ВКР: Метод инфракрасной спектроскопии в целях судебной пожарно-технической экспертизы

Для строительства зданий и сооружений применяются материалы на основе неорганических соединений. Данные материалы получают как обжиговым способом, так и без обжиговым способом

Задачей выпускной квалификационной работы является исследование неорганических строительных материалов методом инфракрасной спектроскопии с целью установления очага пожара.
Актуальность работы обусловлена важностью установления очага пожара и широким распространением метода инфракрасной спектроскопии в судебно-экспертной деятельности.
Практическая значимость работы заключается в пополнении базы данных инфракрасных спектров основных строительных материалов, используемую в судебно-экспертную деятельность испытательной пожарной лаборатории по Саратовской области.

Объекты исследования
В качестве объектов исследования выступали: цемент, бетон (различного состава) и силикатный кирпич.

Методика снятия спектров
Спектры образцов строительных неорганических материалов были получены, используя метод таблетирования с бромистым калием (KBr). Для этого 1 мг каждого образца растирали с порошком KBr 299 мг в яшмовой ступке, затем смесь прессовали в таблетку в специальной пресс-форме под давлением более 8 кгс/м2 с непрерывной откачкой воздуха до 15 кПа. Спектры образцов снимали на инфракрасном Фурье-спектрометре ФСМ 1201 в диапазоне 4000 – 400 см-1
5

Спектры исследуемых материалов до теплового воздействия
рис. 1
1 - бетон (1 разновидность),
2 - бетон (2 разновидность)
1
2
2
1
рис. 2
1 - цемент,
2 - силикатный кирпич

7
С целью количественной оценки степени термического поражения проб материалов для выявления зон термических поражений была проведена термообработка исследуемых образцов в муфельной печи ПМ-14М1-1200.
Данные материалы были подвержены термообработке в интервале температур 50 – 1100 ̊С с шагом 50 ̊С и выдержкой 10 - 30 минут.
Проведение тепловых испытаний

8
Инфракрасные спектры строительных неорганических материалов, подверженных термообработке
5
4
3
2
1
рис. 3
Спектр бетона при различных температурах: 1-1000 ̊С, 2-800 ̊С,
3-600 ̊С, 4-1100 ̊С, 5-400 ̊С, 6-200 ̊С
6
рис. 4
Спектр цемента при различных температурах: 1-1100 ̊С, 2-1000 ̊С, 3-800 ̊С,
4-200 ̊С, 5-600 ̊С, 6-400 ̊С
5
6
3
4
2
1

9
При использовании вычислительных спектральных критериев были построены соответствующие зоны термических поражений (градуировочные кривые)
рис.5
Градуировочная кривая бетона
рис.6
Градуировочная кривая цемента

Практическое применение
рис. 7
Помещение кухни
рис. 8
План – схема кухни

1
4
3
2
5
6
7
8
9
10
11
12
рис. 9 Спектральные кривые
Спектральные кривые образцов, изъятых с места пожара

рис. 10 Градуировочная кривая
табл. 1 Температура измеряемых образцов
Температура образцов и градуировочная кривая

рис. 11 Зависимость спектрального критерия (S) от температуры (Т) (S=D875/D1080)
табл. 2 Температура измеряемых образцов
Температура образцов и градуировочная кривая

Выводы
В ходе проделанной работы были отобраны неорганические строительные материалы для дальнейшего исследования методом инфракрасной спектроскопии. Данные образцы были подвержены термообработке под воздействием различных температур (от 50 ̊C до 1100 ̊C с шагом 50 ̊C) и выдержкой от 10 до 30 минут.
Проведено исследование неорганических строительных материалов методом инфракрасной спектроскопии. Полученные результаты были обработаны и обобщены.
Была пополнена баз данных спектров неорганических строительных материалов и внедрена в СЭУ ФПС ИПЛ по Саратовской области.
Данная метод инфракрасной спектроскопии был отработан на пожаре, произошедшем в Саратовской области, для поиска очага пожара.