Закономірності вимивання водорозчинних фосфорно-амонійних солей вогнезахисного покриття деревини через поліуретанову оболонку

The analysis of fire-protective materials for wooden building structures was carried out and the need to develop reliable methods for studying the process of washing out fire retardants from the surface of the building structure, which is necessary for the creation of new types of fire-protective materials, was established. That is why there arises a need to determine the conditions for the formation of a barrier for washing out and to establish a mechanism for inhibition of moisture transmission to the material. In this regard, a mathematical model was built of washing out fire retardants using a polymeric shell made of organic material as a coating, which makes it possible to estimate the effectiveness of a polymer shell by the amount of the washed-out fire retardant. According to the experimental data and theoretical dependences, the dynamics of the release of fire retardants from the fire-protective layer of the coating was calculated; it did not exceed 1.0 %, and therefore, ensures fire protection of timber. The results of determining the weight loss of the sample under the influence of water indicate the ambiguous impact of the nature of protection on the washout. In particular, this implies the availability of data sufficient for performing a high-quality process of moisture diffusion inhibition and, based on it, detection of the moment, from which a decrease in efficiency of a coating begins. The experimental studies proved that a sample of fire-protected timber after exposure to water for 30 days withstood the influence of a heat flow. In particular, the loss of timber weight after the temperature exposure was less than 6 %, and the temperature of flue gases did not exceed 185 °C. Thus, there is a reason to assert the possibility of directed control of the processes of fire protection of timber through the use of polymer coatings capable of forming a protective layer on the surface of fire-protected material, which inhibits the rate of washing out the fire retardantsПроведен анализ огнезащитных материалов для деревянных строительных конструкций и установлена необходимость разработки надежных методов исследования процесса вымывания антипиренов с поверхности строительной конструкции, необходимых для создания новых типов огнезащитных материалов. Поэтому возникает необходимость определения условий образования барьера для вымывания и установление механизма торможения передачи влаги к материалу. В связи с этим разработана математическая модель вымывания антипиренов, при применении полимерной оболочки из органического материала в качестве покрытия, позволяющей оценить эффективность полимерной оболочки по количеству вымытого антипирена. По экспериментальным данным и теоретическим зависимостям рассчитана динамика выхода антипиренов с огнезащитного слоя покрытия, которое не превышает 1,0 %, что соответственно обеспечивает огнезащиту древесины. Результаты определения потери массы покрытия при воздействии воды, указывают на неоднозначное влияние природы средства защиты на вымывание. В частности, это предполагает наличие данных, достаточных для качественного проведения процесса торможения диффузии влаги и выявления на его основе момента времени, с которого начинается падение эффективности покрытия. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что образец огнезащищенной древесины после экспозиции воды в течение 30 суток выдержал температурное воздействие действия теплового потока. В частности потеря массы древесины после температурного воздействия не превысила 6 %, а температура дымовых газов становила не более 185 °С. Таким образом, есть основания утверждать о возможности направленного регулирования процессов огнезащиты древесины путем применения полимерных покрытий, способных образовывать на поверхности огнезащитного материала защитный слой, который тормозит скорость вымывания антипиреновПроведено аналіз вогнезахисних матеріалів для дерев’яних будівельних конструкцій і встановлено необхідність розробки надійних методів дослідження процесу вимивання антипіренів з поверхні будівельної конструкції, необхідних для створення нових типів вогнезахисних матеріалів. Тому виникає необхідність визначення умов утворення бар'єру для вимивання і встановлення механізму гальмування передачі вологи до матеріалу. У зв’язку з цим розроблена математична модель вимивання антипіренів, при застосуванні полімерної оболонки з органічного матеріалу в якості покриття, що дозволяє оцінити ефективність полімерної оболонки за кількістю вимитого антипірену. За експериментальними даними та теоретичними залежностями розраховано динаміку виходу антипіренів з вогнезахищеного шару покриття, що не перевищує 1,0 %, та відповідно забезпечує вогнезахист деревини. Результати визначення втрати маси зразка під час впливу води вказують на неоднозначний вплив природи захисту на вимивання. Зокрема, це передбачає наявність даних, достатніх для якісного проведення процесу гальмування дифузії вологи та виявлення на його основі моменту часу, з якого починається падіння ефективності покриття. Експериментальними дослідженнями підтверджено, що зразок вогнезахищеної деревини після експозиції води протягом 30 діб витримав вплив теплового потоку. Зокрема втрата маси деревини після температурного впливу становила менше 6 %, а температура димових газів не перевищила 185 °С. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів вогнезахисту деревини шляхом застосування полімерних покриттів, здатних утворювати на поверхні вогнезахищеного матеріалу захисний шар, який гальмує швидкість вимивання антипірені

Встановлення закономірностей масопереносу при дії води на гідрофобне покриття вогнезахищеного елемента намету

This paper reports an analysis of the flame retardants for fabrics that has revealed the fact that the meagerness of data to explain and describe the process of fire protection, specifically the neglect of elastic coatings, leads to that the structures made from fabrics are ignited under the influence of a flame. Devising reliable methods to study the fire protection conditions for fabrics results in the design of new types of fireproof materials. Therefore, there is a need to determine the conditions for the formation of a barrier for water mass transport and to establish a mechanism for slowing down water penetration through the material. In this regard, an estimation-experimental method has been constructed for determining mass transfer under the action of water when using a hydrophobic coating, which makes it possible to assess water penetration. Based on the experimental data and theoretical dependences, the intensity of mass flow under the action of water has been determined, which is 0.000177 kg/m2, which ensures fabric resistance. The study results have proven that the process of waterproofing the fabric involves inhibition of the mass transfer process under the action of water by insulating the surface of the fireproof fabric with a hydrophobic coating. It should be noted that the presence of a hydrophobic coating leads to blocking the fabric surface from moisture penetration. Such a mechanism behind the effect of the hydrophobic coating is likely the factor in adjusting the process through which the integrity of an object is preserved. Thus, the sample of fireproof fabric coated with a water repellent demonstrated, after exposure to water, that the amount of water absorbed did not exceed 0.00012 kg, and, for a fabric without a water repellent, was 0.01 kg. Thus, there is reason to assert the possibility of targeted adjustment of the processes related to water penetration of the fabric by using hydrophobic coatings that could form a protective layer on the surface of the material, which inhibits the rate of water penetration.Проведен анализ огнезащитных материалов для тканей и установлено, что скудность данных для объяснения и описания процесса огнезащиты, пренебрежение эластичных покрытий, приводит к возгоранию конструкций из тканей под действием пламени. Разработка надежных методов исследования условий огнезащиты тканей приводит к созданию новых типов огнезащитных материалов. Поэтому возникает необходимость определения условий образования барьера для массопереноса воды и установления механизма торможения водопроникнгення через материал. В связи с этим разработаны расчетно-экспериментальный метод определения массопереноса под действием воды при применении гидрофобного покрытия, позволяющий оценить водопроникновения. По экспериментальным данным и теоретическими зависимостями рассчитан интенсивность потока массы при воздействии воды, который составляет 0,000177 кг/м2, что соответственно обеспечивает устойчивость ткани. В результате исследований доказано, что процесс водоизолювання ткани заключается в торможении процесса массопереноса при воздействии воды путем изолирования поверхности огнезащищенной ткани гидрофобным покрытием. Следует отметить, что присутствие гидрофобного покрытия приводит к закупорке поверхности ткани от проникновения влаги. Очевидно, такой механизм влияния гидрофобного покрытия является тем фактором регулирования процесса, благодаря которому сохраняется целостность объекта. Так, образец огнезащищенной ткани покрытий гидрофобизатором, после экспозиции воды, показал количество поглощенной воды не более 0,00012 кг, а для ткани без гидрофобизатора поглощение составило 0,01 кг. Таким образом, есть основания утверждать о возможности направленного регулирования процессов водопроникновения ткани путем применения гидрофобных покрытий, способных образовывать на поверхности материала защитный слой, который тормозит скорость водопроникненняПроведено аналіз вогнезахисних матеріалів для тканин і встановлено, що мізерність даних для пояснення і опису процесу вогнезахисту, нехтування еластичних покриттів, призводить до загорання конструкцій з тканин під дією полум’я. Розробка надійних методів дослідження умов вогнезахисту тканин призводить до створення нових типів вогнезахисних матеріалів. Тому виникає необхідність визначення умов утворення бар'єру для масопереносу води і встановлення механізму гальмування водопроникнення через матеріал. У зв’язку з цим розроблено розрахунково-експериментальний метод визначення масопереносу під дією води при застосуванні гідрофобного покриття, що дозволяє оцінити водопроникнення. За експериментальними даними та теоретичними залежностями розраховано інтенсивність потоку маси при дії води, який становить 0,000177 кг/м2, що відповідно забезпечує стійкість тканини. У результаті досліджень доведено, що процес водоізолювання тканини полягає в гальмуванні процесу масопереносу при дії води шляхом ізолювання поверхні вогнезахищеної тканини гідрофобним покриттям. Слід зазначити, що присутність гідрофобного покриття призводить до закупорки поверхні тканини від проникнення вологи. Вочевидь такий механізм впливу гідрофобного покриття є тим фактором регулювання процесу, завдяки якому зберігається цілісність об’єкту. Так, зразок вогнезахищеної тканини покритий гідрофобізатором після експозиції води показав кількість поглинутої води не перевищила 0,00012 кг, а для тканини без гідрофобізатора становило 0,01 кг. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів водопроникнення тканини шляхом застосування гідрофобних покриттів, здатних утворювати на поверхні матеріалу захисний шар, який гальмує швидкість водопроникненн

A crowdsourced global data set for validating built-up surface layers

Several global high-resolution built-up surface products have emerged over the last five years, taking full advantage of open sources of satellite data such as Landsat and Sentinel. However, these data sets require validation that is independent of the producers of these products. To fill this gap, we designed a validation sample set of 50 K locations using a stratified sampling approach independent of any existing global built-up surface products. We launched a crowdsourcing campaign using Geo-Wiki (https://www.geo-wiki.org/) to visually interpret this sample set for built-up surfaces using very high-resolution satellite images as a source of reference data for labelling the samples, with a minimum of five validations per sample location. Data were collected for 10 m sub-pixels in an 80 × 80 m grid to allow for geo-registration errors as well as the application of different validation modes including exact pixel matching to majority or percentage agreement. The data set presented in this paper is suitable for the validation and inter-comparison of multiple products of built-up areas

Global forest management data for 2015 at a 100 m resolution

Spatially explicit information on forest management at a global scale is critical for understanding the status of forests, for planning sustainable forest management and restoration, and conservation activities. Here, we produce the first reference data set and a prototype of a globally consistent forest management map with high spatial detail on the most prevalent forest management classes such as intact forests, managed forests with natural regeneration, planted forests, plantation forest (rotation up to 15 years), oil palm plantations, and agroforestry. We developed the reference dataset of 226 K unique locations through a series of expert and crowdsourcing campaigns using Geo-Wiki (https://www.geo-wiki.org/). We then combined the reference samples with time series from PROBA-V satellite imagery to create a global wall-to-wall map of forest management at a 100 m resolution for the year 2015, with forest management class accuracies ranging from 58% to 80%. The reference data set and the map present the status of forest ecosystems and can be used for investigating the value of forests for species, ecosystems and their services

Встановлення закономірностей застосування азоту для пожежної безпеки зерносховищ соняшника

The issue of using nitrogen to eliminate fires in granaries is related to ventilating the grain mass with nitrogen while it is necessary to take into consideration the change in gas concentration. Therefore, the object of this research was the value of the minimum concentration of nitrogen to eliminate the combustion of sunflower grain. It has been proven that in the process of thermal destruction of sunflower grain, the composition of gaseous products of thermal destruction of sunflower grain contains more than 70 % of combustible gases. Namely: carbon monoxide, over 51 %; hydrogen, about 5.7 %; and hydrocarbons with a total concentration of 13.72 %, which provide fire hazardous properties of organic material. Therefore, it should be noted that the release of the amount of combustible gases during pyrolysis requires a reduction in the amount of oxygen in the gas-air environment to eliminate fire sites. Obviously, such a mechanism for the decomposition of sunflower grain during pyrolysis is a factor in regulating the extinguishing process, due to which the amount of nitrogen to eliminate combustion increases. Comparison of experimental studies on the composition of gaseous products of thermal destruction of sunflower grain and studies to determine the minimum fire extinguishing concentration of nitrogen, at which combustion was stopped, made it possible to justify the use of nitrogen.  Based on the study's results on the elimination with nitrogen of fire sites of sunflower grain, the values of the minimum fire extinguishing concentration were revealed at extinguishing, about 33.7 % by volume. At the same time, terminating the combustion of sunflower grain occurs with a decrease in the concentration of oxygen in the gas-air environment of about 14 %. The practical significance is the fact that the results obtained for determining the minimum fire extinguishing concentration of nitrogen make it possible to establish operating conditions for granaries when eliminating fire sitesПроблема застосування азоту для ліквідації осередків пожежі у зерносховищах полягає в вентилюванні зернової маси азотом, але необхідно врахувати зміну концентрації газу. Тому об’єктом досліджень було значення  мінімальної концентрації азоту для ліквідації горіння зерна соняшника. Доведено, що в процесі термічної деструкції зерна соняшника склад газоподібних продуктів термічної деструкції зерна соняшника вміщує понад 70 % горючих газів. А саме: оксиду вуглецю понад 51 % водню близько 5,7 % і вуглеводнів, сумарною концентрацією 13,72 %, які забезпечують пожежонебезпечні властивості органічного матеріалу. Тому слід врахувати, що виділення кількості горючих газів при піролізі потребує зниження кількості кисню в газоповітряному середовищі для ліквідації осередків пожежі. Вочевидь такий механізм розкладу зерна соняшника при піролізі є фактором регулювання процесу гасіння, завдяки якому кількість азоту для ліквідації горіння підвищується. Зіставлення експериментальних досліджень зі складу газоподібних продуктів термічної деструкції зерна соняшника та досліджень з визначення визначень мінімальної вогнегасної концентрації азоту, за якої припинялось горіння дають можливість обґрунтувати застосування азоту. На основі одержаних результатів досліджень щодо ліквідації азотом осередків пожежі зерна соняшника виявлені значення мінімальної вогнегасної концентрації коли відбувається гасіння вогнища близько 33,7 об. %. При цьому припинення горіння зерна соняшника відбувається при зниженні концентрації кисню в газоповітряному середовищі близько 14 %. Практична цінність полягає у тому, що отримані результати визначення мінімальної вогнегасної концентрації азоту, уможливлюють встановити умови експлуатації зерносховищ при ліквідації осередків пожеж

Встановлення закономірностей зниження пожежонебезпечних властивостей деревини при вогнезахисті двохкомпонентним інтумесцентним лаком

This paper reports the analysis of compositions for fire protection of wood that established that there are not enough data to explain and describe the process of fire protection and, accordingly, the fire-hazardous properties of wood, in order to protect people. The development and research of a set of properties of fire-resistant materials leads to the design of new types of such materials. The object of this study was a fire-protective two-component intumescent varnish for wood. The essence of the research is to determine the indicators of fire danger of wood, fire-protected by coatings, and the impact exerted on them by the formed heat-insulating layer of coke, making it possible to justify the effectiveness of the fire-retardant coating under the influence of temperature. The volume of fire-retardant and hydrophobic coating has been optimized, which ensures the lowest value of loss of mass by fire-protected wood during thermal action. Its lowest value was determined when using flame retardant in the volume of 589 g/m2 and a hydrophobic agent in the volume of 54 g/m2. When determining the combustibility of fire-resistant wood, it was established that the temperature of flue gases during tests was no more than 103 °C, the length of damage to the sample did not exceed 143 mm. At the same time, the weight loss did not exceed 19 g, and the independent burning of wood did not exceed 23 s. In addition, the wood withstood the surface effect of a heat flow of 35 kW/m2, while surface combustion did not occur, and the value of the coefficient of smoke formation was 432 m2/kg during the smoldering of the fire-proof sample. Unlike wood protection with fire-retardant swelling paint, the fireproof wood with two-component varnish, does not change color and refers to low combustibility materials; it is hard to ignite, dose not spread the flame by surface, with moderate smoke-forming ability. The practical significance is the fact that a certificate of conformity was issued based on the reported results. Thus, there are grounds to assert the possibility of directed adjustment of wood fire protection processes by using coatings that can form a protective layer on the surface of the materialПроведено аналіз композицій для вогнезахисту деревини і встановлено, що недостатньо даних для пояснення і опису процесу вогнезахисту та відповідно пожежонебезпечних властивостей деревини, необхідність яких направлена на охорону людей. Розробка та дослідження комплексу властивостей вогнезахищених матеріалів призводить до створення нових типів таких матеріалів. Об'єктом дослідження був вогнезахистний двохкомпонентний інтумесцентний лак для деревини. Суть проведених досліджень полягає у визначені показників пожежної небезпеки деревини, вогнезахищеної покриттями та вплив на них утворенного теплоізолюючого шару коксу, що дозволяють обґрунтувати ефективність вогнезахисного покриття при впливі температури. Проведено оптимізацію кількості вогнезахисного та гідрофобного покриття, що забезпечує найменше значення втрати маси вогнезахищеної деревини при термічній дії. Встановлено її найменше значення при використанні антипірену у кількості 589 г/м2 та гідрофобізатора у кількості 54 г/м2. Під час визначення горючості вогнезахищеної деревини встановлено, що температура димових газів при випробуваннях склала не більше 103 °С, довжина пошкодження зразка не перевищила 143 мм. При цьому втрата маси не перевищила 19 г, а самостійне горіння деревини не перевищило 23 с. Окрім того деревина витримала поверхневу дію теплового потоку у 35 кВт/м2, при цьому поверхневе горіння не відбулося, а значення коефіцієнта димоутворення склало при тлінні вогнезахищеного зразка 432 м2/кг. На відміну від захисту деревини вогнезахисною спучуючою фарбою, деревина, вогнезахищена двокомпонентним лаком, не змінює колір та відноситься до матеріалів низької горючості, є важко займистим, що не поширює полум’я поверхнею, з помірною димоутворювальною здатністю. Практичне значення полягає в тому що, за отриманими результатами було видано сертифікат відповідності. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів вогнезахисту деревини шляхом застосування покриттів, здатних утворювати на поверхні матеріалу захисний ша

Regularities in the Washing Out of Water-soluble Phosphorus-ammonium Salts From the Fire-protective Coatings of Timber Through A Polyurethane Shell

The analysis of fire-protective materials for wooden building structures was carried out and the need to develop reliable methods for studying the process of washing out fire retardants from the surface of the building structure, which is necessary for the creation of new types of fire-protective materials, was established. That is why there arises a need to determine the conditions for the formation of a barrier for washing out and to establish a mechanism for inhibition of moisture transmission to the material. In this regard, a mathematical model was built of washing out fire retardants using a polymeric shell made of organic material as a coating, which makes it possible to estimate the effectiveness of a polymer shell by the amount of the washed-out fire retardant. According to the experimental data and theoretical dependences, the dynamics of the release of fire retardants from the fire-protective layer of the coating was calculated; it did not exceed 1.0 %, and therefore, ensures fire protection of timber. The results of determining the weight loss of the sample under the influence of water indicate the ambiguous impact of the nature of protection on the washout. In particular, this implies the availability of data sufficient for performing a high-quality process of moisture diffusion inhibition and, based on it, detection of the moment, from which a decrease in efficiency of a coating begins. The experimental studies proved that a sample of fire-protected timber after exposure to water for 30 days withstood the influence of a heat flow. In particular, the loss of timber weight after the temperature exposure was less than 6 %, and the temperature of flue gases did not exceed 185 °C. Thus, there is a reason to assert the possibility of directed control of the processes of fire protection of timber through the use of polymer coatings capable of forming a protective layer on the surface of fire-protected material, which inhibits the rate of washing out the fire retardant

Establishing Patterns of Mass Transfer Under the Action of Water on the Hydrophobic Coating of the Fire-retardant Element of A Tent

This paper reports an analysis of the flame retardants for fabrics that has revealed the fact that the meagerness of data to explain and describe the process of fire protection, specifically the neglect of elastic coatings, leads to that the structures made from fabrics are ignited under the influence of a flame. Devising reliable methods to study the fire protection conditions for fabrics results in the design of new types of fireproof materials. Therefore, there is a need to determine the conditions for the formation of a barrier for water mass transport and to establish a mechanism for slowing down water penetration through the material. In this regard, an estimation-experimental method has been constructed for determining mass transfer under the action of water when using a hydrophobic coating, which makes it possible to assess water penetration. Based on the experimental data and theoretical dependences, the intensity of mass flow under the action of water has been determined, which is 0.000177 kg/m2, which ensures fabric resistance. The study results have proven that the process of waterproofing the fabric involves inhibition of the mass transfer process under the action of water by insulating the surface of the fireproof fabric with a hydrophobic coating. It should be noted that the presence of a hydrophobic coating leads to blocking the fabric surface from moisture penetration. Such a mechanism behind the effect of the hydrophobic coating is likely the factor in adjusting the process through which the integrity of an object is preserved. Thus, the sample of fireproof fabric coated with a water repellent demonstrated, after exposure to water, that the amount of water absorbed did not exceed 0.00012 kg, and, for a fabric without a water repellent, was 0.01 kg. Thus, there is reason to assert the possibility of targeted adjustment of the processes related to water penetration of the fabric by using hydrophobic coatings that could form a protective layer on the surface of the material, which inhibits the rate of water penetration