В Пермском Политехе разработали огнезащитное покрытие для деревянных конструкций
Ученые ПНИПУ разработали экологичный и безопасный для человека антипиральный состав, сравнили его с антипиреном, представленным на розничном рынке, и разработали методику нанесения его на деревянные конструкции.
Деревянные конструкции активно применяются в строительстве. Из дерева изготавливают перекрытия, стены, декоративные покрытия. Его применение имеет свои преимущества и недостатки. Например, древесина меньше весит по сравнению с бетоном или камнем и легко обрабатывается. Но деревянные конструкции обладают высокой горючестью, поэтому для их эффективного и безопасного использования важно уделять большое внимание противопожарной защите.
Неверно выбранный состав или технология применения могут причинить вред жизни и здоровью людей или привести к материальному ущербу. Для предупреждения возгораний можно использовать эффективные, недорогие и экологичные огнезащитные материалы – антипирены. При этом важно изучить еще и методы их нанесения. Технология, которая подойдет для одного вида древесных конструкций, не будет эффективна для другого. Поэтому разработка состава и подбор технологии его нанесения является актуальной задачей.
Самый эффективный способ огнезащиты деревянных конструкций – модифицирование дерева с помощью покрытия материалами, которые предотвращают нагрев. Суть действия антипиренов состоит в том, что при достижении определенной концентрации внутри детали, они препятствуют горению. Этот эффект основывается на плавлении веществ, которые образуют на поверхности пленку. Из-за этого в конструкцию не попадает кислород, а тепло уходит на плавление антипирена.
Сам состав разлагается при нагревании и выделяет негорючие вещества. Степень защищенности дерева определяется величиной поглощения антипирена и глубиной его проникновения. На это влияют многие факторы, такие как влажность древесины, ее вид, пропитываемая часть (ядро, заболонь), особенности строения. Составы, которые используются для пропитки сейчас, ограничены в своих свойствах и длительности действия.
Ученые ПНИПУ разработали экологичный, дешевый и эффективный состав пропитки и испытали его на образцах из ели. Для этого политехники смешали клей ПВА, пятипроцентный раствор канифоли в дибутилфталате и жидкое стекло. Клей использовали в качестве пленкообразователя для защиты от влаги, раствор канифоли необходим для улучшения проникаемости состава и сцепления с поверхностью, а жидкое стекло увеличивает время сопротивления горению.
«Полученный состав мы наносили кистью на поверхность дерева в один слой, затем сушили в течение 24 часов. Часть образцов выдерживалась при температуре около 23⁰С, а часть – до 50⁰С. Далее обработанные элементы испытывали – обжигали газовой горелкой в течение минуты. Во время проведения испытания было видно, что готовый материал образует на поверхности защитное покрытие, которое рассеивает пламя. Образец не горел, лишь немного покрылся нагаром», – рассказывает резидент бизнес-инкубатора «Динамика роста» ПНИПУ, магистр кафедры механики композиционных материалов и конструкций ПНИПУ Никита Пахоруков.
Далее ученые ПНИПУ провели дополнительные испытания при различных пропорциях компонентов в пропитке. В результате политехники выбрали наилучшее соотношение, которое позволило добиться подходящей плотности и при этом обеспечило огнезащитные свойства обрабатываемого материала.
Чтобы подтвердить эффективность нового состава, был взят покупной огнезащитный пропиточный состав Неомид. Он имеет хорошую проникающую способность и за счет своей меньшей плотности лучше подходит для сравнения режимов пропитки. Действие обоих составов схоже – при контакте с огнем защитный слой антипирена вспучивается, образуя огнестойкий теплоизоляционный слой, перекрывающий доступ кислорода к поверхности и не дающий древесине достигнуть температуры воспламенения.
«Мы пропитали образцы двумя составами при разных условиях: высокая температура, ультразвуковое воздействие, увеличение времени пропитки. Выяснилось, что ультразвук улучшает огнезащитные свойства древесины с новым составом примерно на 30 процентов по сравнению с выдержкой в горячей ванне, и на 50 процентов – при комнатной температуре.
Использовать Неомид для пропитки древесины экономически выгоднее только при комнатной температуре около 23⁰C и не дольше часа. В итоге мы получили пропитку, которая не уступает привычному составу. По данным из экспериментов мы выяснили, что эффективнее всего проводить обработку в ультразвуковой ванне при начальной температуре 20⁰С -25⁰С в течение часа», – объясняет исполняющий обязанности заведующего кафедрой, доцент кафедры механики композиционных материалов и конструкций ПНИПУ Павел Писарев.
Ученые ПНИПУ разработали экологичный и безопасный для человека антипиральный состав. В перспективе планируется использовать его не только для дерева, но и для иных композиционных материалов. Кроме совершенствования состава и технологии его нанесения в дальнейшем планируется проведение испытаний на морозостойкость, устойчивость к ультрафиолетовому и механическому воздействию.
Это разработка Бизнес-инкубатора «Динамика роста» и магистерская работа одного из соавторов. Целью Бизнес-инкубатора «Динамика роста» является содействие развитию инновационной экосистемы ПНИПУ созданием благоприятных условий и вовлечением обучающихся и сотрудников в реализацию стартап-проектов, стимулированием разработки перспективных технологий, повышением престижа науки и образования.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно