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南方几种常见树种阻燃性处理研究

    随着社会的进步,人民生活水平的逐步提高,人们对居住环境的要求越来越高.木材以其天然材料所特有的优势在建筑、家具及室内装修中被越来越广泛地应用[1].但是,未经处理的木材及其制品是可燃性材料.据火灾统计资料分析,世界各国火灾事故中建筑物火灾事故占首位.出于对居住环境安全的考虑,人们对居室内各种材料的阻燃性能的要求也越来越高[2].许多国家对公共建筑、高层建筑、工业建筑等都有一定的防火及防火等级要求,我国也建立了装修材料燃烧性能等级[3].作为福建省省属“211”重点学科的福建林学院林产工业系阻燃实验室在已拥有氧指数测定仪、垂直水平燃烧仪、防火涂料小室等仪器的基础上,又从美国阿特拉斯公司(ATLAS)购进了世界最先进的HRR3热释放率系统.利用该系统对中国南方常见树种——马尾松、檫树、米槠、木荷板材的燃烧热释放率进行测试,从中选取符合下列标准的基材作为阻燃材料的基材——单位时间内热释放率低、表层材料燃烧后迅速炭化阻止内部材料进一步燃烧、燃烧过程中产生的烟雾少[4],再对基材进行各种阻燃处理,如在基材表面涂以防火涂料、内部浸渍防火溶剂[5]等来全面提高木材的防火阻燃性能[6]

1  实验材料和条件
1.1  试样来源
  
马尾松、檫树、米槠、木荷原木均采自福建省南平市南洲伐木场,原木直径在20cm以上,长度为2m.原木在制材厂锯成厚15mm的自然宽板材,并窑干至含水率在10%以下取出,在压刨及细木工小带锯上加工成150mm×150mm,厚度为10mm规格的板材备用[7]
1.2  仪器装备
  采用美国阿特拉斯(ATLAS)公司生产HRR3热释放率系统.
1.3  试样预处理
  将试样放置在温度为(21±3)℃、相对湿度为50%的恒温恒湿箱中处理24h后取出,平放试样,在试样上包裹厚0.025mm的铝箔至另一边,装入指定试样架,剪去露出的多余铝箔备用[8]
1.4 实验条件
  
按照美国航空标准FAA form 8130-3及美国国家标准E906-83要求:压缩空气压力P=200mmHg, 压缩空气温度T=21~24℃,压缩空气流量Q=0.04m3/s, 热通量校准器内冷却水流量1L/min, 辐射热通量(3.5±5%)w/cm2 ,甲烷气纯度>99%,甲烷气瓶输出压力15~20psi(磅/英寸2),标准测试时间5min.
2 实验结果
  
马尾松、檫树、米槠、木荷板材的燃烧热释放率见表1,燃烧曲线图,见图1~图4.

表1 马尾松、檫树、米槠、木荷板材的燃烧热释放率


  

Table 1 Burning Heat Release Rate of Pinus massoniana,Sassafras tzumu, Castanopsis carlesii, Schima superba timber


  


时 间
/s
马 尾 松 檫 树 米 槠 木 荷
H.R.R.
(kw/m2
Total H.R.
(kw×min/m2)
H.R.R.
(kw/m2
Total H.R.
(kw×min/m2)
H.R.R.
(kw/m2
Total H.R.
(kw×min/m2)
H.R.R.
(kw/m2
Total H.R.
(kw×min/m2)
0 -1.85 -0.030 908 -4.43 -0.073 759 -2.72 -0.045 313 -1.88 -0.031 363
10 -1.85 -0.558 800 -4.75 -1.117 690 -6.99 -0.923 309
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