Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Физика, Строительство, Химия
Размещена 23.09.2017. Последняя правка: 25.09.2017.

Исследование процесса воспламенения образцов древесины ясеня

Наконечный Сергей Николаевич

кандидат химических наук

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС Россиия

старший преподаватель

Аннотация:
Древесина в настоящее время является весьма популярным естественным природным конструкционным материалом. Его высокий потребительский спрос определяют, прежде всего, относительно невысокая стоимость, значительная прочность, легкость обработки, высокие тепло- и звукоизоляционные свойства. При этом, древесина имеет существенный недостаток, ограничивающий ее конструкционное использование, а именно, легкую воспламеняемость и горючесть, которые обусловлены органической природой материала. Древесина является легковоспламеняемым, сильногорючим материалом, сильнораспространяющим пламя по поверхности, материалом с высокой дымообразующей способностью и чрезвычайно опасным по токсичности продуктов, выделяемых при горении. Целью данной статьи является продолжение изучения процесса воспламенения древесины – в частности, образцов древесины ясеня с использованием стандартной установки «ВСМ».


Abstract:
Wood is currently a very popular natural natural structural material. Its high consumer demand is determined, first of all, by relatively low cost, significant strength, ease of processing, high heat and sound insulation properties. In this case, wood has a significant disadvantage, limiting its design use, namely, the light inflammability and flammability, which are due to the organic nature of the material. Wood is highly flammable, highly flammable material, highly spreading flame over the surface, a material with a high smoke-forming ability and extremely toxic in terms of toxicity of products released during combustion. The purpose of this article is to continue studying the process of ignition of wood - in particular, ashwood samples using the standard "VSM" installation.


Ключевые слова:
ясень; древесина лиственных пород; тепловой поток; процесс воспламенения; время воспламеняемости

Keywords:
ash; hardwood; heat flow; process of ignition; flammability time


УДК 614.841

Работа является продолжением систематических исследований в области изучения свойств пожарной опасности древесины, включающих в себя изучение процессов воспламенения и самовоспламенения образцов древесины лиственных и хвойных пород с использованием стандартной установки по определению групп воспламеняемости строительных материалов «ВСМ» [1].

В целях изучения процесса воспламенения древесины ясеня, 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).

Рисунок 1. Установка «ВСМ»

 Данное оборудование позволило провести исследования по изучению поведения образцов древесины.

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

 Образцы древесины дуба 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.

 Контроль влажности образцов осуществляли с помощью игольчатого влагомера. Образцы хранили в герметичной полиэтиленовой упаковке.

Первоначально мы провели градуировку испытательного оборудования (установки «ВСМ») с помощью измерителя плотности теплового потока ИПП-2. Градуировка проводилась от 20 до 5000С (в целях снижения погрешности измерений при более высоких температурах из-за чувствительности измерителя ИПП-2). По полученным данным был построен график зависимости значений плотности теплового потока от температуры  qППТП, кВт/м2 = f (t0C) определен полиномиальный закон третьего порядка распределения полученной зависимости и проведена экстраполяция графика данных до значений 14200C (50,6 кВт/м2). Более подробно градуировка описана в предыдущих работах [1].

 Затем мы исследовали процесс воспламенения образцов древесины ясеня при значениях теплового потока qв, = 15 кВт/м2 и qв, = 20 кВт/м2 (табл. 1, рис. 2).

 


Таблица 1 – Результаты испытаний на воспламеняемость необработанной древесины ясеня

 

№, п/п

Порода древесины

масса образца, г

tп0C

tп0C среднее

qв,кВт/м2

qв,кВт/м2 среднее

τв,0C, сек

τсв,0C, сек среднее

1

ясень

755

740

740

15,0

15,0

110

102

2

730

740

15,0

96

3

783

740

15,0

100

4

715

830

830

20,0

20,0

64

62

5

810

830

20,0

65

6

804

830

20,0

57

 

 Как видно из полученных данных, полученный массив экспериментальных данных отличается сходимостью и воспроизводимостью, при этом погрешность результатов измерений не превышает 15%.

Рисунок 2. Результаты испытаний на воспламеняемость необработанной древесины ясеня

Как показали исследования, все исследованные образцы древесины ясеня (как и образцов древесины ели [1] и сосны) по воспламеняемости относятся к группе В3 – легко воспламеняемых материалов [3]. Естественные различия в химическом составе и структуре древесины хвойных и лиственных пород оказывают существенное влияние на скорость образования и толщину поверхностного коксового слоя. Поэтому при пиролизе древесины лиственных пород образуется кокс с меньшей толщиной, но более плотной структурой.

 Как было видно из предыдущих работ [4-5], хвойные породы древесины имеют большие показатели потери массы при коротком двухминутном огневом воздействии по сравнению с образцами лиственных пород, что можно связать с различным компонентным составом (образцы хвойных пород отличаются большим содержанием экстрактивных веществ и лигнина, а также меньшим содержанием гемицеллюлозы).

В целях более полного изучения свойств пожарной опасности древесины, необходимо продолжить испытания с другими видами лиственных пород древесины, а также изучить возможность снижения пожарной опасности образцов древесины с помощью нанесения на их поверхность огнезащитных составов, произведенных из доступных компонентов.

Библиографический список:

1. Наконечный С.Н. Исследование процесса воспламенения образцов древесины ели // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 9 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/09/84264 (дата обращения: 04.09.2017).
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. 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.
5. 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.




Рецензии:

23.09.2017, 17:39 Бубнов Владимир Борисович
Рецензия: Статья содержит информацию по изучению пожарно-технических характеристик образцов необработанной древесины ясеня - рассматриваются показатели воспламеняемости, имеющие важное значение в сфере разработки огнебиозащитных составов для строительных материалов на основе древесины. В статье имеются как теоретические аспекты, так и практические результаты, позволяющие надеяться на получение определенных результатов испытаний и выводов. Так, например, интересно сравнение получаемых характеристик как для лиственных, так и для хвойных пород древесины. Статья отвечает предъявляемым требованиям, рекомендуется к публикации.

23.09.2017, 22:30 Мирмович Эдуард Григорьевич
Рецензия: Рецензент полностью согласен с Владимиром Борисовичем. С небольшими коррективами эта статья может быть представлена на традиционную конференцию Воронежского ГИПС. Надо бы только усилить практическое применение представленных исследований.

25.09.2017 8:08 Ответ на рецензию автора Наконечный Сергей Николаевич:
Эдуард Григорьевич, спасибо за рецензию и предложения!

24.09.2017, 17:48 Чекин Сергей Константинович
Рецензия: Чекин Сергей Константинович, к.ф.-м.н. Рецензия: В тексте статьи: "Затем мы исследовали процесс воспламенения образцов древесины дуба". А в названии статьи и таблице указан ясень. В остальном, по исправлении этой ошибки или описки, статья отвечает предъявляемым требованиям, рекомендуется к публикации.
25.09.2017 8:08 Ответ на рецензию автора Наконечный Сергей Николаевич:
Сергей Константинович, спасибо за рецензию рекомендации, описка устранена!

27.09.2017, 11:24 Манин Константин Владимирович
Рецензия: Уважаемый Сергей Николаевич! Статья рекомендуется к публикации в журнале. С уважением Манин К.В.
27.09.2017 15:15 Ответ на рецензию автора Наконечный Сергей Николаевич:
Спасибо Вам большое за рекомендацию, Константин Владимирович!



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх