Materialens egenskaper vid höga temperaturer

Question 1

Ge ett exempel på strukturella förändringar i kristallina material vid förhöjd
temperatur.

Answer 1

Kristallstorleken ändras. Existerande stora kristaller, som representerar ett lägre
energiinnehåll jämfört med de små, kommer att växa på de mindres bekostnad.

Question 2

Keramiska material som upphettas till höga temperaturer har ofta högre
hållfasthet i varmt än i avsvalnat tillstånd. Varför?

Answer 2

På grund av sprickbildning som ökar under avsvalningen blir hållfastheten sämre.

Question 3

Hur förändras stålets sträckgräns och brottöjning vid ökande temperatur?

Answer 3

Stål uppvisar en jämnt fallande sträckgräns vid ökande temperatur, brottöjningen ökar.

Question 4

Hur uppkommer avflagningar i samband med höga temperaturer? I vilken typav material uppstår denna typ av problem?

Answer 4

Betong kan avspjälkas och avflagas vid höga temperaturer.
I keramiska material uppkommer avflagningar i samband med höga temperaturers om följd av
en minskad hållfasthet på grund av sprickbildning. För betong och bruk minskar hållfastheten
på grund av en strukturomvandling när kemiskt bundet vatten avgår.

Question 5

Definiera termochockparametern.

Answer 5

Termochockparametern beskriver ett materials beteende då det utsätt för hastiga
temperaturförändringar. T = (λ σb)/(Eα)
λ = värmeledningsförmågan
σb = dragbrottspänningen E = elasticitetsmodulen
α = längdutvidgningskoefficienten

Question 6

Vilka tre faktorer måste finnas närvarande för att eld skall uppstå?

Answer 6

Syre, bränsle och värme.

Question 7

Vad menas med begreppet värmeinträngningskoefficient? I vilket sammanhang har denna betydelse?

Answer 7

Värmeinträngningskoefficienten b= cρλ

c = specifik värmekapacitet, ρ= densitet och λ= värmekonduktivitet.

Question 8

Byggnadsmaterialen indelas ur brandteknisk synpunkt i tre olika grupper. Vilka?

Answer 8

• Obrännbara
• Brännbara
• Svårantändliga

Question 9

Vad menas med en tändskyddande beklädnad?

Answer 9

Obrännbara eller andra lämpliga material som under minst tio minuter hindrar att
bakomliggande brännbara material antänds. Till exempel en nio mm tjock gipsskiva.

Question 10

På vilket sätt karakteriseras brandmotståndet hos bärande och/eller avskiljande byggnadsdelar?

Answer 10

R = Bärförmåga.
E = Täthet; rök och flammor tränger igenom.
I = Isolering; skydd mot att alltför höga temperatur uppstår på den från branden vända sidan
Bokstäverna efterföljs av en siffra som anger den tid i minuter då brandmotståndet uppfylls.

Question 11

Beskriv egenskaperna hos tegelmurverk vid brand.

Answer 11

Tegel klassas som obrännbart material och skadas inte då det utsätts för höga temperaturer,
men om teglet snabbt avkyls kan sprickor uppstå. Området kring 573 grader Celsius är extra
känsligt eftersom tegel innehåller kvarts.

Question 12

Beskriv vad som händer med olika stålkvaliteter under och efter en brandpåverkan

Answer 12

Varmvalsat stål: återfår den ursprungliga hållfastheten efter avsvalning.
Kallbearbetat stål: hållfasthetshöjande effekten försvinner helt vid 400 grader och återfås inte
efter avsvalning.

Question 13

Nämn fyra olika metoder som kan användas för att skydda stål mot påverkan av höga temperaturer.

Answer 13

• Gjuta in stålet i betong
• Måla på brandskyddsfärg
• Applicera fiberarmerad sprutisolering
• Klä in stålet med gips-, fibersilikat- eller mineralfiberskivor.

Question 14

Beskriv de egenskaper som betong och armerad betong har vid höga temperaturer.

Answer 14

Vid ca 600 grader har porvattnet förångats successivt och vattnet i cementgelen börjar
förångas, cementpastan krymper och ballastens volym ökar. Detta medför att
tryckhållfastheten minskar till hälften och betongen har helt tappat sin hållfasthet.
Avspjälkning och avflagning kan uppstå vid höga temperaturer och skadorna kan bli så
omfattande att de medför brott för konstruktionen.
Armerad betong klarar höga temperaturer bäst eftersom betongens värmetröghet begränsar
temperaturstegringen inne i konstruktionen samtidigt som stålet behåller sin höga hållfasthet.
Tjockleken på armeringens täckskikt är avgörande för hur brandbeständig betongen är.

Question 15

Beskriv egenskaperna hos lättbetong vid påverkan av höga temperaturer.

Answer 15

Lättbetong klassas som obrännbart material. Hållfastheten stiger först och faller sedan
successivt efter att betongen varit uppvärmd till olika temperaturer. Stark och långvarig
upphettning leder till sprickbildning på grund av att kemiskt vatten drivs bort och materialet
krymper.

Question 16

Vad händer med trä och limträ i samband med brandpåverkan?

Answer 16

Trä som utsätts för temperaturer strax över 110 grader torkar ut och en förkolning börjar
inträffa. Veden har då en ökad benägenhet för absorption av gaser och under fortsatt
uppvärmning upptar materialet syre i ökande grad. Oxidationen blir kraftigare,
värmeutvecklingen blir starkare och träet antänds vid en temperatur utöver det normala. Elden
äter sig inåt i träet 6 mm/min, innanför kolskiktet är träet friskt och har sin fulla bärförmåga.
Kolet värmeisolerar det opåverkade trämaterialet.
Limträ fungerar ungefär likadant och limfogarna har lite högre brandmotstånd än trä.

Question 17

Beskriv egenskaperna hos gips vid höga temperaturer

Answer 17

Vid upphettning av gipsskivor frigörs det kemiskt bundna vattnet (kalcinering) vilket kräver
stora mängder energi, vilket vid brand betyder att temperaturökningen begränsas på den icke
brandutsatta sidan. Det är alltså det kemiskt bundna vattnet som ger gipsskivorna dess
brandskyddande egenskaperna.

Question 18

Vilka specifika brandproblem finns förknippade med plastmaterial?

Answer 18

Alla plaster är brännbara material och brandförloppet vid plastbränder är väldigt snabbt
jämfört med konventionella bränder. Elden sprids snabbt och det utvecklas en intensiv hetta.
Även vissa hälsofarliga gaser kan bildas.