CC BY
5
УДК 699.812.3
Газизов А.М.,
доктор технических наук, профессор кафедры «Пожарная безопасность», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Уфа Респ. Башкортостан ORCID: 0000-0001-7940-8444 Масалимов И.И.,
инженер, ФГБОУ ВО "Уральский государственный лесотехнический университет"
г. Екатеринбург, Российская Федерация ORCID: 0000-0001-6782-8636 Якупов И.И.,
инженер, ФГБОУ ВО "Уральский государственный лесотехнический университет"
г. Екатеринбург, Российская Федерация ORCID: 0000-0001-6782-8636
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ОЦЕНКЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ ДРЕВЕСИНЫ
Аннотация
Проблема повышенной горючести древесных материалов в строительстве актуальна и требует разработки решений. Строительная отрасль уже применяет новые материалы, представляющие собой древесину, пропитанную смолами, огнезащитными соединениями и другими веществами. Однако важно постоянно улучшать их свойства, чтобы обеспечить безопасность.
Цель данного исследования - обосновать эксперимент для определения оптимального защитного покрытия с разным составом для древесных пород. После проведения эксперимента будут получены данные, которые позволят обосновать состав покрытия для наиболее эффективного способа защиты древесины от высоких температур.
Ключевые слова:
древесина, прочность, модели, защитные покрытия, срок эксплуатации, эксперимент.
Gazizov A.M.,
Doctor of Technical Sciences of USPTU, Professor of the Department "Fire Safety", Ufa State Petroleum Technical University
Ufa, Republic of Bashkortostan, Russian Federation ORCID: 0000-0001-7940-8444 Masalimov I. I., engineer, USFEU Yekaterinburg, Russian Federation ORCID: 0000-0001-6782-8636 Yakupov I. I., engineer, USFEU Yekaterinburg, Russian Federation ORCID: 0000-0001-6782-8636
THEORETICAL SUBSTANTIATION OF THE EXPERIMENT ON THE EVALUATION OF PROTECTIVE PROPERTIES OF WOOD COATINGS
Abstract
The problem of increased combustibility of wood materials in construction is relevant and requires the development of solutions. The construction industry is already using new materials, which are wood impregnated with resins, flame retardants and other substances. However, it is important to constantly improve their properties to ensure safety.
The purpose of this study is to justify an experiment to determine the optimal protective coating with different composition for tree species. After the experiment, data will be obtained that will allow us to justify the composition of the coating for the most effective way to protect wood from high temperatures.
Keywords:
wood, strength, samples, retardant coatings, lifespan, experiment.
Существенным недостатком использования древесных материалов в строительстве является повышенная горючесть. В связи с этим, задача её снижения является актуальной.
Современное строительство активно применяет новые виды материалов из древесины, которые пропитаны синтетическими смолами, огнезащитными соединениями и другими веществами. Поэтому важно постоянно совершенствовать их свойства, чтобы обеспечить безопасность в строительной сфере [1].
На сегодняшний день существуют различные способы защиты древесных покрытий.
Защитные материалы должны обладать несколькими важными характеристиками. Во-первых, они должны быть механически прочными и сохранять стабильные размеры. Во-вторых, они должны быть нетоксичными и экологически безопасными, не иметь неприятных запахов. Кроме того, они должны быть стойкими к воздействию радиации и химически инертными. Наконец, они должны обладать высокими конструкционно-эксплуатационными и декоративными свойствами [3].
Одним из самых популярных защитных материалов являются материалы на основе свинца. Например, широко используются свинцовые полосы, листы и чушки, а также просвинцованная резина и свинцовое стекло. Степень защиты от излучения характеризуется свинцовым эквивалентом, что представляет собой толщину свинцового слоя, который ослабляет мощность дозы рентгеновского излучения, измеренную в воздухе [4].
Однако у данных материалов есть свои недостатки. Во-первых, они являются токсичными. Во-вторых, их большой вес, сложность монтажа и сравнительно малый период эксплуатации делают их менее удобными в использовании.
Значимым направлением в области создания композитов с защитными свойствами от ионизирующих излучений является разработка материалов (конструкций, составов), в которых в качестве несущей основы (или защитного слоя) выступают современные, технологичные и экологически безопасные компоненты. Древесина благодаря ее уникальным физико-механическим свойствам также может использоваться в композициях в качестве несущей основы. Перспективным способом является нанесение жидкого стекла с добавлением кварцевой крошки.
Для сбора экспериментальных данных, необходимых для последующего обоснования состава покрытия, обеспечивающего наиболее эффективную защиту древесины от высоких температур, использовались исследовательские образцы из сухой сосновой древесины. Влажность образцов составляла от 8 до 15%, а плотность - от 400 до 550 г/м. Образцы были в форме прямоугольных брусков с поперечным сечением 30x60 мм и длиной вдоль волокон 150 мм, с допустимым отклонением в 1 мм (см. рисунок 1). Перед началом эксперимента, исследуемые модели были подвергнуты процедуре сушки при
температуре 40 °С до достижения постоянной массы.
Одним из основных критериев выбора образцов, помимо их размеров, являлась отбраковка образцов с внешними дефектами в соответствии с ГОСТ 2140-81, включая наличие трещин и смолянистых карманов. Перед началом испытаний бруски были обработаны напильником и наждачной бумагой, а также очищены от загрязнений [3].
Исходный вид образцов приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Образцы древесины из сосны
Используя ГОСТ Р 53292-2009 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний», для каждого испытания было подготовлено по 10 образцов. Образцы будут разделены на три группы и маркированы соответствующими буквами.
В группе "К" будут контрольные образцы, на которые не наносится защитное покрытие. Эти образцы будут помечены буквой "К" и порядковым номером (К1 - К10).
В группе "А" будут образцы, покрытые однослойным жидким стеклом. Они будут помечены буквой "А" и порядковым номером (А1-А10).
В группе "Г" будут образцы, обработанные в один слой жидким стеклом с добавлением кварцевой крошки в соотношении 1:4. Они будут помечены буквой "Г" и порядковым номером (Г1 - Г10).
Затем контрольные образцы будут подвергнуты обжигу в специальной установке "Керамическая труба" при температуре 200 °C, согласно ГОСТ 53292-2009.
Результаты обжига позволят определить параметры оптимального защитного покрытия из жидкого стекла с добавлением кварцевого порошка. Список использованной литературы:
1. Баратов А.Н., Андрианов Р.А. Пожарная опасность строительных материалов // М.: Стройиздат. 1988. 380 с.
2. Газизов А.М., Колесник А.А., Яппарова Р.У. Увеличение огнезащиты древесины путём обоснования режимов пропитки // Нефтегазовое дело. 2022. № 6. С. 20-29.
3. Газизов А.М., Хазипов А.М., Мялицин А.В. Повышение огнезащитных свойств древесины при помощи пропитки антипиреном // Нефтегазовое дело. 2022. № 6. С. 7-19.
4. Шишкина С. Б., Газеев М. В. Лакокрасочная композиция с защитными свойствами для отделки древесных материалов // Хвойные бореальной зоны. 2018. № 5. С. 460-465.
5. Газизов А. М., Синегубова Е. С., Кузнецова О. В. Изучение огнестойкости композиционных материалов / Материалы XIII Международный евразийский симпозиум. «Деревообработка: технологий, оборудование, менеджмент XXI века. Екатеринбург, 2018.
6. Пожарная опасность деревянных конструкций с глубокой пропиткой огнебиозащитными составами / Нигматуллина Д.М. [и др.] // Технологии техносферной безопасности. 2017. № 3 (73). С. 64-71.
7. Масалимов И.И., Гайсин Э.Ш., Фролов Ю.А., Насибуллина О.А. Влияние циклических нагружений на надежность резервуара // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2019. № 3. С.
5-10.
8. Bakhtina S., Yanbaev Y., Kulagin A., Redkina N., Masalimov I., Fayzrakhmanov S. Dynamics of annual growth of pinus sylvestris on industrial wastes of mining companies // Journal of forestry research. 2021. № 4. pp. 13851393.
References
1. Baratov A.N., Andrianov R.A. Fire danger of building materials // M.: Stroyizdat. 1988. 380 p.
2. Gazizov A.M., Kolesnik A.A., Yapparova R.U. Increasing the fire protection of wood by substantiating impregnation regimes // Oil and Gas Business. 2022. No. 6. p. 20-29.
3. Gazizov A.M., Khazipov A.M., Myalitsin A.V. Improving the fire-retardant properties of wood by impregnating it with flame retardant // Oil and Gas Business. 2022. No. 6. p. 7-19.
4. Shishkina S. B., Gazeev M. V. Lacquer and varnish composition with protective properties for finishing wood materials // Coniferous boreal zone. 2018. No. 5. p. 460-465.
5. Gazizov A. M., Sinegubova E. S., Kuznetsova O. V. Study of the fire resistance of composite materials / Proceedings of the XIII International Eurasian Symposium. "Woodworking: technologies, equipment, management of the XXI century. Yekaterinburg, 2018.
6. Fire hazard of wooden structures with deep impregnation with fire and bioprotective compositions / Nigmatullina D.M. [et al.] // Technologies of technosphere safety. 2017. No. 3 (73). pp. 64-71.
7. Masalimov I.I., Gaisin E.Sh., Frolov Yu.A., Nasibullina O.A. Influence of cyclic loading on reservoir reliability // Transport and storage of oil products and hydrocarbon raw materials. 2019. No. 3. pp. 5-10.
8. Bakhtina S., Yanbaev Y., Kulagin A., Redkina N., Masalimov I., Fayzrakhmanov S. Dynamics of annual growth of pinus sylvestris on industrial wastes of mining companies // Journal of forestry research. 2021. № 4. p. 13851393.
© Ta3M30B A.M., Maca,nMMOB H.M., flKynoB H.M., 2023
