Уудс. Наука и технологии 2010; 12 (1): 11-24

поведение

ЧЛЕН

ПОЖАРНО ПОВЕДЕНИЕ НА ДЪСКИ И РАДИАТА БОРОВА ДЪРВА С И БЕЗ ПЛАМЕНА РЕТАРДАНТНА БОЯ

ПРОТИВОПОЖАРНА ИЗПЪЛНЕНОСТ НА ДЪСКИ И БОРОВА РАДИАТА ДЪРВО С И БЕЗ ПЛАМЕНА СТРАНИЧНА БОЯ

R. Garay 1, M. Henriquez 1
1 Катедра по дървопроизводство, Факултет по горски науки, Университет на Чили. Сантяго, Чили

R ИЗУМЕН

В строителните приложения е необходимо да се допринесе за познаването на поведението на дървото и дървесните плоскости срещу действието на пожар, за да се подобрят условията за използване в експлоатация. Ефектът от огнезащитна боя и не боядисани контроли беше сравнен върху дървесни плоскости и масивна радиата от борови дървета, за да се направи разлика между типовете дъски и да се сравнят по отношение на масивната дървесина...

Тестваните плоскости бяха: Pino radiata D. Дон структурен шперплат, Ориентирана нишка (OSB), ПДЧ със средна плътност (MDF), Твърда дъска (HB) и ПДЧ, които бяха повърхностно боядисани с огнезащитна боя и сравнени с незащитени плоскости. Pine radiata D. Донско дърво със и без забавител на горенето е включено в изследването.

Статистическият анализ показа значителни разлики в загубата на тегло и индекса на въглероден диоксид за всички дъски с огнезащитни вещества в сравнение с дъските без защита. Сред структурните плоскости: шперплат и OSB, огнезащитният шперплат е този, който представя най-доброто поведение срещу огън, а HB представя най-лошото поведение.

Беше показано, че огнезащитната боя е ефективна за защита на изследваните плоскости в сравнение с плоскостите без защита.

Прилагането на този стандарт за изпитване беше добър показател за поведението на огъня и предостави значителна информация на дъските, съветвайки използването му като допълнение към тестовете за огнеустойчивост, проведени в пълен мащаб.

Ключови думи: Дървени плоскости, огнезащитна боя, поведение при пожар, загуба на тегло, индекс на карбонизация.

РЕЗЮМЕ

При строителството на жилища да се изисква повишаване на знанията за поведението на тези материали срещу влошаващи агенти. Сигурността, противоположна на пожарната дейност, е от основно значение за подобряване на използването им в експлоатация.

Тестваните плоскости бяха: структурен шперплат от радиатен бор, дъска с ориентирана нишка (OSB), влакнести плочи със средна плътност (MDF), твърда дъска (HB) и ПДЧ, които бяха защитени с огнезащитна боя и бяха сравнени с плоскости без защита. В проучването е включена борова дървесина Radiata със и без огнезащитна боя.

Статистическият анализ показа значителни разлики в загубата на тегло и индекса на карбонизация за всички плоскости със забавител на горенето в сравнение с плоскостите без защита. Между конструктивните плоскости: шперплат и OSB, шперплатът със забавител на горенето е този, който представя най-добри показатели за пожар, докато HB представя най-лошото поведение.

Беше демонстрирано, че огнезащитната боя на се оказва ефективна в защитата на изследваните плоскости в сравнение с плоскостите без защита.

Изпълнението на това стандартно изпитване беше добър показател за пожароустойчивостта и допринесе със значителна информация за платките, а използването му се препоръчва като допълнение към изпитването за огнеустойчивост, проведено в реален мащаб.

Ключови думи: дървена дъска, огнезащитна боя, противопожарни характеристики, загуба на тегло, индекс на карбонизация.

ВЪВЕДЕНИЕ

Поведението срещу пожар в строителни материали се оценява чрез параметри като време на запалване, загуба на тегло, индекс на карбонизация, разпространение на пламъка, скорост на отделяне на топлина и образуване на дим, наред с други. Огнеустойчивостта се измерва в минути и е способността на даден строителен елемент да запази своите структурни качества за определен период от време в определени температурни граници. Въз основа на тази последна концепция изискванията за пожароустойчивост, условия за пожарна безопасност, правила за пожароустойчивост на строителни материали са определени от Общата наредба за урбанизъм и строителство (OGUC) на Министерството на жилищното строителство и урбанизма. Класовете на пожароустойчивост варират от F15 до F180, като това кодиране показва броя на минутите, на които трябва да се противопоставят конструкциите (MINVU 2004).

OGUC определя пасивната защита като: тази, която се основава на строителни елементи, които поради своите физически условия изолират структурата на сградата от въздействието на пожар за определен период от време, забавяйки нейното действие и позволявайки по този начин евакуацията на обитателите си преди евентуалното срутване на конструкцията и даване, освен това, на времето за пристигане и действие на пожарникарите. "Конструктивните елементи или техните покрития могат да бъдат направени от негорими материали, със собствена изолационна способност или поради набъбване или сублимация ефект срещу действието на огъня (MINVU 2004).

Чилийският стандарт NCh 935/1-of.97 установява процедурата за определяне на огнеустойчивостта на набъбващи бои, валидна само за метални конструкции, а не за дърво, като посоченият стандарт не посочва необходимите стойности, които са присъщи на всяка боя и това зависи върху дебелините, приложени върху стоманена конструкция с определена масивност (Infante 2008). Проникващите бои, използвани върху метали, са сертифицирани в IDIEM по протокол № 238.148-238.378.

В дървото огнеустойчивостта се постига с големи квадрати или чрез покриване с минерални продукти, като гипсокартон-картон или фиброцимент. По отношение на огнезащитните лакове и огнезащитните бои, OGUC не посочва конкретни изисквания по-специално; с изключение на установяването на използването на чилийския стандарт NCh 1974 г. от. 86, по отношение на предотвратяването на пожар в сградите и определянето на забавяне на пожара. По тази причина има само начини за измерване на характеристиките му, но не и задължителния му характер.

Стандартният NCh 1974 г. от. 86, дава възможност за количествено определяне на огнезащитните свойства, произведени от един или повече слоеве боя, нанесени върху дървени повърхности, чрез определяне на загуба на маса и индекс на карбонизация на образците, покрити със споменатата боя. Този метод се използва само за измерване и описание на свойствата на боите в отговор на пламък, при контролирани лабораторни условия. Поради това не трябва да се използва за описание, оценка или регулиране на действителната пожарна опасност.

Продуктите от дърво и картон са материали, които имат многобройни предимства като строителни материали, като: отлични характеристики за обитаемост и сеизмична устойчивост, топлина, бързина на строителството, лекота на транспортиране, добра топло- и звукоизолация и по-ниска цена. Въпреки това те все още се считат за леки и временни материали в домовете, като предпочитат традиционните материали като зидария и бетон (Лаборатория за горски продукти 1999)

Преди много години в развитите страни с висок доход на глава от населението и напоследък в развиващите се страни като Чили бяха избрани строителни системи, базирани на дървени или метални конструкции, външно облицовани със структурни дъски (Neira 2001).

В рамките на тези строителни системи шперплатовите структурни дъски и OSB (Oriented Strand Board) се използват много за изграждането на покрития като: подпори за покриви и диафрагми, подове, фасадни облицовки, преградни стени, тавани, подове и дори при производството на мебели (Garay и др. 2009, Peraza 1998). Тези материали се използват от строителни компании, които са включили алтернативи, различни от цимент, тухли или блокове във вторите етажи, а също и за изграждането на социални жилища поради техните характеристики на отличен топлинен комфорт (Neira 2001).

Въпреки широкото му използване обаче има недоверие към поведението на дървените конструкции и дъски при действието на пожар, тъй като страхът от пожар продължава (Ramírez and Di Pace 2002). Това не трябва да пречи на вашата работа в строителството на жилища. Дървените изделия в сравнение с често използваните материали могат да представляват още по-голяма безопасност в сравнение с други негорими материали, които губят своята структурна стабилност, когато са подложени на определени температури (Garay et al. 2009).

Пример за огнеустойчиви конструкции е предложен от Lp Chile (2008), в чийто състав се разглежда вътрешна преграда от радиатен бор на квадрат 2x3 ", чиято външна повърхност има дебелина от 15 mm фиброциментова плоча, докато вътрешната повърхност има OSB плоча с дебелина 15 mm Тази структура, когато се тества за измерване на нейната устойчивост на огън в реален мащаб, устоява на 30 минути преди срутване, което според стандарта NCh 935 предполага индекс F30.

При определени условия дървесината има добра устойчивост на огън благодарение на образуването на обгорен слой; изложен на високи температури, той се разлага, за да осигури изолационен слой въглерод, който допълнително забавя разграждането на дървесината. Капацитетът на огнеустойчивост на дървена конструкция зависи от нейната квадратност, така че размерът на овъгляване на напречното сечение е основният фактор за огнеустойчивостта на дървените конструктивни елементи. От друга страна, при други приложения поведението му срещу огън е ограничено, тъй като когато е част от мебели, стенни и таванни покрития или други цели, при които се използват по-тънки парчета, той лесно изгаря (Forest Products Laboratory 1999).

Тестовете за реакция на огън обикновено се провеждат в конусен калориметър (Harada et al, 2003), измерванията на скоростта на отделяната топлина се извършват съгласно стандарта ISO 5660 и специфичният дим от зоната за гасене се оценява съгласно ASTM E 1354-92. Поглъщащият топлинен поток обикновено е 50 kW/m 2 в проби от 100 mm x 100 mm. INFOR (1999) възлага тест за реакция на огън от шведската лаборатория AB Trätek с цел тестване на различни огнезащитни продукти, нанесени чрез импрегниране върху дърво. При пълномащабни условия на изпитване в необработена дървесина загубата на тегло е била 81,4%, докато при дървесината, импрегнирана с огнезащитни продукти, загубата на тегло след теста варира между 75,2 и 58,4%; От друга страна, в гипсокартонната плоскост процентът на загуба на тегло е 14,9%, което показва най-добрата му реакция на огън.

Тестовете за огнеустойчивост използват пълномащабни методи на горене и определят продължителността на конкретна конструкция, като пожарозащитна преграда, изградена от различни материали, дебелини и композиции, а използването на забавящи продукти може или не може да се разглежда. картини, тъй като те представляват само още една част от общия състав на структурата (Garay and Ahumada 2008).

Огнезащитните бои позволяват на дървото и плочите да издържат на по-дълги периоди от време при излагане на директни източници на огън, те подобряват огнезащитните свойства на тези материали, увеличавайки точката им на запалване и намалявайки изместването и проникването на пламъка. Те също така намаляват плътността на летливи вещества и излишната топлина на средата (Levow and Winandy 1998). Забавяне на огъня е способността на боята да забави разпространението на пламъка върху субстрат.

Повечето формулировки за подобряване на поведението на дървесината срещу огън включват химически продукти на основата на фосфор, азот, бор, силиций и други комбинации, които произвеждат синергии с предишните (Decorespacio 2008).

Съществува голямо разнообразие от огнезащитни химически съединения, използвани в дървесината и дървесните плоскости, както чрез импрегниране, вграждане в масата или повърхностното приложение (Forest Products Laboratory 1999).

Неговата формулировка зависи от много фактори, включително характеристиките на субстрата, наличието на добавки в материала, процеса на получаване на продукта във връзка с променливите и рисковете, които се подразбират в процеса, и условията за използване на материала, към който той ще бъде трябва да се реши въз основа на тези фактори, включването в масата на влакната в плоскостите или нанасянето на повърхностен продукт като боя (Garay et al. 1996).

При извършване на техническа оценка на включването на забавители на горенето на базата на амониеви полифосфати в плоскости със средна плътност, Garay et al (1996) установяват, че тези продукти са ефективни при намаляване на повърхността на пламъка, съгласно спецификациите на ASTM Стандарт D 3806 - 90-ти.

Jun-wei et al. 2007 анализира формулировката на огнезащитно покритие, приготвено с ненаситена полиестерна смола и двукомпонентна епоксидна смола като смолиста матрица и амониев полифосфат (APP) като източник на киселина, меламин (Mel) като пенообразуващ агент и пентаеритритол (PER) като пенообразувател.въглерод, разширяващ се графит като синергичен агент, с добавка на титанов диоксид (TiO2), разтворители и други добавки. Резултатите показаха, че има отлични физико-химични свойства на слоя. Когато дебелината на покритието върху дървото е 2,0 мм, границата на пожароустойчивост достига 210 минути. Чрез различни системи за откриване на изображения бяха изследвани механизмите на физическото действие при разлагането и ролята на всяко химично съединение по време на горенето, установяващо значението на намирането на добри смеси между основната смола на боята и огнезащитните добавки, които действат, за да образуват жилав овъглен покритие за забавяне на пламъка.

Когато дървесината е била подложена на директни източници на огън, тя може да загуби приблизително 0,5 до 1 mm материал за минута на експозиция, в зависимост от вида дървесина, причинена от явлението карбонизация. Когато дървесината е предварително обработена с огнезащитно вещество, тя може да издържи по-дълъг период от време, което не означава, че дървесината няма да претърпи овъгляване (Arquicity 2006).

Когато забавители се прилагат върху основи, те се абсорбират и елиминират пространството за кислород, за да спрат пожара и неговото разпространение. Когато източникът на пожара продължава да е в контакт с материала, импрегниран от забавителя, обектът се консумира много по-бавно от обикновено, което позволява пожарът да бъде потушен (QuimiNet 2006).

Hashim et al (2009) са включили забавители на горенето на базата на натриев алуминат, цинков борат и алуминиев трихидрат към влакнестата маса за плочи от влакна със средна плътност (MDF). Тези, които бяха оценени с помощта на стандарта ASTM D 1360-90 (1990). Резултатите показаха, че индексът на карбонизация и загубата на тегло са намалени с всички оценени забавители, подуването на дебелината и водопоглъщането на плочите намалява. Модулът на разрушаване (MOR) не е бил повлиян от обработките с забавяне на горенето и вътрешната тяга (IB) показва малко намаление в сравнение с контролите. Натриевият алуминат показа най-добри резултати при намаляване на термичното разграждане, последвано от алуминиев трихидрат и цинков борат.

В характеристика на ламинираните подове (Garay и Ahumada 2008), произведени на основата на плоскости от висококачествен влакнест плот (HDF), беше установено, че подовете имат лошо поведение срещу огън, когато се оценяват по стандарта ASTM D1360-90a (1994), определяйки теглото загуби от 3,04 и 2,94% и за двата изследвани типа (основните разлики между двата са цената, по-ниската и по-високата стойност и зърното от имитираща дървесина, което тя представя на повърхността. Ламинираните подове имат загуба на тегло, по-голяма от тази на MDF корнизите който е бил проучен преди това, с по-големи концентрирани карбонизационни щети в тестваната зона, въпреки че не прониква през дъската, поради вътрешната си структура и висока плътност. Най-интересното нещо, което трябва да се наблюдава, е, че покривният лак с висока устойчивост на движение ( overlay) не действа, за да възпрепятства горенето, а напротив, той участва в процеса и изгаря значително, повече отколкото при корнизи с грунд, който преди това е оценен (Garay 2003).

В изследването на Chuen-Shii et al. (2009), ново огнезащитно вещество е изследвано за формулиране на набъбващо огнезащитно покритие (FICR). Използвани са различни пропорции на изкуствен графитен прах (POP), серицит (Al 4 (OH) 4 (KAl - Si 3 O 10) 2) и графит/серицитна смес. FICR се състои от 19,8% забавител на горенето, 15% дехидратационен агент, 18% пенообразувател, 7,2% базова смола и 40% разтворител, който се приготвя и нанася върху шперплат. Установено е, че с процент серицит по-голям от 75% е възможно да се премине необходимото изискване за забавяне и че в този случай не е необходимо да се включва изкуствен графитен прах: Най-важното е да се намери алтернатива за забавяне на горенето върху природни съединения (серицит), които могат да бъдат получени чрез прост и конвенционален процес на добив и не изискват въглероден агент.

Изследването на огнезащитни съединения, разбирането на концепциите за огнеустойчивост, познаването на изискванията, наложени от OGUC, адекватното определяне къде трябва да се използват конструкциите и различните видове материали, позволява релевантността на всяко строително решение да бъде по-адекватно оразмерена и да даде отговори по реални възможности на дървесината и нейните производни в областта на строителството.

Целта на това изследване е да се сравнят поведението на огъня на различни видове търговски плочи на дървесна основа със и без прилагане на огнезащитна боя срещу действието на точно количество от 5 ml гориво.

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Таблица 1 обобщава най-важните характеристики на използвания материал за изпитване.

маса 1. Тип субстрат и неговите характеристики