Исследование параметров воспламеняемости и процесса термоокислительного разложения древесины в присутствии эффективных средств огнебиозащиты
Автор: Кобелев А.А., Константинова Н.И., Корольченко О.Н., Цариченко С.Г., Бокова Е.С.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Результаты исследований ученых и специалистов
Статья в выпуске: 5 т.15, 2023 года.
Бесплатный доступ
Введение. Целью работы является проведение комплексных сравнительных исследований параметров термического разложения и воспламеняемости древесины, обработанной различными по химическому составу и способу обработки огнебиозащитными пропиточными средствами, а также изучение эффективности и механизма их действия. Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследований выбраны средства: фосфоразотсодержащие водорастворимые соединения наноразмерного ряда, комплексные биоциды и специальные биопластификаторы (состав 1) и водорастворимый наноразмерный диаммоний гидрофосфат (состав 2), наносимые на древесину сосны методами поверхностной обработки и глубокой пропитки. Результаты и их обсуждение. Термогравиметрические исследования древесины, обработанной огнезащитными составами, показали, что ее разложение происходит в следующих температурных интервалах: 30-150°С - процесс потери древесиной влаги; 150-400°С - действие защитных механизмов составов, а также процесс разложения основных компонентов древесины (гемицеллюлозы, целлюлоза, лигнин) и образования коксового слоя; 400-800°С - процесс постепенного выгорания коксового слоя с учетом его теплофизических характеристик вплоть до зольного остатка. Установлено, что оба огнезащитных средства действуют по механизму каталитической дегидратации и снижают скорость разложения древесины с 29 до 10%/мин. Заключение. Определены особенности термического разложения древесины, защищенной двумя различными по химическому составу и способу ее обработки средствами. Получены параметры воспламеняемости древесины сосны, обработанной огнебиозащитными составами методом поверхностной и глубокой пропитки, которые свидетельствуют об их высокой эффективности, которая подтверждается значениями коксового остатка при 400°С, характером ДТГ-пиков и ДСК-кривых. Показана возможность применения полученных материалов из древесины для внутренней отделки помещений и облицовки фасадов зданий, соответствующих нормативным требованиям по их безопасному применению.
Древесина, огнезащита, пожарная безопасность, строительство, нанодисперсный состав
Короткий адрес: https://sciup.org/142238822
IDR: 142238822 | DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-5-474-481
Список литературы Исследование параметров воспламеняемости и процесса термоокислительного разложения древесины в присутствии эффективных средств огнебиозащиты
- Korolchenko D., Pizhurin A. Simulating operational control of production in lumber house building businesses // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 117. Paper Number 00084. https://doi.org/10.1051/matecconf/201711700084
- Богданова В.В., Кобец О.И., Кирлица В.П. Механизм и синергическое действие азотфосфорсодержащих антипиренов при огнезащите и тушении древесины и торфа // Химическая физика. 2016. Т. 35, № 4. С. 57–63. https://doi.org/10.7868/S0207401X16040038
- Lowden L.A., Hull T.R. Flammability behaviour of wood and a review of the methods for its reduction. Fire Science Reviews. 2013; 2(1): 4. https://doi.org/10.1186/2193-0414-2-4
- White R.H. Fire resistance of wood members with directly applied protection. Fire and materials, 2009 electronic resource: 11th International Conference and Exhibition, 2009 January 26-28, Fisherman’s Wharf, San Francisco, USA. London: Interscience Communications Ltd.; 2009: 492-503.
- Aseeva R.M., Serkov B.B., Sivenkov A.B. Fire behavior and fire protection in timber buildings. Series: Springer Series in Wood Science. Netherlands: Springer Dordrecht, 2014. IX, 290 p. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7460-5
- Özdemir F., Tutus A. Effects of fire retardants on the combustion behavior of high-density fiberboard. BioResources. 2013; 8(2): 1665–1674. https://doi.org/10.15376/biores.8.2.1665-1674
- Van der Veen I., De Boer J. Phosphorus flame retardants: Properties, production, environmental occurrence, toxicity and analysis. Chemosphere. 2012; 88(10): 1119–1153. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.03.067
- Гаращенко А.Н., Антонов С.П., Виноградов А.В. Исследование теплотехнических характеристик и эффективности конструктивной огнезащиты на основе цементных плит типа «ПРОЗАСК Файерпанель» при воспроизведении условий высокотемпературного воздействия.// Пожаровзрывобезопасность (Fire and Explosion Safety). 2022. Т. 31, № 6. С. 13-29. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2022.31.06.13-29
- Khelfa A., Bensakhria A., Weber J.V. Investigations into the pyrolytic behaviour of birch wood and its main components: Primary degradation mechanisms, additivity and metallic salt effects. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2013; 101: 111–121. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.02.004
- Тычино Н.А. Огнебиозащита древесины и экология // Пожаровзрывобезопасность (Fire and Explosion Safety). 2012. Т. 21, № 1. С. 44–46.
- Арцыбашева О.В., Визгалова Г.И., Асеева Р.М., Серков Б.Б., Сивенков А.Б. Анализ способов и средств огнезащиты для снижения пожарной опасности и повышения огнестойкости деревянных конструкций // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2014. № 3. С. 13–20.
- Boruszewski P., Borysiuk P., Jaskółowski W., Fajkowska K., Mamiński M., Jenczyk-Tołłoczko I. Characteristics of selected fireproof properties of particleboard made from particles impregnated with salt agent. Annals of Warsaw university of Life Science – SGGW, Forestry and Wood Technology. 2011; 73: 142–146.
- Сивенков А.Б. Влияние физико-химических характеристик древесины на ее пожарную опасность и эффективность огнезащиты: дис. … д-ра техн. наук. М. 2015. 289 с.
- Бороздин С.А., Гитцович Г.А., Ветров В.В., Морозов С.С. Эффективность огнезащитных составов при нанесении их на различные породы древесины // Современные проблемы гражданской защиты. 2020. № 3(36). C. 70–76.
- Корольченко А.Я., Корольченко О.Н. Средства огнезащиты: справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Издательство «Пожнаука», 2009. 560 с.
- Круглов Е.Ю., Асеева Р.М. Беспламенное горение древесины: параметры макрокинетики пиролиза и термо-окислительного разложения // Пожаровзрывобезопасность (Fire and Explosion Safety). 2020. Т. 29, № 1. С. 43–54. https://doi.org/10.18322/PVB.2020.29.01.43-54
- Кобелев А.А. Разработка комплексного огнебиовлагозащитного состава на основе соединений, обеспечивающих поверхностную модификацию древесины : дис. … канд. техн. наук. М. 2012. 161 с.
- Корольченко О.Н. Зависимость пожарно-технических характеристик огнезащищенной древесины от способа ее обработки // Материалы V Международной научно-практической конференции «Теоретические и прикладные вопросы комплексной безопасности». СПб. 2022. С. 53–59.
- Анохин Е.А., Полищук Е.Ю., Сивенков А.Б. Применение огнезащитных пропиточных композиций для снижения пожарной опасности деревянных конструкций с различными сроками эксплуатации. // Пожаровзрывобезопасность (Fire and Explosion Safety). 2017. Т. 26, № 2. С. 22–35. https://doi.org/10.18322/PVB.2017.26.02.22-35
- Нигматилина Д.М. Снижение пожарной опасности деревянных конструкций способом их глубокой пропитки огнебиозащитными составами: дис. … канд. техн. наук. М. 2017. 201 с.
- Корольченко О.Н., Цариченко С.Г., Константинова Н.И. К вопросу о свойствах пожарной опасности огнезащищенной древесины // Пожаровзрывобезопасность (Fire and Explosion Safety). 2021. Т. 30, № 2. С. 23–34. https://doi.org/10.22227/PVB.2021.30.02.23-34
- Покровская Е.Н., Портнов Ф.А., Кобелев А.А., Бельцова Т.Г. Влияние структуры поверхностного слоя, образующегося при термическом разложении древесины, на ее дымообразующую способность // Пожаровзрывобезопасность (Fire and Explosion Safety). 2015. Т. 24, № 6. С. 16–22.
