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 29.09.2017.

Исследование процесса воспламенения образцов древесины дуба

Наконечный Сергей Николаевич

кандидат химических наук

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС Россиия

старший преподаватель

Аннотация:
Древесина, как известно, очень ценный строительный материал, обладающий высокими эксплуатационными свойствами. В регионах центральной России произрастают различные виды лиственных и хвойных пород. Они и получили наибольшее распространение в строительстве. Для оценки эксплуатационных свойств материалов на основе древесины и прогноза развития пожара в помещениях с деревянными строительными конструкциями необходимо комплексное исследование различных пород. Целью данной статьи является продолжение изучения процесса воспламенения древесины лиственных пород – в частности, образцов древесины дуба с использованием стандартной установки «ВСМ».


Abstract:
Wood, as is known, is a very valuable building material with high operational properties. In the regions of central Russia, various types of deciduous and coniferous species grow. They are the most widespread in construction. To assess the operational properties of wood-based materials and forecast the development of a fire in rooms with wooden building structures, a comprehensive study of different breeds is needed. The purpose of this article is to continue studying the process of ignition of hardwoods - in particular, samples of oak wood using the standard "VSM" installation.


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

Keywords:
oak; heat flow; hardwood; 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 дуба, 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 предыдущей работе [1].

Затем мы исследовали процесс воспламенения образцов древесины дуба 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 дуба

№, п/п

Порода древесины

масса образца, г

tп0C

tп0C среднее

qв,кВт/м2

qв,кВт/мсреднее

τв,0C, сек

τсв,0C, сек среднее

1

дуб

815

740

740

15,0

15,0

90

89

2

821

740

15,0

85

3

804

740

15,0

92

4

765

830

830

20,0

20,0

52

57

5

788

830

20,0

56

6

772

830

20,0

63

 

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

1) абсолютная погрешность для древесины дуба при qв = 20 кВт/м2: Δτв ср = 63 –  57 = 6 (сек).
2) относительная погрешность для древесины дуба при qв = 20 кВт/м2: δτв ср = 6/57∙100% = 10,53%.

Рисунок 2. Результаты испытаний на воспламеняемость образцов древесины дуба 
τвс, сек = f(q, кВт/м2)

 

Как показали исследования, все исследованные образцы древесины дуба (как и образцов древесины ели [1], сосны и ясеня) по воспламеняемости относятся к группе В3 – легко воспламеняемых материалов [3].

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

Для более содержательного изучения свойств пожарной опасности различных пород древесины, необходимо провести сравнительный анализ поведения лиственных и хвойных пород древесины, при этом изучив возможность снижения пожарной опасности образцов древесины с помощью нанесения на их поверхность огнезащитных составов, полученных 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»




Рецензии:

29.09.2017, 15:14 Бубнов Владимир Борисович
Рецензия: Судя по всему, статья является продолжением исследований показателей воспламенения различных пород древесины. В целом, соответствует требованиям, предъявляемым к статьям - по сути, форме и содержанию. Радует, что есть практическая часть с результатами. Хотелось бы увидеть обзорную статью по сравнению показателей воспламеняемости различных пород древесины. Рекомендуется к публикации.

1.10.2017, 1:13 Мирмович Эдуард Григорьевич
Рецензия: Подобная статья была опубликована, восторженно рекомендована для публикации здесь. Ничего нового у дуба против ели и других пород нет: "легко воспламеняемых материалов [3]". Выводы тривиальны. Следующий этап, согласен с Владимиром Борисовичем, полный обзор в одной статье по сравнению индексов возгорания различных категорий древесины, включая, может быть, вторичный лес, прогорелые образцы и пр. реальные ситуации и образцы. Согласен и с автором, что статья должна приводить "возможность снижения пожарной опасности образцов". Рецензент воздерживается от рекомендации к публикации в представленной форме. Доращивайте, анализируйте, сравнивайте, добавляйте рекомендации и методические совета, позволяющие снизить риски и возгораний, и перерастания их в неконтролируемые фазы горения при некой критической температуре.

3.10.2017, 13:40 Вахитова Любовь Николаевна
Рецензия: Статья представляет собой отчет по лабораторной работе студентов 2-го курса ВУЗа соответствующего профиля. Вряд ли полученные данные и сделанные на их основании выводы по изучению процесса воспламенения дуба имеют новизну и научный интерес в представленном виде. В качестве рекомендации - объедините ранее полученные результаты (по сосне, ясеню и др.), проведите сравнение, проанализируйте, воспользуйтесь литературными данными и дайте читателю хоть какой-нибудь старт для раздумий и размышлений. Интересно также, как влияет на параметры воспламенения подготовка образцов, а именно, из какой части ствола они были изготовлены - заболони, ядра. Как рецензент я не рекомендую этот труд к публикации.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх