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Verbrennen und Löschen. Roy Bergdoll
Читать онлайн.Название Verbrennen und Löschen
Год выпуска 0
isbn 9783170393912
Автор произведения Roy Bergdoll
Жанр Математика
Издательство Bookwire
Als Erdalkalimetalle werden die Elemente Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) bezeichnet. Die Reaktionsfreudigkeit ist bei den Erdalkalimetallen nicht so stark ausgeprägt wie bei den Alkalimetallen. Beryllium ist bei Raumtemperatur an trockener Luft beständig, da es von einer passivierenden Oxidschicht überzogen wird, ebenso wird Magnesium passiviert. Diese Oxidschicht verhindert jedoch nicht, dass Magnesiumpulver, -bänder oder -folien sich leicht entzünden lassen. Calcium, Strontium und Barium laufen an trockener Luft schnell an und sind in fein verteilter Form selbstentzündlich. Auch in Verbindung mit Wasser werden Beryllium und Magnesium passiviert, die übrigen Erdalkalimetalle reagieren bei Raumtemperatur heftig mit Wasser. Auf Francium (Fr) als radioaktives Alkalimetall und Radium (Ra) als radioaktives Erdalkalimetall wird nicht näher eingegangen, da beide Elemente für die Feuerwehren in Bezug auf die Brandbekämpfung als nicht relevant angesehen werden können.
Die Verbrennung von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen verläuft unter erheblicher Rauchentwicklung und es zeigen sich dabei charakteristische Flammenfärbungen, die teilweise zum qualitativen Nachweis dienen können. Ausnahme sind Beryllium und Magnesium, die keine Flammfärbung im sichtbaren Spektrum ausweisen, in metallischer Form verbrennen sie jedoch mit einer blendend weißen Flamme mit hohem UV-Anteil.
Aufgrund dieser Flammenfärbung werden Alkalimetallverbindungen für Feuerwerke und Wunderkerzen benutzt und sind den Feuerwehren auch beispielsweise als bengalische Feuer in Form von Magnesiumfackeln bei Fußballspielen oder als Seenot-Handfackeln bekannt.
Neben den Alkali- und Erdalkalimetallen gibt es weitere Metalle und Metalllegierungen, die brennbare Eigenschaften aufweisen. Hier ist zum einen das Aluminium (Al) zu nennen, das zwar selbst nicht brennt, aber unter bestimmten Bedingungen, zum Beispiel in feinster Pulverform oder als Granulat, unter hoher Wärmefreisetzung reagiert. Als feinstes, unbehandeltes Pulver (sogenanntes nicht-phlegmatisiertes Pulver) ist Aluminium extrem reaktionsfreudig, entzündet sich bei Luftkontakt explosionsartig von selbst und verbrennt mit blendend weißer Flamme. Die hohe Wärmefreisetzung wird technisch zum Beispiel beim sogenannten Thermitschweißen von Bahnschienen genutzt. Hier wird ein Gemisch aus Aluminiumgrieß und Eisenoxidpulver mittels Magnesiumband oder Bariumperoxid entzündet und bei Reaktionstemperaturen von ungefähr 2 400 °C bildet sich flüssiges Eisen. Weniger bekannt ist, dass reines Aluminium auch mit Wasser reagiert und dabei Wasserstoff freisetzt. Zwar bildet sich sehr schnell eine Schutzschicht (Passivierung) und eine weitergehende Reaktion wird unterbunden, jedoch setzt die Passivierung so viel Wärme frei, dass es zu einer Reaktion des freigesetzten Wasserstoffs mit dem umgebenden Sauerstoff (der sogenannte Knallgasreaktion) kommen kann.
Abhängig vom Zerteilungsgrad verbrennen auch Metalle wie beispielsweise Eisen, Kupfer, Zink, Blei, Titan oder Zirkonium. Eisen ist in feinverteilter Form wie Stahlwolle oder Eisenpulver sehr leicht entzündlich, Bleipulver ist sogar selbstentzündlich. Stahlwolle lässt sich bereits durch den Kontakt mit den beiden Polen einer Flachbatterie entzünden – eine immer wieder vorkommende Brandursache in Werkstätten. Eisen verbrennt mit orange-gelber Flamme, Kupfer zeigt eine grünliche Flamme und Zink verbrennt bläulich weiß. Somit ist vor allem bei Einsätzen, bei denen Abfallprodukte von Schredder-, Fräs- und Drehmaschinen anzutreffen sind und somit ungewöhnliche Flammfarben sowie erhebliche Verbrennungstemperaturen entstehen können, ein besonderes Augenmerk auf die verwendeten Löschmittel zu legen.
Definition der Brandklasse F nach DIN EN 2: Brände von Speiseölen/-fetten (pflanzliche oder tierische Öle und Fette) in Frittier- und Fettbackgeräten und anderen Kücheneinrichtungen und -geräten.
Eigentlich gehören Speiseöle und Speisefette in die Brandklasse B eingegliedert, seit 2005 werden sie allerdings wegen ihrer besonderen Eigenschaften und Gefahren in der separaten Brandklasse F betrachtet. Ein weiterer Hintergrund für die Ausgliederung ist die Tatsache, dass die Standartlöschmittel für die Brandklasse B bei diesen Stoffen nur bedingt verwendet werden können, zum Teil keine Wirkung zeigen oder sogar zu einer Brandausweitung führen.
Während die meisten Stoffe der Brandklasse B in der Regel eine Zündquelle zur Entzündung benötigen, entzünden sich Speiseöle und Speisefette bei genügend hoher Wärmezufuhr von selbst und brennen mit Temperaturen über 300 °C. Versucht man nun diesen Brand mit Wasser oder wässrigen Löschmitteln zu bekämpfen, kommt es zur sogenannten Fettexplosion. Da Wasser schwerer als Öl ist, sinkt es auf den Grund des Behälters ab. Infolge der großen Hitze des Öls oder Fettes sowie des Behälters verdampft das Wasser augenblicklich, was zu einer Volumenvergrößerung infolge der Wasserdampfbildung führt. Mit dem Austritt des Wasserdampfes wird das Brandgut aus dem Behälter geschleudert und in feinstverteilte Tröpfchen zerstäubt. Es kommt zu einem explosionsartigen Zünden der Fett- und Öltröpfchen, was in einem geschlossenen Raum zu einer massiven Brandausweitung führt.
Bild 10: Darstellung einer Fettexplosion (Quelle: Feuerwehr Ilvesheim)
Selbst wenn das Speiseöl oder das Speisefett noch nicht brennt und es zu einem Siedeverzug durch die unsachgemäße Zugabe von Wasser kommt, können sich die feinverteilten Öl- und Fetttröpfchen an heißen Oberflächen explosionsartig entzünden und so einen Brand auslösen. Der physikalisch-chemische Vorgang einer »Fettexplosion«, also das Verdampfen von Wasser mit anschließenden Zünden des ausgeschleuderten feinverteilten Brandgutes, kann auch bei allen anderen brennbaren Flüssigkeiten oder flüssig werdenden Stoffen auftreten, sobald deren Temperatur über der Siedetemperatur des Wassers liegt. Ein klassisches Beispiel hierfür ist erhitztes Wachs, aber auch erhitzte Motor- oder Schweröle oder Bitumen können zu einer (Fett-)Explosion führen.
Eigentlich wurde die Brandklasse E, die für Brände in elektrischen Niederspannungsanlagen (bis 1 000 Volt) vorgesehen war, 1978 abgeschafft. Mittlerweile hat jedoch eine umfangreiche Akkumulatorentechnologie in unserem Leben Einzug gehalten, die aufgrund ihres Brandverhaltens und dem besonderen Einsatz von Löschmitteln, ähnlich der gesonderten Betrachtung der Brandklasse F, für die eine separate Betrachtung der »Brandklasse E« herangezogen werden könnte. Vor allem Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Ionen-Akkus haben aufgrund ihrer hohen Energiedichte (dem Energiespeichervermögen) millionenfach neben den herkömmliche Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Akkus den Markt erobert. In fast jedem aufladbaren haushaltsüblichen elektrischen Gerät wie Mobiltelefonen, Tablets,