Химической реакции, протекающей вследствие нагрева пропитанной древесины

Предохранение древесины от возгорания. Огнезащитные краски и обмазки

Горение представляет собой процесс окисления, при котором продукты разложения древесины, нагретой до температуры воспламенения, вступают во взаимодействие с кислородом воздуха. Температура воспламенения древесины

Огнезащита древесины

Горение древесины сопровождается интенсивным выделением тепла. Начавшись в определенном месте, горение продолжается до тех пор, пока имеется достаточный приток кислорода воздуха и сама теплота сгорания не рассеивается, а идет на прогревание новых участков материала до температуры воспламенения.
Температура воспламенения древесины (момент вспышки горючих газов) различных пород дерева колеблется в сравнительно небольших пределах: 250—300°. Однако длительный нагрев при температуре 120—150° сопровождается медленным и постепенным обугливанием древесины с образованием теплоемкого и самовоспламеняющегося на воздухе угля, что опасно для незащищенных деревянных элементов, подвергающихся нагреванию от печей, дымоходов и т. п.
Воспламеняемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, геометрической формой сечения деревянного элемента, скоростью воздушного потока (тяга), положением элемента в тепловом потоке (вертикальное, горизонтальное) и т. п.
Для нагрева поверхности мокрой древесины до температуры термического разложения необходимо дополнительное количество теплоты на испарение воды. Поэтому такая древесина труднее воспламеняется. Замедляющим фактором является также повышенная теплопроводность мокрой древесины; загоревшийся поверхностный слой ее скорее охлаждается.

огнезащита дерева

Круглые и массивные элементы горят хуже, чем прямоугольные с малыми поперечными сечениями, с острыми ребрами и относительно развитой боковой поверхностью.
Нестроганная поверхность деревянного элемента подобно рыхлой древесине воспламеняется быстрее, чем гладкие поверхности древесины.
При температуре 130—280° в древесине происходят химические процессы, связанные с ее разложением и поглощением тепла, а при дальнейшем повышении температуры (свыше 280°) процесс разложения проходит с выделением тепла. Выделяющиеся при этом горючие газы воспламеняются на воздухе при температуре 400 — 450° и горят светящимся пламенем. Чтобы замедлить процесс разложения древесины, затруднить воспламенение выделяющихся продуктов разложения, устранить пламя и помешать его распространению по поверхности деревянного элемента или конструкции, древесину подвергают огнезащитной обработке. Защищают все открытые поверхности деревянных конструкций, находящихся в зоне возможного воспламенения: стропила, деревянные кровли, полы и потолки междуэтажных перекрытий, настилы чердачных перекрытий, перегородки, лестницы и т. д.
Предохранять древесину от возгорания можно:

  1. конструктивными мерами, когда удаляют деревянные части от источников нагревания, делят сооружения на отсеки, защищенные огнестойкими перегородками из кирпича или бетона,
    гипса, асбеста и т. п.;
  2. теплоизоляционными штукатурками толщиной 10 — 15 мм и более или облицовкой деревянных частей несгораемыми или трудносгораемыми материалами, огнезащитные свойства которых такие же, как и у штукатурки;
  3. пропиткой огнезащитными водорастворимыми составами, окраской огнезащитными красками и теплоизолирующими обмазками.

Механизм огнезащиты.

При химической реакции, протекающей вследствие нагрева пропитанной древесины, происходит разложение огнезащитных солей с выделением сильных кислот — серной, фосфорной, соляной и др. Эти кислоты дегидратируют пропитанную древесину, извлекая кислород и водород, входящие в ее состав. Остающийся углерод не расходуется на образование калорийных газов типа метана и на другие вещества, получающиеся при термическом разложении непромитанной древесины, а идет на образование труднолетучего угля. Последний в силу своей малой теплопроводности эффективно защищает от сильного нагрева последующие необугленные слои древесины.
Таким образом, в результате пропитки огнезащитными растворами солей древесина, подверженная действию огня, медлен но, без пламени, разлагается (тлеет, но не горит); после удалс ния пламени тление прекращается. Огнезащитные краски и обмазки частично задерживают воспламенение древесины. При действии высокой температуры древесина под покровным слоем краски (обмазки) подвергается сухой перегонке, выделяющиеся при этом продукты разложения — горючие газы — выходят наружу, вспучивают и разрывают пленку. Горение газовых струек происходит на значительно удаленном от поверхности древесины расстоянии, что существенно уменьшает подогревающее действие пламени и замедляет скорость горения древесины.

Огнезащитный эффект обмазки, кроме того, может быть объяснен теплоизолирующим действием относительно толстого и теплоемкого покровного слоя, сохраняющегося до момента его отрыва от обуглившейся поверхности древесины.