Zespół Labolatoriów Badań Środowiskowych

www.cto.gda.pl

Materiały Budowlane 07/2025, strona 215 (spis treści >>)

Innowacyjna mobilna stacja CIP firmy SOLMATIC

W dobie coraz bardziej zaawansowanych technologii produkcji, zapewnienie higieny i jakości stanowi kluczowe wyzwanie dla zakładów przemysłowych. Firma Solmatic Group Sp. z o.o. Sp. k., odpowiadając na potrzeby rynku, opracowała innowacyjną mobilną stację myjącą CIP (Cleaning‑In‑Place), przeznaczoną do kompleksowego, automatycznego czyszczenia linii produkcyjnych i zbiorników. Przedmiot projektu, realizowanego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Śląskiego wg umowy UDA-RPSL.01.0200-24-0092/19-00, wyznacza nową jakość w dziedzinie technologii mycia. 

solmatic.pl

  Zobacz więcej / Read more >> 

Materiały Budowlane 07/2025, strona 214 (spis treści >>)

Odporność ogniowa murów wykonanych z wyrobów silikatowych

Silikaty, czyliwapienno-piaskowe elementy murowe, mają wiele zalet, m.in. dużą wytrzymałość na ściskanie i ognioodporność. Wyroby te są produkowane jako elementy grupy 1S oraz grupy 1 (tabela 1). Zaliczane są do materiałów niepalnych klasyA1 zgodnie z normą PN-EN 13501-1 oraz Decyzją Komisji Europejskiej 2000/605/WE. Oznacza to, że w warunkach ekspozycji na ogień nie wydzielają żadnych szkodliwych substancji mających wpływ na zdrowie człowieka.

bialemurowanie.pl

  Zobacz więcej / Read more >> 

Materiały Budowlane 07/2025, strona 213 (spis treści >>)

Comparison of different methods of extinguishing of the group A fire

Porównanie różnych sposobów gaszenia pożaru testowego grupy A

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

citation/cytuj: Drzymała T., Mortka P., Gałaj J. Comparison of different methods of extinguishing of the group A fire. Materiały Budowlane. 2025. Volume 635. Issue 07. Pages 202-212. DOI: 10.15199/33.2025.07.25

dr inż. Tomasz Drzymała, Akademia Pożarnicza, Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa i Ochrony Ludności
ORCID: 0000-0001-9568-3235
dr inż. Piotr Mortka, Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego – PIB, Zespół Laboratoriów Urządzeń i Środków Gaśniczych
ORCID: 0000-0002-2661-3134
dr hab. inż. Jerzy Gałaj, prof. uczelni, , Akademia Pożarnicza, Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa i Ochrony Ludności
ORCID: 0000-0002-1509-6733

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2025.07.25
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy

Abstract. The article presents a comparative analysis of various methods used in practice to extinguish group A fires in terms of their effectiveness and usefulness. The scope of the article includes performing tests of extinguishing groupAfires, in accordancewith the available methods discussed in Polish Standards. During the tests, variousmeans were used to combat groupAfires, including: ABC powder in a fire extinguisher and water supplied as a mist. Additionally, sprays, blankets and fire extinguishing sheets were used, as well as sorbent and CO2 and BC powder extinguishers. All tests were performed in accordance with the conditions of the PN-EN 3-7:2004+A1:2008 standard. This allowed obtaining comparable results.During the tests, the extinguishing effectiveness of water in the formofmist, extinguishing spray andABC powder was confirmed. As an alternative extinguishing method, the best proved to be the application of a sheet and fire blankets, which effectively cut off the oxygen supply. The use of CO2 and BC powder extinguishers allowed for the delay of wood burning. The remaining extinguishing agents were ineffective as they did not fully extinguish the fire.
Keywords: fire; extinguishing operations; extinguishing agents; comparative analysis; group A test fires; extinguishing effectiveness.

Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę porównawczą różnych sposobów gaszenia pożarów grupy A stosowanych w praktyce pod względem ich skuteczności i przydatności. Zakres artykułu obejmuje badania gaszenia pożarów grupy A, zgodnie z dostępnymi metodami omówionymi w Polskich Normach. Podczas badań wykorzystane zostały różne środki mające na celu zwalczanie pożarów grupy A, m.in.: proszek ABC w gaśnicy oraz woda podawana jako mgła. Dodatkowo zastosowano spraye, koce i płachty gaśnicze, a także użyto sorbentu i gaśnic na CO2 oraz proszkowych BC. Wszystkie badania wykonano z zachowaniem warunków zgodnych z normą PN-EN 3-7:2004+A1:2008. Pozwoliło to na otrzymanie porównywalnych wyników. Podczas badań potwierdzono skuteczność gaśniczą wody w postaci mgły, sprayu gaśniczego oraz proszku ABC. Jako alternatywna metoda gaśnicza najlepiej sprawdziło się nakładanie płachty i koców gaśniczych, które skutecznie odcinały dopływ tlenu. Zastosowanie gaśnic na CO2 oraz gaśnic proszkowych BC spowodowało opóźnienie palenia się drewna. Pozostałe środki gaśnicze były nieskuteczne, ponieważ nie ugasiły w pełni pożaru.
Słowa kluczowe: pożar; działania gaśnicze; środki gaśnicze; analiza porównawcza; pożary testowe grupy A; skuteczność gaśnicza.

Literature
[1] Bielicki P. Podstawy taktyki gaszenia pożarów. 1996. Szkoła Aspirantów Państwowej Straży Pożarnej, Kraków.
[2] Bielicki P. Taktyka działań gaśniczych., Komenda Główna Państwowej Straży Pożarnej. 2004. Fundacja Edukacja i Technika Ratownictwa, Warszawa.
[3] Konecki M, Król B, Wróblewski D. Nowoczesne metody działań ratowniczo- gaśniczych. 2003. Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Warszawa.
[4] Derecki T. Sprzęt pożarniczy do podawania wody i pian gaśniczych. 1999. Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Warszawa.
[5] WBO/10/CNBOP-PIB. Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy. Spray gaśniczy typ iBlock- Fire 600ml. 2019.
[6] Dziarnowski Z, Michniewicz W. Konstrukcje z drewna i materiałów drewnopochodnych, Warszawa. 1974.
[7] Kokociński W. Anatomia drewna. 2005. Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań.
[8] https://inzynierbudownictwa. pl/jak-zapewnic-konstrukcjom-drewnianym- wymagana-odpornosc-ogniowa/(dostęp 14.08.2024).
[9] Guzewicz P, Wróblewski D, Małozięć D. Czerwona Księga Pożarów. 2014. ISBN: 978-83-61520-14-6, Józefów.
[10] Wolanin J. Matematyczno-komputerowy model kryminalistycznego badania przyczyn i okoliczności pożarów. Departament Szkolenia i Doskonalenia Zawodowego Ministerstwo Spraw Wewnętrznych. Warszawa, 1989, p. 40.
[11] Szajewska A. Wybrane zagadnienia z ochrony przeciwpożarowej lasu, Szkoła Główna Służby Pożarniczej. Warszawa. 2017.
[12] PN-ISO 8421-1:1997 Ochrona przeciwpożarowa – Terminologia – Terminy ogólne i dotyczące zjawiska pożaru.
[13] Ridder A, Cimolino U, Fuchs M. Südmersen J, Volkmar G. Gaszenie pożarów wewnętrznych. Rozgorzenie i spalanie gazów pożarowych, metody gaśnicze, taktyka działań, szkolenie w warunkach rzeczywistych., tłumaczenie z języka niemieckiego Kielin J. 2017. ISBN: 978-83-61520-91-7, Józefów.
[14] Mizerski A, Sobolewski M, Król B. Zastosowanie pian do gaszenia Pożarów. Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Warszawa. 2005.
[15] PN-EN 2:1998 Grupy pożarów.
[16] Pofit-Szczepańska M. Wybrane zagadnienia z chemii ogólnej, fizykochemii spalania i wybuchu oraz rozwoju pożarów, Biblioteka Szkolna – Państwowa Straż Pożarna. 2007. ISBN: 83-89877-14-7, Szkoła Aspirantów Państwowej Straży Pożarnej 1994-2007.
[17] Kordylewski W. Spalanie i paliwa, Politechnika Wrocławska, Wrocław. 2008.
[18] Sulik P. Odporność ogniowa konstrukcji drewnianych. Ochrona przeciwpożarowa. 2007; 4: 12 – 13.
[19] Cote AE. Fire protection handbook vol. 1, Quincy. 2008.
[20] Gołaszewski J. Modelowe kompleksy agroenergetyczne. Teoretyczne i eksperymentalne aspekty pirolizy drewna i odpadów, UWM, Olsztyn. 2014.
[21] Sural Z. System szkolenia członków Ochotniczych Straży Pożarnych biorących bezpośredni udział w działaniach ratowniczych SZKOLENIE STRAŻAKÓW RATOWNIKÓW OSP CZĘŚĆ I. 2009. ISBN 978-83- 924600-4-6, Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej, Komenda Główna Państwowej Straży Pożarnej, Józefów.
[22] PN-EN 1869:2019, Koce gaśnicze.
[23] LVS 1071, 2022, Car fire blankets, 24.02.2022.
[24] PN-EN 3-7:2004+A1:2008 Gaśnice przenośne – Część 7: Charakterystyki, wymagania eksploatacyjne i metody badań.
[25] ISO 657-1 (ang. Hot-rolled steel sections Part 1: Equal-leg angles – Dimensions) Kształtowniki stalowe walcowane na gorąco Część 1: Kątowniki równoramienne – Wymiary.
[26] ISO 4470 (ang. Sawn timber – Determination of the average moisture content of a lot) Drewno cięte – Określanie średniej zawartości wilgoci w partii drewna.

Received: 20.01.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 20.01.2025 r.
Revised: 10.03.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 10.03.2025 r.
Published: 23.07.2025 / Opublikowano: 23.07.2025 r.

Materiały Budowlane 07/2025, strona 202-212 (spis treści >>)

Concrete construction elements with fibre reinforced polymer reinforcement under fire conditions

Betonowe elementy konstrukcyjne ze zbrojeniem z polimeru wzmocnionego włóknem w warunkach pożarowych

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

citation/cytuj: Wydra M., Fangrat J. Concrete construction elements with fibre reinforced polymer reinforcement under fire conditions. Materiały Budowlane. 2025. Volume 635. Issue 07. Pages 193-201. DOI: 10.15199/33.2025.07.24

dr inż. Małgorzata Wydra, Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry
ORCID: 0000-0002-4629-9656
dr hab. inż. Jadwiga Fangrat, prof. ITB, Building Research Institute
ORCID: 0000-0002-7871-0032

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2025.07.24
Review paper / Artykuł przeglądowy

Abstract. Investigations on Fibre Reinforced Polymers (FRPs) at ambient temperature have already proved their effectiveness as an internal reinforcement as an alternative to traditional steel reinforcement because of their high mechanical performance and durability. However, their performance at elevated and high temperatures requires proper understanding to enable safe design methods, as FRPs are highly vulnerable even to remotely elevated temperatures. In addition, aspects related to the thermal conductivity and combustibility should be carefully considered. This article aims to present up-to-date research on reduced-scale and full-scale investigations of internally FRP-reinforced concrete structural elements as well as conclusions on the directions of further research. In terms ofmechanical performance, post-heated tests and simultaneous thermo-mechanical loading (at transient and steady states) were analysed.
Keywords: concrete; Fibre Reinforced Polymer; elevated temperature; fire performance; full-scale tests; reduced-scale tests.

Streszczenie. Badania dotyczące kompozytów z polimerów wzmacnianych włóknem (ang. Fibre Reinforced Polymer) w temperaturze pokojowej wykazały ich efektywność jako wewnętrznego zbrojenia jako alternatywę dla tradycyjnego zbrojenia stalowego dzięki swoim wysokim parametrom mechanicznym i trwałości. Jednakże, ich zachowanie w podwyższonych i wysokich temperaturach wymaga wciąż odpowiedniego zrozumienia, aby umożliwić bezpieczne metody projektowania, ponieważ FRP są bardzo wrażliwe nawet na nieznacznie podwyższone temperatury. Ponadto należy dokładnie rozważyć aspekty związane z przewodnością cieplną i palnością. Artykuł ma na celu przedstawienie aktualnego przeglądu stanu wiedzy dotyczącego badań w skali zredukowanej oraz pełnoskalowych elementów konstrukcyjnych betonowych z wewnętrznym zbrojeniem FRP oraz wnioski dotyczące kierunków dalszych badań. Pod kątem parametrów mechanicznych przeanalizowano wyniki badań po wygrzewaniu oraz pod wpływem jednoczesnego obciążenia termomechanicznego (w stanach nieustalonym i ustalonym).
Słowa kluczowe: beton, polimer wzmacniany włóknem; podwyższona temperatura; zachowanie w pożarze; badania pełnoskalowe; badania w zredukowanej skali.

Literature
[1] Lau D, Qiu Q, ZhouA, Chow CL. Long term performance and fire safety aspect of FRP composites used in building structures. Constr. Build. Mater. 2016; vol. 126, pp. 573 – 585. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.09.031.
[2] Brózda K, Selejdak J. Analysis of FRP bars used as reinforcement in concrete structure. Prod. Eng. Arch. 2016; vol. 12, no. 3, pp. 2 – 4. DOI : 10.30657/pea.2016.12.01.
[3] Duflou JR, DengY, VanAcker K, DewulfW. Do fiber-reinforced polymer composites provide environmentally benign alternatives? A life-cycleassessment- based study.MRS Bull. 2012; vol. 37, no. 4, pp. 374 – 382. DOI: 10.1557/mrs.2012.33.
[4] Czarnecki L, KaprońM, Van Gemert D. Sustainable construction: Challenges, contribution of polymers, research arena. 2nd Int.Conf. Sustain.Constr.Mater. Technol. 2015, pp. 147 – 157, 2010. DOI: 10.1515/rbm-2013-6583.
[5] El-Salasakawy E, Kassem C, Benmokrane B. Field application of FRP composite bars as reinforcement for bridge decks, in 4th Structural Specialty Conference of the Canadian Society for Civil Engineering, 2002, pp. 1–10.
[6] Li Z, Ma J, Ma H, Xu X. Properties and applications of basalt fiber and its composites. IOPConf. Ser. Earth Environ. Sci. 2018; vol. 186, no. 2. DOI: 10.1088/1755-1315/186/2/012052.
[7] KimYJ. Advanced composites in bridge con-struction and repair. Woodhead Publishing. 2014.
[8] Kosior-Kazberuk M. Application of ba-salt-FRP bars for reinforcing geotechnical concrete structures. MATECWeb Conf. – GCCETS2018. 2019; vol. 265, p. 05011. DOI: 10.1051/matecconf/201926505011.
[9] Elgabbas B, Ahmed F, Benmokrane E. Basalt FRP reinforcing bars for concrete structures. Proc. 4thAsia-Pacific Conf. FRP Struct.APFIS 2013, vol. 440, no. December, pp. 11–13, 2013.
[10] Maraveas C, Miamis K, Vrakas AA. Fiber-reinforced polymerstrengthened/ reinforced concrete structures exposed to fire:Areview. Struct. Eng. Int. J. Int.Assoc. Bridg. Struct. Eng. 2012; vol. 22, no. 4, pp. 500 – 513. DOI: 10.2749/101686612X13363929517613.
[11] HawilehRA, NaserMZ. Thermal-stress analysis of RCbeams reinforcedwith GFRP bars. Compos. Part B Eng. 2012; vol. 43, no. 5, pp. 2135–2142. DOI: 10.1016/j.compositesb.2012.03.004.
[12] ASTM Test Method E119. Standard testmethods for fire tests of building construction andmaterials. West Conshohocken:American Society for testing and materials, 2002.
[13] ASTM Test Method. E1529 Standard test methods for determining effects of large hydrocarbon pool fires on structuralmembers and assemblies. West Conshohocken: American Society for testing and materials, 1993.
[14] Fehérvári S. Characteristics of tunnel fires. Concr. Struct. 2008; vol. 9, pp. 56 – 60.
[15] Hawileh RA, Rasheed HA. Thermal analysis of GFRP-reinforced continuous concrete decks subjected to top fire. Int. J. Adv. Struct. Eng. 2017; vol. 9, no. 4, pp. 315 – 323. DOI: 10.1007/s40091-017-0168-7.
[16] Schmitt A, Carvelli V, Pahn M. Thermo-mechanical loading of GFRP reinforced thin concrete panels. Compos. Part B Eng. 2015; vol. 81, pp. 35 – 43. DOI: 10.1016/j.compositesb.2015.06.020.
[17] Mohmmad SH, Gülşan ME, Çevik A .Behaviour of Geopolymer Concrete Two-Way Slabs Reinforced by FRPBarsAfter Exposure to Elevated Temperatures. Arab. J. Sci. Eng. 2022; vol. 47, no. 10, pp. 12399 – 12421. DOI: 10.1007/s13369-021-06411-y.
[18] Nigro E, Cefarelli G, BilottaA,Manfredi G, E. Cosenza E. Fire resistance of concrete slabs reinforced with FRP bars. Part I: Experimental investigations on the mechanical behavior. Compos. Part B Eng. 2011; vol. 42, no. 6, pp. 1739–1750. DOI: 10.1016/j. compositesb. 2011.02.025.
[19] Hajiloo H, Green MF, NoëlM, Bénichou N, SultanM. Fire tests on fullscale FRP reinforced concrete slab. Compos. Struct. 2017; vol. 179, pp. 705–719. DOI: 10.1016/j.compstruct.2017.07.060.[20] HajilooH, GreenMF. GFRPreinforced concrete slabs in fire: Finite element modelling. Eng. Struct. 2019; vol. 183. DOI: 10.1016/j.engstruct.2019.01.028.
[21] ISO 834-1:1999 Fire-resistance tests – Elements of building construction – Part 1: General requirements.
[22] Rosa IC, Santos P, Firmo JP, Correia JR. Fire behaviour of concrete slab strips reinforced with sand-coated GFRP bar. Compos. Struct. 2020; vol. 244, no.December 2019, p. 112270, 2020.DOI: 10.1016/j.compstruct.2020.112270.
[23] Rosa IC, Firmo JP, Correia JR. Fire behaviour of GFRP-reinforced concrete slab strips. Effect of straight and 90° bent tension lap splices. Eng. Struct. 2022; vol. 270, no. July. DOI: 10.1016/j.engstruct.2022.114904.
[24] Design and construction of building components with fiber-reinforced polymers. CSA-S806,.Mississauga, ON, Canada: CSA(Canadian Standards Association), 2012.
[25] CEN Eurocode 2: Design of Concrete Structures – Parts 1 – 2: General Rules – Structural FireDesign (EN1992-1-2). Brussels: European Committee for Standardization, 2004.
[26] Maluk C, Pietro Terrasi G, Bisby L, Stutz A, E. Hugi E. Fire resistance tests on thin CFRP prestressed concrete slab. Constr. Build.Mater. 2015; vol. 101, no. Part 1, pp. 558 – 571. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.031.
[27] ACI 440.1R-15, Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Bars. American Concrete Institute, 2015.
[28] Hamad RJA, Megat JohariMA, Haddad RH. Effects of bars slippage on the pre-and post-heating flexural behavior of FRP reinforced concrete beams: Experimental and theoretical investigations. Int. J. Civ. Eng. Technol. 2019; vol. 10, no. 2, pp. 574 – 602.
[29] Hamad RJA, Haddad RH, Megat Johari MA. New anchorage system of bars to improve the mechanical performance of post-heated FRP-reinforced concrete beams. Constr. Build. Mater. 2019; vol. 229, p. 117090. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117090.
[30] Jafarzadeh H, Nematzadeh M. Evaluation of post-heating flexural behavior of steel fiber-reinforced high-strength concrete beams reinforced with FRP bars: Experimental and analytical results. Eng. Struct. 2020; vol. 225, p. 111292. DOI: 10.1016/j.engstruct.2020.111292.
[31] Kiari M, Triantafyllidou E, Grosu S, Stratford T, Bisby L. Design of an FRP-Reinforced Concrete Beam System for Fire Performance, in Advanced Composites in Construction, Belfast, UK, 2013.
[32] KiariM, Stratford T, Bisby LA. New design of beamFRP reinforcement for fire performance, in Fifth International Workshop on Performance, Protection & Strengthening of Structures under Extreme Loading., At East Lansing,MI, USA, 2015.
[33] Protchenko K, Szmigiera E. Post-fire characteristics of concrete beams reinforced with hybrid FRP bar.Materials (Basel). 2020; vol. 13, no. 5. DOI: 10.3390/ma13051248.
[34] Protchenko K. Residual Fire Resistance Testing of Basalt-and Hybrid- FRPReinforced Concrete Beams.Materials (Basel). 2022; vol. 15, no. 4.DOI: 10.3390/ma15041509.
[35] Zhao J, Pan H, Wang Z, Li G. Experimental and Theoretical Study on Flexural Behavior of GFRP- and CFRP-Reinforced Concrete Beams after High-Temperature Exposure. Polymers (Basel). 2022; vol. 14, no. 19. DOI: 10.3390/polym14194002.
[36] Protchenko K, Szmigiera E, Urbański M, Garbacz A. Mechanical performance of FRP-RC flexural members subjected to fire conditions. Bud. i Archit. 2020; vol. 19, no. 4, pp. 017–030. DOI: 10.35784/bud-arch.2119.
[37] Tian J, Zhu P, QuW. Study on fire resistance time of hybrid reinforced concrete beam. Struct. Concr. 2019; vol. 20, no. 6, pp. 1941 – 1954. DOI: 10.1002/suco.201800320.
[38] Al-Thairy H. A simplified method for steady state and transient state thermal analysis of hybrid steel and FRPRC beams at fire. Case Stud. Constr. Mater. 2020; vol. 13, p. e00465. DOI: 10.1016/j.cscm.2020.e00465.
[39] Almerich-ChuliaA, Martin-Concepcion P, Moreno-Puchalt J, Molines- Cano JM. Analytical and Experimental Behaviour of GFRP-Reinforced Concrete Columns under Fire Loading. J. Compos. Sci. 2024; vol. 8, no. 5. DOI: 10.3390/jcs8050187.
[40] WydraM, Turkowski P, Dolny P, Sadowski G, Grochowska N,Michalski PP, Wieczorek-Czarnocka M, Pakieła Z, Fangrat J. Basalt fibre reinforced polymer bars as main reinforcement of axially compressed concrete column – experimental and numerical considerations of fire resistance. Fire Saf. J. 2023; vol. 140, no. June. DOI: 10.1016/j.firesaf.2023.103898.
[41] Wydra M, Sadowski G, Dolny P, Turkowski P, Fangrat J. The performance of concrete cover as a thermal insulation for BFRP bars in tension at early stage of fire. Mater. Bud. 2025; vol. 633, no. 5. DOI: 10.15199/33.2025.05.02.
[42] WydraM. PhDthesis: Fire resistance of concrete columns reinforcedwith BFRP bars. 2023.
[43] Kodur V, Venkatachari S, Bhatt P, Matsagar VA, Singh SB. Fire Resistance Evaluation of Concrete Beams and Slabs Incorporating Natural Fiber- Reinforced Polymers. Polymers (Basel). 2023; vol. 15, no. 3. DOI: 10.3390/polym15030755.
[44] CSA-S806-02 Design and construction of building components with fibre-reinforced polymers. Ontario: Canadian Standards Association. 2002.
[45] CAN/CSA-S6-06 Canadian highway bridge design code. Ontario: Canadian Standards Association. 2006.
[46] ACI 440.1R-06 Guide for the design and construction of concrete reinforced with FRP bars. ACI Comittee 440, American Concrete Institute (ACI), 2006.
[47] JSCE Recommendation for design and construction of concrete structures using continous fiber reinforcing materials. Tokyo: Research Comittee on Continous Fiber Reinforcin Mateials, Japan Society of Civil Engineers, 1997.
[48] CNR-DT 203/2006 Guide for the design and construction of concrete structures reinforced with fiber-reinforced polymer bars. Rome: National Research Council, 2006.
[49] Burgoyne C et al., Technical report: FRP (Fibre Reinforced Polymer) reinforcement in RC structures. fédération internationale du béton (fib), 2007. doi: 10.1371/journal.pntd.0001792.
[50] Walraven J, fib Model Code for Concrete Structures 2010: mastering challenges and encountering new ones, Structural Concrete. Wiley Online Library, 2013.
[Online]. Available: 10.1002/suco.201200062
[51] EN 1992-1-1:2023 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1- 1: General rules and rules for buildings. 2023.
[52] Regulation (EU) No 305/2011 of the European Parliament and of the Council of 9 March 2011 laying down harmonised conditions for the marketing of construction products and repealing Council Directive 89/106/EEC Text with EEA relevance,” no. 305, pp. 5–43, 2011.
[53] Terms RT, Kodur VKR, Cheng FP,Wang TC, Sultan MA. NRC Publications Archive Archives des publications du CNRC Guidelines for fire resistance design of high-strength concrete columns. J. Struct. Eng. 2022; vol. 129, pp. 253 – 259, 2005.
[54] Nigro E, Cefarelli G, Bilotta A, G. Manfredi AG, Cosenza E. Guidelines for flexural resistance of FRP reinforced concrete slabs and beams in fire. Compos. Part B Eng. 2014; vol. 58, pp. 103 – 112. DOI:10.1016/j.compositesb.2013.10.007.

Received: 10.02.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 10.02.2025 r.
Revised: 04.04.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 04.04.2025 r.
Published: 23.07.2025 / Opublikowano: 23.07.2025 r.

Materiały Budowlane 07/2025, strona 193-201 (spis treści >>)

The influence of the mineral wool insulation dimensions on the fire resistance of steel pipe penetration seals in vertical fire partitions – part 2

Wpływ wymiarów izolacji z wełny mineralnej na odporność ogniową uszczelnień przejść stalowych rur przez pionowe przegrody przeciwpożarowe – część 2

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

citation/cytuj: Sulik P., Sędłak B. The influence of the mineral wool insulation dimensions on the fire resistance of steel pipe penetration seals in vertical fire partitions – part 2. Materiały Budowlane. 2025. Volume 635. Issue 07. Pages 185-192. DOI: 10.15199/33.2025.07.23

dr inż. Paweł Sulik, Instytut Techniki Budowlanej
ORCID: 0000-0001-8050-8194
dr inż. Bartłomiej Sędłak, Instytut Techniki Budowlanej
ORCID: 0000-0002-4715-6438

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2025.07.23
Scientific report / Doniesienie naukowe

Abstract. The aim of the study was to verify the behaviour of higher density mineral wool in the context of equations used to estimate the fire resistance of seals for steel pipe penetrations of various diameters and uniform wall thicknesses. This work is a continuation of study [1]. The thermal insulation parameters taken into account in the analysis were: mineral wool density (higher density was tested and, for comparison, samples protected with mineral wool tested in study [1]), mineral wool thickness and length. As part of the work, a fire resistance test was carried out on the seals of steel pipe installations with three different diameters (from 60.3 mm to 168.3 mm), a total of 30 pipes, in various configurations of insulation thickness and length. The analysis of the test results showed that the length of the insulation used primarily affects the temperature increase measured on the pipe, while the thickness of the insulation is the key factor influencing the temperature increase recorded on the surface of the mineral wool.
Keywords: penetration seals; fire resistance; fire insulation; fire integrity; steel pipes; mineral wool.

Streszczenie. Celem pracy zaprezentowanej w artykule była weryfikacja zachowania wełny mineralnej o wyższej gęstości w kontekście obowiązywania równań umożliwiających szacowanie odporności ogniowej uszczelnień przejść instalacyjnych stalowych rur o różnej średnicy i jednakowej grubości ścianek. Jest to kontynuacja opracowania [1]. Parametrami izolacji termicznej uwzględnionymi w analizie były: gęstość wełny mineralnej (przebadano większą gęstość niż w pracy [1]); grubość wełny mineralnej oraz jej długość. Przeprowadzono też badanie odporności ogniowej uszczelnień przejść instalacyjnych stalowych rur o trzech różnych średnicach (od 60,3 do 168,3 mm), łącznie 30 rur, w różnych konfiguracjach grubości oraz długości izolacji. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że długość zastosowanej izolacji wpływa przede wszystkim na przyrost temperatury mierzonej na rurze, natomiast grubość izolacji jest kluczowym czynnikiem wpływającym na przyrost temperatury rejestrowany na powierzchni wełny mineralnej.
Słowa kluczowe: uszczelnienia przejść instalacyjnych; odporność ogniowa; izolacyjność ogniowa; szczelność ogniowa; rury stalowe; wełna mineralna.

Literature
[1] Sędłak B, Sulik P. Wpływ wymiarów izolacji z wełny mineralnej na odporność ogniową uszczelnień przejść stalowych rur przez pionowe przegrody przeciw pożarowe. Materiały Budowlane. 2024.DOI: 10.15199/33.2024.01.03.
[2] Andersen FMB, Dyrboel S. Modelling radiative heat transfer in fibrous materials. JQSRT, vol. 60, 1998.
[3] Karamanos A et al. Heat transfer in fibrous insulating materials. Proc. IASME/WSEAS, 2004.
[4] Krasnovskich MP et al. Thermal stability of mineral-wool materials. Russ J Appl Chem, vol. 87, 2014.
[5] Grinchuk PS. Contact heat conductivity at high temperatures. J Eng Phys Thermophys, vol. 87, 2014.
[6] Veiseh S, Hakkaki-FardA. Combined radiation and conduction inmineral wool. Heat Transf Eng, vol. 30, 2009.
[7] Paudel D et al. Multiphysics Modelling of Stone Wool Fire Resistance. Fire Technology, 2020.
[8] Sulik P, Śmigielski N. Zdolność izolowania temperatur pożarowych w zależności od gęstości i grubości wełnymineralnej. Izolacje. 2021; vol. 11/12.
[9] Fejfer Ł, Sulik P. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego przejść instalacyjnych. Materiały Budowlane. 2018.
[10] Sędłak B, Sulik P, Izydorczyk D, Łukomski M. Fire-stop Wraps and Collars with Intumescent Materials-Performance Comparison, in Procedia Engineering. 2017; doi: 10.1016/j.proeng.2017.02.113.

Received: 07.04.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 07.04.2025 r.
Revised: 05.05.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 05.05.2025 r.
Published: 23.07.2025 / Opublikowano: 23.07.2025 r.

Materiały Budowlane 07/2025, strona 185-192 (spis treści >>)

Cone calorimetry and smoke chamber in the assessment of fire properties of selected systems based on anionic bitumen emulsion

Kalorymetria stożkowa i komora dymowa w ocenie właściwości pożarowych wybranych układów bazujących na anionowej emulsji asfaltowej

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

citation/cytuj: Marut K., D. Bieliński M., Rybiński P., Dębski D. Cone calorimetry and smoke chamber in the assessment of fire properties of selected systems based on anionic bitumen emulsion. Materiały Budowlane. 2025. Volume 635. Issue 07. Pages 175-184. DOI: 10.15199/33.2025.07.22

mgr inż. Kacper Marut, Nexler sp. z o.o.
ORCID: 0000-0001-8015-2108
prof. dr hab. inż. Dariusz M. Bieliński, Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny
ORCID: 0000-0003-0675-4594
dr hab. inż. Przemysław Rybiński, Uniwersytet Jana Kochanowskiego, Instytut Chemii
ORCID: 0000-0001-5131-0699
dr inż. Dawid Dębski, Nexler sp. z o.o.

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2025.07.22
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy

Abstract. The fire properties of selected materials based on anionic bitumen emulsion were investigated using the cone calorimetry method and the smoke optical density chamber. The aim of research was to determine the suitability of both techniques for fire assessment of bituminous construction products and to explore the potential for modifying them to reduce their flammability. Selected flame retardants were introduced into the emulsion-based systems. Calorimetric studies indicate that only the addition of expandable graphite significantly reduces the flammability of bituminous products, even leading to almost complete flame retardancy of thematerial. However, the optical density and amount of smoke may increase with the addition of flame retardants.
Keywords: anionic bitumen emulsion; flame retardants; cone calorimeter; smoke chamber.

Streszczenie. Zbadano właściwości ogniowe wybranych materiałów bazujących na anionowej emulsji asfaltowej metodą kalorymetrii stożkowej i komory do badania gęstości optycznej dymu. Celem badań było określenie przydatności obu technik w ocenie ogniowej budowlanych wyrobów bitumicznych oraz możliwość ich modyfikacji, aby zmniejszyć palności anionowych emulsji asfaltowych. Do układów bazujących na emulsji wprowadzono wybrane antypireny. Badania kalorymetryczne wskazują, że tylko dodatek grafitu ekspandowanego ogranicza w znaczny sposób palność wyrobów bitumicznych, prowadząc praktycznie do całkowitego uniepalnienia materiału. Natomiast gęstość optyczna i ilość dymu może się zwiększać wraz z dodatkiem antypirenów.
Słowa kluczowe: anionowa emulsja asfaltowa; antypireny; kalorymetr stożkowy; komora dymowa.

Literature
[1] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG, Dz. U. L 88 z 4.4.2011, pp. 5 – 43.
[2] PN-EN 13501-1:2019-02: Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 1: Klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień, Polski Komitet Normalizacyjny, 2019.
[3] PN-EN ISO 11925-2:2020-09: Badania reakcji na ogień – Zapalność wyrobów poddawanych bezpośredniemu działaniu płomienia – Część 2: Badania przy działaniu pojedynczego płomienia, Polski Komitet Normalizacyjny, 2020.
[4] PN-EN 13823:2020-11: Badania reakcji na ogień wyrobów budowlanych –Wyroby budowlane, z wyłączeniem posadzek, poddane oddziaływaniu termicznemu pojedynczego płonącego przedmiotu, Polski Komitet Normalizacyjny, 2020.
[5] ISO 5659-2: Plastics – Smoke generation – Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test, International Organization for Standardization, 2012.
[6] ISO 5660-1: Plastics – Simple heat release test using a conical radiant heater and thermopile detector, International Organization for Standardization, 2015.
[7] Bonati A, Rainieri S, Bochicchio G, et al., Characterization of thermal properties and combustion behaviour of asphalt mixtures in the cone calorimeter. Fire Safety Journal. 2015. DOI: 10.1016/j. firesaf. 2015.04.003.
[8] Sonnier R, Dumazert L, Vangrevelynghe M, et al. Intrinsic Smoke Properties and Prediction of Smoke Production in National Bureau of Standards (NBS) Smoke Chamber. Fire. 2023. DOI: 10.3390/fire6030109.
[9] Liang D, Bin H, Jialiang Y, et al. Study on the Cone Calorimeter of Flame-Retardant Asphalt in Proc. of the 6th International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation. 2014. DOI: 10.1109/ICMTMA. 2014.155.
[10] Wolter N, Beber V, Sandinge A, et al. Carbon, Glass and Basalt Fiber Reinforced Polybenzoxazine: The Effects of Fiber Reinforcement onMechanical, Fire, Smoke and Toxicity Properties. Polymers. 2020.DOI: 10.3390/polym12102379.
[11] Smejda-KrzewickaA, Rybiński P, Bradło D, et al. TheMorphology,Mechanical and Dynamic Properties, Fire Hazard and Toxicity of Chloroprene and Butadiene Rubber Composites Cross-Linked with Zinc.Materials. 2023. DOI: 10.3390/ma16031240.
[12] Smejda-Krzewicka A, Rybiński P, Żukowski W. Cross-Linking Characteristics, Morphology, Dynamics, and Mechanical and Thermal Properties of Polychloroprene/Polybutadiene/Nano-Zinc (CR/BR/nZn) Compositions with Reduced Fire Hazard. Materials. 2023, DOI: 10.3390/ma16175804.
[13] BabrauskasV. Describing Product Fire Performance –Manufacturers versus Modelers Needs. Fire andMaterials. 1994. DOI: 10.1002/fam.810180504.
[14] Rybiński P, Janowska G, Helwig M, et al. Flammability of butadiene – acrylonitrilerubbers. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2004. DOI: 10.1023/B: JTAN. 0000017346.71038.14.
[15] Meng F,Amyotte P, Hou X, et al. Suppression effect of expandable graphite on fire hazard of dust layers. Process Safety and Environmental Protection. 2022, DOI: 10.1016/j.psep.2022.10.063.
[16] Kukfisz B. Analiza wymagań bezpieczeństwa pożarowego w zakresie zapalności i intensywności wydzielania dymu wybranych materiałów obiciowych. Przemysł Chemiczny. 2018. DOI: 10.15199/62.2018.12.20.
[17] Li Y, Zou J, Zhou S, et al. Effect of Expandable Graphite Particle Size on the Flame Retardant, Mechanical, and Thermal Properties of Water-Blown Semi-Rigid Polyurethane Foam. Journal of Applied Polymer Science. 2014. DOI: 10.1002/app. 39885.

Received: 27.02.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 27.02.2025 r.
Revised: 19.05.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 19.05.2025 r.
Published: 23.07.2025. / Opublikowano: 23.07.2025 r.

Materiały Budowlane 07/2025, strona 175-184 (spis treści >>)

Building products heat of combustion evaluation using cone calorimeter

Ocena ciepła spalania wyrobów budowlanych za pomocą kalorymetru stożkowego

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

citation/cytuj: Fangrat J., Papis B. Building products heat of combustion evaluation using cone calorimeter. Materiały Budowlane. 2025. Volume 635. Issue 07. Pages 167-174. DOI: 10.15199/33.2025.07.21

dr hab. inż. Jadwiga Fangrat, prof. ITB, Building Research Institute, Fire Research Department
ORCID: 0000-0002-7871-0032
dr inż. Bartłomiej Papis, Building Research Institute, Fire Research Department
ORCID: 0000-0002-8711-905X

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2025.07.21
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy

Abstract. The combustion process of building products was discussed based on experimental data in the context of building fire safety. Data were obtained using three standard methods: an ISO 5660 cone calorimeter, an EN ISO 1716 oxygen bomb calorimeter, and an EN ISO 1182 small cylindrical furnace. Various categories of building products were tested: cellulose-based products (particle boards and plywood), concrete, ceramics, insulation materials (thermal and/or acoustic), boards (wall/ceiling), mortars, adhesives, and thin coatings. The studied products exhibited very different fire properties, ranging from non-combustible to highly combustible. To differentiate non-combustible from combustible building products more effectively, a modified value of the heat of combustion was calculated using an extensive collection of test results according to the above-mentioned standard methods. A proposal is presented to modify the criteria for Euroclasses A1 and A2 to obtain a more realistic reaction-to- -fire evaluation. The proposed approach relies on the modified heat of combustion as a convenient tool for fast and cost-effective initial non-combustibility evaluation. This approach appears to be an improvement over the current methods for distinguishing between non-combustible and combustible building products because it is a better representation of the actual physical combustion process.
Keywords: building products; cone calorimeter; heat of combustion; fire safety; fire safety engineering.

Streszczenie. Omówiono proces spalania wyrobów budowlanych na podstawie danych doświadczalnych w odniesieniu do bezpieczeństwa pożarowego budynków. Dane uzyskuje się za pomocą trzech standardowych metod: kalorymetru stożkowego ISO 5660, kalorymetru z bombą tlenową EN ISO 1716 oraz małego pieca cylindrycznego EN ISO 1182. Badaniom poddano różne kategorie produktów budowlanych: produkty na bazie celulozy (płyty wiórowe, sklejka), beton, ceramikę, materiały izolacyjne (termiczne i/lub akustyczne), płyty (ścienne/sufitowe), zaprawy, kleje i cienkie powłoki. Badane produkty wykazywały bardzo różne właściwości palne, od niepalnych do łatwopalnych. W celu skuteczniejszego odróżnienia wyrobów budowlanych niepalnych od palnych, obliczono zmodyfikowaną wartość ciepła spalania dla obszernego zbioru wyników własnych badań zgodnie z wyżej wymienionymi standardowymi metodami. Przedstawiono propozycję modyfikacji kryteriów dla Euroklas A1 i A2 w celu uzyskania bardziej realistycznej oceny reakcji na ogień. Proponowane podejście opiera się na zmodyfikowanym cieple spalania jako wygodnym narzędziu do szybkiej i optymalnej kosztowo wstępnej oceny niepalności. Wydaje się, że podejście to stanowi postęp w stosunku do obecnych metod rozróżniania niepalnych i palnych produktów budowlanych, ponieważ lepiej odzwierciedla rzeczywisty proces spalania fizycznego.
Słowa kluczowe: wyroby budowlane; kalorymetr stożkowy; ciepło spalania; bezpieczeństwo pożarowe; inżynieria bezpieczeństwa pożarowego.

Literature
[1] www.kgsp.pl (dostęp 20.10. 2021) – in Polish.
[2] Mazur R. Statistic analysis of fires in Poland. In: Red book of fires. Part II. Fire statistic. 1st ed. Józefów: CNBOP – in Polish.
[3] Ohlemiller TJ. Smouldering combustion propagation through permeable horizontal fuel layer. Combustion and Flame. 1990; 81, pp. 341-354.
[4] Ohlemiller TJ. Smouldering combustion. In: DiNenno, P. J. ed. The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 4th ed., Quincy: NFPA, Publication No: HFPE08. 2008; pp. 2-229 – 2-259.
[5] Fangrat J. On non-combustibility of commercial building materials. Fire and Materials. 2017. DOI: 10.1002/fam. 2369.
[6] Fangrat J, Janssens ML. Modified heat of combustion as a tool for evaluating of building products combustibility. 15th International Fire and Materials Conference, San Francisco, USA, 06-08 February 2017, London: Interscience Communications – CD-ROM, pp. 878-888, 2017.
[7] Fangrat J. Effect of increased organic content on fire properties of building product. Materiały Budowlane. 2012; 12, pp. 35-40 – in Polish.
[8] Fangrat J.Aparadigm for building fire safety. Bull. Pol.Acad. Sci. Tech. Sci. 2025. DOI: 10.24425/bpasts. 2024.152606.
[9] EN13501-1 Fire classification of construction products and building elements – Part 1: Classificatin using test data from reaction to fire tests. CEN, Brussels.
[10] WaltonWD, Thomas PH. Estimating Temperatures in compartment fires. In: DiNenno, P. J. ed. The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 4th ed., Quincy: NFPA, Publication. 2008; No: HFPE08, pp. 3-204.
[11] Thomas PH. Testing products and materials for their contribution to flashover in rooms. Fire and Materials. 1981; 5 (3), pp. 103-111.
[12] EN ISO 1182 Reaction to fire of building materials – Non combustibility test, CEN, Brussels.
[13] EN ISO 1716 Reaction to fire of building materials – Determination of gross calorific value, CEN, Brussels.
[14] ISO 5660-1: 2015 Reaction-to-fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate – Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement). International Organisation for Standardization, Geneva, 2020.
[15] Dietenberger M. Update for combustion properties of wood components. Fire and Materials. 2002; 26, pp. 255-260.
[16] Madrigal J, Guijarro M, Hernando C, Diez C, Marino E. Effective heat of combustion for flaming combustion of Mediterranean forest fuels. Fire Technology. 2011; 47, pp. 461–474.
[17] Pawlak-Kruczek H. Co-firing of biomass with pulverised coal in oxygen enriched atmosphere. Chemical and Process Engineering. 2013; 34 (2), pp. 215-226.
[18] Pawlak-KruczekH.Problems of the combustion of young low-metamorphism rank fossil fuels, 1st ed.,Wrocław:Wroc. Tech. Univ. 2003 – in Polish.
[19] ISO/TS 5660-4: 2016 Reaction-to-fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate. Part 4: Measurement of low levels of heat release. International Organisation for Standardization, Geneva, 2020.

Received: 03.03.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 03.03.2025 r.
Revised: 05.05.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 05.05.2025 r.
Published: 23.07.2025 / Opublikowano: 23.07.2025 r.

Materiały Budowlane 07/2025, strona 167-174 (spis treści >>)