Статья опубликована в №49 (сентябрь) 2017
Разделы: Физика, Строительство, Химия
Размещена 04.09.2017. Последняя правка: 13.09.2017.
Просмотров - 3019

Исследование процесса воспламенения образцов древесины сосны

Наконечный Сергей Николаевич

кандидат химических наук

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС Россиия

старший преподаватель

УДК 614.841

Данная работа является продолжением исследований в области оценки огнезащитной эффективности средств огнезащиты древесины [1]. В целях изучения процессов воспламенения и самовоспламенения образцов древесины лиственных и хвойных пород были проведены испытания по методике, определенной ГОСТ 30402-96 [2]. Сущность метода состоит в определении параметров воспламеняемости материала (КППТП, время воспламеняемости) при заданных стандартом уровнях воздействия на поверхность образца лучистого теплового потока и пламени от источника зажигания.

В ходе испытаний применялась следующая аппаратура:

1. Установка «ВСМ» для определения воспламеняемости строительных материалов (рис. 1).

2. Весы (с точностью 0,01 г.).

3. ИПП-2 Измеритель плотности теплового потока.

4. Секундомер.

5. Влагомер (для измерения значений показателя влажности образцов).

Данное оборудование позволило провести исследования по изучению поведения образцов древесины.

Испытания образцов древесины сосны при изучении параметров воспламеняемости проводили на 3-х образцах для каждой контрольной точки, характеризуемой определенным значением поверхностной плотности теплового потока (температуры).

Образцы древесины изготовлялись в виде квадратного бруска с габаритами 165х165 (±5) мм и толщиной не более 70 мм. Образцы древесины имели влажность 12-20%, значение которой измерялось с помощью влагомера. Для этого образцы кондиционировали (рис. 2). Контроль влажности образцов осуществляли с помощью игольчатого влагомера. Образцы хранили в герметичной полиэтиленовой упаковке.

Рисунок 3. Результаты градуировки испытательного оборудования на воспламеняемость (установки «ВСМ»).

 

Затем мы исследовали процесс воспламенения образцов древесины сосны при значениях теплового потока q_в, = 15 кВт/м² и q_в, = 20 кВт/м² (табл. 1, рис. 4).

 

Таблица 1 – Результаты испытаний на воспламеняемость необработанной древесины сосны

Как видно из полученных данных, полученный массив экспериментальных данных отличается сходимостью и воспроизводимостью, при этом погрешность результатов измерений не превышает 15%. Так, например, для разных случаев погрешность измерений составляет:

1) абсолютная погрешность для древесины сосны при q_в = 15 кВт/м²: Δτ_{в ср} = 48 – 44 = 4 (сек).

2) относительная погрешность для древесины сосны при q_в = 15 кВт/м²: δτ_{в ср} = 4/48∙100% = 8,33%.

Рисунок 4. Результаты испытаний на воспламеняемость необработанной древесины сосны τ_вс, сек = f(q, кВт/м²)

В соответствии с принятой классификацией [3] все исследованные образцы древесины сосны по воспламеняемости относятся к группе В3 – легко воспламеняемых материалов.

Как показали исследования, при темпера­туре порядка 120°С с поверхности образцов древесины начинала интенсивно испаряться влага, после этого она разлагалась с выделением газообразных веществ.

Наблюдения за изменением состояния поверхности образцов в процессе воздействия на них внешнего теплового потока показали, что заметные термические превращения начинаются уже при тепловых потоках 6,0 кВт/м². Дальнейшее увеличение плотности тепловых потоков сопровождается более интенсивным обугливанием поверхности, образованием трещин в поверхностном слое и воспламенением выделяющихся продуктов термического разложения.

Как было видно из предыдущих работ [4-7], хвойные породы древесины имеют большие показатели потери массы при коротком двухминутном огневом воздействии по сравнению с образцами лиственных пород, что может быть связано с различным компонентным составом – ведь образцы хвойных пород отличаются большим содержанием экстрактивных веществ и лигнина и меньшим содержанием гемицеллюлозы.

В целях снижения пожарной опасности древесины сосны следует проводить ее обработку огнезащитными составами, в целях препятствия возникновения пламенного горения и увеличения диапазона горения в режиме тления.

1. Наконечный С.Н. Исследование влияния огнезащитного состава на свойства древесных материалов. Сборник материалов XI Международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность», посвященной Году пожарной охраны (24-25 ноября 2016 г.), ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России.
2. ГОСТ 30402-96. Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость.
3. Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 29.07.2017) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
4. Наконечный С.Н., Васильев Д.Ю., Коновалова Л.М. Исследование огнезащитной эффективности разработанного огнезащитного состава на примере испытаний образцов древесины хвойных пород. Сборник Тезисов 4-й Всероссийской Интернет-конференции «Грани науки 2015» / Отв. ред. А.В. Герасимов [Электронный ресурс] Казань: Изд-во КФУ, 2015. – ISSN 2227-8389.
5. Наконечный С.Н., Жиганов К.В., Коновалова Л.М. Исследование огнезащитной эффективности разработанного огнезащитного состава на примере испытаний образцов древесины лиственных пород. Сборник Тезисов 4-й Всероссийской Интернет-конференции «Грани науки 2015» / Отв. ред. А.В. Герасимов [Электронный ресурс] Казань: Изд-во КФУ, 2015. – ISSN 2227-8389.
6. Третьяков Д.И., Наконечный С.Н. Подбор оптимального состава огнезащитного средства. Материалы II Межвузовской научно-практической конференции «Современные пожаробезопасные материалы и технологии», 20 апреля 2016 г., ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России.
7. Третьяков Д.И., Наконечный С.Н. Огнезащита деревянных строительных конструкций. Материалы II Межвузовской научно-практической конференции «Современные пожаробезопасные материалы и технологии», 20 апреля 2016 г., ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России.

Комментарии пользователей:

Оставить комментарий