Wood-geopolymer composites for enhancement of construction's reaction to fire | Koksnes un geopolimēru kompozīti konstrukciju ugunsreakcijas uzlabošanai

English. Wood and wood composites are widely used as construction materials. Wood as any organic product is combustible. Fire safety has significant importance in economics and civil life. Mostly deaths in case of fire are caused by smoke and heat. Substances used in fire protectors are water soluble and suspected to leaching and are harmless to environment at the end phase of service as waste. Geo-polymers are polymers formed from mineral substances under mild conditions and are mechanically and thermal stable up to 800 ºC. They could be formed from clay or volcanic minerals by reaction with alkali. They are used to substitute concrete or for production of mineral goods. Objective of present paper is to create wood particles and geo-polymer composite (WGPC) compositions and to investigate their reaction to fire and water resistance. Compositions of the WGPC are created on the base of scientific and patent literature studies. The simplex method is used for the experiments design. The ratios of silicon against aluminium, wood as moulding shavings against sum of mineral substances as well as ratio of sodium silicate in the WGPC were varied in the experimental design with objective to get the best composition. The compositions of WGPC with rations of silicon against aluminium (Si/Al) from 14.4 to 20.2, wood against minerals (W/M) from 0.64 to 0.73, and ratio of sodium silicate (NaSi) form 0.43 to 0.52 were investigated. The WGPC samples with dimensions were prepared and tested in conic calorimeter with 50 kW mE-2 heat flux and 1200 seconds exposition. The reaction to fire of conditioned samples according LVS EN 13823:2010 was evaluated using: total heat release (THR) (MJ mE-2), average specific mass los rate (MLR) (g sE-1 mE-2), heat release rate (HRR) (kW mE-2), maximal average rate of heat emission (MAHRE) (kW mE-2), effective heat of combustion (EHC) (MJ kgE-1), and carbon dioxide yield, (kg kgE-1).

Latvian. Saskaņā ar Valsts pētījumu programmas „Vietējo resursu (zemes dzīļu, meža, pārtikas un transporta) ilgtspējīga izmantošana – jauni produkti un tehnoloģijas”, apakšprojekta Nr. 3 „Jauni tehnoloģiskie risinājumi inovatīvai augstākās pievienotās vērtības koksnes materiālu un produktu attīstībai” uzdevumu Nr. 2 „Pētījumi par koksnes kompozītmateriālu ugunsdrošības paaugstināšanas iespējām” veikti plātījumi ar mērķi uzlabot koksnes un citu materiālu konstrukciju ugunsreakciju. Pamatojoties uz literatūras analīzi, tika sastādīti koksnes geopolimēru kompozītu (KGPK) sastāvi ar dažādām silīcija un alumīnija, koksnes un minerālvielu satura attiecībām, kā arī dažādu nātrija silikāta šķīduma daļu kompozītā. Pētīta no šiem kompozītu sastāviem izgatavoto paraugu ugunsreakcija koniskā kalorimetrā. Sastāvu ugunsreakcija uzskatām par atbilstošu EN A2 ugunsreakcijas klasei, kā materiāls, kas pakļauts uguns iedarbībai, nelielā daudzumā izdala dūmus, vispārējas uzliesmošanas gadījumā nerada uguns slodzi un neveicina ugunsgrēka attīstību. KGPK izmantojami konstrukciju aizsardzībai pret uguni. Veiktas KGPK hidrotermiskās pārbaudes ar mērcēšanu destilētā un vārīšanu destilētā ūdenī, lai pārbaudītu to noturību pret atmosfēras iedarbību, izmantojot ārpus telpām. KGPK var uzskatīt par ilgstoši noturīgu, un tas izmantojams fasāžu apdarē.