Автореферат (1172933), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Положительные результаты приобеспечении снижения распространения пламени по поверхности образцовдревесины показали составы 1 и 2. При поглощении более 10 кг/м3обеспечивается перевод древесины в группу медленно распространяющих(таблица 3), а при расходе более 25 – 30 кг/м3 в группу нераспространяющихпламя по поверхности материалов.Таблица 3 – Результаты оценки индекса распространения пламени (ИРП) образцовдревесины с огнебиозащитными составами в зависимости от величины их поглощенияВеличина поглощения состава, кг/м3Наименование НераспространяющиеМедленноБыстросоставапламяраспространяющиераспространяющие пламяпламяСостав 1более 25более 10менее 10Состав 2более 25более 9менее 9Состав 3не достигнутане достигнутаменее 28Менее эффективным в снижении показателя ИРП образцов древесинысосны показал состав 3. При поглощении 4 – 6 кг/м3 индекс распространенияпламени изменялся в пределах от 5,8 до 27,9.
В связи с этим, образцы древесины сизучаемым составом были отнесены к материалам быстро распространяющимпламя по поверхности (таблица 3).В отношении снижения дымообразующей способности все исследуемыесоставы обладают сравнительно одинаковой эффективностью, обеспечиваяперевод древесины в группу Д2 при поглощении близком к 40 кг/м3 (рисунок 7).Составы 1 и 2 способны обеспечить перевод древесины в группуматериалов Д1, однако величина поглощения (более 75 кг/м3) оказываетсяфактически недостижимой для крупноразмерных образцов и являетсячрезмерной, поскольку для конструкций классов пожарной опасности К1 и К2достаточным условием является достижение группы Д2.16Рисунок 7 – Результаты испытаний по оценке дымообразующей способности взависимости от величины поглощения составовНа примере состава 2 так же интересно отметить, что при поглощенииболее 200 кг/м3 древесина вновь переходит в группу Д2, что, по всей видимости,можно связать с перенасыщением материала веществами состава.
Таким образом,по итогам исследований можно выделить контрольные значения,характеризующие влияние величины поглощения на физико-механическиесвойства и показатели пожарной опасности.Полученные значения в целом подтверждают результаты ранеепроведенных немногочисленных исследований, определяющих необходимостьобеспечения поглощения не менее 40 кг/м3.
Для внешних поверхностей наружныхстен определяющими являются показатели воспламеняемости и распространенияпламени по поверхности, для обеспечения которых поглощение состава 1 можетбыть снижено до 25 кг/м3. При этом в зависимости от размеров пропитываемыхобразцов, расход состава при глубокой пропитке может быть сопоставимым срасходом огнебиозащитных составов при поверхностной обработке. Так длясостава 1 при уровне поглощения 25 кг/м3 и глубине пропитки 15 мм общийрасход состава будет соответствовать расходу 0,6 – 0,7 кг/м2 при поверхностномнанесении.Наиболее важным в диссертационном исследовании представлялосьвыявление особенностей поведения ДК, выполненных из деревянных элементов,подвергнутых импульсной глубокой пропитке огнебиозащиными составами.Испытаниям были подвергнуты 4 ограждающие конструкции, из которых 3подвергались пропитке огнебиозащитными составами и ограждающая17конструкция из необработанной древесины.
Для сборки конструкцийиспользовался брус из древесины сосны сечением 100х200 мм и длиной 550 мм(ограничения лабораторного автоклава). Общие размеры ограждающихдеревянных конструкций составляли 2300х1300 мм. В процессе испытанияпроводилась регистрация температуры в огневой и тепловой камерах, всоответствии со схемой установки термопар согласно ГОСТ 30403-2012, а также вобъеме конструкции в геометрическом центре и в контрольной зоне по четыретермопары с заглублением на 20, 40, 60 и 80 мм.По результатам испытания установлено, что воспламенение конструкции вогневой камере происходит через 4 минуты после начала испытания, а процессвоспламенения сопровождается быстрым нарастанием температуры.
Температурастандартного температурного режима пожара в тепловой камере при испытаниинеобработанной конструкции была превышена через 15 минут эксперимента, азначение верхнего температурного допуска через 25 минут испытаний.Вертикальные повреждения в тепловой камере превысили 80 см, что определяетотнесение конструкции к классу пожарной опасности К3.При испытании конструкции из бруса, пропитанного огнебиозащитнымисоставами, наблюдались следующие особенности: в случае с конструкциями,пропитанными составами 1 и 2, воспламенение древесины в огневой камерепроисходило через 6 и 8 минут соответственно при температуре в огневой камерена уровне 630 – 700 ºС для конструкции пропитанной составом 1 и 550 – 600 ºСдля конструкции пропитанной составом 2. В процессе дальнейшего испытаниятемпература в огневой камере находилась на уровне стандартноготемпературного режима пожара и в среднем была на 50 – 100 ºС ниже посравнению с образцом необработанной конструкции.Аналогичные результаты были получены и в тепловой камере.
В данномслучае для составов 1 и 2 отмечается полное отсутствие теплового эффекта напротяжении всего времени испытания (45 минут), а разница температуротносительно необработанной конструкции достигает 150 ºС.Необходимо так же отметить отсутствие на кривой температуры заметных«скачков», которые могли бы свидетельствовать о воспламенении конструкции.По результатам визуального наблюдения в процессе проведения испытанияустойчивое горение в тепловой камере установилось для конструкциипропитанной составом 1 через 25 – 30 минут, а для пропитанной составом 2 –через 35 – 40 минут после начала эксперимента.В случае с конструкцией пропитанной составом 3, учитывая отрицательныерезультаты по большинству предшествующих испытаний, было принято решениеподвергнуть конструкции дополнительной поверхностной обработке.
Врезультате испытаний, несмотря на то, что температура в огневой и тепловойкамерах была выше, чем при испытании первых двух антипирированныхконструкций, фактические значения не превысили допустимых уровней.Термические повреждения в тепловой камере так же для испытаннойконструкции не превысили значений необходимых для отнесения конструкции кклассу пожарной опасности К2(45).18По результатам проведенных замеров глубины обугливания конструкцийустановлено, что средние скорости образования угля в огневой камере непревышают аналогичных значений для необработанной конструкции, в то жевремя в тепловой камере средняя скорость обугливания оказывается ниже всреднем на 0,13 мм/мин, а в огневой камере на 0,04 – 0,12 мм/мин (таблица 4).Таблица 4 – Значения скоростей обугливания деревянных конструкцийМесто замера глубиныБезПропиткаПропиткаПропиткаобугливания*огнезащитысоставом 1составом 2составом 3Тепловая камера0,370,230,240,25Огневая камера0,640,560,60,52* средние значения приведены по результатам не менее 30 замеров в каждой из камер.В соответствии с методикой расчетного определения предела огнестойкостидеревянных конструкций из расчетов исключается слой перегретый выше 100 ºС.При анализе значений температуры на термопарах, расположенных в объемеконструкции, отмечается меньшая динамика прогрева.
Так в геометрическомцентре отставание температуры для бруса, пропитанного составами 1 и 2, всреднем составляет 15 минут на глубине 20 мм (рисунок 9) и 20 минут на глубине40 мм, а для конструкции пропитанной составом 3 – 7 и 15 минут соответственно.Рисунок 9 – Результаты контроля температуры прогрева конструкции в еегеометрическом центре на глубине 20 мм от экспонируемой поверхностиПолученные данные могут свидетельствовать о зависимости свойствобразующегося угля и его теплофизических характеристик от особенностейвысокотемпературного воздействия, в том числе от скорости нарастаниятемпературы.
По полученным значениям объективного контроля температуры вконструкциях средствами математического аппарата программного комплексаMicrosoft Excel были подобраны полиномиальные зависимости, наиболееадекватнохарактеризующиединамикупрогрева ДК по достижениютемпературы 100 ºС на глубине конструкции 20, 40 и 60 мм.19Для прогрева конструкции на глубине 20 мм в огневой камере установкиэти зависимости выглядят следующим образом:- для древесины:у=0,0073х3 – 0,1044х2 + 3,2014х + 8,9727, R2=0,9948(1)- для древесины с огнебиозащитным составом 1:у= - 0,0025х3 + 0,202х2 - 1,8454х + 22,9, R2=0,9947(2)- для древесины с огнебиозащитным составом 2:у= - 0,0008х3 + 0,0968х2 - 0,0782х + 19,019, R2=0,986(3)- для древесины с огнебиозащитным составом 3:у= - 0,0007х3 + 0,0819х2 + 1,2891х + 15,203, R2=0,9861(4)Доверительная вероятность для глубин 40 и 60 мм составляет 0,98 – 0,99 и0,82 – 0,94 соответственно.Для контрольной зоны прогрев образцов ограждающих ДК происходитменее интенсивно, обусловленный температурным режимом, заданным втепловой камере установки (рисунок 10).Рисунок 10 – Данные контроля температуры прогрева конструкции в центре контрольнойзоны на глубине 20 мм от экспонируемой поверхностиАналогично для прогрева конструкции на глубине 20 мм в тепловой камереустановки были получены следующие зависимости:- для древесины:у=2,3128х + 4,4685, R2=0,9715(5)- для древесины с огнебиозащитным составом 1:у=1,7193х + 7,612, R2=0,639(6)- для древесины с огнебиозащитным составом 2:у=1,3466х + 8,1194, R2=0,9435(7)- для древесины с огнебиозащитным составом 3:у=1,3413х + 11,128, R2=0,9775(8)При использовании полученных зависимостей расчетным путем былоопределено время достижения температуры 100 ºС в тех точках, где этатемпература не была достигнута в условиях эксперимента.20Полученные результаты для огневой камеры установки представлены втаблице 5.Таблица 5 – Характеристики динамики прогрева конструкций, пропитанныхогнебиозащитными составами (огневая камера)Расстояние отНативная древесинаСостав 1Состав 2Состав 3экспонируемойt1 ,v2,t1 ,v2,t1 ,v2,t1 ,v2 ,поверхности, ммминмм/минмин мм/мин мин мм/мин мин мм/мин20181,1330,61350,57240,8340391,062*0,6564*0,6351*0,786070*0,9101*0,59104*0,5796*0,631 – время достижения температуры 100 °С; 2 – скорость прогрева конструкции до 100 °С;* - расчетные значения.Представленные результаты характеризуют способность огнебиозащитныхсоставов снижать динамику прогрева деревянных конструкций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
