Các loại bột chữa cháy thường được sử dụng trong phòng cháy chữa cháy

Đa số mọi người đề khá chủ quan trong việc phòng cháy nổ. Nguyên nhân cháy nổ xuất phát từ hành động của chúng ta. Vậy nên mỗi người phải có ý thức phòng cháy chữa cháy (PCCC), để không còn những tai nạn đáng tiếc xảy ra nữa. Đặc biệt ta cần có kiến thức về các chất PCCC hiện nay

Khái niệm bột chữa cháy trong phòng cháy chữa cháy

Bột chữa cháy là chất chữa cháy được trộn bằng những hóa chất rắn, tán mịn, gồm một hoặc nhiều thành phần chủ yếu, kết hợp với các chất phụ gia nhằm hoàn thiện các đặc tính của nó.

Như vậy có thể hiểu bột chữa cháy là các loại bột nhỏ mịn có thành phần tử các chất rắn không cháy. Thành phần chủ yếu là các muối và các oxit, ví dụ: Natri cacbonat (Na₂CO₃)  xô đa ,phèn (A1₂(SO₄)₃), kali cacbonat (K₂CO₃), silic oxit (SiO₂). Kích thước hạt bột khoảng 15 – 20 mm. Đường kính trung bình của các phân tử bột càng nhỏ thì hiệu suất đập cháy của chúng càng cao.

Hiện nay, ở Việt Nam, loại bột chữa cháy thông thường có thể sử để dập tắt các đám cháy thuộc nhóm cháy A, B, C, . Trong đó

A – Nhóm đảm cháy các loại chất rắn (gỗ, vải, cao su… )

B – Nhóm đám cháy chất lỏng (xăng, dầu…).

C – Nhóm đám cháy chất khí (metan, axetilen…).

• – Nhóm đám cháy dây dẫn có điện.

Ngoài ra còn có một số loại bột chuyên dụng dùng để dập tắt các đám cháy thuộc nhóm D (đám cháy kim loại nhẹ – Al, Mg…, kim loại kiềm và hợp chất của chúng).

Ở Nga, loại bột dạng PC6 trên cơ sở bột natri hydrocacbonat (NaHCO₃) được sử dụng để dập tắt các đám cháy chất khí, chất lỏng và thiết bị điện mang điện áp. Loại bột thứ hai là Pi1д và trên cơ sở bột muối amôniphôtphat ((NH₄)₃PO₄) được sử dụng để dập tắt đám cháy chất rắn.

Ở Việt Nam việc gọi tên bột theo nhóm đám cháy mà bột có khả năng dập tắt. Ví dụ bột BC là loại bột trên cơ sở bột natrihiđrocacbonat, dùng để dập tắt các đám thuộc nhóm B, C, đám cháy dây dẫn có điện. Bột ABC là bột chữa cháy với thành phần cơ bản là bột amoniphotphat được dùng để dập tắt các đám cháy thuộc nhóm cháy A, B, C, đám cháy dây dẫn có điện.

Để dập tắt các đám cháy có liên quan đến kim loại thì trong  ký hiệu có thêm chữ “M”.

Một số loại bột chữa cháy trong phòng cháy chữa cháy

Phòng cháy chữa cháy dựa vào tác dụng chữa cháy của bột đối với từng loại chất cháy, người ta chia bột chữa cháy thành 03 loại như sau:

• – Bột BC có thành phần chủ yếu là NaHCO₃
• – Bột ABC có thành phần chủ yếu là (NH₄)₃PO₄.
• – Bột chữa cháy kim loại (ký hiệu: M) có thành phần khác Bột này được dùng để dập tát các đám cháy kim loại như Na, K…

Ký hiệu A, B, C,… cho biết bột chữa cháy có thể sử dụng để dập tắt loại đám cháy nào tốt nhất.

Dưới đây là thành phần các loại bột chữa cháy khác nhau:

Bột BC trong phòng cháy chữa cháy

Bột BC là loại bột được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Loại bột này có tác dụng chữa cháy tốt, thành phần chính của bột được điều chế với giá thành rẻ mà mọi nhà cần như một thiết bị phòng cháy chữa cháy.

Thành phần chính của bột BC là natrihyđrocacbonat – NaHCO₃, chiếm khoảng 95 – 96%; 1 – 3% là magie stearat, có tác dụng chống hút ẩm (tăng tính kỵ nước của bột); 1 – 3% các chất phụ gia khác nhằm tăng khả năng bảo quản, chống vón cục và tăng tính lưu động của bột.

Ngày nay, bột được sản xuất ra ở nhiều nước. Tuy nhiên chúng chỉ khác nhau về phương pháp điều chế, độ lớn của hạt bột và chọn chất phụ gia. Nước ta đã nghiên cứu và sản xuất thành công bình chữa cháy bột BC từ năm 1978.

Gần đây một số nước chọn KHCO₃ là thành phần chính của bột. Tuy nhiên, muối kali hút ầm mạnh hơn muối natri, vì vậy việc chống ẩm khó khăn hơn và giá thành cao hơn.

Bột ABC trong phòng cháy chữa cháy

Bột ABC có thành phần cơ bản là amôniphôtphat

(nh₄)₃po₄.

Hạn chế của bột ABC là chỉ có thể chữa cháy các đám cháy chất cháy rắn có ngọn lửa, không hiệu quả đối với các đám cháy chất rắn tạo thành than hồng như gỗ.

Cần chú ý, không sử dụng bột ABC để chữa cháy các đám cháy Na và K. Bình chữa cháy bột ABC được sản xuất ở các thời điểm khác nhau có thể trộn lẫn được vào nhau vì chúng có cùng thành phần. Nhưng không được trộn lẫn bột BC với bột ABC vì để lâu chúng sẽ bị vón cục.

Do bột ABC có khả năng chữa cháy đối với tất cả các đám cháy nên nó còn được gọi là bột chữa cháy tổng hợp.

Bột chữa cháy kim loại (M) trong phòng cháy chữa cháy

Theo sự phân loại đám cháy các kim loại nhẹ như Al, Mg, các kim loại kiềm và hợp kim của chúng được xếp vào đám cháy loại D. Để dập tắt các đám cháy loại D, người ta sử dụng loại bột riêng (bột M).

Thành phần của bột M rất khác nhau. Ví dụ thành phần chính có thể là muố Baii, muối Na₂CO₃, NaCl…

• * Hiện nay ở một số quốc gia đã nghiên cứu thành công và đưa vào sử dụng loại bột phòng cháy chữa cháy mới, đó là hỗn hợp của các chất kìm hãm hóa học (kali hyđrocacbonat KHCO₃ hoặc Liti hyđrocacbonat và urê) (Bảng 1.1).

 

Bột chữa cháy	Loại đám cháy	Thành phần	Lưu lượng phun, kg/m2
Novotroxin (Đức )	BCE	NaHCO3, phụ gia hoạt thạch , stearat kim loại	2,5 –  4
Militiitroxin (Đức)	ABCDE ,trừ Na, Li , Zn , Rb	NaHCO3 , phụ gia hoạt thạch , stearat kim loại	2,5 – 4
Novotroxin SV (Đức )	BCE	NaHCO3, phụ gia CaCO3, MgCO3, stearat kim loại	2,5 – 4
BCE ( Đức )	BCE	NaHCO3, stearat kim loại	2,5 – 4
Newisvit ( Anh )	ABCDE	NaHCO3, phụ gia	2,5 i4
Farovit ( Đức )	ABCDE	(NH4)3PO4, phụ gia	2,5
Moneex(Anh)	ABCDE	KHCO3 , ure, phụ gia kỵ nước	0,5 – 1
Jooson(Đức)	ABCDE	NaHCO3 , phụ gia	2,5 – 4
Ӆc6(Nga)	Chất lỏng , dầu nhờn, thiết bị điện	NaHCO3 , hoạt thạch , phụ gia silic hữu cơ	2,5
Πɸ( Nga)	Chất lỏng , dầu thực vật chất cháy âm ỉ	(NH4)3PO4 , hoạt thạch , stearat kim loại	2,5
Πi1 ( Nga)	Chất lỏng dầu thực vật chất cháy âm ỉ	(NH4)3PO4, hoạt thạch, strearat kim loại	2,5
Ӆic ( Nga)	Kim loại kiềm	Na2O, Strerat kim loại bộ graphit	2 – 4
Сиi2( Nga)	Chất dẫn lửa (hyđrat kim loại hữu cơ )	Silicagen(MCK,UUCK,KCK,freon 114B2	0,2 – 0,5
Granito ( Pháp)	BCE	NaHCO3, phụ gia	2,5

 

Tính chất của bột chữa cháy có liên quan đến công tác phòng cháy chữa cháy (pccc)

Tính chất lý học của bột chữa cháy trong phòng cháy chữa cháy

Biết được tính chất lý học của bột có thể giúp ta có những kết luận về tác dụng chữa cháy và khả năng bảo quản bột. Tuy nhiên nếu chỉ biết được tính chất lý học thôi cũng chưa đủ để đánh giá tác dụng chữa cháy của bột.

Tác dụng chữa cháy của bột phụ thuộc vào độ phân tán của đám mây bột. Vì độ phân tán tăng thì tổng diện tích bề mặt tiếp xúc của bột cũng tăng (Bảng 1.2). Khả năng này do hình dạng và độ lớn của hạt bột quyết định.

Bảng 1.2. Tổng diện tích tiếp xúc tương ứng với kích thước và số lượng hạt bột

Kích thước phần tử bột (cm)	Số lượng hạt bột trong một đơn vị khối lượng	Tổng diện tích bề mặt tiếp xúc (cm2)
1	1	6
10i1	103	6.10
10i2	106	6.102
10i3	109	6.103
10i4	1012	6.104

 

Trong tính chất lý học, người ta chia thành các đặc trưng cho việc điều chế và các đặc trưng cho việc sử dụng:

• – Các đặc trưng cho việc điều chế:

+ Độ lớn của hạt.

+ Tính kỵ nước.

• – Các đặc trưng cho việc sử dụng:

+ Khả năng cháy (khả năng vận chuyển trong ống).

+ Khả năng bảo quản.

+ Khả năng dẹp xuống khi bị rung động.

+ Tính phù hợp với bọt khi chữa cháy tổng hợp giữa bột và bọt.

+ Khả năng dẫn điện: Bột phải có độ bền ở môi trưởng điện áp không dưới 5 KV.

Đối với từng loại bột các đặc trưng trên sẽ có giá trị khác nhau.

Tính chất hóa học của bột trong phòng cháy chữa cháy

• Khả năng ăn mòn
• Tính ăn mòn của bột chữa cháy tăng lên khi nó bị thấm nước.

Bột chữa cháy khi bị nhiễm ẩm có khả năng ăn mòn ngay trong các bình chữa cháy và các hệ thống ống dẫn và kể cả đối với các chất rắn mà nó đã dập tắt.

Người ta xác định rằng , đối với bột BC khi có nước vào và ở nhiệt độ cao , bột có khả năng ăn mòn yếu . Bột BC khi nước vào và ở nhiệt độ cao , bột có khả nắng ăn mòn yếu . Bột ABC dưới tác dụng nhiệt của dám cháy có thể tách NH₃ ra . Khí này có khả năng ăn mòn mạnh đối với kim loại màu , tuy nhiên khí này trong đám cháy bị dẫn đi nên tác dụng này cũng không lớn .

•  Khả năng bền với bọt

Khi sử dụng kết hợp bột chữa cháy (dập tắt ngọn lửa nhanh) và bọt chữa cháy (che phủ bề mặt chất cháy ngăn cản việc cháy lại) phải chú ý đến độ bền của bọt. Tác nhân của việc phá hủy này chính là do các chất chống hút ẩm của bột, thậm chí ngay cả NaHCO₃ tinh khiết cũng có tác dụng phá hủy bọt.

Tác dụng chữa cháy của bột chữa cháy

Kìm hãm phản ứng cháy theo cơ chế “tường lạnh “

Khi phun vào vùng phản ứng cháy, bột không những hấp thụ nhiệt của ngọn lửa mà còn có tác dụng kìm hãm hóa học phản ứng cháy theo cơ chế “tường lạnh”; Khi chữa cháy theo thể tích, bột có độ phân tán cao, khoảng cách giữa các phần tử bột trong vùng cháy rất nhỏ và chúng hình thành các khe hở với kích thước nhỏ hơn kích thước đường kính tới hạn. Vì vậy chúng sẽ có tác dụng như bức tường ngăn cản sự tiếp xúc giữa chất cháy và chất oxy hóa.

Kìm hãm hóa học phản ứng cháy

Quá trình cháy là một phản ứng dây chuyền. Ở đây xuât hiện các gốc tự do tồn tại trong thời gian rất ngắn, các nguyên tử và các phân tử hoạt động tạo thành các nhánh của mạch phản ứng cháy. Nhờ đó quá trình cháy được tiếp tục và duy trì.

Nếu các phần tử bột không phải là trung tính (trơ) mà ngược lại chúng lại thể hiện khả năng hoạt hóa cao đối với các gốc tự do trong vùng phản ứng cháy thì trong trường hợp này bột có tác dụng kìm hãm hóa học phản ứng cháy.

Nếu đưa bột vào ngọn lửa nghĩa là đã dựng lên một tường chăn băng bột nhân tạo. Như vậy các gốc tự do, các nguyên tử và phân tử hoạt động sẽ truyền năng lượng vào tường đó. Năng lượng của các phần từ này sẽ giảm đi đến mức không đủ để tiếp tục xảy ra phản ứng dây chuyền. Do đó phản ứng cháy dây chuyền sẽ bị bẻ gãy. Ngọn lửa được dập tắt.

Nếu khả năng nhường điện tử của các phần tử bột cho các gốc hoạt tính càng lớn thì hiệu suất kìm hãm hóa học càng cao. Đây chính là sự khử hoạt tính của các tâm hoạt tính phản ứng cháy dây chuyên.

Đối với các loại bột dạng silicagen được tẩm các loại frêon (C₂F₄Br₂) thì tác dụng kìm hãm hóa học phản ứng cháy càng cao. Vì khi vào vùng cháy frêon nhanh chóng bay hơi và tác dụng với các sản phẩm nhiệt phân của chất cháy.

• Khi bột vào vùng cháy, dưới tác động nhiệt của đám cháy chúng sẽ phân hủy và thăng hoa tạo thành các phân tử khí, đó là quá trình thu nhiệt nên nó có tác dụng làm lạnh vùng cháy. Các thành phần hơi và khí có tác dụng làm giảm nồng độ các thành phần tham gia phản ứng.
• Nếu bột không bị phân hủy hoàn toàn, một phần bột rơi xuống phía dưới và phù lên bề mặt chất cháy một lớp. Lớp bột này có tác dụng ngăn cách tác động của các dòng nhiệt bức xạ từ ngọn lửa tới bề mặt chất cháy, đồng thời cách ly không khí với sản phẩm nhiệt phân trong vùng cháy.

Giảm nồng độ các thành phần tham gia phản ứng cháy

Khi đưa bột vào vùng cháy, các phần từ bột sẽ chiếm thể tích trong vùng phản ứng cháy. Nó làm giảm nồng độ oxy có trong một đơn vị thể tích hỗn hợp xuống thấp hơn giá trị duy trì sự cháy. Do vậy, sự cháy không được duy trì.

Hấp thụ nhiệt của vùng phản ửng cháy

Tuy khối lượng bột phun vào vùng cháy không lớn, nhưng do kích thước của hạt bột rất nhỏ nên số lượng hạt là rất lớn nên tổng diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt của tất cả các hạt bột sẽ rất lớn. Khi phun vào vùng cháy các phần tử bột sẽ được nung nóng nghĩa là chúng hấp thụ một lượng nhiệt khá lớn của vùng cháy,

Qua nghiên cứu các tác dụng chữa cháy của bột ta thấy, tác dụng chữa cháy của bột không chỉ dựa trên một tác dụng duy nhất, mà dựa trên nhiều tác dụng khác nhau. Tùy trường hợp xảy ra cháy và môi trường cháy mà vai trò tác dụng chữa cháy nào của bột đóng vai trò chủ đạo.

Ứng dụng chữa cháy của bột chữa cháy trong phòng cháy chữa cháy

Qua nghiên cứu chúng ta thấy có nhiều loại bột chữa cháy với các tác dụng dập cháy khác nhau. Để sử dụng có hiệu quả khi dập tắt các đám cháy thì việc sử dụng đúng loại bột chữa cháy vào loại đám cháy phù hợp là quan trọng đối với người chiến sỹ phòng cháy chữa cháy.

+ Bột BC được sử dụng vào các đám cháy loại B, C và đám cháy do dây dẫn có điện.

+ Bột ABC được sử dụng vào các đám cháy loại A, B, c và đám cháy do dây đẫn có điện.

+ Bột chữa cháy kim loại (M) chỉ dùng để chữa các đám cháy kim loại.

Tất cả các loại bột trên có thể được chứa trong các bình chữa cháy xách tay (loại 2, 3, 4, 5, 8 kg …) hoặc xe đẩy (MT35…)‘ Hiện nay, nó còn được ứng dụng trong các bình chữa cháy tự động kiểu treo hoặc được đặt trong các thùng chứa bột của xe chữa cháy.Sử dụng bột chữa cháy có những ưu điểm sau:

+ Bột chữa cháy có tác dụng dập cháy nhanh và có thể dập tắt được nhiều loại đám cháy khác nhau.

+ Bột có thể bảo quản ở nhiệt độ từ i50°C đến +50°C. Trong khoảng nhiệt độ này có thể sử dụng bột bất cứ lúc nào.

+ Bột không độc hại gì về mặt sinh hoạt đối vói con người, động vật và sinh vật.

 Hạn chế của bột chữa cháy:

+ Do thành phần hóa học của bột là các muối (có tính ăn mòn), nên không dùng bột để chữa cháy các đám cháy thiết bị có độ chính xác cao, các đám cháy thiết bị điện tử.

+ Bột chữa cháy háo nước, hút ẩm, vón cục, đóng tảng, phức tạp khi phun chúng vào vùng cháy. Chỉ có thể sử dụng biện pháp nén khí để đẩy bột vào vùng cháy. Tầm phun xa của các loại lăng phun bột không quá (20 – 25) m, đường ống dẫn bột không được dài quá (50160) m.

+ Khi chữa các đám cháy lớn nên sử dụng kết hợp bột (để dập tắt ngọn lửa) với bọt (để che phù đảm cháy, ngăn cháy trở lại).

+ Bột chữa cháy không có tác dụng làm lạnh vì vậy đối với một số đám cháy có thể bùng cháy trở lại.

+ Khi chữa cháy trong các phòng kín gây bụi nhiều, do vậy các chiến sỹ chữa cháy cần phải có thiết bị bảo vệ đường hô hấp.

Bảo quản bột chữa cháy

Bột chữa cháy nói riêng cũng như sản phẩm phòng cháy chữa cháy nói chung phải được bảo quản trong các thùng hoặc can kín, ở nơi khô ráo, thoáng gió, có nhiệt độ từ – 50°c đến +50°C. Khi bảo quản bột chữa cháy trong các loại bình chữa cháy thì các loại bình đó phải kín vì bột dễ hút ẩm gây vón cục đặc biệt khi có hơi nước vào dễ gây ra hiện tượng ăn mòn dụng cụ chứa nó.

Sau 6 tháng hoặc 1 năm phải kiểm tra bột chữa cháy một lần, nếu thấy vón cục phải đem khắc phục ngay.