colț, ISO 9750 și PrEN 138 (SBI) avem:

Tabel III. 14. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc pentru policlorura de vinil

PVC-ul este un polimer foarte versatil utilizat în diverse aplicații, inclusiv: podele, țevi rigide, furtunuri flexibile, curele transportoare, cabluri izolatoare și tâmplării. PVC-ul pur prezintă un conținut relativ ridicat de clor de 56,7 % din greutate. Acest lucru îl face mai rezistent la aprindere și ardere decât majoritatea polimerilor organici. Cu toate acestea, plastifianții convenționali utilizați în fabricarea PVC-ului flexibil distrug această rezistență deosebită la foc.

Acest material este foarte dificil de aprins prin utilizarea surselor de aprindere disponibile, în mod obișnuit. Testele efectuate cu diferite surse care variază în intensitatea căldurii și în zona de impact în cadrul tâmplăriilor din PVC arată că produsul arde numai în timp ce se aplică sursa. Când sursa este îndepărtată, nu există nici o flacără reziduală pe produs. În ceea ce privește gradul de aprindere, temperatura necesară pentru aprinderea PVC-U este mai mare cu 120 o C decât cea a lemnului de pin (385 o C pentru PVC și 260 o C pentru lemn așa cum este definit pentru auto-aprindere). ). Odată ce un material a fost aprins, inflamabilitatea poate fi definită în termenii testului de limitare a oxigenului. ).Aceasta definește cantitatea de oxigen necesară producerii fenomenului de ardere a materialului. PVC-ul are nevoie de aproximativ 50 % concentrația de oxigen în atmosferă, în comparație cu lemnul care are nevoie de o concentrație de 21 %. Aceasta arată că PVC-ul nu va susține combustia în aer și este mai bună decât lemnul în acest test. Arderea limitată a PVC-ului este confirmată de o serie de alte teste standard de foc, care măsoară parametrii specifici, cum ar fi rata de eliberare a căldurii și răspândirea flăcării în condiții diferite.

În concluzie, rata de eliberare a căldurii și căldura totală eliberată de acest material sunt semnificativ mai mici decât majoritatea materialelor de construcție organice și atunci când flăcările intră în contact cu PVC-ul, acesta formează un strat de protecție carbonizat care izolează materialul de mai jos și exclude oxigenul necesar pentru ardere restricționând zona de ardere, fiind foarte dificil de aprins folosind surse normale.

Rata generării cantității de fum și gazele produse de un cadru din PVC va depinde de gravitatea sursei externe de căldură aplicată. Fumul emis va fi limitat la zona produsului afectat de această sursă și transportul acestuia în afara zonei de ardere va depinde de factori locali, cum ar fi ventilarea și rezistența geamului.

Într-un test realizat la Laboratorul Cardington din stația de Cercetare în caz de incendiu, performanța ferestrelor PVC în cazul incendiilor a fost comparată cu cea a cadrelor tradiționale din lemn, într-o încăpere de 3m x 3,3mx 2,4m. Toate ferestrele cu geamuri duble.

Două încărcături de foc au fost folosite sub formă de paturi din lemn, unul cântărind 30 kg, cealaltă 100 kg, în condiții de ventilație reduse și mai ridicate. Raportul din acest test a tras următoarele concluzii:

– puține daune au fost evidente atât la ferestrele din PVC, cât și la ferestrele din lemn până când geamurile de sticlă au fost afectate. Geamurile din sticlă au cedat prin crăpare și apoi spargere în mod aleatoriu.

– după spargerea unui geam, ventilația crescută a accelerat creșterea focului, iar în cele mai multe teste celelalte panouri au cedat imediat după aceea.

– ramele de lemn au fost arse după distrugerea sticlei, în timp ce ramele ferestrelor din PVC s-au înmuiat, iar rama a căzut uneori. Au existat unele dovezi de ardere a PVC-ului. Ferestrele din PVC nu prezintă niciun aspect al performanței care ar putea crea noi pericole în cazul incendiilor din construcții.

– monoxidul de carbon, produs în principal de la sursa aplicată în condiții de ventilație redusă, a reprezentat pericolul toxic principal în fiecare test și a fost produs în concentrații care s-ar dovedi letale în locurile în care temperaturile ambientale ar permite supraviețuirea.

– Concentrațiile de monoxid de carbon au fost considerabil mai scăzute în focul care implică doar cadre PVC; acest lucru a fost posibil datorită arderi scăzute în acest test.

Figura III. 15: Efectul aplicării diferitelor surse de aprindere prin flacără timp de 60 de secunde la o fereastră din PVC orientată vertical

Cu utilizarea pe scară largă a cablului în construcții, siguranța și fiabilitatea cablurilor se concentrează din ce în ce mai mult. Statisticile privind incendiile din ultimii ani demonstrează că 30 % din cauzele incendiului sunt sursele electrice. Răspândirea ascunsă a focului prin cablu crește dificultatea de combatere a incendiilor și de salvare. În plus, incendiul prin cablu produce cantități mari de gaze toxice și nocive care se răspândește ușor într-o zonă mai mare prin tavan și arborele cablului. PVC-ul, reprezintă 60% din polimerul utilizat în cablu, fiind unul dintre cele mai importante cinci materiale plastice din lume, este materialul principal al învelișului de cablu.

A fost realizat un experiment folosind șapte tipuri de mantale de cabluri din China, din care KVV (cabluri de control din cupru ) și ZCN-YJV (cabluri din fire de cupru rezistente la foc în clasa C ignifugă, care are izolație XLPE) au mantaua de izolație din PVC. Nu există niciun fel de tratament suplimentar asupra mantalelor, cu excepția tăieri lor în granule. Parametrii testului de con calorimetru sunt prezentate în Tabelul III. 16

Tabelul III. 16 Parametri experimentali ai textului de con calorimetru58

Cele doua izolații din PVC au un al doilea vârf HRR. Primul vârf HRR este generat de arderea gazelor de piroliză, iar cel de-al doilea vârf HRR este generat de oxidarea cărbunelui. Experimentele PCFC s-au desfășurat în condiții de aer uscat. Piroliza și arderea au loc în prezența oxigenului în timpul întregului proces și a fost oxidat tot cablul. Cablurile PHRR (147,8 W/g) și IT (391 ˚C). Prin urmare, THR nu se referă numai la PHRR, ci și la procesul detaliat de piroliză.. Ambele cămăși din PVC încep să se descompună la aproximativ 200 ˚C și descompunerea ajunge la maximum 300 ˚C. Prin urmare, cablurile din PVC au cel mai mare risc de incendiu în rândul tuturor probelor. În plus, se observă că, pentru mantale cu aceeași compoziție chimică, deși PHRR sau THR sunt diferite, IT-ul acestora este în esență identic.

Figura III. 17: Graficul curbelor HRR față de temperaturile din PVC

PCFC a fost utilizat pentru a investiga descompunerea termică și inflamabilitatea mai multor tipuri de cabluri comerciale tipice. Șapte tipuri de cabluri care au fost folosite pe scară largă în China au fost selectate ca probe de testare. Au fost măsurați și analizați cei trei parametrii PCFC ai celor două tipuri de mantale de cabluri și un tip de barieră de oxigen, și anume PHRR, IT și THR. Datorită structurii interne complexe a cablului, este dificil să se investigheze piroliza completă și arderea izolației de cablu prin utilizarea unui con calorimetru și a unui experiment pe scară largă. În experimentul PCFC, piroliza și arderea probelor mici (miligrame) sunt forțate să se finalizeze. Prin urmare, pot fi furnizate informații esențiale pentru evaluarea inflamabilității unui material din manta de cablu. Sârma și firele de cablu au devenit principala cauză de incendiu. În plus, incendiile prin cablu, în special cele care au avut loc în spațiul subteran al complexului de clădiri urbane, sunt mai greu de stins decât alte tipuri de incendii. Prin urmare, evaluarea pericolului de incendiu prin cablu și a incendiului este esențială pentru aplicații practice. Rezultatele acestei investigații vor fi utile pentru a evalua pericolul de incendiu prin cablu.

III. 7. Protecția policlorurii de vinil (PVC) la foc.

Îmbunătățirea stabilității termice și a proprietăților ignifuge ale materialelor polimerice organice reprezintă o preocupare majoră, în special în domeniile construcțiilor, ingineriei civile și electrice. Acest lucru se realizează de obicei prin adăugarea de substanțe ignifuge în aceste materiale polimerice organice.

Majoritatea produselor din PVC ard rapid, din cauza prezenței unei cantități mari de plastifianți. Aproape toți plastifianții, cum ar fi ftalații, uleiul vegetal epoxidat, poliesterul, esterii poliolici și citrații, sunt materiale combustibile. Prin urmare, dezvoltarea plastifianților cu întârziere la flacără este necesară. În plus, insuficiența resurselor petroliere și creșterea costului produselor de acest tip au condus la tendința de creștere spre dezvoltare a surselor alternative de materiale pentru utilizări industriale. Recent, o serie de materiale din PVC cu întârziere la flacără au fost preparate prin amestecarea cu un plastifiant pe bază de ulei vegetal. A fost preparat un plastifiant ignifug bazat pe ulei de ricin (PPC). Degradarea PPC a favorizat carbonizarea PVC-ului și formularea unei acoperiri de întârziere a flăcării consolidată și groasă pe suprafața PVC-ului. Pentru a spori întârzierea de aprindere a plastifiantului, trebuie îmbunătățit conținutul de fosfor. S-a preparat un plastifiant de ignifugare bazat pe ulei de ricin (FRC). Acest compus oferă o întârziere a flăcării îmbunătățită atunci când este încorporat. porționat în PVC. În plus, esterul fosfat pe bază de ulei de soia (SOPE) a fost preparat folosind același grup de ignifugare. Cele trei tipuri de plastifianți ignifugați au îmbunătățit stabilitatea termică și retardarea flăcării materialelor din PVC.

O altă metodă este introducerea inhibitorilor de flacăra, astfel, aditivii anti-flacără (FR) și anti-fum (SS) trebuie să fie încorporați pentru a îndeplini specificațiile de testare a produsului, cum ar fi indicele de oxigen, viteza de eliberare a căldurii, evoluția fumului sau gradul de ardere. Cercetătorii au revizuit aditivii chimici care au fost considerați a atinge rezistența la foc acceptată în zonele principale de aplicare a PVC-ului. În special, esterii fosfat sunt utili ca plastifianți retardanți la flacără în PVC-ul flexibil. PVC-ul pur este instabil din punct de vedere termic și este predispus la dehidroclorurarea autocatalitică. Adăugarea stabilizatorilor termici este necesară pentru a permite procesarea la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, piroliza PVC-ului generează un reziduu izo-tropic de carbon și acest lucru contribuie la dezvoltarea incendiului.

Grafitul expandat (EG) este o formă parțial oxidată de grafit care conține particule intercalate (de exemplu, anioni ai acidului sulfuric) între straturile grafitate stivuite. Grafitul expandat comercial se realizează prin reacții de tip grafit de acid sulfuric în fază lichidă în prezența oxidanților chimici puternici. O proprietate-cheie a grafitului expandat este tendința de a se exfolia atunci când este încălzit la temperaturi ridicate, iar în acest proces extinde rapid pentru a forma grafit cu densitate mică, iar la vaporizarea acestuia conținutul de dioxid de carbon (CO2) fiind un inhibitor al incendiului.

La compozitele termoplastice din lemn (WPC), care sunt fabricate prin dispersarea fibrelor lemnoase sau a făinii de lemn (WF) în materiale plastice topite pentru a forma materiale compozite prin tehnici de prelucrare, cum ar fi extrudarea, termo-formarea și compresia sau injectarea. Avantajele utilizării unei componente din lemn în compozite termoplastice constau în faptul că resursa biologică este non-abrazivă, ieftină, disponibilă pe scară largă, flexibilă și reciclabilă. Cele mai utilizate termoplastice utilizate în producție sunt polietilenă (PE), polipropilenă (PP), polistiren (PS) și clorură de polivinil (PVC). Acestea sunt acum utilizate pe scară largă în industria auto, produse rezidențiale și multe alte aplicații cu piețe în creștere. Cu toate acestea, unul dintre dezavantajele critice cu care se confruntă PVC-urile este inflamabilitatea lor ridicată. Deoarece materialele organice, materialele plastice și materialele de umplutură derivate din lemn sunt sensibile la flacără. Astfel, ameliorarea întârzierii la flacără a materialelor compozite a devenit importantă care trebuie să respecte cerințele de siguranță ale produselor WPC. Multe strategii au fost folosite de cercetători pentru a îmbunătăți întârzierea incendiului a acestor compozite. O strategie utilizată pentru a obține o întârziere a incendiului este încorporarea unor substanțe ignifuge care pot fi adăugate la compozitele topite în timpul procesării și care vin în mai multe forme, deși majoritatea sunt particule sau pulberi. Compușii halogenați pe bază de clor și brom sunt agenți ignifugi eficienți; totuși acestea sunt rareori utilizate în WPC datorită amenințării la adresa mediului și sănătății umane. Cele mai utilizate FR de tip aditiv, aplicate pe WPC, sunt compușii fosforului, bazați în principal pe polifosfatul de amoniu (APP); hidroxizi de metale; substanțe ignifuge pe bază de brom; agenți de întârziere a incendiilor cu azot, adesea combinate cu fosfați pentru a realiza un sinergism fosfor-azot; nano-particulele ignifuge, cum ar fi argilele și silicatele stratificate și nano-tuburile de carbon. Compozitele pe bază de PVC, spre deosebire de celelalte compozite pe bază de termoplaste, sunt numite materiale "rezistente la foc". Datorită nivelului ridicat de rezistență la combustie și costurilor reduse, cerințele pentru compozitele WF-PVC sunt în creștere drastică. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile pentru construcții de clădiri, cum ar fi profilele de ferestre / uși, terasele, balustrada și pardoseli. Cu toate acestea, este din ce în ce mai mult recunoscut faptul că WF-PVC nu este un material sigur, deoarece PVC poate genera nivele ridicate de fum negru și gaze toxice.

III. 9. Cantități uzuale de policlorură de vinil PVC în construcții. Fișă tehnica.

Acest polimer are un grad foarte mare de utilizare în construcții, el poate fi utilizat de la pardoseli, tâmplărie, elemente de finisaj ale pereților și planșeelor, la alcătuirea mobilierului și instalațiilor ( sanitare, ventilare și climatizare, electrice). El este folosit datorită prețului de achiziție a produsului finisat, mult mai scăzut față de celelalte materiale pe care le poate înlocui.

Putem afirma că acest material se află pretutindeni în jurul nostru de acasă, drumul până la locul de muncă, serviciu, magazine, terenuri de sport etc.

În concluzie o construcție conține cel puțin 20 % materiale și obiecte realizate din PVC, iar la undele clădiri se poate depăși acest procentaj.

Figura III. 18Evidențierea produselor care au în componență sau sunt confecționate din PVC

Tabel III. 17: Specificații policlorură de vinil

CAPITOLUL IV. Comportarea la foc a plăcilor de gips carton

IV. 1.Istoria producerii materialului

Istoria gipsului merge departe în istorie, gipsul a fost folosit în construcții sau diverse decorări sub formă de ipsos încă din anul 9000 î. d.Hr. Ipsosul a fost descoperit pentru prima dată în regiunea Catal-Huyuk din Asia într-o frescă din subteran și în Israel sub formă de șape de gips, undeva în jurul anului 7000 î. d.Hr. În timpul faraonilor, gipsul a fost folosit ca mortar în construcția uneia dintre cele 7 Minuni ale Lumii: Piramida lui Keops (3000 î. d.Hr.).

Istoria gips-cartonului începe acum peste 100 de ani. În anul 1894 – Augustine Sackett om de afaceri, inventator, designer patentează invenția sa, gips-cartonul, acesta patentează pe 22 mai 1894 un “sendviș” cu 6 straturi de hârtie care să fie suficient de rezistent atunci când este fixat cu ajutorul cuielor pe structură de lemn. În anii 1920 – apare prima fabrica în Europa: fabrica din Wallasey a British Plaster Board, iar în anul 1953 – gips-cartonul este parte din evenimentul memorabil al încoronării Reginei la Westminster Abbey.

Pentru pereți despărțitori ușori pe lângă materialele tradiționale folosite la executarea zidăriilor s-a început utilizarea mai multor materiale cu tencuiala uscata care erau standardizate cum ar fi: plăci executate din ipsos cu zgură, plăci executate din ipsos cu rumeguș, armate cu trestie, plăci executate din talaș cu ciment tip “stabilit”, cărămizi cu lambă și uluc, plăci executate din ipsos, armate cu carton pentru tencuieli uscate etc.

Panourile mari de ipsos permiteau ca la executarea pereților despărțitori, să se reducă consumul de manoperă cu circa 55 % și prețul de cost cu circa 35 %, față de pereții din materiale tradiționale.

Acest material era introdus pe piață pentru pereți despărțitori plăci de dimensiuni mari 800×400 mm sau 800×365 mm, cu grosimi de 50, 80 și 100 mm, pline și cu goluri, din beton de ipsos cu diferite agregate. Ele erau prevăzute cu lambă și uluc pentru îmbinare. Plăcile erau albe cu excepția celor de zgură care erau cenușii. Toate produsele de ipsos erau transportate în vehicule închise și se depozitau în locuri ferite de umezeală.

Din punct de vedere economic plăcile de ipsos pentru pereți despărțitori fiind prefabricate ușoare, suficient de rezistente, care eliminau tencuielile și introduceau umezeală puțină în clădire; zugrăvelile sau tapetele se executau imediat după montarea plăcilor și gletuirea lor cu un strat subțire de 4…5 mm grosime. Prin aceasta se obținea uscarea rapidă și se elimina perioadele de uscare a tencuielilor. În plăcile de ipsos se puteau bate cuie. Plăcile se puteau prelucra cu unelte de tâmplărie. În concluzie prezentau o serie de avantaje din care au rămas și în prezent cele principale și anume:

– se reduce greutatea proprie a construcției;

– se elimină parțial sau total tencuielile umede, căci după gletuirea suprafețele văzute sunt gata pregătite pentru zugrăvire, ipsosul fiind liantul cel mai ridicat pentru finisaj;

– crește productivitatea muncii;

– se scurtează durata de execuție;

Tabel IV.1. Reducerea minimă a prețului de cost care se putea obține în anul 1965 față de anul 1960, prin folosirea unor pereți despărțitori56.

Pereții despărțitori executați din plăci de ipsos erau mai ieftini cu 10…15% decât pereții despărțitori executați din cărămidă obișnuită.

În tabelul de mai sus au fost ilustrate soluțiile de realizare a pereților despărțitori, la clădirile de locuit, în anul 1965, din care rezultă procentul important pentru pereți despărțitori executați prin metode industriale de montaj, din prefabricate de ipsos, beton celular etc., cu reducerea sau eliminarea proceselor umede.

IV. 2. Fabricarea gipsului carton

Un panou de perete din gips carton constă dintr-un strat de tencuială de ghips întins între două straturi de hârtie. Stratul de gips, este încălzit, pentru a îndepărta apa, ca observații cu caracter științific au semnalat că deshidratarea gipsului se face în doi timpi, primele trei sferturi din apa combinată fiind mult mai ușor de eliminat decât ultimul sfert, un prim palier, la temperatura de 128°C, corespunde deshidratării gipsului în ipsos. Al doilea palier, spre 163°C, semnifică transformarea ulterioară a ipsosului în sulfat de calciu anhidru. Se concluzionează ca temperaturile de descompunere ale celor doi hidrați sunt cele pentru care presiunea vaporilor este egala cu presiunea atmosferica. Odată cu creșterea temperaturii, viteza de descompunere este mai mare. Apoi ușor rehidratat pentru a produce hemihidrat de sulfat de calciu (CaSO4· ½ H2O). Tencuiala este amestecată cu fibre (de obicei hârtie și/ sau fibră de sticlă), plastifiant, agent de spumare , cristal de ghips fin măcinat ca un accelerator, EDTA, amidon sau alt retardant de mucegai și crește rezistența la foc, și emulsie de ceară sau silani pentru o absorbție mai redusă a apei. Placa este apoi formată prin metoda ”sendviș”, un miez de amestec umed între două foi de hârtie grea sau covorașe din fibră de sticlă. Când miezul se fixează, este uscat apoi într-o cameră de uscare mare, iar straturile devin rigide și suficient de puternice pentru a fi folosite ca material de construcție

Camerele de uscare utilizează de obicei gazul natural de astăzi. Pentru a usca 1 MSF (93 m2) de panouri de perete, este necesar între 1.750.000 și 2.490.000 BTU (1.850.000 și 2.630.000 kJ). Sunt utilizați dispersanți organici / plastifianți, astfel încât pasta să curgă în timpul fabricării și să reducă apa, implicit timpul de uscare. Centralele pe bază de cărbune includ dispozitive numite scruber pentru a elimina sulful din emisiile de gaze de eșapament. Sulful este absorbit de calcar sub formă de pulbere într-un proces numit desulfurizare a gazelor de ardere (FGD), care produce o serie de substanțe noi. Unul se numește "gips FGD". Acest lucru este frecvent utilizat în construcția de gips-carton în Statele Unite și în alte părți.

Fiecare component influențează, într-o anumită proporție, caracteristicile compozitului, urmare a procesului specific de fabricație și a rolului componentului în compozit.

Proprietățile materialelor componente sunt grupate în: mecanice, fizice, tehnologice (care surprind modul de comportare a materialelor la diferite procese tehnologice de confecționare și montaj) și chimice (capacitatea de a rezista sau de a reacționa la acțiunea diverșilor agenți chimici).

Pentru a putea compara între ele modurile de comportare ale unor materiale diferite, testele trebuie făcute cu probe de aceleași dimensiuni, în condiții similare, ceea ce a impus standardizarea proceselor de încercare. În laborator s-a urmărit ca modul și condițiile de încercare să se apropie de condițiile reale din exploatare..

Necesitatea încercărilor mecanice de rezistență este evidentă și datorită faptului că rezistența reala de rupere a unui material nu se poate determina cu exactitate prin calcul; ea se obține prin încercări experimentale, care permit stabilirea limitelor de solicitare în diverse situații practice.

În 2016 Fabrica Siniat este prima fabrică din România care folosește gipsul rezultat din procesul de desulfurare a gazelor de la o centrală termoelectrică. Gipsul obținut are puritate și consistență ridicate, fiind o materie primă excelentă pentru plăcile de gips-carton. Cu ajutorul echipamentelor speciale, plăcile de gips-carton pot fi reciclate.

IV. 3. Proprietățile fizice și chimice ale plăcilor de gips carton

Tencuiala de ghips este sulfatul de calciu deshidratat (CaS04 2H2O), cu doua molecule de apă pentru fiecare molecula de sulfat de calciu. Procesul de fabricație implică mai întâi umiditatea din roca de ghips pentru a crea materialul alb sub formă de pulbere de sulfat de calciu semihidratat de (CaSO4 ½H2O). Reacția de deshidratare (calcinare) este o reacție de descompunere endotermică care are loc între 100 °C și 120 °C. Atunci când pulberea este amestecată cu apă și turnată în foi plate de tencuială de gips, reacția este inversată pentru a deveni din nou o reacție de hidratare. Gipsul rezultat este 21 % apă în greutate. Umiditatea în tencuiala de gips este foarte importantă deoarece contribuie la comportamentul excelent la foc. Tencuiala de gips conține, de asemenea, aproximativ 3 % apă, în funcție de temperatura din mediul înconjurător și de umiditatea relativă. Când tencuiala de ghips este încălzită într-un incendiu, deshidratarea urmează reacția de deshidratare, deoarece gipsul solid este transformat înapoi într-o formă de pulbere. Este necesară o energie semnificativă pentru a evapora apa liberă și a face schimbarea chimică care eliberează apa în structura cristalului. Deshidratarea completă nu are loc până când temperatura ajunge la aproximativ 700 °C, necesitând o intrare suplimentară de energie.

Gipsul FGD netratat este în principal obținut din procesul de desulfurizare a gazelor de ardere a centralei electrice pe bază de cărbune. Conținutul său de umiditate este în intervalul de la 10 % la 20 % în general, culoarea este gălbuie, particulele sunt foarte fine. În comparație cu gipsul natural, principalele diferențe constă în conținutul de umiditate al ghipsului netratat este mai mare, granularitatea este mai mică. Tabelul de mai jos prezintă diametrul mediu și distribuția particulelor de gips FGD netratat și de gips natural. După cum se poate observa din tabel, diametrele celor două gipsuri sunt diferite.

Tabel IV. 2. Diametrul mediu și distribuția diametrului particulelor de gips netratat FGD și gips natural

Conținutul de particule de gips natural este mai mare în intervalul 1…10 µm și distribuția diametrului particulelor este relativ medie. Piesele gipsului FGD netratate sunt în principal în intervalul 10…60 µm, distribuția diametrului particulelor este relativ concentrată, iar dimensiunile particulei totale sunt relativ mari. În general, particulele cu dimensiuni mai mici sunt mai benefice pentru proprietățile materialelor de construcție întărite. Prin urmare, în ceea ce privește distribuția diametrului particulelor, gipsul natural este mai bun.

Componentele majore ale gipsului FGD netratate sunt aceleași ca și gipsul natural, componenta principală a acestora fiind atât cristalele de gips de deshidratat (CaSO42H2O). Dar, conținutul de gips de deshidratat este, în general, mai mare de 90 % în gipsul FGD netratat, particulele gipsului deshidratat este, în general, în intervalul de la 70 % până la 80 %

Tabelul IV. 3. Principalele compoziții chimice ale gipsului natural și gipsul netratat (FGD)

IV. 4.Clasificări

Există mai multe tipuri de gips carton in funcție de performanță:

1. Gips carton ce oferă rezistență la foc. Gipsul carton reprezintă un material de construcție retardant la foc deoarece este un ignifug natural, când plăcile de gips carton sunt expuse la flacără acestea elimină apa sub formă de vapori și nu sunt combustibile. Datorită utilizării acestuia în construcții la pereți, tavane și placări, performanțele privind securitatea oamenilor sunt cele mai importante, de aceea rezistenta la foc a sistemelor gips carton este esențială, această caracteristică poate să îi protejeze și să asigure evacuarea în siguranță în caz de incendiu. Instalarea de soluții corecte intr-o clădire, în conformitate cu reglementările în vigoare, reduce propagarea incendiului. Amploarea acestuia este controlată, înainte ca pompierii sau sistemele mecanice să poată controla și stinge incendiul. În plus față de beneficiile naturale ale gipsului, conțin și soluții antifoc cu aditivi suplimentari care oferă o mai buna rezistență la foc.

Figura IV. 4: Balot de plăci de gips carton cu rezistență la foc

2. Gips carton ce oferă rezistență la umezeală, este o placă de gips-carton efectuată cu aditivi împotriva umezelii, cu absorbție redusă a apei în mijlocul „sendvișului”. Suprafața și marginile longitudinale sunt acoperite de un carton specia rezistent la apă. Fața superioară este de culoare verde. Pentru a putea fi deosebite de celelalte tipuri de plăci de gips carton conform figurii de mai jos.

Figura IV. 5. Placă de gips carton pentru medii cu umiditate crescută

3. Gips carton pentru izolare fonică, aceasta se realizează prin mai multe metode:

– o metodă de izolare fonică este de a monta plăci de gips carton grele sau straturi duble pentru ca sunetul să se lovească de o suprafață grea și să se întoarcă, dar vibrațiile mici sunt transmise prin acest perete

– o altă modalitate de izolare este utilizarea plăcilor ușoare și/sau a unui material cu o capacitate de absorbție mare. Acestea vor disipa, în interiorul materialului, energia creată prin vibrația aerului. Unele plăci îmbină greutatea acestora cu suprafețele perfect drepte care au și o rezistență la foc și mecanică.

– combinarea golurilor de aer dintre plăci (cavitate) si greutatea plăcilor pentru a crește acustica.

Figura IV. 6. Plăci din gips carton pentru izolație fonică

Figura IV. 7. Gips carton perforat care oferă izolație fonică și un design deosebit.

4. Gips carton rezistent la impact, este o placă gips-carton cu miez de gips de mare densitate, puternic aditivat împotriva umezelii, armat cu fibre din lemn de esență tare și fibră de sticlă, ale cărei suprafețe și margini longitudinale sunt acoperite de un carton special multistrat

Figura IV. 8: Placă de gips carton rezistentă la impact

5.Plăci de gips carton pentru fațade, sunt plăci speciale cu o compoziție complexă a miezului din gips armat cu fibră de sticlă, aditiv de silicon rezistent la apă și alți aditivi ce previn apariția mucegaiului. Are un înveliș exterior de culoare portocalie, realizat dintr-o împâslitură de fibră de sticlă, tratată pentru a împiedica absorbția de apă, aceasta este folosită în locul cartonului.

Figura IV. 9: Placă de gips carton pentru fațadă42

IV. 5. Producători autohtoni

Pe piața din România se remarcă o evoluție accelerată a cererii de plăci cu performanțe ridicate și, în special, a celor cu rezistență sporită la foc, declanșată de o mai mare atenție acordată de autorități și de beneficiari după evenimentele nefericite petrecute în anii precedenți. Remarcăm însă și o puternică orientare după preț, în continuare, cei care achiziționează materialele de construcții nepunându-și problema ca un produs foarte ieftin poate avea și o calitate îndoielnică. Producătorii de gips carton estimau că piața va ajunge, la finalul anului 2016, la peste 40…41 milioane de m2, urmând a ajunge la un consum mediu anual mai mare de 2 m2/locuitor.

Datorită existenței unui potențial enorm în zona de renovări, 85 % din stocul de locuințe fiind construit înainte de 1980 (acum mai bine de 25 de ani) și 65 % din acest stoc fiind achiziționat înainte de 1980. De asemenea, încă este nevoie de locuințe noi, mai ales ca urmare a mișcării tinerilor din zonele rurale către cele urbane. În România se construiesc 2,5 locuințe noi la mia de locuitori, în comparație cu 3,8 unități per locuitor în Polonia, iar programele guvernamentale s-au dovedit benefice în a stimula construcția de locuințe noi, dar ar trebui să stimuleze și calitatea execuției acestora.

Fabrici principale care produc materiale de construcții, printre acestea și plăcile de gips carton de diferite tipuri sunt în număr mic, de exemplu: Saint Gobaint, Siniat, Knauf, celelalte firme fiind doar distribuitori sau au o producție mai mică.

– În România, grupul Saint-Gobain deține nouă companii, respectiv Saint-Gobain Glass, producător de sticlă plată la Călărași, Saint-Gobain Isover, producător de vată minerală la Ploiești, Rigips România, producător de ghips-carton cu trei unități de producție la Turda, Saint-Gobain Weber România, producător de mortare și adezivi industriali, cu două unități de producție la Turda și Brănești, Saint-Gobain Conducte, producător de țevi și racorduri din fontă ductilă, Saint-Gobain Abrazivi, producător de materiale abrazive la Satu Mare, Saint-Gobain Brodrene Dahl (Tulcea), Ventistal (Tulcea) și MTI Impex, cu activități în industria lemnului la Brașov.

– Rigips Romania este cel mai mare producător de sisteme de construcții pe bază de gips-carton și ipsosuri din România, parte a grupului francez Saint-Gobain. Rigips Romania are din 2005, la Turda, o fabrică de panouri de gips-carton cu o capacitate de producție de 15 milioane m2. În plus, compania operează din 1999 o carieră la Cheia și o fabrică de ipsosuri la Turda

– Siniat produce plăci din gips carton, oferind sisteme pentru compartimentări, tavane, placări ale pereților interiori și soluții pentru placări exterioare. De expertiza tehnică a acestora beneficiază proiectanți, arhitecți, firme de construcții de mici dimensiuni sau mari, antreprenori din toata Europa. Această firmă a fost înființată, în data de 1981 în Franța sub numele de Lafarge Gips, în 2001 această firma își începe activitatea în România, în 2007 Fabrica din București își mărește capacitatea de producție, în 2011 această firma este achiziționată de Etex și devine Siniat, iar în 2015 deschide unica fabrică de producție de gips carton care folosește gipsul rezultat din procesul de desulfurare a gazelor de la o centrală termoelectrică.

– Knauf Insulation este o companie care produce o gamă completă de produse pentru izolarea termică, acustică și pentru protecția la incendiu a tuturor tipurilor de clădiri: vată de sticlă, vată bazaltică, polistiren extrudat, polistiren expandat și plăci de lemn-beton. Knauf Insulation, cu afaceri de peste un miliard de euro în 2007, are circa 5.000 de angajați în peste 50 de țări din întreaga lume și 30 de unități de producție în Europa, Rusia, Marea Britanie și Statele Unite. Grupul Knauf este prezent în România din 1993 cu diviziile Knauf Gips și Knauf Insulation. Knauf este o companie de familie înființată în anul 1932 în Germania.

IV. 6. Utilizarea în construcții a gipsului carton.

Gipsul carton este un material foarte răspândit în ziua de astăzi, deoarece este un bun izolator termic și fonic și se pliază foarte bine cu celelalte elemente de construcție, necesitând o montare mult mai ușoară decât materialele obișnuite și un timp de finisare mult mai scăzut.

Este folosit la crearea tavanelor false, compartimentarea încăperilor,amenajarea pereților despărțitori, tavanelor sau a sistemelor pentru tratamente acustice și amenajarea fațadelor cu plăci speciale. Acest material este folosit la anumite lucrări speciale, acolo unde nu se poate utiliza tencuiala.

Montarea gipsului carton se realizează direct pe pereți (figura V. 9.)cu ajutorul mortarelor pe bază de ipsos. Dacă planeitatea pereților nu permite, atunci plăci sunt amplasate pe structuri metalice sau din lemn fixate cu holșuruburi.

Plăcile de gips carton au în compoziție gipsul natural și hârtia, plus adezivi, agenți de coagulare, agenți de afânare și apă. Principalele trei categorii în care se împart plăcile de gips carton sunt:

– gips carton fără caracteristici speciale (figura V.8): este cel mai comun tip și cel mai ieftin. Culoarea acestor plăci este albă

– gips-carton rezistent la apă: produs special pentru zonele de interior unde umiditatea este ridicată, precum baia, bucătăria și toaleta. Gipsul din componența acestor plăci este tratat special contra umidității. Culoarea acestor plăci este verde deschis.

– gips carton rezistent la foc: aceste plăci se pot recunoaște datorită culorii roz a hârtiei, special tratată pentru rezistența la foc, iar gipsul din interior are un procent însemnat de fibră de sticlă. Acest tip de gips-carton se utilizează mai ales la tavanele și pereții ieșirilor de siguranță în caz de incendiu.

Figura IV. 10: Montarea plăcilor de gips carton fără caracteristici speciale pe structură metalica

Figura IV.11: Montarea plăcilor direct pe elemente de construcție

Un tavan fals, denumit tehnic si plafon suspendat, este unul dintre cele mai folosite sisteme din gips carton. Deoarece sistemele de tavane suspendate dar și placările oferă soluții moderne pentru numeroase cerințe și zone de aplicare(figura IV.12)

Figura IV. 12: Plafon suspendat din gips carton pe structura metalică

Acest material de construcții mai poate fi folosit și la fațade împreună cu mai multe materiale: placă de gips carton rezistentă la umezeală de culoare portocalie, folie barieră de vapori etc. (figura IV. 13.)

Figura IV. 13: Folosirea gipsului carton la placarea fațadelor (perete exterior)

IV. 7. Comportarea la foc / Reacția la foc a plăcilor de gips carton și diferite procedee de mărire a rezistenței la foc a acestora.

Gipsul este un material incombustibil și nu contribuie la foc: acesta funcționează, de fapt, ca un sprinkler încorporat. Un metru pătrat dintr-o placă de gips de 12,5 mm conține aproximativ doi litri de apă de cristalizare în miezul de ghips. Conținutul său ridicat de apă asigură până la 90% din rezistența la foc a plăcilor de gips. Procesul de calcinare are loc când gipsul este expus la căldură la o temperatură de cel puțin 80 °C și această apă împiedică pătrunderea focului în bord în timp ce se evaporă. Procesul de calcinare este în mare parte complet când placa de gips ajunge la o temperatură de 125 °C și devine un anhidru CaSO4. Acest proces necesită multă energie și timp.

Figura IV. 14: Creșterea temperaturii pe suprafețele plăcilor de gips de tip A și tip F în încercări standard de incendiu (exemplu).

Figura anterioară compară creșterea temperaturii pe suprafața plăcilor din gips carton tip A de 12,5 mm și a plăcilor de ipsos de tip F de 15 mm grosime. Faza de calcinare poate fi văzută clar. În primul rând, temperatura crește până la 80 °C până la 100 °C pe suprafața plăcii. Apa începe să se evapore și se poate observa un platou în curba de temperatură (Figura 14). Timpul de evaporare depinde în principal de grosimea plăcii. După procesul de evaporare, temperatura crește din nou

O placă de gips carton constă, dintr-un strat de gips sendviș între două foi de hârtie de acoperire. Particulele de cristal al gipsului brut (CaSO4.2H2O) conține aproximativ 21 % din greutate apă legată chimic. Atunci când este expus la un mediu cu temperatură înaltă, sulfatul de calciu dihidrat (CaS04.2H2O) suferă două reacții de descompunere endotermice în timpul cărora apa legată chimic se disociază și se evaporă. Acest proces, cunoscut sub numele de "deshidratare de gips" (sau "calcinare"), are loc între 80 °C și 250 °C, caracteristicile bune de rezistență la foc ale gipsului carton sunt datorate acestui fenomen.

Descompunerea chimică a gipsului (disocierea apei legată chimic) are loc în două etape:

– În prima etapă, dihidratul de sulfat de calciu își pierde 75% din apă, formând hemihidrat de sulfat de calciu (CaS04.1 / 2H2O).

– Dacă gipsul este încălzit în continuare, apare o a doua reacție, în care hemihidratul de sulfat de calciu pierde apa rămasă pentru a forma anhidritul de sulfat de calciu (CaS04). Ambele reacții sunt foarte endoterme; ca urmare, transferul de căldură prin placa de gips carton este practic împiedicat . Produsele finale ale procesului de ardere sunt anhidritul de sulfat de calciu și vaporii de apă; acesta din urmă difuzează prin porii gipsului și este eliberat prin suprafața plăcii de gips carton.

Deshidratarea gipsului are ca rezultat două efecte macroscopice importante:

– variația semnificativă a proprietăților termo-fizice (de exemplu: densitatea, conductivitatea termică, căldura specifică) a gipsului carton cu temperatură în creștere;

– producția de vapori de apă care sunt eliberați prin suprafața gipsului carton.

Este bine stabilit faptul că, pentru a simula în mod eficient comportamentul la foc al ansamblurilor de pereți din gips carton, aceste efecte trebuiesc luate în considerare, cu toate acestea, nici unul dintre aceste fenomene importante nu este luat în considerare în studiile de modelare CFD disponibile în mod curent pentru ansamblurile de pereți din gips carton.

Există o lipsă de consens în ceea ce privește metodologia adecvată de descriere eficientă a proprietăților termo-fizice dependente de temperatură, ale gipsului carton. Proprietățile fizice dependente de temperatură ale ansamblurilor de pereți din plăci expuse la foc sunt luate în considerare în mod obișnuit în cadrul simulărilor de transfer de căldură cu una sau două dimensiuni, cu toate acestea, în literatură nu sunt disponibile studii relevante privind modelarea CFD.

Eliberarea vaporilor de apă în compartimentul de incendiu este cunoscută, afectează semnificativ comportamentul termic al ansamblurilor de pereți de gips carton; totuși fenomenele de difuzie a maselor de vapori de apă sunt rareori abordate în simulări numerice.

Până în prezent, efectele eliberării vaporilor de apă au fost abordate în câteva simulări unidimensionale de transfer termic și de masă, nu există studii CFD disponibile care să ia în considerare acest fenomen.

Studiile CFD disponibile care se concentrează asupra simulărilor ansamblurilor de pereți de gips carton expuse la foc utilizează proprietăți termo-fizice constante pentru gips, neglijând astfel fenomenele fizice asociate procesului de ardere.

De fapt, într-un studiu recent al CFD privind incendiile naturale într-o cameră ISO 9705, se concluzionează că discrepanțele observate între predicțiile obținute și datele experimentale disponibile sunt în principal atribuite modelării insuficiente a proprietăților gipsului carton.

În scopul depășirii acestui decalaj, această lucrare se concentrează pe evaluarea impactului proceselor de ardere dedicate în simulările CFD la scară largă ale ansamblurilor de pereți din acest material într-o clădire cu mai multe compartimente, se investighează efectele pe scară largă ale unor proprietăți termofizice dependente de temperatură și ale fenomenului de difuzie a masei de vapori de apă.

O placă de ghips cu rezistență la foc naturală din gips în miez este definită ca gipsul regulat. Atunci când miezul plăcii de gips este modificat cu aditivi speciali de bază sau cu proprietăți suplimentare, pentru a îmbunătăți rezistența, acesta este clasificat ca tip X sau o placă de ghips de tip X îmbunătățită.

S-ar putea să existe variații semnificative în ceea ce privește performanța la foc a plăcii de gips, în funcție de tipul și formularea miezului, care variază de la un producător la altul.

Gipsul este un material ideal pentru protecția împotriva incendiilor. Apa din interiorul ghipsului joacă un rol major în definirea proprietăților sale termice și a răspunsului la foc. La încălzire, acesta va pierde cele două molecule de H2O la temperaturi între 125 și 200 ° C. Căldura de deshidratare completă este de 0,61 … 106 J / kg gips.

Datorită absorbției substanțiale a energiei în procesul de deshidratare, un strat de gips aplicat pe suprafața unui element de construcție este capabil să întârzie în mod semnificativ pătrunderea căldurii în structura portantă.

Proprietățile termice ale plăcii de gips variază în funcție de compoziția miezului. Variația temperaturii căldurii specifice volumetrică (ρcp) a gipsului pur a fost ilustrată în Harmathy , pe baza informațiilor raportate în literatură.

Conductivitatea termică a produselor din ghips este dificil de evaluat, datorită variațiilor mari ale porozităților lor și naturii agregatelor. O valoare tipică pentru plăcile de ipsos cu o densitate de aproximativ 700 kg / m-3 este de 0,25 W / m-1 / K-1.

Figurile IV. 15 și IV. 16 ilustrează variația tipică a conductivității termice și a căldurii specifice a miezului plăcii de gips cu temperatura. Parcelele reflectă expresiile propuse recent de Sultan , pe baza testelor efectuate pe specimene de plăci de gips de tip X.

Figura IV. 15: Conductivitatea termică a miezului plăcii de gips de tip X în funcție de temperatură.93

Figura IV. 16: Căldura specifică a miezului de carton tip gips de tip X în funcție de temperatură.93

Măsurătorile specifice de căldură au fost efectuate la o viteză de încălzire de 2° C / min. Deshidratarea gipsului a condus la cele două vârfuri care apar în curba de căldură specifică la temperaturi de aproximativ 100 ° C și 650 ° C.

Valorile de vârf sunt ușor variante față de cele raportate anterior de Harmathy; acest lucru se poate datora diferențelor în compoziția gipsului.

Coeficientul de expansiune termică (β) a produselor din gips poate varia între11,0 x10-6 și 17 x 10-6 m-m-1 K-1 la temperatura camerei, în funcție de natura și cantitatea agregatelor utilizate. Curbele dilatometrice și termogravimetrice ale unei așa numite plăci de gips rezistente la foc, de densitate de 678 kgm-3,. Nu există multe informații despre proprietățile mecanice ale panoului de ghips la temperaturi ridicate, deoarece aceste proprietăți sunt dificil de obținut experimental.

Rezistența plăcii de ghips la o temperatură ridicată este foarte mică și poate fi neglijată. Association Gypsum enumeră proprietățile mecanice tipice, la temperatura camerei, , pentru unele produse din gips carton din America de Nord. Detaliile de atașare (spațierea șuruburilor, orientarea îmbinărilor plăcii de gips, distanțarea colțurilor etc.) pot avea un efect vizibil asupra performanței la foc a panoului de gips.

Datorită particularităților materialului de descompunere în caz de incendiu, acesta oferă o rezistență sporită la incendiu fără a adăuga alte materiale în compoziția materialului din care sunt fabricate plăcile de gips carton.

Materialele care sporesc rezistența la foc a plăcilor de gips carton sunt:

– aplicarea straturilor exterioare de carton căruia i se aplică un tratament de ignifugare;

– înlocuirea straturilor exterioare din carton cu fibră de sticlă care are o temperatură de distrugere mult mai mare comparativ cu materialul din carton aplicat;

– adăugarea unei plase fabricată metal în stratul de gips pentru o menținere mai bună în poziția de montare astfel protejând materialele din spatele acestuia de flăcările și temperaturile generate de incendiu, asemănător unui paravan;

Tabel IV. 17. Fișa tehnică a patru tipuri de plăci produse marca rigips

Conform datelor măsurate în testul de colț, ISO 9750 și PrEN 138 (SBI) avem:

Tabel IV. 18. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc pentru plăci de ipsos carton folosite în construcții

Capitolul V. Comportarea la foc a plăcilor din așchii de lemn (PAL)

V. 1.Istoria producerii plăcilor din așchii de lemn

Nevoile tot mai mari de lemn și materiale pe bază de lemn au condus în mod treptat la ideea realizării unor noi sortimente de produse semifabricate din deșeuri de lemn și din lemn neindustrializabil.

Tehnica producerii plăcilor din fibre de lemn are o vechime mai mare decât cea a obținerii plăcilor din așchii de lemn deoarece a avut ca model tehnologia de fabricare a hârtiei. În Japonia, în secolul al IV-lea Î.H. aceste plăci erau produse sub forma unor hârtii grele. În Europa, în secolul al XVIII-lea, un material din pastă de lemn se utiliza în construcții la fabricarea pereților despărțitori, ulterior acesta fiind folosit și la ușile pieselor de mobilier. N.A. Lvov a realizat în anul 1799 un carton gros cu o cantitate mare de umplutură, în anul 1845, este semnalată producerea de plăci din fibre de lemn, astfel că, începând cu anul 1910, cartonul gips format din mai multe straturi încleiate între ele a fost înlocuit cu plăci din fibre de lemn.

Începând cu anul 1887 apar primele încercări practice de a se produce un nou material din lemn mărunțit; astfel s-a realizat un produs obținut prin aglomerarea rumegușului (ulterior, a talașului) de lemn și un clei pe bază de albumină de sânge. Ca etape importante în activitatea de cercetare sunt cunoscute brevetele de invenție obținute de Samsonov (1935), Satov (1935), Rohrer (1935), Carson (1936), Loetscher (1936, 1937), uzineleTorfit (1938, 1940), Westdeutsche Sperrholz Werke (1938) etc. între anii 1939 și 1947 are practic loc întemeierea și organizarea unei industrii de fabricare a plăcilor din așchii de lemn. F. Fahrni realizează la fabrica de placaje din Klingnau plăci triplu stratificate de tip NOVOPAN.

Faza producției la scară semiindustrială datează din anul 1945, când , după patentul lui F. Fahrni, s-au realizat primele șarje de 2-3 m3/zi plăci aglomerate de densitate medie, utilizate la fabricarea mobilei.

În anul 1947, în Cehoslovacia a fost construită o fabrică de plăci din așchii de lemn, după această tehnologie, cu o capacitate de 50 t/zi (fag). Plăcile din așchii de lemn se produceau prin presare perpendiculară pe suprafața plăcii în prese cu funcționare intermitentă. Tot în anul 1947 s-a pus în funcțiune prima instalație de fabricare a plăcilor din așchii prin procedeul de presare continuă prin extrudare după sistemul Kreibaum.

Datorită deficitului de masă lemnoasă ca materie primă la fabricarea plăcilor, în unele țări a început în 1950 producerea plăcilor din puzderii de in și cânepă (Ungaria etc.).

În anul 1953 a apărut un nou procedeu continuu de producere a plăcilor din așchii, sistemul Bartrev, la care în locul presei cu funcționare intermitentă se utilizează o presă cu benzi de oțel cu funcționare continuă.

În anul 1957, la Geneva, a avut loc prima conferință internațională în domeniul fabricării plăcilor din așchii și fibre de lemn, care a examinat materialele, procedeele de fabricație, utilajele și instalațiile, domeniile de utilizare etc.

Funcție de modul cum păstrează sau nu structura lemnului din care provin produsele de lemn utilizate ca materiale de construcții, se împart în două categorii:

– Produse care păstrează structura materialului lemnos din care provin (produse brute din lemn rotund, lemn rotund pentru piloți, traverse de cale ferată, cherestea, lemn încleiat, furnir, etc.);

– Produse care, datorită unor operații tehnologice (așchiere, defibrare, impregnare, presare, încleiere, etc.), nu mai păstrează structura materialului lemnos sau o păstrează în proporție redusă ( PAL, PFL) și care pot fi considerate produse moderne din lemn sau produse din lemn reconstituit.

V. 2. Modalități de producere a plăcilor din așchii de lemn și clasificarea acestora

Plăcile din așchii de lemn sunt produse semifabricate care se obțin prin prepararea la cald a particulelor mici, fine sau a lamelelor de lemn amestecate cu un liant.

Normele Europene CEN disting panourile propriu-zise din particulele de lemn și panourile din lamele de lemn (OSB- Oriented Strand Board).

La panourile propriu-zise alcătuite din particulele de lemn, sunt folosite elemente de lemn (așchii) care pot fi fine, normale (lungime maximă 20 mm) și mari (lungime minimum 32 mm). În masa panoului pot exista un singur tip de particule sau tipuri diferite; structura plăcilor poate fi omogenă sau stratificată cu trei sau cinci straturi. În cazul folosirii tipurilor diferite la suprafață se folosesc particule foarte fine, sub acestea se folosesc particular fine (max. 30 mm), iar particulele mari formează zona centrală; orientarea particulelor fiind aleatorie.

Ca și liant se folosesc rășini sintetice conținutul fiind de aproximativ 11 % din masa totală, pentru straturile exterioare și 5 % pentru zona centrală. Presarea se realizează perpendicular pe fețe sau paralel cu fețele (extrudate).

Figura V. 1: Schema producerii plăcilor din așchii de lemn

În produs pot fi introduse diferite substanțe pentru îmbunătățirea unor caracteristici iar suprafața exterioară poate fi prelucrată (șlefuită) sau acoperită cu alte substanțe (cașerată, furniruită, armată melaminată, emailată etc.). Pe plan mondial se produc panouri cu grosimi de 6…40 mm, densități de 450…700 kg/m3 și dimensiuni de 2,4 x 1,2 m pentru pereți și 2,4 x 0,6 m pentru planșee.

În România, în funcție de densitate, plăcile din PAL (STAS 6769-87) sunt clasificate în:

ușoare, cu densitatea sub 400 kg/m3;

semigrele, cu densitatea de 400…8000 kg/m3;

grele, cu densitatea peste 800 kg/m3.

Plăcile din așchii de lemn se pot folosi în interior sau exterior pentru mobilier înnobilare sau pentru construcții.

Plăcile din interior antiseptizante și ignifugate PAL-AI (STAS 10146-80), se fabrică în 3 clase de calitate (A,B,C) având grosimea de 8; 10; 12; 16; 18; 22 mm și dimensiuni de 3660 x 1830 mm și 1830 x 1830 mm.

Principalele caracteristici fizico-mecanice ale plăcilor de interior sunt date in tabelul următor:

Tabel V. 1. Caracteristicile fizico-mecanice ale plăcilor de interior

Plăcile de exterior PAL-CON (STAS 10371-86), încleiate cu rășini fenolice, au grosimi de 8; 12; 16; 18; 22; 25 mm și dimensiuni de 2500 x 1220 mm și 3000 x 1220 mm. Plăcile de exterior se produc în două tipuri:

I.100, cu încleiere rezistentă la fierbere în apă;

I.100, cu încleiere rezistentă la fiertul în apă, la atacul ciupercilor și al insectelor.

Tabel V.2 Clasificarea plăcilor din așchii de lemn

– plăci cu așchii orientate tip OSB și plăci cu așchii mari, plane, de tipul Wafeboard și Flakeboard (în proporție mai mare în S.U.A., dar și în Europa, Asia, Oceania):

– plăci din așchii cu lianți minerali (în proporție mai mare în Europa, dar și în Asia) – ciment, ipsos etc. ;

– plăci din așchii de lemn subțiri (2,5-6,0 mm), ca înlocuitori de placaje, PFL – produse în instalații de presare continue;

– plăci din așchii de lemn furniruite în timpul procesului de presare a covorului de așchii – ca înlocuitori de placaje, PFL;

– produse mulate din așchii de lemn, realizate prin diverse procedee.

Producția de plăci din fibre de lemn cunoaște o continuă creștere, în primul rând, datorită diversificării sortimentelor și a unor caracteristici îmbunătățite. Dacă producția de plăci din fibre de lemn realizate prin procedeul umed este în stagnare, în schimb are loc o creștere a producției de plăci din fibre de densitate medie, de plăci din fibre cu lianți minerali și de piese mulate din PFL-dur sau material fibros.

Pe plan mondial, ca tehnologii noi de fabricare a plăcilor din material fibros sunt cunoscute cele prin care se produc:

– plăci din fibre de densitate medie (MDF sau PFL-DM), care înlocuiesc plăcile din așchii de lemn în domeniul fabricării mobilei și în construcții;

– plăci speciale sau stratificate utilizate ca elemente de construcții (panouri tip), care au ca suport plăcile dure sau poroase din fibre de lemn;

– plăci din fibre de lemn standard modificate, cum ar fi: plăci rezistente la umiditate (pentru mobilier de grădină, băi, bucătării sau cofraje, parchete, uși exterioare, panouri exterioare, elemente decorative, placări ale pereților de cabane, barăci etc.), plăci ignifuge, plăci cu rezistență mecanică mărită (pentru scări, parchete, stelaje etc.);

– plăci mulate din PFL-dur sau material fibros: tip FUNDER (Austria), care au forma unor plăci ondulate (g = 2,8…3,0 mm) pentru acoperișuri; plăci mulate din materiale celulozice, cu utilizări în industria mobilei, la ambalaje, autovehicule, amenajarea interioarelor etc.; elemente mulate din material fibros, elemente ornamentale din material fibros etc.;

– plăci din fibre de lemn cu lianți minerali, cu domenii largi de utilizare în construcții, zootehnie etc.;

– plăci din fibre de lemn bituminizate cu proprietăți fonoabsorbante sau plăci moi bituminizate pentru hidroizolații;

– plăci de tip Granofibre (Franța) – granule sferice obținute prin brichetare – utilizate la finisări exterioare, uși celulare, în agricultură, horticultura, zootehnie etc.

Prin înnobilarea PAL și PFL s-a realizat o diversificare considerabilă a producției și o creștere a domeniului de utilizare.

V. 3. Proprietățile fizice, mecanice și chimice a plăcilor din așchii de lemn (PAL)

Caracteristicile fizico-mecanice ale plăcilor din așchii de lemn presate perpendicular pe fețe cu utilizări de interior, șlefuite, condiționate conform STAS 181076, sunt următoarele:

a)umiditatea de livrare (9±3),%;

b)densitatea aparentă 550 kg/m3 (plăci cu grosimi cuprinse între 10 și 19 (mm);

c)umflarea maximă în grosime după 2 ore imersie în apă %…10. d)rezistența de rupere la încovoiere statică (minim în daN/cm2).

Pentru grosimi până la 12 mm … 150.

Pentru grosimi de la 14 mm până la 19 mm…130

Pentru grosimi de și peste 20 mm … 100

Plăcile din așchii de lemn antiseptizate și ignifugate cu utilizări de interior sunt plăci din așchii de lemn încleiate cu rășină ureoformaldehidică și presate perpendicular pe fețe, având înglobate (în cursul fabricației) substanțe de protecție contra ciupercilor, insectelor xilofage și a focului. Dimensiunile de fabricație ale acestor plăci sunt 3660 x 1830 mm cu grosimi de 8, 10, 12, 16, 18, 22 mm.

Caracteristicile fizico­mecanice pentru plăcile șlefuite sunt indicate în tabelul 3, iar cele de protecție insectofungicidă și ignifugă în tabelul 4.

Tabelul V. 3: Caracteristici fizico-mecanice

Tabelul V. 4: Caracteristicile de protecție insectofungicidică și ignifugă

Plăcile din așchii de lemn presate perpendicular pe fețe, cu utilizări de exterior în construcții, sunt plăci din așchii de lemn încleiate cu rășini fenolice și presate perpendicular pe fețe, destinate pentru utilizări exterioare. Se notează cu simbolul I100. Dimensiunile de fabricație ale acestor plăci sunt 2300 x 1250 mm, iar grosimea este în funcție de finisajul acestora:

– șlefuite: 8, 10, 12, 16, 18, 22 mm;

– neșlefuite: 9,5, 11,5, 13,5, 17,5 19,5 23,5.

Abateri limită: la grosime ± 0,4 mm; la lungime ± 5 mm; la lățime ± 3 mm.

Ținând seama de domeniile de utilizare în construcții ale acestor plăci, grosimile care se recomandă sunt: 12, 16 și 18 mm.

Caracteristicile fizico-mecanice ale plăcilor din așchii de lemn presate perpendicular pe fețe cu utilizări de exterior în construcții sunt următoarele:

a) umiditate la livrare (9 ± 3)%;

b) densitatea aparentă: 0,750 g/cm3;

c) umflarea maximă în grosime după 24 ore imersie în apă

la 20°C 12%;

d) rezistența la încovoiere statică, în daN/cm2;

­ pentru plăci cu grosimea până la 12 mm … 200.

­ pentru plăci cu grosimea mai mare de 13 mm … 180.

e) umflarea remanentă pentru plăci cu grosime de 12 mm (%)

­ după tratament de îmbătrânire V.313 (fără canturi protejate) 18

­ după tratament de îmbătrânire V.313 (cu canturi protejate) 0

­ imersie în apă la 20°C 72 ore

­ îngheț în aer la ­25°C 24 ore

­ expunere în aer la 70°C 72 ore

f) variațiile dimensionale în lungime și lățime, pentru plăci cu grosimea de 12 mm, în medii cu t = 20°C și umiditatea relativă a aerului de 33­95% = 0,28%.

g)rezistența la atacul rozătoarelor:

­ atacul cu 75% mai redus față de speciile lemnoase brad și fag;

h) rezistența la atacul insectelor xilofage

­ față de atacul larvelor de Anobium.

­ față de atacul termitelor.

Plăcile din așchii de lemn melaminate PAL-M se obțin din plăci de lemn acoperite pe ambele fețe, prin presare la cald, cu unul sau mai multe filme de rășini sintetice, filmul de suprafață fiind în toate cazurile din rășini melaminice. ,

În funcție de structura filmelor de acoperire, se deosebesc trei tipuri de plăci melaminate

PAL-M:

– plăci melaminate simplu (FD + PAL + FD); PALMB

– plăci melaminate cu film bariera (FD + (FB + PAL + FB + FD); PALMS

– plăci melaminate speciale FD + FB + FF + PAL + FB +FF + FB + FD). Notații: FD film decor; FB film barieră; FF film fenolic.

Dimensiunile de fabricație ale plăcilor melaminate sunt de format 2440 x 1220 mm; 2460 x 1720 mm; 2750 x 1830 mm; 3660 x 1830 mm cu grosimi de la 4…25 mm, iar caracteristicile fizico-mecanice în tabelul V. 5.

Tabelul V.5 : Caracteristicile fizico-mecanice

V. 4. Producători de plăci din așchii de lemn (PAL) și tendințele mondiale ale producției de plăci pe bază de lemn

Producția de plăci pe bază de lemn este în continuă creștere datorită domeniilor tot mai largi de utilizare și a prețului de achiziție mai mic în comparație cu al cherestelei, panelului sau placajului. Din totalul plăcilor pe bază de lemn (PAL, PFL, PFL-DM, plăci înnobilate, plăci sendviș, plăci cu așchii orientate, plăci din așchii mari plane, plăci cu liant mineral etc.), circa 40 % reprezintă plăcile din așchii de lemn, iar circa 12 %, plăcile din fibre de lemn.

În S.U.A., o pondere mai mare o au plăcile cu așchii orientate tip OSB, Plăci din așchii late și plăcile din fibre de lemn de densitate medie. Germania reprezintă unul din cei mai mari producători de PAL de foarte bună calitate, pe plan mondial. Urmărind în timp producția de PFL-DM, se constată că acestea au o pondere mai mare în producția și consumul din S.U.A. și mai mică în Europa (deoarece este vorba despre un produs de 2,2 ori mai energointensiv decât PAL

Dintre producătorii de PFL-DM, în Europa se remarcau, la nivelul anului 1986, Iugoslavia – cu patru linii de fabricație (140 mii m3/an) și Finlanda – cu o linie de fabricație (300 000 m3/an).

În România, o dezvoltare mare a luat-o construcția de locuințe, case de vacanță, campinguri, moteluri, construcții agrozootehnice particulare etc., unde utilizarea plăcilor pe bază de lemn este în continuă creștere.

Mobilă. Industria mobilei este un debușeu important pentru plăcile pe bază de lemn și va continua să fie astfel și în viitor. Ultimii ani au fost marcați de expansiunea rapidă a plăcilor pe bază de lemn și de scăderea ponderii placajelor și panelului în totalul plăcilor utilizate la mobilă. Preferințele cumpărătorilor de mobilă din lemn vor continua să fie satisfăcute prin folosirea plăcilor furniruite sau acoperite cu hârtie decorativă. Apariția plăcilor din fibre de lemn de densitate medie a suscitat interesul fabricanților de mobilă, datorită suprafeței lise, care permite aplicarea directă a materialelor de finisare, și mai ales pentru faptul că pot înlocui lemnul masiv.

Transport. Plăcile pe bază de lemn se utilizează ca material de acoperire în construcțiile navale și pentru construcții de vehicule și vagoane de cale ferată.

Ambalaje (containere, lăzi, palete etc.). Containerele din elemente mulate asamblate și paletele obținute prin mulare cunosc o continuă răspândire.

Utilizarea plăcilor speciale (MDF, Waferboard, OSB, plăci aglomerate cu ciment) are loc preponderent în construcții și în industria mobilei, în funcție de disponibilitățile de materie primă, costurile de producție și pentru energie, ca și diverse aspecte ale perfecționării tehnicilor de producție și a calității produselor.

Domeniul de utilizare a plăcilor înnobilate s-a lărgit considerabil prin finisarea plăcilor pe bază de lemn. Astfel, ele sunt utilizate pentru mobilă, în construcții, la autovehicule etc.

Firme naționale si internaționale care fac afaceri cu lemn și produse din lemn:

– Kronospan produce și distribuie panouri din lemn. La nivel global sunt principalul producător de:

– PAL (PB)

– Placi din fibre de densitate medie (MDF)

– Parchet laminat

– UF, MUF și MF pentru panouri din lemn

– Producătorul numărul unu de panouri orientate (OSB) în Europa

De asemenea, Kronospan produce hârtie specială și decorativă, precum și alte produse asociate cu valoare adăugată, cum ar fi panouri din melamină, mese de lucru, panouri de perete, pervazuri de ferestre, HDF lăcuit, plăci compacte, laminate de înaltă presiune (HPL) și altele. Kronospan produce panouri din lemn pe mai mult de 40 de situri și este locală în multe țări . Angajează peste 14.000 de persoane cu 70 % din totalul vânzărilor de produse generate pe piețele emergente.

.

– XIDO PROD S.R.L.: Înființată în anul 2003, societatea a cunoscut o dezvoltare continuă pe o piață dinamică, ce a necesitat îmbunătățiri și adaptări continue la cerințele și preferințele clienților.

Urmând o strategie orientată către modernizare și dezvoltare, Xido Prod a ajuns astăzi o companie cunoscută pe piață locală, cu un domeniu care necesită schimbări constante în fabricarea și furnizarea de servicii și semifabricate pentru produse de mobilier, uși de interior etc.

Pentru fabricarea produselor folosesc utilaje și tehnologii moderne care respectă normele Europene de Sănătate și Securitate a Muncii și a Protecției Mediului.

Se mândresc cu o gamă de produse care satisfac nevoile clienților precum:

fronturi furniruite de mobilier ;profile cașerate cu folie pentru vopsit, folii decorative, furnire naturale tocuri, pervaze de uși etc.; servicii: debitare PAL și cantuire.

Realizarea acestor produse este posibilă datorită personalului calificat, devotamentului și responsabilității de care dau dovadă încă de la începutul activității.

– ARCOLEGNO SRL este un producător internațional din Italia: Compania Artisan s-a concentrat în producția de rame din lemn pentru produsele de interior și exterior, și mobilier făcute măsură, Arcolegno născută în 1996 de la ideea de artizani care lucrează în domeniu încă din anii '70.

Datorită experienței dobândite în peste 30 de ani de activitate în acest sector, sunt capabili să ofere clienților produse de înaltă calitate, cu soluții inovatoare și originale.

Punctul forte al gamei largi de produse sunt ușile și ferestrele speciale realizate pe proiecte specifice (cum ar fi cele arcuite, lifturi glisante, etc.)

În prezent, Arcolegno srl combină pasiunea pentru lemn cu satisfacerea clienților săi, asigurând un serviciu complet de la proiectare până la servicii post-vânzare.

– Kastamonu Romania este producător de PAL melaminat. Fabrica este situată în Reghin produce PAL melaminat de formatul standard 2800 x 2070 mm într-o varietate de grosimi de la 8 mm la 38 mm. Pot fi realizate și producții speciale la cerere.

Plăcile de PAL melaminat sunt realizate din placi de PAL brut ale căror suprafețe sunt acoperite cu hârtie decor impregnată cu rășini melaminice, prin presare in anumite condiții de temperatură și presiune.

V. 5. Utilizarea în construcții a plăcilor din așchii de lemn PAL

Se utilizează în principal în construcții de case noi pe structură de lemn cu consum redus sau foarte scăzut de energie (case eficiente energetic, locuințe pasive sau cu consum zero de energie), dar și pentru reabilitarea unor clădiri existente, lucrări de mansardare și supraînălțări ușoare. Plăcile sunt destinate utilizării în condiții de mediu umed, unde umiditatea relativă a aerului este de maxim 85 %.

Pereți exteriori/interiori (panotajul pe montanți ai pereților) figura V. 5, pardoseli (pardoseli rigide pe grinzi, strat), suport de pardoseală în cazul pardoselilor flotante și/sau planșee figura V. 6, structurale, acoperișuri (panotarea acoperișului peste căpriori sau sub căpriori) figura V. 7, V. 8 și V. 9, construcții interioare trepte (substrat robust pentru finisajul treptelor)

Alte domenii de aplicare sunt: clădiri comerciale și educaționale: magazine, biblioteci, grădinițe, școli clădiri industriale și agricole: depozite, hambare, hale de producție arene sportive și de divertisment: teatre de vară, patinoare, săli de sport construcții temporare sau de importanță redusă: barăci de șantier, spații de depozitare, garaje cofraje pentru beton ambalaje etc.

Figura V. 5: Elemente componente perete exterior

1 placă din gips-carton rezistent la foc sau placă din ipsos armat cu fibre celulozice; 2 EGGER OSB 3 ≥ 12 mm; 3 căpriori; 4 izolație termică; 5 EGGER DHF; 6 contra-șipci + șipci; 7 învelitoare acoperiș.

Figura V. 6: Pereți interiori și pardoseli din PAL101

Figura V. 7:Acoperiș placat cu PAL

Figura V. 8: Elementele componente unui planșeu structural102

1 parchet laminat; 2 strat fonoabsorbant ≥ 3 mm; 3 Placă EGGER OSB 3 N&F ≥ 12 mm ca suport rigid de pardoseală; 4 strat fonoabsorbant pentru atenuarea zgomotelor de impact, grosime 30 mm; 5 șapă de ciment, grosime 50-70 mm; 6 barieră de vapori; 7 Placă EGGER OSB 3 cu grosime ≥ 18 mm ca planșeu structural; 8 grinzi de lemn – conform calculului static; 9 izolație termică; 10 șipci 30 x 40 mm sau profile galvanizate de tip CD 27 x 60 mm; 11 placă din gips-carton rezistent la foc sau placă din ipsos armat cu fibre celulozice

Elementele componente unui acoperiș șarpantă:

1 placă din gips-carton rezistent la foc sau placă din ipsos armat cu fibre celulozice; 2 EGGER OSB 3 ≥ 12 mm; 3 căpriori; 4 izolație termică; 5 EGGER DHF; 6 contrașipci + șipci; 7 învelitoare acoperiș

Figura V. 9: Elemente componente acoperiș șarpantă

Figura V. 10: Utilizarea plăcilor din așchii de lemn în construcții.103

V. 6. Comportarea la foc/ reacția la foc si rezistența la foc a plăcilor din așchii de lemn PAL

Lemnul este unul dintre materialele cele mai durabile, mai plăcute din punct de vedere estetic și ecologice. Nu numai că lemnul este adesea o parte integrantă a structurilor, ci și sursa principală de mobilier găsită în case, școli și birouri din întreaga lume. Pericolele adesea inevitabile ale focului fac lemnul un material foarte dorit pentru investigații ulterioare. Pe lângă rezistența la aprindere și o rată scăzută de eliberare a căldurii, produsele din lemn au trebuit de mult timp să reziste arderii și să mențină integritatea structurală, continuând să ofere protecție atunci când sunt expuse focului sau căldurii. Prin urmare, sunt necesare diferite teste standard pentru industrie pentru a asigura o protecție adecvată împotriva incendiilor.

Când este încălzit, lemnul suferă degradare termică și ardere pentru a produce gaze, vapori, gudroane și caractere. Pentru a înțelege și modifica comportamentul la foc al lemnului, este necesar să cunoaștem cât mai multe detalii cu privire la procesele sale de descompunere. Pentru acest scop sunt utilizate diferite tehnici de analiză termică și evaluare a inflamabilității, inclusiv analiza termogravimetrică, calorimetria conurilor și testul pentru un singur element de ardere. Rezultatele acestor teste sunt deseori în mare măsură dependente de diferiți parametri, incluzând modificările compoziției gazului, temperatura, viteza de încălzire și dimensiunea formei eșantionului.

Reacțiile de reticulare reacționează la deshidratarea celulozei și leogoglicanul re-polimerizat începe să producă structuri aromatice, devenind structuri de carbon grafice la aproximativ 500 °C. Acest proces de descompunere este numit piroliză. Piroliza lemnului a făcut obiectul unei cercetări ample în ultimii ani (Bland 1991; Reszka 2008; Yang et al., 2003). Astfel de studii au arătat că, în timp ce suprafața carbonizată a lemnului poate avea temperaturi de 800 °C, piroliza principală a lemnului începe la temperaturi peste 225 °C și se termină sub 500 °C.

Când a fost atinsă o concentrație adecvată de aer-combustibil volatil, oxidarea gazelor de piroliză conduce la ardere cu flacără (Babrauskas 2002, Hirata et al., 1991, McNaughton 1945). Dimpotrivă, oxidarea restului de carbon produce arderea strălucitoare sau arzătoare. Piroliza și arderea lemnului au fost analizate (Browne 1958; Friquin 2010; Jonsson și Pettersson 1958) și au studiat extensiv (Carling 1990; Dietenberger 2002; Mikkola 1990; Parker 1992; White and Dietenberger 2001); descoperirile cheie sunt rezumate în tabelul următor

Tabelul V. 11:Intervalele de temperatură ale pirolizei și arderii lemnului

Conform datelor măsurate în testul de colț, ISO 9750 și PrEN 138 (SBI) avem:

Tabel V. 12. Rezultate privind caracteristicele de reacție la foc lemn

Fumul eliberat în timpul unui incendiu prezintă riscuri grave pentru siguranța în caz de incendiu a ocupanților în clădiri: nu numai că reduce vizibilitatea, reducând astfel probabilitatea de scăpare dintr-o clădire arzătoare, gazele sale având efecte iritante și letale. Produsele primare de ardere a lemnului sunt monoxid de carbon, dioxid de carbon și apă (Karpovic și Colab, 2012; Wilkins și Murray 1980). Cu toate acestea, cianura de hidrogen și halogenurile de hidrogen pot fi eliberate dacă sunt prezente heterometre precum azot sau halogeni. Componentele ignifuge care conțin astfel de heteroelemente sau alți inhibitori pot crește randamentul fumului și componentele sale toxice, dar prin încetinirea ratei de ardere pot, de asemenea, determina o reducere a fumului și a ratelor de producere a gazelor toxice. Substanțele de suprimare a fumului pot fi adăugate substanțelor ignifuge pentru a reduce cantitatea de fum produse, exemple fiind boratul de zinc și compușii de molibden și staniu (Green 1996 ).

Toxicitatea agenților ignifugi joacă un rol important în legislația privind sănătatea și siguranța, iar orice eventuală substanță ignifugă trebuie luată în considerare ca urmare a acestui fapt. Compușii ignifuge cu conținut de brom, sunt recunoscuți pe scară largă ca fiind neprietenoși din punct de vedere ecologic datorită bioacumului lor la oameni și efecte negative asupra sănătății la copii (Janssen, 2005 ). În plus, acidul boric a fost recent supus controlului, după reclasificarea acestuia ca toxic pentru reproducere categoria 1B în conformitate cu Regulamentul CLP (CE) nr. 1272/2008 (Agenția Europeană pentru Produse Chimice 2008) și includerea sa în calitate de substanță care prezintă motive de îngrijorare deosebită (SVHC) în temeiul regulamentelor REACH (înregistrare, evaluare, autorizare și restricționare a substanțelor chimice) (Agenția Europeană pentru Produse Chimice 2010 Agenția Europeană pentru Produse Chimice 2010).

Lista SVHC include materiale definite ca fiind cancerigene, mutagene sau toxice pentru reproducere, persistente, bioacumulative și toxice și / sau identificate din dovezile științifice ca provocând efecte grave asupra sănătății umane sau asupra mediului. Orice utilizator de materiale din lista SVHC este obligat prin lege să-și informeze clienții despre prezența acestor produse chimice în produse. Acest lucru poate reduce utilizarea acidului boric. Industria boratului refuză includerea Asociației Europene Borați (2010) și Polonia a prezentat o propunere Agenției Europene pentru Produse Chimice pentru o reducere a clasificării toxicității asupra reproducerii la categoria 2 în conformitate cu Regulamentul CLP (CE) nr. 1272/2008 (European Chemicals Agenția (2013). Având în vedere efectele utilizării sale și numeroasele studii disponibile care afișează nocivitatea acesteia (Agency for Toxic Substances and Disease Record 2010 ), borul ca agent ignifug pentru tratarea lemnului a fost exclus din această revizuire.

O gamă largă de sisteme de tratare a incendiilor pentru lemn au fost studiate pe parcursul ultimilor ani și multe altele sunt în curs de dezvoltare. Combinațiile de fosfor și azot continuă să se dovedească a fi soluții foarte puternice pentru aplicațiile pe bază de lemn, în timp ce compușii pe bază de siliciu continuă să se îmbunătățească. Este probabil ca combinațiile de fosfor și azot să rămână în fruntea lemnului care întârzie dezvoltarea incendiului, iar astfel de tehnici de aplicare, cum ar fi tehnologia „Layer by Layer” (aplicarea unui strat peste alt strat), arată potențialul aplicării industriale și pot îmbunătăți în continuare performanța acestor substanțe chimice de lungă durată. Materialele de umplutură anorganice și siliciul sunt sugerate ca înlocuiri directe posibile ale sistemelor fără bor, care funcționează printr-un mecanism similar și combinând economia, cu o reducere a inflamabilității și inhibarea fumului cu toxicitate scăzută.

V. 7. Protejarea materialelor împotriva incendiilor prin diverse procedee

Materialele ignifuge sunt în mod obișnuit fie acoperite pe suprafața lemnului, fie impregnate în structura lemnului folosind o tehnică de presiune sub vid, deși alte tehnologii, cum ar fi tratamentele cu plasmă (Pabelina et al.,2012), sunt investigate.

La impregnare, structura lemnului este privită ca fiind similară cu cea a unui burete, cu cavități celulare și pereți celulari. Scopul întârzierii la incendiu este de a acoperi aceste pereți cu retard de incendiu pentru a proteja structura de foc. În primul rând, vidul îndepărtează aerul din cavități pentru a crea spațiu pentru soluția de întârziere a focului, care este apoi forțată adânc în lemn sub presiune înaltă. Procesul poate fi repetat și parametrii ajustați pentru a optimiza tratamentul în funcție de nivelul de protecție și de profilul de adâncime necesar al agentului ignifug prin lemn.

Pentru a aplica un strat de protecție la suprafața lemnului, acesta este în mod tipic vopsit, pulverizat sau scufundat într-o soluție de ignifug. Tratamentele superficiale, cum ar fi vopselele, sunt adesea considerate a fi atractive pentru ușurința cu care pot fi aplicate și pentru cantitatea relativ mică de material necesar pentru protecția împotriva incendiilor. Cu toate acestea, cerințele de reaplicare asociate și posibilitățile de deteriorare a suprafeței reprezintă probleme considerabile pentru utilizatorul final.

Compușii bazați pe fosfor sunt unele dintre cele mai cunoscute tratamente ignifuge pentru lemn. Acestea sunt considerate a funcționa în principal în faza condensată, prin promovarea formării de carbon și a lipsei fazei gazoase a altor produse de descompunere volatile. Se sugerează că, în funcție de chimia aditivului, aceștia lucrează și în faza gazoasă ca inhibitori de flacără, întrerupând ciclul de generare a radicalilor liberi. Unii compuși organofosforici sunt considerați a fi suficient de stabili în condiții de flacără pentru a acționa printr-o acțiune fizică în fază gazoasă, în care acționează ca o pătură pentru a exclude oxigenul din flacără (Schartel 2010). Van der Veen și de Boer ( 2012) au analizat proprietățile și toxicitatea diferiților agenți ignifugi pe bază de fosfor.

Compușii bazați pe azot sunt folosiți pe scară largă și cresc în popularitate din cauza lipsei preocupărilor legate de mediu, adesea în combinație cu fosfor sau sulf. Principalele lor aplicații sunt fosfații de guanidină pentru lemn și textile, melamină și fosfați de melamină sau diciandiamidă pentru intumescenți, sulfat de guanidină pentru tapet, melamină pentru spumă poliuretanică flexibilă și melamină fosforat în poliolefine109.

Acestea au următoarele avantaje; formarea structurilor moleculare reticulate în lemn pentru a preveni formarea de gaze volatile; și diluarea gazelor inflamabile produse prin eliberarea compușilor care conțin azot.

Compușii fosfor și azot nu sunt folosiți în mod obișnuit în combustibili ignifugi pentru lemn. Combinațiile celor două sunt preferate datorită asocierii observate, care sporește performanța de întârziere a focului a componentelor individuale (Jiang și colab., 2010). Polifosfații de amoniu sunt una dintre astfel de combinații (Meng și colab., 2009). Sunt săruri anorganice ale acidului polifosforic și amoniac și sunt compuși stabili, non-volatili. Prezența azotului produce un efect de asociere pentru fosfor, prin care eliberarea endotermică a amoniacului prin încălzire diluează combustibilul în fază gazoasă, potențial întârziind aprinderea. Aceasta conduce la o rezistență sporită la răspândirea flăcării și la încărcări chimice favorabile.

Componentele de siliciu sunt o adăugare relativ nouă în lista ignifugelor ignifuge recunoscute pentru lemn și sunt mai bine cunoscute pentru utilizarea în materialele plastice (Gilman et al.,1999). Cu toate acestea, au apărut dificultăți în ceea ce privește impregnarea efectivă a siliciului în lemn și păstrarea acestuia acolo. Ca urmare, acestea sunt adesea aplicate ca acoperiri, mai degrabă, decât tratamente de impregnare. Atunci când compușii de siliciu sunt aplicați ca acoperiri, ele se usucă pentru a forma un strat relativ dur, neted, care este rezistent la căldură, foc, abraziune și coroziune. Atunci când o sursă externă de căldură este aplicată sub oxigen, se formează un reziduu de silice anorganic. Acest reziduu servește ca o pătură izolatoare, care, la temperaturi mai ridicate, va acționa și ca un scut de radiație, întârziind volatilizarea produselor de piroliză.

Recent, a fost introdusă o nouă formă de acoperiri de întindere pentru materiale pe bază de lemn (Chou et al., 2009). Autorii au investigat utilitatea unei pulberi de grafit artificial și a unui sericit și un amestec de cele două pe placaj. Acoperirea cu întârzierea de incendiu startul conținea 19,8% agent ignifug, 15% agent de deshidratare, 18% agent de spumare, 7,2% liant rășină și 40% solvent, fiind preparat și aplicat pe suprafața placajului. S-a arătat că, atunci când sericitul a fost mai mare de 75% în compoziția cu întârziere la foc, amestecul a obținut gradul cel mai scăzut de inflamabilitate posibil în Taiwan Standard CNS 7614. Mai mult, pentru ca sericitul să fie eficient în inhibarea arderii, agenții de carbonizare, nu sunt necesari.

Influența clorurii de magneziu și a clorurii de nichel asupra comportamentului de descompunere termică a fost recent investigată de TGA și spectrometria de masă cu cromatografie de gaz de piroliză. Autorii au raportat următoarele: clorura de magneziu a fost cea mai eficientă dintre cele două. Nivele crescute de compuși furanici și pirani au fost găsiți la temperaturi mai scăzute, care, atunci când au fost cuplate cu o producție crescută de cărbune și o temperatură scăzută a pirolizei, au fost atribuite catalizării deshidratării primare a celulozei de către sarea metalică. Potențialul acestor săruri metalice este, totuși, limitat de corozivitatea lor și de posibilitatea formării de cloruri de hidrogen pe descompunere.

Privind dincolo de fosfor, azot și siliciu, există totuși o posibilitate semnificativă de a crește eficiența cu diferite opțiuni.

În timp ce adăugarea unui agent de inhibare a focului pe lemn poate îmbunătăți proprietățile sale de inflamabilitate, poate fi în detrimentul proprietăților intrinsece, cum ar fi rezistența sau creșterea fumului. Prin urmare, substanțele de inhibare a focului trebuie să fie formulate pentru cea mai bună performanță generală, inclusiv luarea în considerare a efectului de hidrofilitate, de lipire, de „vopsire” și de coroziune a produsului chimic care urmează să fie utilizat împreună cu lemnul.

Întârzierea la foc a lemnului rămâne o problemă științifică foarte complexă, pentru care este necesară o colaborare strânsă între diferite discipline.

V. 8. Cantități uzuale în construcții a plăcilor din așchii de lemn

Lemnul reprezintă, în prezent, una dintre materiile prime principale utilizate în lume, deoarece, în comparație cu celelalte materii prime, este regenerabil (700 milioane de tone, respectiv 1,5 milioane de metri cubi). în cadrul economiei mondiale, industria lemnului realizează 3,2 % din valoarea producției industriale.

Producția de mobilă reprezintă circa 45 % din producția industriei de prelucrare a lemnului (Suedia – 15 %, Japonia – 25 %, S.U. A. – 38 %, Franța – 52 %, Italia – 57 %, Austria – 70 %, Belgia – 90 %). Industria hârtiei consumă circa 40 % din totalul materiei lemnoase, restul fiind utilizat la mobilă, construcții, ambalaje etc.

Utilizarea lemnului și a produselor pe bază de lemn este legată de problemele demografice, tradiții, dezvoltarea economică, fondul forestier disponibil etc. Prognozele F. A.O. prezintă pentru industria lemnului o creștere cu 3 % pe plan mondial în perioada 1990-2010 (la plăci pe bază de lemn, pentru 1988-2000, se prevede o creștere de 1,6-3,2 % pentru Europa). Tendința actuală din industriile bazate pe masa lemnoasă este de a utiliza în proporție de 50 % resurse secundare ale industriilor consumatoare de lemn. Comparativ cu anul 1970, se preconizează pentru anul 2000 o creștere de 1,45…1,57 ori la produsele gaterate, iar la plăcile pe bază de lemn, o creștere de 3,29…4,26 ori.

Se constată o orientare generală spre dezvoltarea produselor care utilizează în mai mică măsură lemnul masiv ca materie primă. Consumul de plăci va cunoaște pe plan european o creștere între 37,1 și 64,3 % până în anul 2000.

Plăcile din așchii de lemn reprezintă 73 %, cele din fibre de lemn 10 % și placajul 13 % din producția totală de plăci pe bază de lemn.

La PAL se prevedea pentru anul 2006 o creștere de 51,6…78,6 %, la plăci din fibre de lemn – între 11,1 și 28,3 %, iar la placaj, între 22,2 și 51,8 %.

Structura producției de mobilă din România diferă față de a celei din Europa după cum urmează:

Tabelul V. 13: Utilizarea mobilierului în Europa și România

Din acest tabel rezultă că este necesară o reconsiderare a acestei structuri în țara noastră, ținând cont că resursele de masă lemnoasă care vor fi disponibile în următoarele decenii sunt în scădere.

Lemnul constituie cea mai veche materie primă industrială și, datorită proprietăților sale fizice și mecanice (tehnice), are cele mai diverse utilizări. Produsele obținute din lemnul masiv nu conțin, în general, decât 40-50 % din materia primă inițială, deoarece toate transformările prin care aceasta trece în cursul prelucrării dau mari cantități de deșeuri. Recuperarea acestora, în scopul valorificării integrale și superioare a lemnului sub formă de semifabricate utilizabile, constituie o realizare tehnică dintre cele mai importante.

Creșterea producției de plăci se va realiza pe baza utilizării ca materie primă, în proporție tot mai mare, a resurselor secundare – care în prezent reprezintă 85 % .

V. 9. Caracteristici tehnice ale produsului Egger OSB 3 și instrucțiuni legate de depozitare

Tabel V. 14 Caracteristici tehnice ale produsului

– Depozitarea plăcilor la interior

În spații uscate și bine aerisite, pe platforme stabile și orizontale

Stivuiți paleți cu plăci unii peste alții, pe suporți intermediari(rigle distanțier din lemn) de aceeași înălțime, perfect aliniați pe verticală (figura V. 15)

Asigurați-vă că distanțierii sunt dispuși la o distanță maximă de 80 cm unii de alții, pentru a evita curbarea excesivă a plăcilor

Se recomandă în mod expres aclimatizarea pentru minim 48 de ore a plăcilor la condițiile de umiditate de la locul instalării înainte de începerea montajului (figura V. 16)

Figura V. 15: Modul de depozitare al plăcilor pe paleți

Figura V. 16: Modul de așezare pentru aclimatizare116

– Depozitarea pe șantier:

Păstrarea cât mai scurtă posibil la depozitarea plăcilor la exterior Depozitarea plăcilor pe paleți de lemn sau suporți suficient de înalți pentru a evita contactul direct cu apa sau vegetația (figura V. 15)

Figura V. 17: Protecția baloților de plăci cu ajutorul polietilenei.

Protecția plăcilor de precipitații accidentale sau zăpadă, acoperindu-le cu prelate impermeabile (folii de plastic, prelate cauciucate, etc.) (figura V. 17)

Când se montează protecția impermeabilă se asigură ventilarea liberă a plăcilor pe părțile laterale și la baza paletului

Capitolul VI. Ilustrarea materialelor în utilizarea curentă

Construcții este denumirea unei ramuri a tehnicii care se ocupă cu proiectarea, execuția, întreținerea și exploatarea diferitor structuri sau lucrări de infrastructură.

Fiecare construcție sau element de construcție trebuie să satisfacă un ansamblu de condiții tehnice sau cerințe tehnico-economice principale, care privesc durabilitatea în timp, robustețea structurala, rezistența la foc, rezistența și stabilitatea construcției, condiții fizice și igienice, arhitectonice, economico-organizatorice etc.

Condiția principală abordată în acest capitol este rezistența la foc.

Aceasta reprezintă capacitatea construcției de a-și menține integritatea în cazul izbucnirii unui incendiu, un anumit interval de timp prescris. Prin expunerea la temperaturi ridicate materialele de construcții își modifica caracteristicile mecanice prin degradarea rezistentei și prin creșterea deformabilității, fapt care duce la pierderea rezistentei și cedarea elementelor precum și la deformarea lor excesiva cu efecte ce pot compromite integritatea și siguranța construcției.

Comportarea la foc a elementelor de construcții este dependenta de materialele din care sunt confecționate. Pentru îmbunătățirea rezistentei la incendiu, elementele de construcții se protejează prin diverse mijloace de protecție pasivă caracteristice (înglobarea elementelor metalice în beton, aplicarea unor mortare rezistente la foc cu un grad de conductivitate termica mica, vopsea intumescenta, diverse placări cu elemente incombustibile). In anumite situați se folosesc complementar și mijloace de protecție activa: instalații de sprinklere pentru stingerea focului și sisteme de evacuare a fumului.

Din punctul de vedere al rezistenței la foc materialele de construcții se pot împărții în clase de reacție la foc (cu excepția pardoselilor, produselor termoizolante pentru tubulaturi liniare și a cablurilor electrice), sunt A1, A2. B, C, D, E și F.

În tabelul următor sunt centralizate majoritatea materialelor de construcții și instalații uzuale care au fost și încercate în cadrul laboratoarelor SBI.

Tabel VI.1:Produse încercate în cadrul încercărilor SBI interlaboratoare

Semnificația claselor de reacție la foc în funcție de litera și numărul corespunzător:

A1 – produse incombustibile care nu contribuie deloc la dezvoltarea incendiului;

A2 – produse care nu se pot aprinde cu flacără și a căror contribuție la dezvoltarea incendiului este extrem de limitată;

B – produse care se sting în lipsa unei flăcări de întreținere și al căror aport la dezvoltarea incendiului este foarte mic;

C – produse combustibile care contribuie la dezvoltarea incendiului în anumite limite;

D – produse combustibile care contribuie la dezvoltarea și propagarea incendiului;

E – produse combustibile a căror contribuție la propagarea rapidă a incendiului este importantă;

F – produse combustibile a căror contribuție la propagarea rapidă a incendiului este foarte importantă.

La fiecare produs se specifică emisia de fum (s1, s2 și s3) și a picăturilor/particulelor arzânde (d0, d1 și d2), conform “Regulamentului privind clasificarea și încadrarea produselor pentru construcții pe baza performanțelor de comportare la foc”

Criteriile de performanță pentru rezistența la foc a produselor de construcții, sunt simbolizate astfel:

R – capacitate portantă (aptitudinea elementului de construcție să reziste la o expunere la foc sub acțiuni mecanice specificate, pe o față sau pe mai multe fețe, pe timpul normat, sub acțiuni mecanice specificate, fără pierderea stabilității structurale);

E – etanșeitate la foc (capacitatea unui element de construcție cu funcție de separare, de a rezista la expunere la foc pe o față, fără transmiterea focului la fața neexpusă ca rezultat al trecerii flăcărilor

sau a gazelor fierbinți și care pot provoca aprinderea feței neexpuse sau a oricărui material situat adiacent acestei suprafețe);

I – izolare termică la foc (capacitatea unui element de construcție de a rezista la expunerea la foc numai pe o față, fără propagarea focului ca rezultat al transferului de căldură de la fața expusă la fața neexpusă, astfel încât suprafața neexpusă și orice material din vecinătatea acesteia să nu se aprindă, asigurând astfel o barieră de protecție a utilizatorilor împotriva căldurii);

W – radiație termică (capacitatea unui element de construcție de a rezista la expunerea la foc numai pe o față, astfel încât să reducă posibilitatea propagării focului ca rezultat al radiației de căldură fie prin element, fie de la fața neexpusă la foc la materialele situate adiacent acestei suprafețe);

M – acțiune mecanică (capacitatea unui element de construcție de a rezista la impactul generat de afectarea structurală a unui alt element de construcție expus la foc);

C – autoînchidere (capacitatea unui element de protecție – ușă, fereastră, oblon etc.), de a se închide complet în rama sa și de a acționa orice dispozitiv de închidere care poate fi atașat, fără intervenție umană, prin energia acumulată sau prin redarea energiei acumulate în cazul întreruperii alimentării cu energie.

S – etanșeitate la fum (capacitatea unui element de construcție de a reduce sau elimina trecerea gazelor sau a fumului de pe o parte, pe cealaltă parte a sa). Sa ia în considerare etanșeitatea la fum numai la temperatura ambiantă, iar Sm ia în considerare etanșeitatea la fum atât la temperatura ambiantă cât și la cea de 200șC. În cazul tubulaturii de evacuare a fumului „S” indică un debit de trecere mai mic de 5 m3/(h·m2).

P sau PH (continuitate în alimentarea cu energie electrică și/sau transmisie de semnal pe durata incendiului);

G – rezistența la foc de funingine (capacitatea coșului și a produselor pentru coșuri de a rezista la foc de funingine);

K – capacitatea de protecție la foc (capacitatea unei acoperiri de a asigura pentru materialul de sub acoperire, protecție la aprindere, carbonizare sau altă deteriorare, pentru o durată de timp specificată);

DH – durata de stabilitate la curba standard temperatură – timp.

Figura VI.2:Materialele uzuale ce pot fi utilizate în construcții.

Figura VI.3:Materialele uzuale ce pot fi utilizate în construcții.

Conform proiectului de normativ privind securitatea la incendiu P118/1-2017 se pot realiza clădiri de locuit supraterane cu înălțimi obișnuite pe 5 niveluri de stabilitate la incendiu:

Pentru nivelul 1 de stabilitate la incendiu construcția trebuie sa aibă clasele de performanță privind reacția la foc a produselor folosite pentru finisarea interioara a caselor de scări închise și a căilor de circulație funcțională și de evacuare orizontale (coridoare și holuri) din clădirile de locuit:

Tabel VI.5:Materialele necesare conform nivelelor de stabilitate la incendiu

Figura VI.4:Model de utilizare al materialelor de construcții pentru clădiri de locuit.

Pe căile comune de circulație funcțională și de evacuare a utilizatorilor construcțiilor cu înălțime obișnuită se admit și finisaje din folii cu grosimea de maxim 0,5 cm care se lipesc pe suport A1 sau A2-s1d0 și mochete sau lemn, cu grosimea de maxim 2 cm, minim CFL-s1, montate direct sau pe un strat fonoizolator la zgomot de impact, care se lipesc sau se așează liber pe suport A1 sau A2-s1d0.

Tabel VI.6:Materialele necesare conform nivelelor de stabilitate la incendiu

(1) La bucătăriile deschise spre camera de zi trebuie prevăzut sub plafon un ecran cu înălțime de 0,50 m (A1, A2-s1d0)

În clădirile realizate din materiale combustibile (în condițiile admise de normativ), încăperile cu risc mijlociu de incendiu (bucătării, centrale termice și alte spații în care este utilizat focul deschis), vor avea finisaje din materiale clasa de reacție la foc A1 sau A2-s1d0.

Scările de evacuare ale utilizatorilor etajului și eventual ai mansardei clădirilor de locuit individuale (familiale), precum și scările din cadrul apartamentelor duplex sau triplex din orice tip de clădire supraterană de locuit, pot fi realizate din materiale clasa de reacție la foc C sau D și neînchise în case de scări.

Scările de evacuare ale utilizatorilor nivelurilor supraterane pot fi continuate în subsolul clădirilor de locuit cu înălțimi obișnuite, dacă golurile de acces în încăperile din subsol sunt protejate funcție de riscurile de incendiu ale încăperilor respective, cu uși minimum EI2 15-C5 Sa.

Ușile de evacuare la nivelul terenului ale clădirilor de locuit supraterane cu înălțimi obișnuite, pot fi cu deschiderea spre interior.

Ușile de acces din scările de evacuare în apartamente situate în clădiri de locuit supraterane cu înălțimi obișnuite se recomandă a fi E 15.

Clădirile de locuit colective cu înălțimi obișnuite cu mai mult de 4 niveluri supraterane, vor avea asigurate căi de acces și intervenție a autospecialelor de stingere în caz de incendiu, cel puțin pe o latură.

Clădirile administrative supraterane cu înălțimi obișnuite (clădiri ale autorităților și instituțiilor centrale sau locale, financiar-bancare, sindicate, partide, birouri etc.), se alcătuiesc în funcție de destinație, astfel încât să asigure îndeplinirea performanțelor specifice de securitate la incendiu.

În toate cazurile, nivelurile supraterane ale clădirilor administrative cu înălțimi obișnuite se separă de nivelurile subterane cu riscuri mari de incendiu (parcări autoturisme, depozite, arhive etc.), prin planșee cu rezistența la foc de minimum REI 120 (inclusiv elementele de susținere ale acestora).

Comportarea la foc a pereților, ușilor și planșeelor de separare a căilor de circulație funcțională și de evacuare orizontale (holuri) din clădirile administrative supraterane cu înălțimi obișnuite, trebuie să corespundă prevederilor Tabelului VI.9

Tabel VI.7: Comportare la foc a pereților, ușilor și planșeelor de separare a căilor de evacuare orizontale (coridoare) din clădirile administrative supraterane cu înălțimi obișnuite.

*În cazul pereților vitrați cu profil metalic care separă coridoarele de încăperile adiacente nu se ia în considerare clasa de reacție la foc

Clădirile administrative supraterane cu înălțimi obișnuite, vor avea asigurat accesul și intervenția autospecialelor de stingere în caz de incendiu, cel puțin pe o latură.

Figura VI.8: Model de utilizare a materialelor de construcții pentru a îndeplinii nivelul de stabilitate la incendiu I

Tabel VI.9:Comportare la foc a pereților, ușilor și planșeelor de separare a căilor de evacuare orizontale (holuri) din clădirile administrative supraterane cu înălțimi obișnuite.

* În cazul pereților vitrați cu profil metalic care separă holurile de încăperile adiacente nu se ia în considerare clasa de reacție la foc.

Clădirile pentru cultură supraterane cu înălțimi obișnuite (expoziții, muzee, biblioteci, cluburi, săli, centre și complexe culturale, cinematografe, teatre, săli polivalente etc.)

Se recomandă ca, prin alcătuirea construcțiilor pentru cultură, să se asigure nivelurile de stabilitate la incendiu I, II sau III, în funcție de numărul utilizatorilor, de importanța clădirilor și de valorile de patrimoniu adăpostite.

Tabel VI.10: Comportare la foc a pereților, ușilor și planșeelor de separare a căilor de circulație funcțională și de evacuare orizontale (coridoare și holuri) din clădirile pentru cultură supraterane cu înălțimi obișnuite.

*În cazul pereților vitrați cu profil metalic care separă coridoarele și holurile de încăperile adiacente nu se ia în considerare clasa de reacție la foc.

Table VI.11: Elemente de separare (pereți și planșee) din clădirile pentru cultură supraterane cu înălțimi obișnuite

Figura VI.12: Condiții pentru asigurarea nivelului de stabilitate la incendiu I

Căile de circulație funcțională și de evacuare a utilizatorilor în caz de incendiu din clădirile pentru cultură supraterane cu înălțimi obișnuite, vor îndeplini condițiile normate corespunzătoare nivelului de stabilitate la incendiu asigurat, numărului maxim simultan de utilizatori și destinației

Spațiile accesibile publicului din clădirile pentru cultură supraterane și căile de circulație funcțională și de evacuare a utilizatorilor vor fi separate de încăperile anexe și cele tehnice prin pereți REI/EI și planșee REI, cu rezistențe la foc corespunzătoare destinației și densității sarcinii termice (q) din încăperile adiacente, dar nu mai mici decât cele prevăzute în Tabelul VI.11

Concluzii

Polistirenul expandat (EPS) este inflamabil, așa cum este cazul cu alte materiale de construcție. Cu toate acestea, acest lucru este relevant numai dacă se evaluează polistirenul ca material izolant expus. Din fericire, filosofia privind siguranța în caz de incendiu în Uniunea Europeană a fost dezvoltată pe baza sau în scopul evaluării structurilor sau produselor "în condiții de utilizare finală". Prin urmare, vor fi stipulate cerințe de performanță în raport cu elementul de construcție complet.

Se recomandă ca polistirenul expandat să fie întotdeauna protejat de un material de acoperire pentru finisaj sau prin încapsulare completă.

Luând în considerare aceste elemente, se poate concluziona că produsele din polistiren expandat reprezintă în continuare un risc de incendiu rezultat în numeroasele incendii din țară, dar și din întreaga lume, datorat utilizării acestuia necorespunzătoare sau fără a fi tratat cu aditivi ignifugați.

De asemenea, am trecut în detaliu asupra naturii și caracteristicilor materialului polistiren,arătând că, din punct de vedere al toxicității în caz de incendiu sau de ardere, acest plastic se comportă la fel de bine ca produsele naturale, cum ar fi lemnul, inul, iuta etc., totuși acest material rămâne o problemă din punct de vedere al securității la incendiu, deoarece conține foarte mult oxigen în compoziție ajutând la dezvoltarea incendiului.

Policlorura de vinil este foarte dificil de aprins prin utilizarea surselor de aprindere disponibile, în mod obișnuit. Testele efectuate cu diferite surse care variază în intensitatea căldurii și în zona de impact în cadrul tâmplăriilor din PVC arată că produsul arde numai în timp ce se aplică sursa. Când sursa este îndepărtată, nu există nici o flacără reziduală pe produs. În ceea ce privește gradul de aprindere, temperatura necesară pentru aprinderea PVC-U este mai mare cu 120 o C decât cea a lemnului de pin (385 o C pentru PVC și 260 o C pentru lemn așa cum este definit pentru auto-aprindere).

Propagarea ascunsă a incendiilor prin cabluri crește dificultatea de localizare și lichidare a acestora și de salvare a utilizatorilor din clădiri. În plus, incendiile prin cabluri produc cantități mari de gaze toxice și nocive care se răspândesc ușor într-o zonă mai mare prin tavan și structura arborescentă a cablurilor. PVC-ul, reprezintă 60 % din polimerul utilizat în cablu și este materialul principal al învelișului de cablu, fiind unul dintre cele mai importante cinci materiale plastice din lume,.

Îmbunătățirea stabilității termice și a proprietăților ignifuge ale materialelor polimerice organice reprezintă o preocupare majoră, în special în domeniul securității la incendiu a construcțiilor.

Acest lucru se realizează de obicei prin adăugarea de substanțe ignifuge în aceste materiale polimerice organice, prin introducerea inhibitorilor de flacăra, astfel, aditivii anti-flacără (FR) și anti-fum (SS) trebuie să fie încorporați pentru a îndeplini specificațiile de testare a produsului. Introducerea grafitul expandat (EG) este o formă parțial oxidată de grafit care conține particule intercalate (de exemplu, anioni ai acidului sulfuric) între straturile grafitate stivuite.

Aceste metode sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile pentru construcții de clădiri, cum ar fi profilele de ferestre / uși, terasele, balustrada și pardoseli, pentru creșterea siguranței în exploatare. Cu toate acestea, este din ce în ce mai mult recunoscut faptul că policlorura de vinil nu este un material sigur, deoarece poate genera nivele ridicate de fum negru și gaze toxice.

Gipsul este un material incombustibil și nu contribuie la foc: acesta funcționează, de fapt, ca un sprinkler încorporat. Un metru pătrat dintr-o placă de gips de 12,5 mm conține aproximativ doi litri de apă de cristalizare în miezul de ghips. Datorită particularităților materialului de descompunere în caz de incendiu, acesta oferă o rezistență sporită la incendiu fără a adăuga alte materiale în compoziția materialului din care sunt fabricate plăcile de gips carton.

Pentru o rezistența mai bună la foc a plăcilor de gips carton sunt aplicate diverse procedee cum ar fi: aplicarea straturilor exterioare de carton căruia i se aplică un tratament de ignifugare; înlocuirea straturilor exterioare din carton cu fibră de sticlă; adăugarea unei plase fabricată din metal în stratul de ghips.

Acest material devine unul dintre cele mai bune materiale de construcții din punct de vedere al rezistenței la foc.

Lemnul este unul dintre materialele cele mai durabile, mai plăcute din punct de vedere estetic și ecologice. Când este încălzit, lemnul suferă degradare termică și ardere pentru a produce gaze, vapori, gudroane. Fumul eliberat în timpul unui incendiu prezintă riscuri grave pentru securitatea la incendiu a ocupanților în clădiri: nu numai că reduce vizibilitatea, dar și reducând astfel probabilitatea de scăpare dintr-o clădire în flăcări.

În timp ce adăugarea unui agent de inhibare a focului pe lemn poate îmbunătăți proprietățile sale de inflamabilitate, poate fi în detrimentul proprietăților intrinsece, cum ar fi rezistența sau creșterea fumului. Materialele ignifuge sunt în mod obișnuit fie acoperite pe suprafața lemnului, fie impregnate în structura lemnului folosind o tehnică de presiune sub vid. Prin urmare, substanțele de inhibare a focului trebuie să fie formulate pentru cea mai bună performanță generală, inclusiv luarea în considerare a efectului de hidrofilizate, de lipire, de „vopsire” și de coroziune a produsului chimic care urmează să fie utilizat împreună cu lemnul.

Întârzierea la foc a lemnului rămâne o problemă științifică foarte complexă, pentru care este necesară o colaborare strânsă între diferite discipline.

În concluzie, materialele de construcție studiate (polistiren, policlorura de vinil, ghips cartonul și plăcile din așchii de lemn) sunt materiale combustibile folosite în majoritatea construcțiilor, iar în caz de incendiu contribuie la dezvoltarea acestuia, cu excepția gipsului carton care oferă cea mai buna rezistență la foc din materialele studiate.

Aplicarea metodelor de inhibare a focului reduce anumite proprietăți ale materialelor, dar oferă o siguranță mai mare în exploatare a construcției.

BIBLIOGRAFIE

(1). AL. Negoiță, S. Negoiță, (1963), Materiale Moderne În Construcții, Ediția a II-a, Editura Tehnică București.

(2). C. Bob, P. Velica, (1978), Materiale De Construcții, Ediția 1978, Editura Didactică Și Pedagogică București.

(3). I. Ivanov, (1975), Materiale De construcții Pentru Instalații, Editura Didactică Și Pedagogică București.

(4). D. Ion, (2010), http://romanialibera.ro/stil-de-viata/casa-mea/materialele-pentru-constructii-si-mediul-205648.

(5). D. Mazilu, (2011), http://casamea.ro/casa/constructii/materiale/cand-a-aparut-gips-cartonul–4930.

(6). INCERC, (1961), Materiale din Polimeri în Construcții, Editura Tehnică București.

(7). R. Cioroiu, R. Constantinescu, M. Platon, (1975), MATERIALE PLASTICE ÎN CONSTRUCȚII, Editura Tehnică București.

(8). M. Dimonie, Gh. Hubca, (1978), Tehnologia sintezei polimerilor, VOL I, Editura UPB, București

(9). D.Feldman, (1974), Tehnologia compușilor macromoleculari, Editura Tehnică, București

(10). N.Hodos – Polistirenul monografie

(11). http://www.scritub.com/stiinta/chimie/POLISTIREN32264.php

(12). https://www.google.ro/search?q=polistiren+expandat+austrotherm&rlz=1C1CHBF_roRO781RO781&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjXo8C9pvDZAhXGQJoKHZMbC_IQ_AUICigB&biw=1366&bih=672#imgrc=3fd4C7xi-YDhH

(13). http://casamea.ro/casa/constructii/izolatii/cum-alegem-corect-polistirenul-pentru-izolarea-locuintei–10622

(14). https://www.profit.ro/povesti-cu-profit/real-estate-constructii/romeps-piata-de-polistiren-expandat-din-romania-a-ajuns-aproape-de-maturitate-15397123

(15). http://www.zf.ro/business-construct/analiza-cum-se-vor-reabilita-producatorii-de-polistiren-3664487

(16). http://www.swisspor.ro.

(17). http://helmat.ro

(18). https://casoteca.ro

(19). https://www.spatiulconstruit.ro

(20). " Fire behaviour of expanded polystyrene foam (EPS) ", 18.12.1992, APME Plastics Manufacturers Association in Europe

(21). https://epsfoamprodotcom.sharepoint.com

(22). https://garantdesign.md/index.php/intrebari-frecvente-ferestre-si-usi/75-ce-este-pvc-ul

(23). http://www.pmtechnic.com/ro/history-of-pvc/

(24). http://www.roenciclopedia.ro/Policlorura-de-vinil-PVC-ul-119-ro.html

(25). https://www.academia.edu/7463670/Clorura_de_vinil

(26). Niuma Goldenberg, Teodor Has, (1972), Policlorura de vinil, Seria „polimeri”, EdituraTehnică, București

(27). Federația Britanică de Plastic "PVC in Fire", Martie 1987.

(28). Fire behaviour of expanded polystyrene foam (EPS) ", 18.12.1992, APME Plastics Manufacturers Association in Europe

(29). https://roambalaje.ro/companii/prodplast

(30) YANG, Hua,(2013). Investigarea inflamabilității diferitelor cabluri utilizând calorimetrul cu debit de ardere de piroliză

(31). http://boshdesigns.com/change-the-look-with-unique-ceiling-design-for-living-room/

(32). Global Gypsum Magazine, ianuarie 2009

(33). Centrul de Cercetare pentru Energie și Mediu. www.undeerc.org, 2012-01-16

(34). http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2016/07/01/ipsos-armat-ii-materiale-componente/#.WsC2MIhubDc

(35). http://www.siniat.ro/ro-ro/produse-sisteme/produse/placi-gips-carton-interior/

(36). http://www.agendaconstructiilor.ro/files/izolatii-finisaje/rigips-piata-de-gips-carton-va-depasi-40-milioane-mp-la-finele-acestui-an.html

(37). A. Telesca, M. Marroccoli, D. Calabrese, (2013), gypsum obtained by the desulphurization of combustion gases from coal ash as basic components of prefabricated building materials.

(38). Y. Zhong, K. Ni, J.M. Li, (2012), Properties of mortars made by FGD granular binder composite binder.

(39). https://drive.google.com/file/d/1_xl3hAdh25JMFolsT5kgluj_LeotvoZP/view

(40). GUIDELINES FOR USE IN CONSTRUCTION A Indicator: C 3686 WOOD FOUNTAIN PLATES AND WOOD FIBER PLATES

(41). Central Institute for Research, Design and Direction in Building Execution Office Decision no. 47 of December 10, 1986

(42). http://www.xidoprod.ro/despre-noi/

(43). http://www.kronospan-worldwide.com/organisation/

(44). http://www.kastamonu.ro/produse/pal-melaminat/

(45). https://firesciencereviews.springeropen.com/articles/10.1186/2193-0414-2-4

(46). Lowden, L. A., & Hull, T. R. (2013). Flammability behaviour of wood and a review of the methods for its reduction. Fire Science Reviews.

(47). Alongi, J., & Malucelli, G. (2013). Heat and moisture transfer in sol–gel treated cotton fabrics. Journal of thermal analysis and calorimetry.

(48). Agency for Toxic Substances and Disease Registry: Toxicological profile for Boron

(49). Alongi, J., Colleoni, C., Malucelli, G., & Rosace, G. (2012). Hybrid phosphorus-doped silica architectures derived from a multistep sol–gel process for improving thermal stability and flame retardancy of cotton fabrics. Polymer degradation and stability,

(50). Alongi, J., Carosio, F., Frache, A., & Malucelli, G. (2013). Layer by layer coatings assembled through dipping, vertical or horizontal spray for cotton flame retardancy. Carbohydrate polymers, 92(1), 114-119.

(51). ASTM D7309. (2007). Standard Test Method for Determining Flammability Characteristics of Plastics and Other Solid Materials Using Microscale Combustion Calorimetry.

(52). ASTM, E. (1999). 119, Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials. 1995 Annual Book of ASTM Standards, 4, 436.

(53). Babrauskas, V. (2002). Ignition of wood: a review of the state of the art. Journal of Fire Protection Engineering, 12(3), 163-189.

(54). Babrauskas, V., Grayson, S. J., & Tran, H. C. (1992). Heat release in fires: experimental data on wood materials. Journal of Fire Protection Engineering, 12, 163-189.

(55). Chou, C. S., Lin, S. H., & Wang, C. I. (2009). Preparation and characterization of the intumescent fire retardant coating with a new flame retardant. Advanced Powder Technology, 20(2), 169-176.

(56). Connell, J. E., Metcalfe, E., & Thomas, M. J. K. (2000). Silicate–siloxane fire retardant composites. Polymer international, 49(10), 1092-1094.

(57). Green, J. (1996). Mechanisms for flame retardancy and smoke suppression-a review. Journal of Fire Sciences, 14(6), 426-442.

(58). Friedman, R., Friedman, J., & Linvelle, L. (2003). Principles of fire protection chemistry and physics: Part II–fire protection chemistry and physics. Fire Characteristics: Solid Combustibles. Jones and Bartlett Publishers, London. OpenURL.

(59). Giudice, C. A., & Pereyra, A. M. (2007). Fire resistance of wood impregnated with soluble alkaline silicates.Advances in Materials Science and Engineering,2007.

(60). Glassel, D., & Mellema, G. E. (2006).U.S. Patent Application No. 11/016,225.

(61). Grassie, N., Francey, K. F., & Macfarlane, I. G. (1980). The thermal degradation of polysiloxanes—Part 4: Poly (dimethyl/diphenyl siloxane). Polymer Degradation and Stability, 2(1), 67-83.

(62). Hakkarainen, T. (2001). Rate of heat release and ignitability indices in predicting SBI test results. Journal of fire sciences, 19(4), 284-305.

(63). Hakkarainen, T., & Kokkala, M. A. (2001). Application of a one‐dimensional thermal flame spread model on predicting the rate of heat release in the SBI test. Fire and Materials,25(2), 61-70.

(64). Hakkarainen, T., Mikkola, E., Ostman, B., Tsantaridis, L., Brumer, H., & Piispanen, P. (2005). Innovative eco-efficient high fire performance wood products for demanding applications.VTT, Finland, 1-47.

(65). Hansel, J. G., Mauerer, O., & Gärtner, M. (2013).U.S. Patent No. 8,535,578. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.

(66). Hamdani, S., Longuet, C., Perrin, D., Lopez-cuesta, J. M., & Ganachaud, F. (2009). Flame retardancy of silicone-based materials.Polymer Degradation and Stability,94(4), 465-495.

(67). Hirschler, M. M. (1992). Smoke and heat release and ignitability as measures of fire hazard from burning of carpet tiles. Fire safety journal, 18(4), 305-324.

(68). Howell, B. A. (2008). Development of additives possessing both solid-phase and gas-phase flame retardant activities. Polymer Degradation and Stability, 93(11), 2052-2057.

(69). ISO. (2006). Reaction to fire tests–spread of flame–part 2: lateral spread on building and transport products in vertical configuration.

(70). Gross, D., Loftus, J., & Robertson, A. (1967, January). Method for measuring smoke from burning materials. In Symposium on Fire Test Methods—Restraint & Smoke 1966. ASTM International.

(71). Harper, C. A. (2003). Handbook of building materials for fire protection. McGraw Hill Professional

(72). U. Diederichs and U. Schneider, “Bond Strength at High Temperatures,” Magazine of Concrete Research, 33, 115, pp. 75–84 (1981)

(73). V.K.R. Kodur, “Fibre-Reinforced Concrete for Enhancing the Structural Fire Resistance of Columns,” ACI-SP (2000).

(74). A. Bilodeau, V.M. Malhotra, and G.C. Hoff, “Hydrocarbon Fire Resistance of High Strength Normal Weight and Light Weight Concrete Incorporating Polypropylene Fibres,” in Proceedings, International Symposium on High Performance and Reactive Powder Concrete, Sherbrooke, Canada (1998)

(75). V.K.R. Kodur and T.T. Lie, “Fire Resistance of Fibre-Reinforced Concrete,” in Fibre Reinforced Concrete: Present and the Future, Canadian Society of Civil Engineers, Montreal (1997).

(76). U.-M. Jumppanen, U. Diederichs, and K. Heinrichsmeyer, “Materials Properties of F-Concrete at High Temperatures,” VTT Research Report No. 452, Technical Research Centre of Finland, Espoo (1986)

(77). M.A. Sultan, “A Model for Predicting Heat Transfer Through Noninsulated Unloaded Steel-Stud Gypsum Board Wall Assemblies Exposed to Fire,” Fire Technology, 32, 3 (1996)

(78). “Gypsum Board: Typical Mechanical and Physical Properties,” GA-235–98, Gypsum Association, Washington, DC (1998).

(79). M.A. Sultan, “Effect of Insulation in the Wall Cavity on the Fire Resistance Rating of Full-Scale Asymmetrical (1 2) Gypsum Board Protected Wall Assemblies,” in Proceedings of the International Conference on Fire Research and Engineering, Orlando, FL, SFPE, Boston (1995).

(80) A.H. Buchanan, Structural Design for Fire Safety, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, UK (2002).

(81). V.K.R. Kodur, M. Dwaikat and R. Fike, “High-temperature properties of steel for fire resistance modeling of structures,” Journal of Materials in Civil Engineering, 22, 5, pp. 423–434 (2010)

(82).S. Park, S.L. Manzello, D.P. Bentz, and T. Mizukami, “Determining thermal properties of gypsum board at elevated temperatures”, Fire and Materials (2009).

(83). “Structural Fire Design,” Part 1.2, in Eurocode 5, CEN, Brussels, Belgium (1995).

(84). Kodur, V. K. R., & Harmathy, T. Z. (2016). Properties of building materials. In SFPE handbook of fire protection engineering (pp. 277-324). Springer, New York, NY.

(85) ‘Fire behaviour of expanded polystyrene (EPS) foam’, 18.12.1992, APME Association of Plastics Manfacturers in Europe.

(86). Eurobrom bv, informatie aangaande FR-1206 HBCD/milieuaspecten en bijlage Bromine Ltd. FR-1206, Hexabromocyclododecane HBCD, 4 juni 1992.

(87) ‘Levenswegbilanz von EPS-Dämmstoff’, 1 September 1993, Interdisziplinäre Forschungsgemeinschaft Info – Kunstoff e.V., Berlin.

(88) ‘Heat release rates from samples of polymethylmethacrylate and polystyrene burning in normal air’, Tewarson, A., Fire and Mat. 1976:90-96.

(89) ‘Flammability of Polymers and organic liquids, Part 1, Burning intensity’ Tewarson, A., Factory Mutual Research Corp. February 1975. Serial No. 22429

(90). ‘Stored Plastics test program’, Dean, R.K., Factory Mutual Research Corp. June 1975. Serial No. 20269.

(91). ‘Fire performance of combustible insulation in masonry cavity walls.’ Rogowski, B. F. W., Fire Safety Journal, Vol 8, p. 119 – 134.

(92) ‘Fire performance of buildingelements incorporating cellular polymers.’ Rogowski, B. F. W.,Cellular Polymers 4 (1985)325-338

(93). ‘De giftigheid van de bij verbanding van polystyreenschuim vrijkomende gassen’, juni 1980, ir. H. Zorgman, TNO Delft, Centrum voor Brandveiligheid.

(94). Fire performance of external thermal insulation for walls of multi-storey buildings. Rogowski, B. W. F., Ramaprasad, R.. and Southern J. R., BRE Report 1988.

(95) Östman B: Eco-efficient wood products offering high-fire performance. Presentation at the Wood Material Science and Engineering Research Programme Annual Seminar, Helsinki April 2006.

(96). EN ISO 1716: Reaction to fire tests for building products – Determination of the heat of combustion. European Committee for Standardization, February 2002.

(97). EN ISO 9239-1: Reaction to fire tests for floorings – Part 1: Determination of the burning behaviour using a radiant heat source. European Committee for Standardization, January 2002.

(98). Commission Decision of 4 October 1996 establishing the list of products belonging to Classes A 'No contribution to fire' provided for in Decision 94/611/EC implementing Article 20 of Council Directive 89/106/EEC on construction products (96/603/EC). Official Journal of the European Communities No L 267. 19.10.1996. Pp. 23-26.

(99). Commission Decision of 9 September 1994 implementing Article 20 of Directive 89/106/EEC on construction products (94/611/EC). Official Journal of the European Communities No L 241. 16.9.1994. Pp. 25-29.

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)