Fák. Tudomány és technika 2010; 12 (1): 11-24

táblázatok

CIKK

TÁBLÁK ÉS RADIATA FENYŐZŐ TŰZVÉDELEM LÁNGÁNYOS FESTÉK NÉLKÜL

A TÁBLÁZATOK ÉS FENYÉRADIÁT FÁK TŰZTELJESÍTMÉNYE LÁNGÁNYOS FESTÉK NÉLKÜL

R. Garay 1, M. Henriquez 1
1 Chilei Egyetem Erdőtudományi Kar Faipari Tanszék. Santiago, Chile

R ESUMEN

Az építőipari alkalmazásokban hozzá kell járulniuk a fa és a faalapú táblák viselkedésének megismeréséhez a tűz hatása ellen, hogy javítsák a használat körülményeit. A tűzgátló festék és a festetlen kontrollok hatását összehasonlították fa alapú deszkákon és tömör radiata fenyőfán, hogy megkülönböztessék a táblák típusait, és összehasonlítsák őket a tömör fával...

A tesztelt táblák a következők voltak: Pino radiata D. Don szerkezeti rétegelt lemez, Oriented Strand Board (OSB), közepes sűrűségű farostlemez (MDF), Hard Board (HB) és forgácslapok, amelyeket felületesen égésgátló festékkel festettek, és összehasonlítottak védtelen táblákkal. Fenyő radiata D. A don fát égésgátlóval és anélkül is bevonták a vizsgálatba.

A statisztikai elemzés szignifikáns különbségeket mutatott a súlycsökkenésben és a char indexben az összes égésgátló táblával szemben, szemben a védelem nélküli táblákkal. A szerkezeti lapok közül: rétegelt lemez és OSB, az égésgátló rétegelt lemez volt az, amely a legjobban viselkedett a tűzzel szemben, a HB pedig a legtöbb rossz viselkedést.

Kimutatták, hogy egy égésgátló festék hatékonyan védi a vizsgált táblákat, összehasonlítva a védelem nélküli táblákkal.

Ennek a vizsgálati szabványnak az alkalmazása jó indikátora volt a tűz viselkedésének, és jelentős információkat szolgáltatott a táblákról, tanácsolva annak használatát a teljes skálán elvégzett tűzállósági vizsgálatok kiegészítéseként.

Kulcsszavak: Faalapú táblák, égésgátló festék, tűzzel kapcsolatos viselkedés, fogyás, karbonizációs index.

ABSZTRAKT

A házépítés során meg kell növelni ezeknek az anyagoknak az ismeretét a romlást előidéző ​​anyagokkal szemben. A tűzzel szembeni biztonság alapvető fontosságú a használatuk javítása érdekében.

A tesztelt táblák a következők voltak: radiata fenyő szerkezeti rétegelt lemez, Oriented Strand Board (OSB), közepes sűrűségű farostlemez (MDF), Hard Board (HB) és forgácslapok, amelyeket égésgátló festékkel védettek, és védelem nélküli táblákkal hasonlítottak össze. Radiata fenyőfát égésgátló festékkel és anélkül is bevonták a vizsgálatba.

A statisztikai elemzés szignifikáns különbségeket mutatott a súlycsökkenés és a karbonizációs index között az összes égésgátló táblával szemben, összehasonlítva őket a védelem nélküli táblákkal. A szerkezeti lapok: rétegelt lemez és OSB között az égésgátló rétegelt lemez volt a legjobb tűzállóságú, míg a HB a legrosszabb viselkedést mutatta.

Bebizonyosodott, hogy a tűzgátló festék hatásosnak bizonyul a vizsgált táblák védelmében, összehasonlítva a védelem nélküli táblákkal.

Ennek a szabványos tesztnek a végrehajtása jó indikátor volt a tűzállóság szempontjából, és a táblák jelentős információival járult hozzá, ennek kihasználása javasolt a valós léptékű tűzállósági teszt kiegészítéseként.

Kulcsszavak: fatábla, égésgátló festék, tűzállóság, súlyvesztés, karbonizációs index.

BEVEZETÉS

Az építőanyagok tűzzel szembeni viselkedését olyan paraméterek segítségével értékelik, mint például a gyújtási idő, a fogyás, a karbonizációs index, a láng terjedése, a felszabaduló hő sebessége és a füstképződés. A tűzállóságot percekben mérik, és ez egy épületelem azon képessége, hogy egy meghatározott ideig bizonyos hőmérsékleti határokon belül megtartsa szerkezeti tulajdonságait. Ez utóbbi koncepció alapján a Tűzállóság, a tűzbiztonsági feltételek, az építőanyagok tűzállósági előírásait a Lakás- és Urbanisztikai Minisztérium Urbanisztikai és Építési Általános Rendelete (OGUC) határozza meg. A tűzállósági osztályok F15-től F180-ig terjednek, ez a kódolás azt a percszámot jelzi, amelynek a szerkezeteknek ellen kell állniuk (MINVU 2004).

Az OGUC a passzív védelmet a következőképpen határozza meg: olyan építőelemeken alapul, amelyek fizikai állapotuk miatt egy bizonyos időre elszigetelik az épület szerkezetét a tűz hatásaitól, késleltetve annak működését, és ezáltal lehetővé téve lakóinak kiürítését. a szerkezet esetleges összeomlása előtt, és időt is biztosítva a tűzoltók érkezésére és fellépésére. "Az építőelemek vagy azok bevonatai nem éghető anyagokból készülhetnek, saját szigetelő képességükkel, vagy a talajjal szembeni intumuzív vagy szublimációs hatás miatt. tűz hatása (MINVU 2004).

A chilei NCh 935/1-of -97 szabvány meghatározza az eljárást az intenzív festékek tűzállóságának meghatározására, amely csak a fémszerkezetekre érvényes, és nem a fára, az említett szabvány nem írja elő az egyes festékekben rejlő kötelező értékeket, és ez függ a meghatározott tömegű acélszerkezetre felvitt vastagságokon (Infante 2008). A fémeken felhasznált festékeket az IDIEM tanúsítja a 238.148-238.378 protokoll szerint.

A fában a tűzállóságot nagy négyzetekkel vagy ásványi termékekkel, például gipszkarton-karton vagy szálcement bevonásával érik el. A tűzgátló lakkok és a tűzgátló festékek tekintetében az OGUC nem jelöl meg különösebb követelményeket; kivéve az NCh 1974.of chilei szabvány használatának megállapítását. 86, az épületek tűzmegelőzéséhez és a tűzgátlás meghatározásához. Ezért csak a jellemzőinek mérésére lehet mód, de a kötelező jellegére nem.

A szabványos NCh 1974.of. A 86. cikk lehetővé teszi a fafelületekre felvitt egy vagy több festékréteg által előállított égésgátló tulajdonságok kvantitatív meghatározását az említett festékkel bevont minták tömegveszteségének és karbonizációs indexének meghatározásával. Ezt a módszert csak a festékek tulajdonságainak mérésére és leírására használják lángra reagálva, ellenőrzött laboratóriumi körülmények között. Ezért nem használható a tényleges tűzveszély leírására, értékelésére vagy szabályozására.

A fa- és kartontermékek olyan anyagok, amelyeknek számos előnye van építőanyagként, például: kiváló lakhatósági és szeizmikus ellenállási jellemzők, melegség, építési sebesség, könnyű szállítás, jó hő- és hangszigetelés és alacsonyabb költségek. Ezeket azonban továbbra is könnyű és ideiglenes anyagoknak tekintik az otthonokban, előnyben részesítve a hagyományos anyagokat, például a falazatot és a betont (Forest Products Laboratory 1999)

Sok évvel ezelőtt a fejlett országokban, ahol magas az egy főre jutó jövedelem, és újabban a fejlődő országokban, például Chilében, fa vagy fémszerkezeteken alapuló építési rendszereket választanak, külsőleg szerkezeti lapokkal burkolva (Neira 2001).

Ezekben az építési rendszerekben a rétegelt lemez szerkezeti lapokat és az OSB-t (Oriented Strand Board) nagyon használják olyan bevonatok készítéséhez, mint például: tető- és membrántartók, padlók, homlokzati burkolatok, válaszfalak, mennyezetek, padlók és még a bútorgyártásban is (Garay et al., 2009, Peraza 1998). Ezeket az anyagokat olyan építőipari cégek használják, amelyek a cement, a tégla vagy a tömbök kivételével más alternatívákat építettek be a második emeletre, valamint a szociális lakások építésére a kiváló hő-kényelem jellemzőik miatt (Neira 2001).

Széles körű használata ellenére azonban bizalmatlan a fa szerkezetek és deszkák viselkedése a tűz hatása ellen, mivel a tűzfélelem továbbra is fennáll (Ramírez és Di Pace 2002). Ez nem akadályozhatja a lakásépítésben való foglalkoztatást. A fatermékek, az általánosan használt anyagokhoz képest, még nagyobb biztonságot nyújthatnak más nem éghető anyagokhoz képest, amelyek bizonyos hőmérsékleteknek kitéve elveszítik szerkezeti stabilitásukat (Garay et al. 2009).

Tűzálló szerkezetekre mutat példát Lp Chile (2008), amelynek összetételében a radiata fenyő belső 2x3 "négyzet alakú válaszfalát veszi figyelembe, amelynek külső felülete 15 mm vastag szálas cementlemezzel rendelkezik, míg a belső felülete 15 mm vastag OSB lemezzel rendelkezik Ez a szerkezet, amikor a tűzállóságának valós mérésére tesztelték, 30 percig ellenáll az összeomlás előtt, ami az NCh 935 szabvány szerint F30 indexet jelent.

Bizonyos körülmények között a fa jó ellenáll a tűznek, az elszenesedett réteg kialakulásának köszönhetően; magas hőmérsékletnek kitéve lebomlik, és egy szigetelő szénréteget képez, amely tovább akadályozza a fa lebomlását. A faszerkezetek tűzállósága függ a szögletességétől, így a faszerkezet elemek tűzállóságának fő tényezője a keresztmetszet elszenesedése. Másrészt a tűzzel szembeni viselkedése korlátozott, mivel amikor bútorok, fal- és mennyezetburkolatok részei vagy más, vékonyabb darabokat használnak, könnyen megég (Erdei Termékek Laboratórium 1999).

A tűzzel szembeni reakciókat általában kúpos kaloriméteren hajtják végre (Harada és mtsai, 2003), a felszabaduló hőmennyiség mérését az ISO 5660 szabványnak megfelelően végezzük, és az oltási zónából származó füstöt az ASTM E 1354-92. A beeső hőáram általában 50 kW/m 2 100 mm x 100 mm-es próbadarabokban. INFOR (1999) a svéd AB Trätek laboratóriumtól tűzreakció-tesztet rendelt a fa impregnálásával alkalmazott különféle égésgátló termékek tesztelése céljából. Teljes körű vizsgálati körülmények között kezeletlen fán a súlycsökkenés 81,4% volt, míg az égésgátló termékekkel impregnált fában a vizsgálat utáni súlyveszteség 75,2 és 58, 4% között ingadozott; Másrészt a gipszkarton kartonoknál a súlycsökkenés 14,9% volt, ami a legjobb tűzreakciót mutatja.

A tűzállósági tesztek teljes körű égési módszereket alkalmaznak, és meghatározzák egy adott szerkezet, például a tűz elválasztásának időtartamát, amely különböző anyagokból, vastagságból és összetételből épül fel, és a késleltető termékek használata figyelembe vehető vagy sem. festmények, mivel ezek csak egy részét jelentik a szerkezet teljes összetételének (Garay és Ahumada 2008).

Az égésgátló festékek lehetővé teszik, hogy a fa és a deszkák hosszabb ideig ellenálljanak közvetlen tűzforrásoknak kitéve, javítják ezen anyagok tűzgátló tulajdonságait, növelik azok gyulladási pontját és csökkentik a láng elmozdulását és behatolását. illékony anyagok és a közeg felesleges hője (Levow és Winandy 1998). A tűzgátlás a festék azon képessége, hogy késleltesse a láng terjedését az aljzaton.

A fa tűzzel szembeni viselkedésének javítását szolgáló készítmények többsége foszforon, nitrogénen, bóron, szilíciumon alapuló vegyi termékeket és egyéb kombinációkat tartalmaz, amelyek szinergiát hoznak létre az előzőekkel (Decorespacio 2008).

A fában és a faalapú táblákban sokféle tűzgátló vegyi anyagot használnak, mind impregnálással, tömegbe építéssel vagy felületi alkalmazással (Forest Products Laboratory 1999).

Megfogalmazása sok tényezőtől függ, beleértve a szubsztrát tulajdonságait, az adalékanyagok jelenlétét az anyagban, a termék előállításának folyamatát a folyamatban rejlő változókkal és kockázatokkal összefüggésben, valamint az anyag felhasználási körülményeitől ezen tényezők alapján kell dönteni, a szálak tömegének beépítése a táblákba vagy egy olyan felületi termék alkalmazása, mint a festék (Garay et al. 1996).

Ammónium-polifoszfátokon alapuló égésgátlók beépítésének közepes sűrűségű táblákban történő technikai értékelésének elvégzése során Garay és munkatársai (1996) megállapították, hogy ezek a termékek hatékonyan csökkentették a láng felületét az ASTM előírásaival összhangban. D 3806 szabvány - 90.

Jun-wei és mtsai. 2007 elemezte egy telítetlen poliészter gyantával és kétkomponensű epoxigyantával előállított égésgátló bevonat készítményét gyanták mátrixaként és ammónium-polifoszfátot (APP) savforrásként, melamint (Mel) habosítószerként és pentaeritritet (PER) mint mátrixot. habosító anyag: szén, habosítható grafit, mint szinergetikus szer, titán-dioxid (TiO 2), oldószerek és egyéb adalékok hozzáadásával. Az eredmények azt mutatták, hogy a réteg kiváló fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. Amikor a fa bevonatának vastagsága 2,0 mm volt, a tűzállósági határ elérte a 210 percet. Különböző képfelismerő rendszerek segítségével tanulmányozták a bomlás fizikai hatásmechanizmusait és az egyes kémiai vegyületek szerepét az égés során, megalapozva a festék alapgyanta és a tűzgátló adalékok közötti jó keverékek megtalálásának jelentőségét. bevonat a láng késleltetésére.

Ha a fát közvetlen tűzforrásoknak tették ki, akkor a fafajtától függően percenként kb. 0,5–1 mm anyagot veszíthet, a faanyagtól a karbonizációs jelenség okozza. Ha a fát egy tűzgátló anyaggal előkezelik, az hosszabb ideig képes ellenállni, ami nem jelenti azt, hogy a fa nem lesz elszenesedett (Arquicity 2006).

Ha késleltető anyagokat alkalmaznak a szubsztrátokra, azok felszívódnak és megszüntetik az oxigén számára a helyet, hogy megállítsák a tüzet és annak terjedését. Amikor a tűz forrása továbbra is érintkezésben van a retardánssal impregnált anyaggal, az objektum a szokásosnál jóval lassabban fogy, ami lehetővé teszi a tűz oltását (QuimiNet 2006).

Hashim és mtsai (2009) nátrium-alumináton, cink-boráton és alumínium-trihidráton alapuló égésgátlókat építettek a közepes sűrűségű farostlemez (MDF) rosttömegéhez. Azok, amelyeket az ASTM D 1360-90 (1990) szabvány alkalmazásával értékeltek. Az eredmények azt mutatták, hogy a karbonizációs index és a súlycsökkenés az összes értékelt retardánssal együtt csökkent, a lemezek vastagságának duzzanata és vízfelszívódása csökkent. A repedés modulust (MOR) nem befolyásolták az égésgátló kezelések, és a belső vonóerő (IB) a kontrollokhoz képest kismértékű csökkenést mutatott. A nátrium-aluminát mutatta a legjobb teljesítményt a hőbomlás csökkentésében, amelyet alumínium-trihidrát és cink-borát követett.

A nagy sűrűségű farostlemez (HDF) táblák alapján gyártott laminált padlók (Garay és Ahumada 2008) jellemzésében megállapították, hogy az ASTM D1360-90a szabvány (1994) alapján értékelve a padlók rossz viselkedést mutatnak a tűzzel szemben, meghatározva a súlyt 3,04 és 2,94% -os veszteség mindkét vizsgált típus esetében (a legfőbb különbség mindkettő között az ár, az alacsonyabb és a nagyobb érték, valamint a fa utánzatának szemcséje volt, amelyet a felszínen mutatott. A laminált padlók súlyvesztesége nagyobb volt, mint az MDF öntvényeké korábban vizsgálták, nagyobb koncentrált karbonizációs károsodással a vizsgált területen, bár belső szerkezete és nagy sűrűsége miatt nem hatol át a deszkán. A nagy forgalomnak ellenálló lakk (átfedés) nem gátolta az égést, ellenkezőleg, részt vett a folyamatban és jelentősen megégett, mint az alapozóval ellátott öntvényekben korábban értékelték (Garay 2003).

Chuen-Shii és mtsai tanulmányában. (2009) szerint egy új égésgátló anyagot vizsgáltak egy intumescent tűzgátló bevonat (FICR) kialakításához. Különböző arányú mesterséges grafitport (POP), szericitet (Al 4 (OH) 4 (KAl - Si 3 O 10) 2) és grafit/szericit keveréket használtunk. A FICR 19,8% égésgátlót, 15% dehidratálószert, 18% habzószert, 7,2% bázisgyantát és 40% oldószert tartalmazott, amelyet egy rétegelt lemez tetejére készítettek. Megállapítást nyert, hogy 75% -nál nagyobb szericit-százalék esetén teljesíthető a szükséges késleltetési követelmény, és ebben az esetben nem szükséges mesterséges grafitport beépíteni: A legfontosabb az volt, hogy lángálló alternatívát találjanak természetes vegyületeken (szericit), amelyek egyszerű és hagyományos bányászati ​​eljárással nyerhetők és nem igényelnek szén-dioxidot.

Az égésgátló vegyületek vizsgálata, a tűzállóság fogalmának megértése, az OGUC által előírt követelmények ismerete, a szerkezetek és a különféle típusú anyagok megfelelő felhasználásának megfelelő meghatározása lehetővé teszi az egyes konstruktív megoldások relevanciájának megfelelőbb méretezését és válaszokat ad a fa és származékainak valós lehetőségei az építés területén.

Ennek a kutatásnak az volt a célja, hogy összehasonlítsa a különböző típusú kereskedelmi alapú deszkák tűzveszélyességét égésgátló festék alkalmazásával és anélkül, pontosan 5 ml üzemanyag mennyiségének hatására.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Az 1. táblázat összefoglalja az alkalmazott vizsgálati anyag legfontosabb jellemzőit.

Asztal 1. Az aljzat típusa és jellemzői