Combustie-eigenschappen van vaste brandstoffen

Combustie-eigenschappen van vaste brandstoffen

• Pyrolyse: Chemische ontleding door hitte, vaak zonder zuurstof. Dit is het proces waarbij vaste brandstoffen zoals hout en kunststoffen in vluchtige gassen worden afgebroken die vervolgens kunnen verbranden.
• Thermoplastisch: Kunststoffen die smelten bij verhitting en opnieuw gevormd kunnen worden. Deze vloeien tijdens verbranding waardoor dropen en verspreiding kan optreden.
• Thermoset (thermohardend): Kunststoffen die ontleden bij verhitting en niet smelten. Deze vormen vaak een koollaag en stoten giftige gassen uit.
• Pilootontsteking: Ontsteking met een externe bron (bv. vlam).
• Spontane ontsteking: Ontsteking zonder externe bron, door zelfverhitting.
• Soot (roet): Koolstofresten van onvolledige verbranding.
• Brandbaarheid: Eigenschap van een materiaal om vlam te vatten en te blijven branden.

Pyrolyse en vaste brandstoffen

• Vaste brandstoffen (hout, papier, kunststoffen) verbranden via pyrolyse. Vluchtige gassen ontstaan die vervolgens in de vlam verbranden.
• Pyrolyse kan zonder zuurstof, maar in een brand is zuurstof aanwezig wat oxidatieproducten oplevert.
• Voorbeelden van Pyrolyseproducten (afhankelijk van het materiaal):
  • Hout: Methaan, methanol, waterdamp, acroleïne.
  • Kunststoffen: Alkanen, alkenen, aromatische verbindingen (vb. styreen).

Ontsteking van hout

• Hout heeft geen vaste ontbrandingstemperatuur. Het hangt af van:
  • Type hout: Hardhout of zacht hout.
  • Vochtgehalte: Droog hout ontbrandt makkelijker.
  • Verwarmingswijze: Straling of convectie.
• Pilootontstekingstemperatuur: 250–300°C.
• Spontane ontstekingstemperatuur: 230–260°C (afhankelijk van omstandigheden).
• Koolvorming: Boven 200°C verkoolt hout. Dit verhoogt hitte-absorptie en versnelt pyrolyse.

Kunststoffen en hun gedrag

• Thermoplasten: Smelten en druppelen tijdens verbranding, vaak met een roetende vlam.
• Thermosets: Ontleden bij verhitting en vormen een koollaag, minder snel smeltend maar met mogelijke afgifte van giftige gassen.
• Latexschuim vs. polyurethaanschuim:
  • Latex kan smeulen en opnieuw ontbranden.
  • Polyurethaan brandt snel en produceert veel rook.

Ontbranding bij lage temperaturen

• Langdurige blootstelling aan 100–200°C kan hout langzaam verkolen en tot zelfontbranding leiden.
• Pyrofore koolstof: Koolstofresten kunnen spontaan ontbranden bij blootstelling aan lucht.

Explosies van stofdeeltjes

• Stofexplosies zijn mogelijk bij fijn verdeeld organisch materiaal in zuurstofrijke omgevingen (houtstof, meel, suiker).
• Factoren: Deeltjesgrootte (kleiner = gevaarlijker), concentratie (minimaal 30–60 g/m³), ontstekingsbron (vonk of hete oppervlakken).

Brandgedrag van metalen

• Sommige metalen branden in lucht (vb. magnesium, natrium).
• Magnesium: Ontbrandingstemperatuur 520–620°C, produceert extreem hete, witte vlammen.
• Aluminium: Smelt in vlammen maar brandt vaak door oxidatielaag niet snel.

Rook en vlamkleur

• Rookkleur: Geeft aanwijzingen over materiaal:
  • Zwart: Koolwaterstoffen of plastics.
  • Wit: Cellulose of waterdamp.
  • Gekleurde rook: Speciale materialen (vb. koper = groen, strontium = rood).
• Vlamkleur:
  • Blauw: Volledige verbranding (bv. alcohol).
  • Geel: Onvolledige verbranding (bv. hout, plastics).

Invloed van bouwmaterialen

• Houtproducten: Sneller ontbranden door dunne lagen en lijm. Brandvertragers kunnen toegevoegd worden.
• Kunststofmaterialen: Kunnen smelten en druppelen, wat brandverspreiding veroorzaakt.
• Isolatiematerialen: Cellulose-isolatie kan smeulen bij langdurige hitteblootstelling.

Brandbaarheid van verf

• Olieverf: Brandbaar, vooral bij dikke lagen.
• Latexverf: Minder brandbaar, kan brandverspreiding bevorderen.
• Intumescentiecoatings: Zwellen bij hitte en beschermen tegen brand.

Toets voorbereiding

• Begrijp pyrolyse en invloed op vaste stoffen.
• Ken verschillen thermoplasten en thermosets.
• Weet hoe hout en kunststoffen ontbranden en factoren die dit beïnvloeden.
• Herken gevaren stofexplosies en smeulende branden.
• Interpreteer rook- en vlamkleuren.
• Begrijp hoe bouwmaterialen brandontwikkeling beïnvloeden.

Test je kennis over de verschillende eigenschappen van vaste brandstoffen en hun verbranding. Dit quiz behandelt onderwerpen zoals pyrolyse, thermoplastische en thermohardende kunststoffen, en verschillende ontstekingsmethoden. Ontdek hoe deze eigenschappen van invloed zijn op de brandbaarheid en emissies.