Курсовая работа: Теплоизоляционные материалы из древесных отходов

2.8 Методика проверки теплоизоляционного материала из древесных отходов на горючесть. Определение проверки горючести методом "огневой трубы”

Под пожарной опасностью обычно понимается возможность возникновения или быстрого развития пожара, заключённая в веществе, состоянии или процессе. Вещества или материалы, которые в силу присущих им качеств благоприятствуют возникновению или развитию пожара относятся к пожароопасным. Оценка пожарной опасности веществ производится с целью последующей классификации производств по взрыво- и пожароопасности, которая необходима для выполнения архитектурно- планировочных решений и профилактических мероприятий по предупреждению и успешной ликвидации пожаров и локализации взрывов.

Метод “огневой трубы” является приёмочным экспресс-методом для определения группы горючести твёрдых материалов. Прибор “огневая труба” (рис.10) представляет собой вертикально расположенную металлическую трубу диаметром 50мм и высотой 65мм, которая закреплена на штативе и снабжена держателем для образца, а также смотровым зеркалом и газовой горелкой с внутренним диаметром 7мм или спиртовкой с фитилём диаметром 5мм.

Сыпучие материалы испытываются в корзиночке из латунной сетки с размером ячеек, препятствующим высыпанию материала.

Рис. 10 Прибор “огневая труба”: 1- металлическая труба, 2-держатель для образца, 3-образец, 4-газовая горелка, 5-смотровое зеркало, 6-штатив

Толщина монолитных материалов не должна превышать 10мм, а из материалов большей толщины вырезают образцы толщиной 10мм; размеры образцов 45x155 мм для помещаемых в рамку, 35x150 мм для остальных. У монолитных образцов на расстоянии 10мм от одного из торцов делают отверстие диаметром 1-2 мм для подвешивания образца в трубе.

Подготовленные для испытания шесть образцов взвешивают с точностью до 0,01г. если образец помещается в корзиночку, то определяют чистую массу образца (без корзиночки). После этого один из образцов подвешивают в центре трубы прибора так, чтобы нижний конец его выступал из трубы на 5 мм и находился на 10 мм выше горелки. Смотровое зеркало устанавливается так, чтобы весь образец в трубе был виден наблюдателю.

Зажигают горелку или спиртовку и регулируют высоту пламени; она должна быть 40мм для газовой горелки и 55мм для спиртовки. Затем горелку подводят под образец так, чтобы пламя действовало на середину нижнего торца образца. Одновременно пускают секундомер. Через 2 минуты действия пламени горелки или через 2,5 минуты при использовании спиртовки источник зажигания удаляют и устанавливают ванночку для сбора продуктов горения. Фиксируют время самостоятельного горения и тления образца. После остывания образца до комнатной температуры его вновь взвешивают и определяют потерю массы в процентах от массы исходного образца (форм.4).

(4)

Аналогично испытывают остальные пять образцов.

Если самостоятельное пламенное горение или тление, которое оценивают по выделению дыма, продолжается 60сек. И потеря веса при этом более чем у одного образца выше 20%, то испытанный материал относят к группе горючих. Если такой результат наблюдается только у одного образца, необходимо испытать новую партию. При наличии во второй серии хотя бы одного образца с потерей массы более 20% и времени самостоятельного горения боле 60 сек., материал относят к группе горючих. Если потеря массы составляет менее 20% и образцы не горят самостоятельно более 60 сек., то такие вещества и материалы относят к группе трудногорючих.

При определении группы горючести методом “огневой трубы” результаты предварительных замеров и испытаний заносятся в табл. 12.

Производится статистическая обработка результатов эксперимента: определяется средняя величина потери веса, времени пламенного горения и тления образца, средне квадратическое отклонение, средняя ошибка средней величины и коэффициент вариации. [22]

Результаты проверки горючести теплоизоляционных материалов

В лаборатории кафедры лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств были изготовлены образцы теплоизоляционного материала из отходов деревообработки в виде станочной стружки и проведены сравнительные испытания на горючесть с однократным и двукратным нанесением нескольких огнезащитных составов (ОГС):

огнезащитный состав «ОГНЕЩИТ», предназначенный для повышения предела огнестойкости стальных металлических конструкций, а также для конструкций металлических воздуховодов, эксплуатируемых внутри сооружений промышленного и гражданского назначения [23];

огнезащитный лак «ЩИТ-1», предназначенный для снижения горючести древесины и материалов на ее основе (ДСП, ДВП и т.п.), а также для уменьшения пожарной опасности деревянных конструкций, эксплуатируемых внутри помещений и в условиях атмосферных воздействий, исключающих прямое воздействие атмосферных осадков (т.е. под навесом) [24];

огнебиозащитный состав «ОГНЕБОР-I» под торговой маркой «Ярославский антисептик», предназначенный для усиленной защиты древесины от огня (делает ее трудносгораемой) и биологического поражения грибами и насекомыми-древоточцами [25];

огнебиозащитный состав «Фенилакс», применяемый для огнебиозащитной пропитки деревянных конструкций зданий и сооружений (внутри и снаружи), не подверженных прямому воздействию атмосферных осадков (под навесом), древесно-стружечных, древесно-волокнистых, фанерных и иных аналогичных поверхностей [26].

В ходе опытов огнезащитный состав наносился на всю поверхность образцов с помощью кисти. На образцы 1-4 нанесен состав «Огнещит»; на образцы 5-8 - огнезащитный лак «Щит - 1»; на образцы 9-12 - антисептик «Огнебор»; на образцы 13-16 - огнебиозащитный состав «Фенилакс». Расход огнезащитного состава контролировался весовым методом и представлен в табл. 1. Потеря массы при горении контрольных образцов в керамической трубе составила 18,63 %. Результаты экспериментальных исследований потери массы образцов при горении приведены в табл. 13.

Из таблицы видно, что при двукратном нанесении ОГС потеря массы снижается по сравнению с однократным нанесением. Также видно, что при увеличении расхода ОГС потеря массы также снижается.

Внешний вид образцов после горения представлен на рис. 11.

Таблица 12

Расход огнезащитных составов

Таблица 13

Потеря массы при горении образцов

В ходе экспериментальных исследований было установлено, что при поверхностном нанесении огнезащитных составов на образцы теплоизоляционного материала на основе мягких древесных отходов деревообработки обеспечивается получение материала с потерей массы при горении не более 20 %, что соответствует группе горючести Г1.

Рис. 11 внешний вид образцов после горения

Лучшие результаты по огнезащите теплоизоляционных материалов позволяет получить применение состава антисептик «Огнебор». При однократном нанесении с расходом 238 г/м² средне значение потери массы составило 10,44 %.

Двукратное нанесение и увеличение расхода ОГС на 1 м² поверхности теплоизоляционного материала обеспечивает снижение потери массы при горении.

Методика измерения теплопроводности теплоизоляционных образцов

Теплопроводность можно описать как процесс передачи тепловой энергии до наступления теплового равновесия. Температура, так или иначе, будет выровнена, вопрос только в скорости этого процесса. Если применить это понятие к дому, то ясно, что чем дольше температура внутри здания выравнивается с наружной, тем лучше.

В числовой форме этот показатель характеризуется коэффициентом теплопроводности. Он показывает, сколько тепла за единицу времени проходит через единицу поверхности. Чем выше этот коэффициент у материала, тем быстрее он проводит тепло.

Теплопроводность утеплителей - это наиболее информативный показатель, и чем он ниже, тем материал эффективнее он сохраняет тепло (или прохладу в жаркие дни).

Измеритель теплопроводности ИТП-МГ4 предназначен для измерения теплопроводности и определения теплового сопротивления строительных материалов, а также материалов, предназначенных для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов, при стационарном тепловом режиме по ГОСТ 7076 и методом цилиндрического зонда по ГОСТ 30256.

Область применения - строительная индустрия, научно- исследовательские и строительные лаборатории.

Устройство и принцип работы прибора со стационарной установкой

Принцип работы прибора основан на создании стационарного теплового потока, проходящего через плоский образец определенной толщины и направленного перпендикулярно к лицевым граням образца, измерении толщины образца, плотности теплового потока и температуры противоположных лицевых граней.

Стационарная установка прибора состоит из блока управления нагревателем и холодильника, выполненных на элементах Пельтье, тепломера, платиновых датчиков температуры, устройства преобразования первичных сигналов датчиков, а также источника питания. Охлаждение элементов Пельтье осуществляется вентилятором.

На боковых стенках установки расположены выключатель питания, клемма заземления, предохранитель и гнезда для подключения кабеля электронного блока и шнура сетевого питания, а также эксцентриковый замок.

Питание на электронный блок подается от установки по соединительному кабелю.

В верхней части установки находится прижимной винт, снабженный отсчетным устройством для измерения толщины образца и динамометрическим устройством с трещоткой для создания постоянного усилия прижатия испытуемого образца