Инновационные решения, способствующие пожаростойкости строительных материалов из древесины

На сегодняшний день основным требованием, предъявляемым к строительным материалам, является пожарная безопасность. Проблемы повышения пожаростой-кости древесных изделий являются актуальными и требуют проведения исследований в специализированных лабораториях.

Объемная пропитка древесины позволяет продлить эксплуатационный период изделий из древесины более 50 лет, при этом древесина приобретает новые эксплуатационные свойства [1, 2]. Ее можно рассматривать как композиционный материал, в котором существует природный полимер и полимер модифицирующего раствора. Такое сочетание позволяет сшить в единое пространственное целое слоистый с анизотропными свойствами природный материал [3, 4].

Пропитка древесины в вакуум-барокамере обеспечивает глубокое проникновение химикатов в древесину и долговременную защиту от проникновения влаги, микроорганизмом, грибков.

Помимо этого, мы имеем возможность целенаправленно формировать свойства нового композита с учетом требований эксплуатации и при этом, не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и человека [5].

В результате применения предлагаемой авторами технологии по модифицированию древесины устраняются ее недостатки, такие как набухание и усушка, коробление и растрескивание, загнивание и возгорание. При всем этом древесина сохраняет свои положительные качества - малую массу, высокую прочность, тепло- и звукоизолирующую способность, стойкость к действию окружающей среды и химическим реагентам.

Свойства модифицированной древесины определяются не только древесиной, но и в большей мере свойствами пропиточного раствора. Особенно это касается пожарной безопасности. Полимерные композиции склонны к возгоранию и выделению удушающих газов при тлении [6, 7]. При выборе пропиточного состава нами выдвигались определенные требования. Раствор должен обладать малой вязкостью, для того чтобы можно было объемно пропитать сортимент древесины. Особый интерес представляет ацетонформальдегидная смола (АЦФ-3М-65). Смола АЦФ-3М-65 относится к негорючим, трудновозгораемым веществам. АЦФ смолы являются сравнительно дешевым связующим, имеющим светлую окраску. Процесс подготовки пропиточного состава смолы состоит из доведения модификатора до необходимой вязкости, которая не должна превышать 35-38 с по вискозиметру ВЗ-1 с соплом №5.

В наших экспериментах использовали древесину: осину, березу, дуб. Пропиточный состав приготавливали из АЦФ-3М-65(ТУ 64-11-11-88), щелочи NaOH, воды питьевой и порошка Al(OH) 3 . Концентрация раствора 25-27%. Последовательность операций и технологические параметры процесса по объемному модифицированию древесины являются интеллектуальной собственностью автора и в статье не приводятся.

Испытания проводили на образцах влажностью 50 %. свежи выпиленной древесины. Проверка огнезащитных свойств модифицированной древесины осуществлялась методом «Огневой трубы». Этот метод является экспресс-методом и позволяет определить группы твердых горючих материалов в соответствии с ГОСТ 17.08871. Установка состоит из камеры горения, держателя образца, газовой горелки диа- метром 7 мм, смотрового зеркала диаметром 50 мм, подвижно укрепленного на штативе. Камера горения представляет собой стальную трубу диаметром (50 ± 3) мм; длиной (165 ± 5) мм, толщиной стенки (0,5 ± 0,1) мм, вертикально закрепленную на штативе.

Для проведения исследований было подготовлено шесть образцов шириной (35 ± 1) мм, длиной (150 ± 3) мм и фактической толщиной, не превышающей (10 ± 1) мм. Перед началом испытаний определялась масса образцов, после чего они монтировались в зажим посредине трубы. Далее поджигали горелку и фиксировали время воспламенения и горения материала при помощи секундомера. Нормативное время работы горелки – 2 минуты, по истечению которых ее убрали. На следующем этапе установили период самостоятельного горения и тления древесины. Остывший образец вновь был взвешен. Это позволило определить потерю массы в процентном соотношении относительно исходной. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Таблица 1. Результаты испытаний на пожаростойкость образцов из древесины по методу «Огневая труба»

Проанализировав полученные данные отметим, что наибольшую потерю массы имеют образцы под номерами 1, 3 и 5, т.е. не модифицированная древесина. Все композиции, в которых использовалась АЦФ, а именно № 2, 4 и 6 при возгорании не поддерживают самостоятельного горения, о чем свидетельствует низкая потеря массы образцов. Модифицирующий состав обеспечивает пожаростойкость изделий из древесины [8, 9].

Смола АЦФ-3М-65 в комплексе с другими веществами пропиточного состава дает синергетический эффект и повышает огнестойкость обработанной древесины. Волокна древесины, покрытые пленкой смолы и продуктами ее новообразований, после прекращения пламенного горения не тлеют. Модифицированная древесина по предлагаемой технологии относится к

Перфорации сосудов пропитываются полимером, и после полимеризации происходит закупорка водопроводящей системы древесины. Лучше всего пропитка осуществляется сердцевиной и хуже лубовой.

Как видно из результатов, полученных при испытаниях по методу «Огневой трубы», разработанная технология обеспечивает пропитку заготовки модифицирующим составом по всему объему и обеспечивает возможность отнести ее к трудно трудно возгораемому материалу.

возгораемому материалу.