УДК 614.841

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ДРЕВЕСИНЫ ЕЛИ

Наконечный Сергей Николаевич
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры пожарной безопасности объектов защиты (в составе УНК «Государственный надзор»)

Аннотация
Древесина хвойных пород в нашей стране ценится за высокие эксплуатационные свойства, позволяющие ее использовать при строительстве объектов различного функционального назначения. Тем не менее, она также имеет ряд свойств, которые затрудняют ее применение. К ним относят, прежде всего, высокую пожарную опасность и низкую биостойкость. Поэтому целью данной статьи является изучение процесса воспламенения древесины ели с использованием стандартной установки «ВСМ».

Ключевые слова: , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
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: 29.09.2017).

Работа является продолжением систематических исследований в области изучения свойств пожарной опасности древесины и оценки огнезащитной эффективности средств огнезащиты древесины [1].

В целях изучения процесса воспламенения древесины ели, 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 точностью0,01 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 ели при изучении параметров воспламеняемости проводили на 3-х образцах для каждой контрольной точки, характеризуемой определенным значением поверхностной плотности теплового потока (температуры).

Образцы древесины ели 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 2. Образец древесины ели

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) (рис. 3), определен полиномиальный закон третьего порядка распределения полученной зависимости и проведена экстраполяция графика данных до значений 14200C (50,6 кВт/м2).

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

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

Таблица 1 – Результаты испытаний на воспламеняемость необработанной древесины ели

№, 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

ель

435

740

740

15,0

15,0

52

49

2

441

740

15,0

47

3

447

740

15,0

48

4

431

830

830

20,0

20,0

27

28

5

436

831

20,0

31

6

425

830

20,0

26

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

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

Как показали исследования, все исследованные образцы древесины сосны по воспламеняемости относятся к группе В3 – легко воспламеняемых материалов [3]. Наблюдения за изменением состояния поверхности образцов в процессе воздействия на них внешнего теплового потока показали, что заметные термические превращения начинаются уже при тепловых потоках свыше 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 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 провести испытания с лиственными породами древесины, а также изучить возможность снижения пожарной опасности образцов древесины с помощью нанесения на их поверхность огнезащитных составов.


Библиографический список
  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.


Все статьи автора «Наконечный Сергей Николаевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: