Инновационные решения, способствующие пожаростойкости строительных материалов из древесины

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Инновационные решения, способствующие пожаростойкости строительных материалов из древесины

И.И. Романенко, канд. техн. наук, доцент

М.И. Романенко, соискатель

Пензенский государственный

университет архитектуры и строительства

(Россия, г. Пенза)

Аннотация

В данной статье решается одна из актуальных проблем строительной отрасли - обеспечение материалов из древесины пожаростокими свойствами. Авторами разработаны состав и технология по объемному модифицированию древесины лиственных пород. Согласно нормативной документации проведены лабораторные испытания по методу «Огневая труба» как обработанных материалов по инновационному методу, так и исходных образцов. Результаты исследований проверялись по потере массы образцов, которые свидетельствуют о пожаростойкости модифицированных заготовок. В ходе испытаний видно, что древесина горение не поддерживает и изделия из нее относятся к трудно возгораемым материалам.

Ключевые слова: модифицированная древесина, объемная пропитка, пожарная безопасность, композитный материал, полимеры, экологическая безопасность.

пожаростойкость модифицирование древесина огневая труба

На сегодняшний день основным требованием, предъявляемым к строительным материалам, является пожарная безопасность. Проблемы повышения пожаростойкости 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 17.088-71. Установка состоит из камеры горения, держателя образца, газовой горелки диаметром 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 трудно возгораемому материалу.

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 возгораемому материалу.

Библиографический список

1. Романенко М.И. Организационно-экономические аспекты формирования эффективной системы управления предприятиями строительной индустрии / М.И. Романенко // Бизнес в законе. Экономико-юридический журнал. - 2016. - №3. - С. 66-70.

2. Романенко М.И., Хрусталев Б.Б. Ресурсный потенциал как условие создания кластерного образования / М.И. Романенко, Б.Б. Хрусталев // Современная экономика: проблемы и решения. - 2015. - №3 (63). - С. 112-119.

3. Пинт Э.М., Петровнина И.Н., Романенко И.И., Еличев К.А. Интегральные микросхемы в системах управления производственными процессами / Э.М. Пинт, И.Н. Петровнина, И.И. Романенко, К.А Еличев // Монография / Пенза, 2014. - С. 140.

4. Романенко М.И. Анализ инвестиционной привлекательности предприятий строительного комплекса / М.И. Романенко // Экономика и предпринимательство. - 2014. - №12-2 (53-2). - С. 601-604.

5. Романенко М.И. Влияние факторов макросреды на функционирование кластерного образования / М.И. Романенко // Экономика строительства. 2015. - №2(32). - С. 73-79.

6. Асеева Р.М. Горение полимерных материалов / Р.М. Асеева, Г.Е. Заиков. - М.: Наука, 1981. - С. 280.

7. Новосельцев П.П. Особенности термолиза целлюлозы / П.П. Новосельцев, М.А. Тюганова, Г.Е. Кричевский, М.В. Буянова // Хим. волокна. - 1992. - №3. - С. 28.

8. Романенко М.И., Романенко И.И. Устойчивое экономическое развитие строительного комплекса на основе безотходного использования природного возобновляемого сырья / М.И. Романенко, И.И. Романенко // Экономические аспекты управления строительным комплексом в современных условиях. Электронный ресурс. - Самара, 2016. - С. 100-104.

9. Романенко М.И., Романенко И.И., Хрусталев Б.Б. Экономическое развитие региона на основе создания межотраслевого кластера в Пензенской области / М.И. Романенко, И.И. Романенко, Б.Б. Хрусталев // Интеллект. Инновации. Инвестиции. - 2014. - №2. - С. 26-33.

Размещено на Allbest.ru