ДОСЛІДЖЕННЯ ВОГНЕЗАХИСНИХ ПОКРИТТІВ ДЛЯ ДЕРЕВ’ЯНИХ КОНСТРУКЦІЙ НА ОСНОВІ СИЛІКАТУ НАТРІЮ

Анотація

Вступ. На даний час одними із поширених та простих у застосуванні є будівельні конструкції із деревини. Враховуючи недовговічність і здатність таких конструкцій до займання та підтримання процесу горіння, виникає гостра потреба у забезпеченні захисту від зовнішнього впливу. Одним із можливих варіантів захисту будівельних матеріалів і конструкцій із деревини є поверхневий захист вогнезахисними сумішами. Застосування вогнезахисних композицій на основі силікату натрію, базальтового волокна та оксидів металів для дерев’яних конструкцій дає можливість здійснити поверхневий захист дерев’яних будівельних матеріалів і конструкцій від впливу теплового випромінювання процесів горіння та одночасно від впливу вологи навколишнього середовища.
Метою статті є розробка і дослідження атмосферо-температуро-вогнестійких композицій на основі силікату натрію та наповнювачів із базальтового волокна і оксидів металів для зменшення пожежонебезпечності та збільшення вогнестійкості дерев’яних будівельних конструкцій.
Методи дослідження. У роботі використано експериментальний метод визначення вогнезахисної ефективності вогнезахисних речовин за методикою згідно з ГОСТ 16363-98 «Засоби вогнезахисні для деревини. Методи визначення вогнезахисних властивостей. Основні результати дослідження. У статті досліджено композиції із рідкого натрієвого скла (60…80% мас. %), базальтового волокна (10…20% мас.%); температуростійких оксидів: MgO (10…15%); TіO2 (10…15%);Al2O3 (10%); ZnO (10%). Матеріали на основі вказаних оксидів володіють високою температуростійкістю, паропроникністю і хімічною стійкістю. Такі властивості дають можливість використовувати їх в складі вогнезахисних покриттів. У роботі залежно від втрати маси взірця визначали групу вогнезахисної ефективності. Зокрема при втраті маси взірця не більше 9% для засобу вогнезахисту встановлюють I групу вогнезахисної ефективності. Якщо втрата маси перевищує 9%, але не більша 25%, для засобу вогнезахисту встановлюють II групу вогнезахисної ефективності. При втраті маси більше 25% вважають, що даний засіб не забезпечує вогнезахисту деревини.
Показано, що всі досліджувані композиції забезпечують вогнезахист деревини. Однак, найбільш ефективним є композиція, яка складається із рідкого скла (70%), базальтового волокна (15%), MgO (15%), середнє значення втрати маси зразка якого становить 4,54% від загальної маси, що підтверджує важкозаймистість деревини та першу групу вогнезахисної ефективності.
У вогнезахисному покритті для деревини реалізуються декілька механізмів вогнезахисту: теплоізоляція, теплопоглинання, інгібування процесу горіння в газовій фазі, розбавлення горючих продуктів термодеструкції і зміна механізму термодеструкції деревини. Початковому етапу впливу високих температур властиві процеси теплоізоляції і теплопоглинання. Надалі покриття піддається термодеструкції з утворенням газоподібних речовин, створюються спучені шари, які мають меншу теплопровідність у порівнянні з початковим матеріалом.
Висновок. Експериментально встановлено, що композиції на основі рідкого скла, базальтового волокна, і температуростійких оксидів металів (MgO, TіO2, Al2O3, ZnO) можуть використовуватися як вогнезахисні покриття з атмосферостійкими властивостями для дерев’яних будівельних конструкцій, зберігаючи I групу вогнезахисної ефективності, для якої допускається втрата маси взірця до 9 %. Температуростійкі оксиди металів у складі покриття підвищують його атмосферостійкість експлуатації в природних умовах та вогнестійкість – в умовах дій вогню. Отже, запропоновані покриття дають можливість перевести деревину з групи «горючої» до «помірно горючої».