Розроблення вогнестійких тепло- та звукоізоляційних плит з деревної шерсті

Abstract

The conducted research revealed the possibility to manufacture heat- and soundproofing materials for the arrangement of buildings. Wood fibers, which are produced in the form of flat panels, are the raw materials for their production. The mechanisms for the process of heat- and soundproofing during energy transfer through the material, which enables influencing this process, were established. It was proved that they are related to the porosity of the material. Thus, at a decrease in volume weight of the material, thermal conductivity and sound transmission are reduced, and vice versa. In addition, heat- and soundproofing building materials from wood should meet the following requirements: to have stable thermal insulation and acoustic indicators within the whole operation period and to be fire resistant, not to give off hazardous substances into the environment. Experimental research proved that the material based on wood wool and inorganic binder at the ratio of 1:1 belongs to combustible materials, because there was its smoldering during the temperature exposure. Thus, under thermal exposure for 90 seconds, the sample caught fire, the flame propagated around the first three zones within 41 s. At the same time, an increase in the amount of the binder on inorganic base and application of organic-mineral binder does not lead to the ignition of material, the maximum temperature of flue gases made up around 120 °C and flammability index amounted to 0. This became possible due to the decomposition of fire retardants under the influence of temperature with emitting non-combustible gases, inhibiting the processes of material oxidation and significantly increasing the formation of the heat protective layer of coke on the surface of the material. This leads to inhibition of heat transfer of high-temperature flame to the material. This made it possible to determine the conditions for fire-resistance of the material through the formation of a thermal conductivity barrier. This makes it possible to argue about the relevance of the detected mechanism of formation of properties of the material based on wood wool and inorganic or organic-mineral binder, as well as practical attractiveness of the proposed technological solutions. The latter, in particular, relate to determining the amount of the binder component (the ratio of wood wool to the binder is not less than 1:2), because in small quantities (ratio 1:1), the burning process occurs. Thus, there are the grounds to argue about the possibility of directional regulation of the processes of formation of heat- and soundproofing wood materials through the use of wood wool and the binder. In this case, it was proposed to use the inorganic and organic-mineral coatings as a binder, which can form a fireproofing film at the surface of the material.Проведенными исследованиями установлено возможность изготовления тепло- и звукоизоляционных материалов для обустройства помещений. Сырьем для их производства являются древесные волокна, которые изготавливают в виде плоских плит. Установлены механизмы процесса тепло- и звукоизоляции при передаче энергии через материал, дающий возможность влиять на этот процесс. Доказано, что они связаны с пористостью материала. Так, с уменьшением объемной массы материала, теплопроводность и передача звука уменьшается, и наоборот. Кроме того, тепло-звукоизоляционные строительные материалы из древесины должны удовлетворять следующим требованиям: иметь стабильные теплоизоляционные и акустические показатели в течение всего периода эксплуатации и быть огнестойкими, не выделять в окружающую среду вредных веществ. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что материал на основе древесной шерсти и неорганического вяжущего при соотношении 1:1 относится к горючим материалам, поскольку во время температурного воздействия было зафиксировано тление. Так, при термическом воздействии в течение 90 с образец загорелся, пламя распространилось по первым трем зонам в течение 41 с. Зато, повышение количества вяжущего на неорганической основе и применение органо-минерального вяжущего, не приводит к загоранию материала, максимальная температура дымовых газов составляла около 120 °C, а индекс горючести составил 0. Это стало возможным за счет разложения антипиренов под действием температуры с выделением негорючих газов, тормозящих процессы окисления материала и существенно повышающих образование на поверхности материала теплозащитного слоя кокса. Это приводит к торможению теплопередачи высокотемпературного пламени к материалу. Благодаря этому стало возможным определение условий огнестойкости материала путем образования барьера для теплопроводности. Это позволяет утверждать о соответствии обнаруженного механизма формирования свойств материала на основе древесной шерсти и неорганического или органо-минерального вяжущего, а также практической привлекательности предлагаемых технологических решений. Последние, в частности, касаются определения количества составляющей вяжущего (соотношение древесной шерсти к вяжущему не менее 1:2), поскольку при малых количествах (соотношение 1:1) проходит процесс горения. Таким образом, есть основания утверждать о возможности направленного регулирования процессов формирования древесных тепло- и звукоизоляционных материалов путем использования древесной шерсти и вяжущего. При этом в качестве вяжущего предложено использовать неорганические и органо-минеральные покрытия, которые способны образовывать на поверхности материала огнезащитную пленкуПроведеними дослідженнями встановлено можливості виготовлення тепло- та звукоізоляційних матеріалів для облаштування приміщень. Сировиною для їхнього виробництва є деревні волокна, які виготовляють у виді плоских плит. Встановлено механізми процесу тепло- та звукоізоляції при передаванні енергії через матеріал, що дає можливість впливати на цей процес. Доведено, що вони полягають у зниженні пористості матеріалу. Так, зі зменшенням об'ємної маси матеріалу, теплопровідність і передача звуку зменшується, і навпаки. Крім того, тепло- та звукоізоляційні будівельні матеріали з деревини повинні задовольняти наступним вимогам: мати стабільні теплоізоляційні і акустичні показники протягом усього періоду експлуатації та бути вогнестійкими і не виділяти в навколишнє середовище шкідливих речовин. Експериментальними дослідженнями підтверджено, що матеріал на основі деревної шерсті і неорганічного в’яжучого при співвідношенні 1:1 відноситься до горючих матеріалів, оскільки, під час температурного впливу було зафіксовано його тління. Так, під термічною дією протягом 90 с матеріал зайнявся і полум’я поширилося по першим трьом зонам протягом 41 с. Натомість, підвищення кількості в’яжучого на неорганічній основі та застосування органо-мінерального в’яжучого, не призводить до загорання матеріалу. При цьому максимальна температура димових газів становила близько 120 °C, а індекс горючості складав 0 за рахунок розкладання антипіренів під дією температури з виділенням негорючих газів, які гальмують процеси окиснення матеріалу та суттєво підвищують утворення на поверхні матеріалу теплозахисного шару коксу. Це приводить до гальмування теплопередачі високотемпературного полум’я до матеріалу. Завдяки цьому стало можливим визначення умов вогнестійкості матеріалу шляхом утворення бар'єру для теплопровідності. Це дозволяє стверджувати про відповідність виявленого механізму формування властивостей матеріалу на основі деревної шерсті і неорганічного та органо-мінерального в’яжучого та практичну привабливість запропонованих технологічних рішень. Останні, зокрема, стосуються визначення кількості складової в’яжучого, оскільки при малих кількостях проходить процес горіння. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів формування деревинних тепло- та звукоізоляційних матеріалів шляхом використання деревної шерсті і неорганічного та органо-мінерального в’яжучого, які здатні утворювати на поверхні матеріалу вогнезахисну плівк

    Similar works