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Fires on waste dumps, surface landfills, Underground stowing or storage facilities of Recycling factories may have multiple harmful effects on individuals on site and on environment.
Possibly several tens of thousands of tons flare up plunging vast areas in smoke and releasing large amounts of flue gases. Experience shows that fire fighting takes days or even weeks and moreover, as long as hidden glowing nests exist fires may break out repeatedly weeks or months later. In the light of this, fire prevention is much easier to manage than extinction. It is of internst to identify the geometrical and physical conditions under which the mid-term or long-term storage of recycling materials can be performed avoiding self-ignition. Our Guideline presents a novel method developed at BAM which combines experimental tests on lab-scale with numerical simulations in Order to obtain permissible geometries of deposits and storage times at which self-ignition can be certainly avoided (Berger 2010).
Degradation effects of automotive coatings after weathering as detected by thermoluminescence
(2004)
This study aims at investigating the use of coal fly ash-based alkali activated mortars as passive fire protection system for steel structures. These systems are used to slow down the temperature rise of the steel substrate in case of fire. In addition, the protective system should guarantee the ability to prevent and/or mitigate steel corrosion phenomena. The behavior of a light-weight mortar was compared to that of a normal-weight mortar. Density and porosity were measured to better characterize the physical properties of the mortars. The degree of protection in case of fire was assessed by performing medium-scale fire tests. Acoustic emission measurements were conducted to analyze cracking phenomena during the high temperature exposure. The corrosion process was evaluated using an electrochemical approach in order to monitor the durability of the developed material. Preliminary results show that a 20 mm-thick layer of light-weight mortar is able to protect the steel substrate from reaching the critical temperature of 500 °C for 38 minutes in case of cellulosic fire. In addition, alkali activated mortars provide protection for carbon steel in presence of aggressive environment (i.e. presence of chlorides). The corrosion resistance is strictly related to the physical properties of the developed mortars.
Alkali-activated fly ashes have been proposed for various applications where resistance against high temperatures is required, yet several details regarding the response of these materials to heat-exposure need to be clarified. In the present study, heat-induced cracking in fly ash-based alkali-activated pastes and lightweight mortars was analyzed by in-situ acoustic emission (AE) detection during complete heating-cooling cycles (up to ∼1100 °C), augmented by thermogravimetry and ex-situ SEM and XRD analyses. The applicability of the lightweight mortars as passive fire protection coatings was assessed by recording temperature-time curves of mortar-coated steel plates. Cracking during heating was limited and associated exclusively with the dehydration of the materials in the temperature range ∼90–360 °C. However, samples heated to temperatures above ∼600 °C exhibited intense cracking on cooling. This was attributed to differential deformations caused by local sintering and partial melting at the glass transition temperature, and subsequent quenching on cooling.
The present study aims to investigate the use of geopolymer mortars as passive fire protection system for steel structures. Coal fly ashes were used as aluminosilicate source and perlite was employed as aggregate to obtain a lightweight system. In addition, a geopolymer mortar containing quartz aggregate was produced for comparison. The geopolymer mortars were applied on stainless steel plates and exposed to both, cellulosic and hydrocarbon standard fire curves, according to ISO 834-1 and EN 1363-2, respectively. Acoustic emission measurements were conducted to analyze cracking phenomena during the high temperature exposure. The resulting temperature-time curves showed that the investigated system is effective in retarding the temperature rise of the steel plates. When the cellulosic fire curve was applied, a 20 mm [0.79 in.] thick layer of lightweight geopolymer mortar protected the steel substrate from reaching the critical temperature of 500 °C [932 °F] for at least 30 minutes, avoiding the rapid decrease of its mechanical properties and thus representing an important safety measure against accidental fires. No spalling phenomena on heating were detected; however, significant cracking was observed on cooling.
First developments of a new test to evaluate the fire behavior of photovoltaic modules on roofs
(2015)
A new test for photovoltaic (PV) modules exposed to an external fire source on roofs is proposed, and first results are presented. This is a simplification of the standards commonly in use for testing PV modules as roofing parts, roofing components or building components. Most of the tests required different fire scenarios and the use of burning brands such as wood cribs. In our study we proposed replacing wooden burning brands with a propane burner, the output of which is close to the one that can be observed in the burning of wooden cribs 500 g and 2 kg in size. The fire behavior was assessed by measuring smoke evolution, burning drips, flaming debris, and the time to burn-through of monocrystalline, polycrystalline and amorphous silicon panels. Two different configurations of the burner were tested, with the fire source on the top of the module or under the tilted module, respectively. The fire behavior of the modules was dependent on the burner output (16 to 46 kW), but also on the construction type of the panel (glass/glass or glass/plastic sheet) and on the position of the fire source (top or bottom). These preliminary tests for further development of the procedure yielded encouraging results for the evaluation of PV panels on roofs.
Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss von Brandbeschleuniger auf den Verlauf von Raumbränden
(2013)
Dieser Bericht behandelt die Durchführung, Auswertung und Ergebnisse einer Versuchsserie zu Raumbränden. Diese wurde zur Untersuchung von Fragestellungen zum Einfluss von Brandbeschleuniger auf den Brandverlauf sowie zu den Möglichkeiten des Nachweises des Brandbeschleunigers in kriminaltechnischen Ermittlungen durchgeführt.
Die Versuche haben im Rahmen des Forschungsprojekts Brandspurenanalytik der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung im Jahr 2012 an der Brandprüfstelle Laue der Gesellschaft für Materialforschung und Prüfungsanstalt für das Bauwesen Leipzig mbH stattgefunden. Im Forschungsprojekt wurden verschiedene Materialien und ihr Brandverhalten in Kombination mit flüssigen Brandbeschleunigern in der Rauchdichtekammer (DIN EN ISO 5659-2), dem Cone Calorimeter (ISO 5660-1) und dem Single Burning Item Test (DIN EN 13823) untersucht. Die Untersuchungen hatten zwei Schwerpunkte.
Einerseits wurde im Anschluss an die Versuche der Brandrückstand mit analytischen Methoden mit dem Ziel des Nachweises des Brandbeschleunigers untersucht. Andererseits dienen die gemessenen Größen wie Massenverlustrate, Wärmefreisetzungsrate und Temperaturen innerhalb der Proben als Vergleichsgrößen bei der Validierung numerischer Simulationen und der genutzten Materialmodelle. Ergänzend zu den kleinskaligen
Versuchen wurden die selben Materialien in den in diesem Bericht vorgestellten Raumbränden verwendet, um das Brandverhalten im Originalmaßstab zu untersuchen.
Der gesamte Bericht gliedert sich in drei Teile. Der hier vorliegende Teil 1 thematisiert den Aufbau, die Durchführung und die brandtechnologische Auswertung der Versuche und diskutiert Untersuchungsergebnisse zum Brandverlauf. In Teil 2 werden die analytischen
Methoden zum Nachweis des Brandbeschleunigers in den Brandrückständen vorgestellt und ausgewertet und in Teil 3 werden Empfehlungen zur Probenahme von Proben zum Brandbeschleunigernachweis auf Basis der gewonnen Erkenntnisse im Forschungsprojekt gegeben sowie die Ergebnisse der in diesem Bericht vorgestellten Versuche
vorgestellt.
Die hier beschriebenen Versuche bildeten einen typischen Wohnzimmerbrand ab. In einem Brandraum mit einer Fläche von 20m² wurden verschiedene Einrichtungsgegenstände, wie Sofas, Regale, ein Esstisch, vier Stühle und ein Couchtisch, als Brandlast angeordnet. Insgesamt wurden fünf Versuche bei identischer Brandlast durchgeführt.
Beim ersten Versuch erfolgte die Zündung mit einem Feuerzeug an einem der Sofas.
Bei den vier weiteren Versuchen wurde mit einem Benzin-Diesel-Gemisch als Brandbeschleuniger an jew. unterschiedlichen Positionen im Brandraum gezündet. Während dem Versuch wurden die Temperaturen im Brandraum mit Mantelthermoelementen, Wärmeströme auf Oberflächen mit Plattenthermometern, die Konzentration verschiedener
Gasspezies, der globale Massenverlust, der Fluidmassenstrom durch die Zuluftöffnung und die Wärmefreisetzungsrate gemessen.
Im Anschluss an den Versuch wurden Brandschutt- und Rußwischproben genommen.
Diese wurden mit dem Ziel des Nachweises der verwendeten Brandbeschleuniger analysiert.
Die Zündung mit Brandbeschleuniger führte primär zu einer erhöhten Brandentwicklungsgeschwindigkeit.
Der Flashover trat bei allen Versuchen, die mit Brandbeschleuniger gezündet wurden, wesentlich früher auf, als bei dem ersten Versuch, der mit einem Feuerzeug gezündet wurde. Die erreichten Maximalwerte der brandtechnologischen Kenngrößen, wie beispielsweise die Temperaturen im Brandraum oder die Wärmefreisetzungsrate,
waren jedoch bei allen fünf Versuchen in der gleichen Größenordnung. Die gewonnen Daten zum Brandverlauf können als Vergleichswerte für numerische Simulationen verwendet werden.