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, 2, 3].
В целях изучения процесса воспламенения древесины дуба, были проведены испытания по методике, определенной ГОСТ 30402-96 [4]. 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/м2 среднее |
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 [5].
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
- 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).
- Наконечный С.Н. Исследование процесса воспламенения образцов древесины ясеня // Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU», 2017, № 49 [Электронный ресурс]. URL: http://sci-article.ru/number/08_2017.pdf.
- Наконечный С.Н. Исследование процесса воспламенения образцов древесины ясеня // Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU», 2017, № 49 [Электронный ресурс]. URL: http://sci-article.ru/number/08_2017.pdf.
- ГОСТ 30402-96. Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость.
- Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 29.07.2017) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».