Диссертация (1172934), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Поставленные задачи решалисьпутем теоретических и экспериментальных исследований. Основу теоретическихисследований составлял анализ отечественных и зарубежных работ, посвященныхизучению поведения ДК в условиях пожара, а также методы математическогомоделирования с применение программных комплексов Excel, выявлениязакономерностей, описания и обобщения. Экспериментальные исследованиявключали в себя применение комплекса физических и стандартных пожарнотехнических методов исследований.Практическая значимость работы подтверждена использованиемрезультатов исследования при:– обеспечении требуемых показателей пожарной опасности зданий исооружений с деревянными конструкциями на предприятии ООО «Ловиногнезащита» (г.
Москва);– обеспечении требуемых показателей пожарной опасности древесины идеревянныхконструкцийпутемимпульснойпропиткиогнебиозащитнымсоставом марки «Аммафон» на предприятии ООО «Нитон» (г. Екатеринбург);–включениикомплексаэкспериментальныхзначенийпоказателейпожарной опасности деревянных конструкций с импульсной глубокой пропиткойогнебиозащитнымисоставамивбазухарактеристикгорючихнагрузокFireCategories – расчет категорий, FIM-интегральная модель пожара, PyroSim –полевая модель пожара, предназначенных для моделирования опасных факторовпожара и расчета пожарного риска в зданиях и сооружениях различных классовфункциональной пожарной опасности;– получении ДК с импульсной глубокой пропиткой огнебиозащитнымисоставами на производственной базе ООО «Лесопереработка» для строительстваобъектов деревянного домостроения (Свердловская область, г.
Березовский, пос.Монетный);12– подготовке учебно-методических материалов и фондовых лекций«Средства защиты древесины» по дисциплинам «Технология и оборудованиезащитной обработки древесины», «Теория, техника и технология защитыдревесины» в Уральском государственном лесотехническом университете;– чтении курса лекций «Поведение деревянных конструкций в условияхпожара» и «Пожарная опасность древесины и материалов на ее основе» подисциплине «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре», а также принаписании учебно-методических материалов по данной дисциплине в Академиигосударственной противопожарной службы МЧС России.Положения, выносимые на защиту:– обоснование выбора технологических режимов глубокой пропиткиразличными видами ОБЗС для достижения требуемых показателей пожарнойопасности древесины и ограждающих деревянных конструкций;– оценка влияния способа глубокой импульсной пропитки элементовдеревянных конструкций различными видами огнебиозащитных составов нафизические, теплофизические и физико-механические показатели древесины;– результаты оценки влияния импульсной глубокой пропитки деревянныхконструкций различными видами ОБЗС на их эффективность, биостойкость иустойчивость к старению, а также адгезию лакокрасочных покрытий кповерхности ДК с огнебиозащитой;– влияние способа импульсной глубокой пропитки древесины различнымивидами огнебиозащитных составов на пожарную опасность элементов ДК.Эффективность комбинации различных способов огнезащиты для достижениявысокого эффекта в снижении пожарной опасности ДК и повышения ихбиостойкости;–полученныйкомплексэкспериментальныхзначенийпоказателейпожарной опасности ограждающих деревянных конструкций с глубокойимпульсной пропиткой огнебиозащитными составами;13– результаты экспериментальной оценки пожарной опасности деревянныхконструкций с импульсной глубокой пропиткой различными огнебиозащитнымисоставами в соответствии с ГОСТ 30403-2012.Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендацийподтверждается:– использованием стандартных пожарно-технических и физических методовисследования в аккредитованных и научно-исследовательских лабораторияхАкадемии ГПС МЧС России, Уральского лесотехнического университета и АНОпосертификации«Электросерт»сиспользованиемсертифицированного,аттестованного и поверенного оборудования;– достаточной точностью методов и средств измерения;–выборомпараметровикритериев,позволяющихсравниватьтеоретические и экспериментальные данные;– соответствием методик проведения огневых испытаний реальнымусловиям работы ограждающих деревянных конструкций;– внутренней непротиворечивостью полученных данных.Апробация результатов работы.
Основные положения проведенныхисследований были доложены и обсуждены на следующих конференциях исеминарах: Всероссийской научной конференции и школы молодых ученых«Системы обеспечения техносферной безопасности», г. Таганрог (2015); VIмеждународной научно-практической конференции «Актуальные проблемыпожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций»,Кокшетауский технический институт МЧС Республики Казахстан, г. Кокшетау,РеспубликаконференцииКазахстан(2015);«Системы24-йбезопасностимеждународной–2015»,г.научно-техническойМосква(2015);Vмеждународной научно-практической конференции молодых ученых «Проблемытехносферной безопасности – 2016», г.
Москва (2016); Дни науки «Актуальныепроблемы обеспечения безопасности в Российской Федерации» в ФГБОУ ВО«УральскийинститутМеждународнойГПСнаучнойМЧСРоссии,конференцииг.Екатеринбург«Композит-2016»(2016);VII«Перспективные14полимерныекомпозиционныематериалы.Альтернативныетехнологии.Переработка. Применение. Экология», г. Энгельс (2016); 25-й международнойнаучно-технической конференции «Системы безопасности – 2016», г.
Москва(2016); научно-практической конференции «Актуальные проблемы и инновации вобеспечении безопасности» в ФГБОУ ВО «Уральский институт ГПС МЧСРоссии, г. Екатеринбург (2016); VIII международной конференции «Полимерныематериалы пониженной горючести», г. Алматы, Республика Казахстан (2017);Международной научной конференции «Молодые исследователи – регионам»г. Вологда (2017); XXX международная научно-практическая конференция«Горение и проблемы тушения пожаров», г. Балашиха, ВНИИПО МЧС России(2017).Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в виде 18статей и докладов, в том числе 5 научных статей в рецензируемых журналах,рекомендованныхВАКдляпубликацииосновныхнаучныхрезультатовдиссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения,четырехглав,заключения,спискаиспользованныхисточниковиз153наименований и 4 приложений. Работа изложена на 201 странице машинописноготекста, содержит 33 рисунка и 14 таблиц.15ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХРАБОТ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ДРЕВЕСИНЫ,СНИЖЕНИЯ ЕЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ1.1 Современные представления о физико-химических свойствах древесиныДревесина – строительный конструкционный материал известный человекус древнейших времен, который обладает целым комплексом уникальных свойствопределяющих его высокую востребованность в строительстве, в том числе всовременном мире, несмотря на развитие технологий производства новыхтехнологичных материалов и конструкций.
К главным преимуществам древесиныотносятся: легкость, прочность, простота механической обработки, высокиетеплоизоляционныехарактеристики.Крометого,древесинаявляетсявозобновляемым природным ресурсом, в отличии от различного рода материаловминерального происхождения.Вместе с тем, у деревянных конструкций имеются и значительныенедостатки,серьезноограничивающиевозможностиихприменениявстроительстве – низкая устойчивость к воздействию дереворазрушающих грибови микроорганизмов (биостойкость) и высокая пожарная опасность, чтоопределяетзадачипоискаэффективныхпутейкомплекснойзащитысодновременным обеспечением сохранения положительных свойств, в том числедекоративных характеристик древесины.Решение указанных задач возможно, фактически, только методамиобработки, обеспечивающих глубокое проникновение в структуру древесинысредств и воздействующих на древесный композит на уровне химическоговзаимодействия с его компонентами.16С химической точки зрения древесина представляет собой сложныйприродный композиционный материал, включающий полимерные, олигомерные инизкомолекулярные компоненты.Структурообразующими высокомолекулярными компонентами древесиныявляются целлюлоза (в хвойных породах до 50 %), лигнин (до 30 %) игемицеллюлоза (до 25 %).
Кроме того, древесина содержит экстрактивныевещества. Часть веществ составляет внутреннее содержание клеток, другие –входят в состав клеточных стенок, некоторая их часть заполняет межклеточноепространство. Целлюлоза, являясь основным компонентом клеточных стенок, вомногом определяет строение и свойства древесины [1].
Целлюлоза отвечает замеханические характеристики древесины и придает способность древеснымклеткам сопротивляться, например, усилию разрыва.Целлюлоза представляет собой наиболее распространенный в природеполисахарид, имеющий эмпирическую брутто формулу (С6Н10О5)n [2]. Имеяволокнистое строение, целлюлоза образуеткаркас стенок древесной клетки, формируянитевидныемикрофибриллы,агемицеллюлозы, лигнин и пектин образуютбесформенное вещество, которое заполняетпространство между ними. Целлюлозная массаформирует, прежде всего, тонкую структуруоболочек.Внутримикрофибрилмолекулыцеллюлозы собираются в мицеллярные ряды(рисунок 1.1) [3].Рисунок 1.1 – Схема группировкицеллюлозных молекул в мицеллы имицеллярные ряды внутримикрофибрилл [3]Приэтоммицеллы,составляющиемицеллярные ряды [4], могут включать до 60молекул целлюлозы и достигать в длину 4060 мм, при толщине до 5 мм [3, 5].17Микрофибриллы, характеризующиеся диаметром 20…30 мкм, в своюочередь формируют фибриллы.
В элементарные фибриллы вода не проникает [3,6].Целлюлоза характеризуется неоднородным строением, что определяетанизотропность свойств всего комплекса клеточных оболочек и древесноговещества в целом [3], включая неоднородность прочностных характеристик ипропитываемости, имеющие максимальные значения поперек волокон иминимальные в поперечном направлении.Межмицеллярныепространствавклеточныхоболочкахзаполненыколлоидными веществами, одним из которых, является лигнин. Лигнин –обобщающее понятие для веществ, насыщающих целлюлозные клеточныеоболочки и вызывающих их одревеснение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
