Выполнено экспериментальное исследование влияния породы древесины на продолжительность сгорания тонкомерных осиновых и сосновых образцов, поверхность которых обработана водным раствором натриевого жидкого стекла в интервале его концентрации от 0 до 20% с шагом 1%. У становлено, что обработка образцов дранки из древесины осины увеличивает продолжительность их полного сгорания c 89 с до 300 с (в 3,90 раза). Такая же обработка образцов дранки из древесины сосны увеличивает продолжительность их полного сгорания с 180 до 700 с (в 3,37 раза). При использовании натриевого жидкого стекла в качестве огнезащитного вещества наиболее приемлем его 14%-ный водный раствор. По результатам анализа установлено, что скорость сгорания осиновых образцов больше, чем сосновых. Это согласуется с ранее известными данными. Продолжительность полного сгорания испытанных образцов сосновой дранки без огнезащиты составляет 180 с, а таких же по форме и размерам образцов осиновой дранки без огнезащиты в 2,02 раза меньше. Кроме того, установлено, что продолжительность полного сгорания образцов сосновой дранки с огнезащитой составляет 700 с, а осиновой дранки с такой же огнезащитой в 2,33 раза меньше. Для объяснения выявленных различий сформулирована гипотеза: в пересчете на единицу массы продолжительность стадии пиролиза, а значит, и горения, пропорциональна количеству экстрагируемых веществ, содержащихся в древесине. Физическая адекватность сформулированной гипотезы и достоверность численного результата подтверждены согласованностью с измерениями времени полного сгорания осиновых и сосновых образцов с огнезащитой их поверхности.
пожарная безопасность, огнезащита древесины, огнезащитная эффективность, скорость горения.
1. Введение
Одно из направлений обеспечения безопасности в техносфере заключается в совершенствовании систем, технологий и способов обеспечения пожарной безопасности, в том числе несущих и ограждающих конструкций зданий [1]. В связи с этим появляется ряд задач, в том числе защита конструкций из древесины от возгорания, которые рассматриваются в данной работе. Прикладные исследования, ориентированные на решение данной задачи, сохраняют свою актуальность на протяжении всей истории применения древесины в качестве строительного материала. К настоящему времени в научной литературе представлен и обобщен большой объем результатов таких исследований [1], анализ и применение которых позволяет обосновывать новые экологически безопасные технические и технологические решения с лучшими технико-экономическими характеристиками. Однако вопросы огнезащиты тонкомерных элементов из древесины требует продолжения исследований.
1. Абросимов Н. В., Агеев А. И., Адушкин В. В., Акимов В. А., Алешин А. В., Алешин Н. П., Асмолов В. Г., Афиногенов Д. А., Ахметханов Р. С., Баландин Д. В., Пермяков В. Н., Баранов В. В., Бармин Н. В., Барышов С. Н., Белов П. Г., Белозеров А. С., Беляев И. И., Берман А. Ф., Болотник Н. Н., Большаков А. М. и др. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Научные основы техногенной безопасности. М.: Международный гуманитарный общественный фонд «Знание» им. академика К. В. Фролова. - 2015. - 936 с.
2. Борисов А. Ю. Древесина осины как материал для устройства кровли // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2014. - Т. 1. - № 8 (145). - С. 87-90.
3. Марков О. Б., Косенков А. Ю., Борисов А. Ю. Лемеховые главки культовых построек: вопросы реставрационного и архитектурного проектирования с использованием САПР // CARELICA. - 2014. - № 2 (12). - С. 1-8.
4. Борисов А. Ю., Колесников Г. Н. Переработка короткомеров осины на дранку в условиях лесопромышленного склада // Resources and Technology. - 2014. Т. 11. № 2. - С. 152-161.
5. Черных В. В. История пожарного дела России (1800-1990-е гг.): Учеб. пособие. - Иркутск: ВСИ МВД России. - 2005. - 220 с.
6. Сивенков А. Б. Влияние физико-химических характеристик древесины на ее пожарную опасность и эффективность огнезащиты // Автореф. дисс. … доктора технических наук / Москва. - 2002. - 48 с.
7. Hart J. F., de Araujo F., Thomas B. R., Mansfield S. D. (2013). Wood quality and growth characterization across intra-and inter-specific hybrid aspen clones. Forests, 4(4), 786-807. DOIhttps://doi.org/10.3390/f4040786
8. Трушкин Д. В., Корольченко О. Н., Бельцова Т. Г. Горючесть древесины, обработанной огнезащитными составами // Пожаровзрывобезопасность. - 2008. - Т. 17. № 1. - С. 29-33.
9. Ефремов С. В., Цаплин В. В. Безопасность в чрезвычайных ситуациях // Учебное пособие / СПб.: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ. - 2011. - 296 с.
10. Акинин Н. И., Мельников Н. О., Максименко С. А. О термическом разложении защищенной от огня древесины // Безопасность в техносфере. - 2013. - Т. 2. № 5 (44). - С. 52-55.
11. Галиахметов Р. Н., Ягафарова Г. Г., Кузнецова Г. М. Средства для защиты древесины низкой токсичности // Безопасность в техносфере. - 2010. № 3. - С. 32-36.
12. Laranjeira J. P.D.S., Cruz H., Pinto A. P.F., Pina dos Santos C., Pereira J. F. (2015). Reaction to Fire of Existing Timber Elements Protected With Fire Retardant Treatments: Experimental Assessment. International Journal of Architectural Heritage, 9(7), 866-882.
13. Xu Q., Wang, Y., Chen, L., Gao, R., Li, X. (2016). Comparative experimental study of fire-resistance ratings of timber assemblies with different fire protection measures. Advances in Structural Engineering, 19(3), 500-512.
14. Gorbett G.E., Meacham B.J., Wood C.B., Dembsey N.A. (2015). Use of damage in fire investigation: a review of fire patterns analysis, research and future direction. Fire Science Reviews, 4(1), 1-35.
15. Bakirtzis D.S., Tsapara V.C., Kolovos K.G., Liodakis S.E. (2015). Assessment of the impact of fire retardants on the combustion of natural polymers employing DTG and LOI. Fire and Materials, 39(2), 109-118.
