Szkoła Główna Słu\
by Po\
arniczej
Zakład Środków Gaśniczych
Instrukcja do ćwiczeń
 Badanie właściwości proszków gaśniczych I
 Badanie właściwości proszków gaśniczych II
SGSP Warszawa 2013r.
Proszki gaśnicze
Główne składniki proszków gaśniczych
Proszki gaśnicze to bardzo drobno zmielone substancje stałe, zwykle proste sole
nieorganiczne, wykazujące poza innymi oddziaływaniami tak\
e aktywne, chemiczne działanie
na płomień. Nale\
y podkreślić, \
e jeśli do płomienia zostanie wprowadzony obłok składający
się z bardzo drobnych ziarenek ciała stałego, to przebieg spalania zawsze zostanie zakłócony,
przy udziale oddziaływań fizycznych. Działanie gaśnicze mogą mieć nawet substancje nie
rozkładające się ani nie odparowujące powierzchniowo w płomieniu, takie jak pył skalny,
wapień czy pył z filtrów elektrociepłowni (zawierający głównie tlenek glinu)  warunkiem
jest bardzo du\
a powierzchnia właściwa pyłów umo\
liwiająca szybkie ogrzewanie się
w płomieniu. Substancje tego typu, nie reagujące chemicznie w płomieniu, są jednak mało
skuteczne, to znaczy ich masowe stę\
enie potrzebne do zgaszenia płomienia musiałoby być
bardzo du\
e, rzędu 1  2 kg/m3 . Proszki wyprodukowane ze specjalnie dobranych składników
są znacznie skuteczniejsze, ich stę\
enia w obłoku gaszącym płomień na ogół nie przekraczają
0,1  0,5 kg/m3 , zale\
nie od rodzaju proszku. Obecnie produkowane są proszki przeznaczone
do gaszenia po\
arów grup B i C oraz A, B i C, a tak\
e proszki specjalne, przeznaczone
wyłącznie do gaszenia po\
arów metali. Często poszczególne rodzaje proszków gaśniczych
oznacza się skrótowo jako proszki BC, ABC lub D. Składniki chemiczne, które zawierają
produkowane obecnie proszki zestawiono w Tabeli 1. Wszystkie proszki gaśnicze zawierają
tak\
e dodatki zabezpieczające przed pochłanianiem wilgoci z powietrza (tak zwane substancje
hydrofobizujące) i zbrylaniem oraz zwiększające płynność proszku. Takie zabezpieczenie jest
niezbędne, poniewa\
wszystkie główne składniki proszków gaśniczych są rozpuszczalne
w wodzie i higroskopijne. Substancje higroskopijne mają zdolność pochłaniania pary wodnej
zawartej w powietrzu. Powietrze w temperaturze 20 �C mo\
e zawierać maksymalnie 17 g/m3
wody (odpowiada to wilgotności względnej 100%). Przy niezbędnym znacznym stopniu
rozdrobnienia mogłoby zachodzić szybkie zbrylanie się proszku w kontakcie z wilgotnym
powietrzem co oznacza szybką utratę właściwości gaśniczych oraz mo\
liwości wyrzutu
z urządzeń gaśniczych. Obecnie jako hydrofobizatory stosuje się przede wszystkim
stearyniany glinu lub magnezu oraz krzemionkę (SiO2) koloidalną (bardzo silnie
rozdrobnioną). Zawartość hyrofobizatora i nośnika na ogół nie przekracza 0,5 %. Niektóre
proszki, przeznaczone do podawania jednocześnie z pianami gaśniczymi, zabezpiecza się
przed działaniem wilgoci stosując dodatek substancji krzemoorganicznych, takich jak
siloksany. Jako dodatki stosowane są te\
krzemiany glinu i magnezu.
Tabela 1. Główne składniki proszków gaśniczych
Rodzaj
Substancja chemiczna Wzór chemiczny
proszku
Fosforan monoamonowy +
NH4H2PO4 + (NH4)2SO4 ABC
siarczan amonowy
Wodorowęglan potasowy KHCO3 BC
Siarczan potasowy K2SO4 BC
Wodorowęglan sodowy
NaHCO3 BC
(soda oczyszczona)
Mocznik + wodorowęglan
NH2CONH2 + KHCO3 BC
potasowy
Chlorek sodowy
NaCl D (BC)
(sól kuchenna)
Chlorek potasowy KCl D (BC)
Poza wymienionymi w Tabeli 1 podstawowymi składnikami aktywnymi proszki
gaśnicze mogą zawierać inne składniki, mniej istotne z punktu widzenia mechanizmu
działania gaśniczego. na przykład proszki typu ABC obok fosforanu jednoamonowego mogą
zawierać siarczany amonowe. Składnikami proszków typu D poza NaCl i KCl mogą być
tak\
e inne odporne na wysokie temperatury sole nieorganiczne, sproszkowany grafit, proszek
miedzi a tak\
e węglan sodowy Na2CO3. Od składu proszku typu D zale\
y zakres jego
zastosowania  na przykład proszki zawierające grafit oraz składające się z NaCl i KCl mogą
być stosowane do gaszenia wszystkich po\
arów metali, natomiast oparte na Na2CO3  tylko
do gaszenia sodu i potasu, a proszek miedzi jest szczególnie skuteczny przy gaszeniu
płonącego litu.
Oddziaływania gaśnicze rozdrobnionych ciał stałych
Chocia\
, jak wspomniano powy\
ej, oddziaływaniu proszków gaśniczych
z płomieniem zawsze towarzyszą efekty fizyczne, o ich wysokiej skuteczności gaśniczej
decyduje wpływ na reakcje chemiczne zachodzące w płomieniu. Polega on na szybkim
zmniejszaniu dostępności wolnych rodników o wysokiej reaktywności, H* oraz OH*.
A
ączenie się wolnych rodników w cząsteczki mo\
e zachodzić przy udziale powierzchni
ziarenek proszku. Taki efekt, zwany inhibicją heterofazową, zachodzi w ró\
nym stopniu przy
u\
yciu wszystkich typów proszków przeznaczonych do gaszenia płomieni. Taki mechanizm
gaśniczy w odniesieniu do płomienia przewa\
a w przypadku proszków typu ABC,
zawierających fosforan monoamonowy. Proszki typu BC, zawierające wodorowęglan sodu
lub potasu czy te\
siarczan potasu, poza inhibicją heterofazową oddziałują na płomień te\

w inny sposób. Na powierzchni ziarenek zachodzi pod wpływem wysokiej temperatury
płomienia rozkład soli z wytworzeniem tlenku sodu lub potasu, które następnie reagują z parą
wodną tworząc gazowy wodorotlenek. Po utworzeniu wodorotlenku następuje cykl reakcji
prowadzących do szybkiego spadku stę\
enia wolnych rodników w obszarze działania
proszku.
Poniewa\
rzeczywistym inhibitorem reakcji spalania jest gazowy wodorotlenek sodu lub
potasu, działanie tego typu określa się jako inhibicję homofazową. Przebieg reakcji inhibicji
zachodzących po podaniu proszków gaśniczych nie jest jeszcze szczegółowo poznany, na
przykład według z jednej z hipotez inhibitorami są gazowe atomy metalu powstające w
wyniku odparowania i rozkładu proszku.
Proszki typu ABC poza oddziaływaniem na płomień mają tak\
e dodatkowe działanie
gaśnicze. Na gorącej powierzchni spalających się materiałów grupy A następuje rozkład
fosforanu monoamonowego, przy czym następują kolejne przemiany prowadzące do
powstania kwasów polifosforowych. Produkty rozkładu proszku ABC powodują powstanie na
powierzchni palącego się materiału warstewki ograniczającej wydostawanie się gazów
zasilających płomień oraz zmniejszającej dopływ tlenu do strefy utleniania
bezpłomieniowego. W przypadku materiałów drewnopochodnych dodatkowo ma miejsce
oddziaływanie fosforanów z celulozą prowadzące do zmniejszenia palności  ponowne
zapalenie materiału pokrytego i ugaszonego proszkiem ABC jest znacznie utrudnione.
Przy gaszeniu proszkami fosforanowymi po\
arów grupy A oddziaływania fizyczne
i chemiczne mają więc istotne znaczenie, zarówno jeśli chodzi o gaszenie płomienia jak
i oddziaływanie na materiał palny. Gaszenie po\
arów metali proszkami klasy D przebiega na
drodze tylko fizycznej  polega na chłodzeniu powierzchni płonącego metalu i ograniczaniu
do niej dostępu powietrza przez wytworzenie warstwy izolującej.
Wpływ składu chemicznego i składu ziarnowego na skuteczność gaśniczą
Na wszystkie rodzaje oddziaływań proszków gaśniczych w płomieniu, tak czysto
fizyczne jak i chemiczne, decydujący wpływ ma sumaryczna powierzchnia zewnętrzna
ziarenek proszku wprowadzonych do płomienia. Szybko przejmowania ciepła, odparowania
ziarenek proszku wprowadzonych do płomienia. Szybkość przejmowania ciepła, odpar
z powierzchni i rozkładu oraz ze wzrostem powierzchni
z powierzchni i rozkładu oraz inhibicji heterofazowej wzrastają ze wzrostem powierzchni
ziarenek, która jest tym większa, im mniejsze są wymiary ziarenek. Biorą
ększa, im mniejsze s orąc pod uwagę tylko
oddziaływania w płomieniu, proszek ga ć si
oddziaływania w płomieniu, proszek gaśniczy powinien składać się tylko z jak
najdrobniejszych ziarenek. Jednak wymagania co do płynności proszku oraz
ednak wymagania ci proszku oraz związane z jego
przechowywaniem sprawiają, \
e wymiary ziarenek nie mogą być zbyt małe.
sprawiają ą by
W rezultacie proszki gaśnicze składaj
nicze składają się z ziarenek o ró\
nej wielkości.
Skład ziarnowy proszku, czyli udział w masie proszku ziaren o okreś
proszku, czyli udział w masie proszku ziaren o okre
proszku, czyli udział w masie proszku ziaren o określonych zakresach
wielkości, niezale\
nie od rodzaju składników chemicznych, w istotny sposób wpływa na
odzaju składników chemicznych, w istotny sposób wpływa
rzeczywistą skuteczność gaśniczą proszków. Na rysunku 1 przedstawiono schematycznie
gaśnicz przedstawiono schematycznie
wpływ składu ziarnowego proszku na szybko gaszenia płomienia
wpływ składu ziarnowego proszku na szybkość gaszenia płomienia
i praktyczne mo\
liwości jego u\
na zbrylanie).
jego u\
ycia (zasięg strumienia i odporność na zbrylanie).
Rys. 1. Rola składu ziarnowego proszku ga
Rys. 1. Rola składu ziarnowego proszku gaśniczego
Dokładne porównanie skuteczno ci poszczególnych rodzajów proszków jest trudne, poniewa\

Dokładne porównanie skuteczności poszczególnych rodzajów proszków jest trudne, poniewa
uwidocznienie ró\
nic związanych ze składem chemicznym wymagałoby stosowania
proszków o identycznych rozmiarach ziaren, co trudno jest osiągnąć. Ogólnie jednak mo\
na,
na podstawie ró\
nych testów gaśniczych powiedzieć, \
e wodorowęglan sodowy, jeden z
najpopularniejszych podstawowych składników proszków gaśniczych, jest wagowo
kilkakrotnie skuteczniejszy (jego zawartość w kg/m3 w powietrzu potrzebna do zgaszenia
płomienia jest kilka razy ni\
sza) od talku czy wapienia, substancji uwa\
anych za obojętne
chemicznie w płomieniu. Ró\
nica ta wynika ze znacznego udziału efektów chemicznych w
działaniu gaśniczym drobnych frakcji NaHCO3. Jeszcze większą aktywność w płomieniu
wykazują sole potasowe, dlatego proszki oparte na wodorowęglanie lub siarczanie
potasowym są do dwóch razy bardziej skuteczne od proszków na bazie wodorowęglanu sodu.
Na rys. 2 i 3 zaprezentowano wpływ składu chemicznego na skuteczność gaśniczą proszków
po\
arów grupy A i B.
Czas nawrotu palenia
dla takiego samego
po\
aru testowego
drewna
Rys.2 Gaszenie po\
arów grupy A proszkami ró\
nych typów.
Zu\
ycie proszku w kg/m2
potrzebne do zgaszenia
takiego samego po\
aru
cieczy
Rys. 3 Gaszenie po\
arów grupy B proszkami ró\
nych typów.
Proszki zawierające połączenie mocznika i wodorowęglanu potasu mają około dwukrotnie
wy\
szą skuteczność od proszków opartych na solach potasowych, ze względu na szybki
rozpad ziarenek proszku w płomieniu na bardzo drobne fragmenty. Powierzchnia zewnętrzna
ziarenek wielokrotnie wzrasta, co zwiększa efektywność wszystkich mechanizmów
gaśniczych proszku. Poza tym ziarenka mogą w tym przypadku być większe, ni\
w przypadku
pozostałych proszków, co poprawia odporność na zbrylanie i zwiększa zasięg strumienia
proszku.
Na praktyczną skuteczność gaśniczą proszków, poza składem chemicznym i składem
ziarnowym wpływa te\
odporność proszku na długotrwałe przechowywanie, zwłaszcza w
zbiornikach urządzeń gaśniczych. Podczas przechowywania w proszkach gaśniczych mogą
zachodzić niekorzystne zmiany związane głównie ze zbrylaniem pod wpływem wilgoci, co
nie tylko wpływa ujemnie na skuteczność gaśniczą, ale zmniejsza zdolność proszku do
przepływu w przewodach urządzeń gaśniczych.
Wa\
nymi parametrami u\
ytkowymi proszków są zawartość wilgoci, niezwil\
alność wodą,
odporność na zbrylanie w warunkach kontaktu z wilgotnym powietrzem. Parametry te są
kontrolowane  proszek jest dopuszczany do u\
ytku w ochronie przeciwpo\
arowej, jeśli
spełnia wymagania normatywne określone w normie PN-EN 615:
" Odporność na zbrylanie  nie mo\
e pozostać, \
adna grudka proszku na siatce o oczku
425 �m podczas badania.
" Niezwil\
alność wodą  proszek nie powinien wykazywać całkowitej absorpcji kropel
wody pozostawionych na jego powierzchni przez określony czas.
" Zawartość wilgoci  nie mo\
e przekroczyć wartości 0,25% wagowych proszku.
Oczywiście, podstawowym wymaganiem jest ugaszenie normatywnego po\
aru
testowego odpowiedniego dla rodzaju proszku typu, proszek musi jednak tak\
e spełniać
wymagania dotyczące mo\
liwości jego długotrwałego przechowywania.
Zakres zastosowania proszków gaśniczych
Proszki gaśnicze są stosowane przede wszystkim w podręcznym sprzęcie gaśniczym, czyli
w gaśnicach przenośnych i przewoz
nych. To sprawia, \
e u\
ywane są głównie do gaszenia
niewielkich po\
arów. Szczególnie wysoką skuteczność gaśniczą mają proszki w stosunku do
po\
arów cieczy. Przy odpowiedniej intensywności podawania gaszenie płomienia następuje
bardzo szybko, znacznie szybciej ni\
przy u\
yciu piany gaśniczej.
Proszki gaśnicze zapewniają bardzo szybkie gaszenie płomienia niezale\
nie od rodzaju cieczy
(paliwo węglowodorowe czy rozpuszczalnik polarny), nie zabezpieczają jednak przed
ponownym rozpaleniem zgaszonego po\
aru. Skuteczność proszków BC i ABC przy
gaszeniu po\
arów cieczy i gazów jest w przybli\
eniu jednakowa, natomiast w przypadku
po\
arów grupy A proszki typu BC, chocia\
szybko gaszą płomień, są zupełnie nieskuteczne,
poniewa\
w \
aden sposób nie oddziałują na spalanie bezpłomieniowe materiału. Po
zakończeniu podawania proszku BC po\
ar grupy A (na przykład drewna) bardzo szybko, w
ciągu kilku sekund, ponownie się rozpala. Proszki ABC, dzięki działaniu fosforanu
monoamonowego, umo\
liwiają gaszenie niewielkich po\
arów grupy A, ale warunkiem
skutecznego zgaszenia jest pokrycie proszkiem wszystkich gorących powierzchni palących
się materiałów. Jeśli proszek nie pokryje jakiegoś fragmentu powierzchni gorącego materiału,
mo\
liwe jest ponowne rozpalenie, zawsze jednak nastąpi ono po znacznie dłu\
szym czasie,
ni\
w przypadku u\
ycia proszku typu BC.
śaden proszek gaśniczy nie ma działania chłodzącego materiał palny, dlatego po zgaszeniu
po\
aru materiałów stałych proszkiem ABC konieczne jest ich dochłodzenie, na przykład
przez rozgarnięcie, jeśli nie jest mo\
liwe u\
ycie wody.
Przy u\
yciu proszków gaśniczych podawanych z gaśnic mo\
na bezpiecznie gasić
urządzenia pod napięciem elektrycznym, nie przekraczającym jednak 1000 V. Chocia\
obłok
proszku rozpylony w powietrzu nie przewodzi prądu przy znacznie wy\
szych wartościach
napięć, dochodzących do 30 000 V, granicę bezpiecznych napięć wyznacza przede wszystkim
niewielka odległość od gaszonych urządzeń, przy jakiej proszek podawany z gaśnicy jest
skuteczny.
Jeśli w zasięgu oddziaływania proszku u\
ytego do gaszenia po\
aru znajdą się
urządzenia zawierające układy elektroniczne, nale\
y liczyć się z ich trwałym uszkodzeniem,
spowodowanym osiadaniem proszku wewnątrz urządzeń. Proszek po rozpyleniu w powietrzu
traci zabezpieczenie hydrofobowe (działa ono tylko w masie proszku) i osiadłe warstewki
łatwo chłoną wilgoć z powietrza powodując zwarcia. Produkty rozkładu proszku w płomieniu
mają tak\
e działanie korozyjne, znacznie silniejsze w przypadku proszków ABC.
Skutki mieszania proszków
W Polskiej Normie PN-EN 615 znajduje się ostrze\
enie o mo\
liwości powstania
zbryleń i wytworzenia gazu, który mo\
e spowodować niebezpieczny wzrost ciśnienia
w zbiorniku gaśnicy w wyniku zmieszania proszków ABC z BC.
Do ponownego napełniania gaśnic nale\
y stosować dokładnie taki proszek, który
pierwotnie się w niej znajdował i którego nazwę producent umieścił na etykiecie.
Nieprawidłowa konserwacja gaśnic polegająca na u\
yciu mieszaniny proszków, mo\
e
spowodować wzrost ciśnienia i niekontrolowane rozładowanie, a nawet całkowite rozerwanie
gaśnicy.
Wzrost ciśnienia w gaśnicy wynika z reakcji chemicznych mogących zachodzić
pomiędzy fosforanem monoaminowym, składnikiem proszków ABC, oraz węglanami
wchodzącymi w skład proszków BC. Czynnikiem inicjującym te reakcje jest woda
występująca w postaci wilgoci zawartej w proszkach lub w powietrzu. Fosforan
monoamonowy NH4H2PO4 i wodorowęglan sodowy dysocjują w wodzie, przy czym
powstają jony H2PO4 oraz HCO3 . Poniewa\
anion H2PO4 jest silniejszym kwasem,
zachodzi reakcja:
która prowadzi do wzrostu ciśnienia w gaśnicy.
W zachodzących reakcjach, zapoczątkowanych niewielką ilością wody w proszku, tworzy się
poza dwutlenkiem węgla dodatkowa woda, co umo\
liwia dalsze reakcje fosforanów z
węglanami. Prowadzi to do stopniowego wzrostu ciśnienia i zbrylenia się proszku w gaśnicy.
W zachodzących reakcjach powstaje te\
gazowy amoniak o charakterystycznym zapachu.
Amoniak w obecności wilgoci mo\
e powodować korozję elementów konstrukcyjnych
gaśnicy. W pewnym uproszczenie reakcje zachodzące pod wpływem wilgoci między
składnikami proszków węglanowych i fosforanowych mo\
na sumarycznie zapisać
następująco:
Ćwiczenie nr 1
Wyznaczanie gęstości nasypowej, gęstości właściwej,
zagęszczalności proszku oraz sypkości.
Gęstość (gęstość właściwa)  jest to masa jednostki objętości substancji
materiału w stanie całkowitej szczelności, tj. bez porów i wilgoci. Gęstość jest ilorazem masy
substancji materiał do jej objętości i wyrazić ją mo\
na wzorem:
ms
� = [g/cm3], (kg/m3)
Va
gdzie:
ms  masa suchej sproszkowanej próbki materiału [g], (kg),
Va  objętość  absolutna (bez porów) sproszkowanej próbki materiału [cm3], (m3).
Oznaczenie gęstości mo\
na wykonać  zale\
nie od stopnia wymaganej dokładności:
w piknometrze (pomiar dokładny wg PN-EN 1097-7:2001) lub w objętościomierzu Le
Chatelier a (pomiar przybli\
ony).
Oznaczanie gęstości właściwej
1. Aparatura i odczynniki:
a) kolba pomiarowa o poj. 50 cm 3;
b) waga laboratoryjna (o dokładności pomiaru do 0,01 g);
c) lejek;
d) etanol.
2. Procedura pomiarowa:
a) zwa\
yć na wadze analitycznej kolbkę miarową o poj. 50 cm 3 (m1);
b) wsypać przez lejek do kolbki badanego proszku do ok. 0,25 jej objętości i zwa\
yć
kolbkę wraz z proszkiem (m2);
c) do kolbki wlać ok. 30 cm3 etanolu i zawartość kolbki dokładnie wymieszać za pomocą
cienkiej bagietki lub drucika, celem dokładnego zwil\
enia proszku i usunięcia całej
ilości zawartego w porach powietrza. Bagietkę usuwa się z kolby, spłukując ją
dokładnie etanolem;
d) zawartość uzupełnić do kreski wyznaczającej wycechowaną objętość etanolem
(menisk cieczy powinien być styczny do kreski) i całość zwa\
yć (m3);
e) gęstość właściwą oblicza się z wzoru:
gdzie:
Vk  objętość kolby,
�et.  gęstość etanolu w temp. pomiaru.
Gęstość nasypowa (pozorna) - jest to stosunek masy proszku do jego objętości,
jaką zajmuje w warstwie po swobodnym przesypywaniu.
Wymagania normatywne  PN-EN 615:2009, rozdział 5:
Gęstość nasypowa powinna być równa wartości podanej przez producenta z dokładnością
ą0,07 g/ml, jeśli jest badana zgodnie z załącznikiem A
Metoda wyznaczania gęstości nasypowej: PN-EN 615:2009,
załącznik A (normatywny)
1. Aparatura:
a) Czysty, suchy, szczelnie zamykany cylinder miarowy 250 ml, o wysokości
w przybli\
eniu 320 mm i średnicy wewnętrznej w przybli\
eniu 40 mm;
b) waga laboratoryjna (o dokładności pomiaru do 0,1 g)
2. Procedura pomiarowa:
a) umieścić odwa\
oną próbkę 100ą0,1 g proszku w cylindrze;
b) zamknąć szczelnie cylinder korkiem;
c) obracać cylinder w płaszczyz
nie pionowej (tak, \
eby jeden koniec przemieszczał się
nad drugim) przez 10 pełnych obrotów, z prędkością w przybli\
eniu jeden obrót na
dwie sekundy;
d) bezpośrednio po zakończeniu obrotów postawić cylinder podstawą na płaskiej
powierzchni i pozwolić na osiadanie proszku przez 3 minuty (180ą10 sekund);
e) odczytać objętość zajmowaną przez proszek i obliczyć gęstość nasypową �n
z równania:
gdzie:
m - masa proszku [g],
V - objętość [ml].
Zagęszczalność - jest to procentowy ubytek objętości warstwy proszku po określonym
czasie wibrowania.
Metoda badania zagęszczalności
1. Aparatura:
a) czysty, suchy, szczelnie zamykany cylinder miarowy 250 ml, o wysokości
w przybli\
eniu 320 mm i średnicy wewnętrznej w przybli\
eniu 40 mm.
b) wibrator zapewniający częstotliwość drgań 60�70 Hz przy amplitudzie
1�2 mm
2. Procedura pomiarowa:
a) bezpośrednio po odczytaniu objętości próbki proszku przy oznaczaniu gęstości;
nasypowej cylinder umieścić na płycie wibratora (jak na rys. 1);
b) włączyć wibrator  czas pracy 15 min;
c) po zakończeniu pracy wibratora zdjąć cylinder i po 60 s odczytać na podziałce
cylindra objętość proszku.
d) zagęszczalność obliczyć ze wzoru:
� 100 %
gdzie:
V1  objętość proszku przed wibrowaniem [cm3],
V2  objętość proszku po wibrowaniu [cm3].
rys. 1. Stanowisko do badania zagęszczalności proszków.
Sypkość proszku (płynność)  jest to zdolność proszku do przemieszczania się
pod wpływem działania siły cię\
kości. Parametr ten nie jest znormalizowany, podają go
jednak niektórzy producenci proszków.
Metoda pomiaru polega na oznaczaniu czasu przepływu określonej masy proszku pod
wpływem siły cię\
kości przez otwór w pierścieniu przegradzającym dwa naczynia. Układ
pomiarowy przedstawiono na rysunku nr 2.
rys. 2. Stanowisko do badania sypkości proszków gaśniczych
1. Aparatura:
a) dwie, czyste, suche, kolby miarowe o poj. 750 cm3;
b) waga laboratoryjna (o dokładności pomiaru do 0,1 g;
c) stoper.
2. Procedura pomiarowa:
a) dokonać pomiaru masy jednej z kolb sto\
kowych (m1);
b) do kolby o znanej masie wsypać ok. 500 cm3 proszku;
c) zwa\
yć kolbę z proszkiem (m2);
d) na wlot kolby nało\
yć pierścień, przystawić dnem do góry drugą kolbę i połączyć
obie kolby elastyczną opaską;
e) obrócić kolbę o 180 �;
f) zmiany poło\
enia kolb nale\
y dokonać w momencie, gdy ostatnia porcja proszku
opuszcza górną kolbę;
g) po wzburzeniu proszku w wyniku dziesięciu kolejnych przesypań zmierzyć
łączny czas następnych dziesięciu przesypań proszku z jednej kolby do drugiej
h) sypkość proszku S oblicza się z wzoru:
10 � m m
�
gdzie:
m  masa proszku [g];
�  łączny czas 10 cykli przesypywania proszku [s].
Opracowanie wyników
1. Obliczyć badane parametry dla ka\
dej z próbek oraz wartość średnią z pomiarów,
będącą wynikiem końcowym.
2. Zestawić otrzymane wyniki w tabeli według poni\
szego wzoru:
gęstość średnia średnia
gęstość średnia średnia
właściwa gęstość gęstość zagęszczalność sypkość
pozorna zaagęszczalność sypkość
właściwa pozorna
próba 1
proszek 1
próba 2
próba 3
próba 1
proszek 2
próba 2
próba 3
próba 1
proszek 3
próba 2
próba 3
3. Porównać uzyskane wyniki z danymi literaturowymi (materiały informacyjne
producenta  karty charakterystyk; wymagania normy PN-EN 615:2009).
W przypadku, gdy dla proszków zagranicznych brak jest danych, porównać wyniki
z wymaganiami dla odpowiednika proszku gaśniczego wskazanego przez
prowadzącego.
4. Dokonać oceny przydatności danego proszku do dalszego u\
ytkowania.
 Ćwiczenie nr2
Badanie niezwil\
alności wodą (hydrofobowości),
zawartości wilgoci, wyznaczanie składu ziarnowego proszków
gaśniczych oraz identyfikacja proszków gaśniczych.
Niezwil\
alność  jest miarą odporności proszku na zwil\
anie wodą.
Wymagania normatywne  PN-EN 615:2009, rozdział 11:
Nie powinno zachodzić całkowite wchłanianie kropli wody podczas badania proszku
zgodnie z załącznikiem D.
Metoda badania niezwil\
alności: PN-EN 615:2009, załącznik D (normatywny)
1. Aparatura
a) szalka Petriego o średnicy w przybli\
eniu 70 mm;
b) linijka;
c) eksykator z nasyconym roztworem NaCl, dającym w przybli\
eniu wilgotność
względną powietrza 75%.
2. Procedura pomiarowa
a) umieścić w szalce Petriego nadmiar proszku;
b) wyrównać powierzchnię proszku linijką w jednej płaszczyz
nie z brzegiem szalki;
zgarniając nadmiar proszku;
c) w trzech ró\
nych miejscach powierzchni proszku umieścić po jednej kropli (około
0,3 ml) wody destylowanej;
d) umieścić szalkę w eksykatorze na 60ą5 minut w temperaturze 20ą0,5oC;
e) po wyjęciu z eksykatora ocenić krople  nie mogą zostać całkowicie wchłonięte.
Zawartość wilgoci  jest to procentowa zawartość wody niezwiązanej krystalizacyjnie.
Metoda pomiaru polega na suszeniu proszku nad kwasem siarkowym. W tym celu, na szalce
Petriego nale\
y odwa\
yć około 20 g proszku z dokładnością (ą 0,001 g). Następnie
umieszcza się w eksykatorze ze stę\
onym kwasem siarkowym, nie przykrytą szalkę na
48 ą 2 h, w temperaturze 20 ą 3 �C. Po wymaganym czasie szalkę wyjmuje się z eksykatora
i ponownie wa\
y  wyliczony ubytek masy w procentach wagowych stanowi procent
zawartości wilgoci badanego proszku. Badanie takie jest zgodne z metodą opisaną w normie
PN-EN 615:2009, załącznik E (normatywny). Biorąc pod uwagę, \
e wykonanie badania
normatywnego jest znacznie rozciągnięte w czasie, zawartość wilgoci mo\
na wyznaczyć
(w przybli\
eniu) wykorzystując wago suszarkę (rys. 1). W tym przypadku nale\
y pamiętać,
\
eby ustawiona temperatura suszenia nie przekraczała minimalnej temperatury początku
rozkładu najszybciej rozkładających się proszków węglanowych, tj. 60 ą 5 �C. Dokładność
pomiaru przy wykorzystaniu wagosuszarki jest wystarczająca do oceny zawartości wilgoci w
proszku.
rys. 1. Wagosuszarka RADWAG MAX 50/NH.
Wymagania normatywne  PN-EN 615:2009, rozdział 12:
Zawartość wilgoci nie powinna przewy\
szać 0,25 % podczas badania, zgodnie
z załącznikiem E.
Metoda badania zawartości wilgoci.
1. Aparatura
a) wagosuszarka MAX 50/NH;
2. Procedura pomiarowa
a) przy pomocy panelu przycisków umieszczonych na wagosuszarce ustawić
w  Test menu profil suszenia (temperatura suszenia, czas suszenia oraz sposób
przedstawienia wyników) ustawia prowadzący ćwiczenie;
b) otworzyć pokrywę wagosuszarki;
c) nacisnąć przycisk  Start/Stop ;
d) umieścić aluminiową szalkę na uchwycie wagosuszarki a następnie wytarować za
pomocą przycisku  0/T�! ;
e) odwa\
yć ok. 5 g z dokładnością do 0,01 g;
f) zamknąć pokrywę wagosuszarki  tym samym rozpocząć suszenie;
g) sygnał dz
więkowy poinformuje o zakończeniu pomiaru;
h) spisać wyniki badania wyświetlane na panelu wagosuszarki;
i) czynności powtórzyć dla pozostałych próbek, zgodnie z poleceniem
prowadzącego, z pominięciem punktu a).
Identyfikacja proszków gaśniczych
Większość proszków gaśniczych zaliczanych do typu BC zawiera wodorowęglan
sodowy NaHCO3, wodorowęglan potasowy KHCO3 lub siarczan potasowy K2SO4. Wszystkie
proszki typu ABC zawierają fosforan monoamonowy NH4H2PO4 i siarczan amonowy
(NH4)2SO4 w ró\
nych proporcjach. Roztwory węglanów mają odczyn lekko zasadowy,
a w reakcji z kwasami wydzielają dwutlenek węgla CO2. Składniki proszków ABC nadają
roztworom wodnym odczyn lekko kwaśny, a w reakcji z silnymi zasadami (np. roztworem
KOH lub NaOH) wydziela się amoniak NH3 o charakterystycznym, łatwym do rozpoznania
zapachu. Roztwory K2SO4 nie reagują ani z kwasami, ani z silnymi zasadami. Te cechy
roztworów wodnych składników pozwalają na jakościową identyfikację większości proszków
gaśniczych na drodze obserwacji reakcji chemicznych z odczynnikami o odczynie kwaśnym
i zasadowym.
Poniewa\
proszek gaśniczy zawiera składniki zabezpieczające go przed wilgocią, w celu
rozpuszczenia próbki proszku w wodzie najpierw dodaje się do niej niewielkiej ilości
rozpuszczalnika (Rotisol, LinetOH). Wodę dodaje się do próbki proszku rozmieszanej
z rozpuszczalnikiem.
Wymagania normatywne  PN-EN 615:2009, rozdział 7:
Producent podaje skład chemiczny proszku gaśniczego. Wartością charakterystyczną
dla proszku jest zawartość poszczególnych składników wyra\
ona w % wagowych. Norma
podaje dopuszczalne tolerancje dla zawartości składników, na przykład dla składnika, którego
zawartość przekracza 65% wag., dopuszczalne odchylenia zawartości wynoszą ą 3%.
Identyfikacja jakościowa proszku
1. Aparatura i odczynniki
a) zlewki o pojemności 100 cm3;
b) ły\
ki porcelanowe do mieszania;
c) kwas cytrynowy,
d) wodorowęglan sodowy (soda oczyszczana),
e) wodorotlenek sodowy lub potasowy,
f) woda destylowana,
g) rozpuszczalnik (np. etanol).
2. Procedura pomiarowa
a) umieścić odwa\
oną próbkę 10ą1 g proszku w zlewce o pojemności 100 cm3;
b) dodać około 5 cm3 rozpuszczalnika Rotisol lub LinetOH i dokładnie wymieszać
u\
ywając ły\
ki porcelanowej;
c) następnie dodać około 50 cm3 wody destylowanej i ponownie wymieszać;
d) do uzyskanego roztworu (nie musi nastąpić całkowite rozpuszczenie składników)
dodajemy około 1 g odczynnika według poni\
szego schematu:
1. po dodaniu kwasu cytrynowego następuje gwałtowne wydzielanie się gazu
i pienienie próbki  próbka zawiera węglany. Proszek nale\
y do typu BC
2. po dodaniu kwasu cytrynowego nie następuje \
adna reakcja  proszek mo\
e nale\
eć
do typu BC (siarczan potasowy) lub ABC  nale\
y przygotować nową próbkę
roztworu
3. do nowej próbki dodaje się sody oczyszczonej. Jeśli następuje wydzielanie się gazu i
pienienie, próbka zawiera fosforan monoamonowy i proszek zaliczamy do typu ABC.
Intensywność wydzielania się gazu i pienienia zale\
y od zawartości fosforanu
monoaminowego, która dla ró\
nych proszków ABC zmienia się w granicach 20% -
90%.
4. po dodaniu sody oczyszczonej nie zachodzi \
adna reakcja  proszek prawdopodobnie
nale\
y do typu BC i zawiera siarczan potasowy
e) \
eby upewnić się, \
e badany proszek zawiera sole amonowe, mo\
na przeprowadzić
dodatkowe badanie polegające na dodaniu do próbki roztworu proszku około 1 g
wodorotlenku sodowego lub potasowego - wyczuwalny zapach amoniaku świadczy
o obecności soli amonowych i potwierdza, \
e proszek nale\
y do typu ABC.
Uwaga !
Do pracy z KOH lub NaOH nale\
y u\
ywać rękawic ochronnych oraz ochrony oczu.
Wykorzystane próbki nale\
y wylewać do odpowiedni oznaczonego pojemnika  nie
wolno próbek wylewać do zlewu.
Wyznaczanie składu ziarnowego proszków gaśniczych
Celem ćwiczenia jest analiza składu ziarnowego proszku gaśniczego. Badanie wykonane jest
za pomocą elektronicznego analizatora wielkości cząsteczek IPS.
Procedura pomiarowa
1. Włączyć przycisk sieciowy, włączyć komputer i poczekać na koniec testowania. Po
testowaniu uka\
e się okno z zestawem programów:
A. IPS 5.1
B. SAS 5.1
C. Compare
D. Oscyloskop
E. S.C.
F. SCZ.
Wybrać A, zostanie włączony program IPS.
W programie poruszamy się za pomocą strzałek na klawiaturze, zatwierdzamy
ENTER.
2. Strzałkami na klawiaturze wybieramy DANE, następnie PROTOKÓA
wpisujemy
poszczególne informacje (nazwa, opis, data& ), zapisujemy protokół F2 i
zatwierdzamy OK (ENTER).
Następnie wybieramy POMIAR i wsypujemy przygotowaną próbkę do dozownika,
naciskamy ENTER.
Przygotowanie próbki:
" Zdjąć klosz.
" Zdjąć nakrywkę (1) z pojemnika dozownika.
" Zdjąć i wyczyścić pojemnik dozownika (2).
" Zało\
yć pojemnik dozownika.
" Pobrać przy pomocy dostarczonego próbnika badaną próbkę proszku.
" Wsypać próbkę do pojemnika dozownika.
" Je\
eli cząstki są mniejsze od 100�m nale\
y rozło\
yć je równomiernie na dnie
dozownika przez zamieszanie pręcikiem.
" Zało\
yć nakrywkę na pojemnik.
" Zało\
yć klosz.
rys.2. Analizator IPS
1
2
rys. 3. Dozownik analizatora IPS
1- Dozownik
2- Pojemnik dozownika
Pojawia się komunikat KONIEC POMIARU wybieramy TAK (Enter).
Zapisujemy pomiar F2, potwierdzamy TAK.
3. Wychodzimy z pomiaru naciekając ENTER, następnie WYNIKI, pojawia się ekran
z zapisem i wynikami naszego pomiaru, ENTER przeskakuje na kolejne strony.
Z tabeli pomiarowej (na zdjęciu nr 4) nale\
y spisać kolumny
Di - przedział frakcji w [�m],
Ni - liczba cząstek frakcji w danym przedziale,
Ai - procentowy udział ilościowy cząstek w danym przedziale frakcji,
Bv - procentowy udział objętościowy cząstek w danym przedziale frakcji.
rys. 4. Tabela z wynikami pomiarów.
4. Na podstawie spisanych wartości nale\
y poddać analizie otrzymane wyniki oraz
przedstawić je na wykresach F(Di)=Ai, F(Di)=Ni, F(Di)=Bv.
Opracowanie wyników
1. Obliczyć badane parametry dla ka\
dej z próbek oraz wartość średnią z pomiarów,
będącą wynikiem końcowym.
2. Zestawić otrzymane wyniki w tabeli według poni\
szego wzoru:
średnia
zawartość zawartość
wilgoci wilgoci
[%] [%]
próba 1
proszek nr 1
próba 2
próba 1
proszek nr 1
próba 2
Wynik reakcji
Dodany odczynnik
kwas cytrynowy wodorowęglan sodu KOH / NaOH
Proszek nr 1
Proszek nr 2
3. Poddać analizie badanie niezwil\
alności proszku wodą, skład ziarnowy oraz
identyfikację proszków.
4. Przedstawić na wykresach zale\
ności: liczba cząstek frakcji w danym przedziale
średnic ziaren (F(Di)=Ni), procentowy udział ilościowy cząstek w danym przedziale
frakcji (F(Di)=Ai) oraz procentowy udział objętościowy cząstek w danym przedziale
frakcji (F(Di)=Bv).
5. Porównać uzyskane wyniki z danymi literaturowymi (materiały informacyjne
producenta  karty charakterystyk; wymagania normy PN-EN 615:2009).
W przypadku, gdy dla proszków zagranicznych brak jest danych, porównać wyniki
z wymaganiami dla odpowiednika proszku gaśniczego wskazanego przez
prowadzącego.
6. Dokonać oceny przydatności danego proszku do dalszego u\
ytkowania.
Literatura
1. PN-EN 615 Ochrona przeciwpo\
arowa. Środki gaśnicze. Wymagania techniczne
dotyczące proszków (innych ni\
do gaszenia po\
arów grupy D).
2. Mizerski A.,  Nowoczesne trendy rozwojowe podręcznego sprzętu gaśniczego 
materiały konferencyjne , Kraków 2009
3. Sobolewski M.  Środki gaśnicze, których działanie nie opiera się na chłodzeniu
wykłady internetowe.
Pytania kontrolne:
1. Główne składniki aktywne proszków gaśniczych oraz ich podział ze względu na
przeznaczenie proszku.
2. Omówić działanie gaśnicze proszków ró\
nych typów.
3. Przebieg identyfikacji proszków.
4. Skład ziarnowy proszków  wytłumaczyć dobór frakcji.
5. Ró\
nica pomiędzy gęstością nasypową a właściwą.
6. Jakie badania proszku przewiduje norma PN-EN 615?
7. Co to jest sypkość i jak się ją wyznacza?
8. Co to jest niezwil\
alność wodą? Jak się ją wyznacza?
9. Skutki mieszania proszków ró\
nych typów.
Opracowanie:
Dominika Sala;
Jakub Jakubiec;
Mirosław Sobolewski;