Investigation of fire-resistant impregnation for wood

Authors

DOI:

https://doi.org/10.24866/2227-6858/2025-1/130-138

Keywords:

fire-retardant impregnation, thermogravimetry, IR spectra, combustion, wood, thermolysis products

Abstract

To identify the presence of fire protection on wood and to evaluate the fire protection effect of impregnating compositions, it is necessary to conduct natural experiments on thermal destruction of materials sub-jected to fire protection treatment in comparison with native materials. The aim of the study is to investigate the behavior of wooden rafters of attic structures impregnated with a fire protection composition under thermal exposure and the degree of penetration of the impregnation deep into the material. The object of the study was samples of native wood and wood treated with a fire protection impregnation. Samples were taken from the edge of the wood and from 2, 4, 7 cm from the edge of the treated wood from a saw cut of a wooden beam. The objectives of the study were to identify the fire protection effect of impregnation on layers of wooden beams from the edge to the center, and to determine the identification of substances released from wooden structures under thermal influence. The wood studies were carried out using the method of synchronous thermal analysis combined with IR Fourier. It has been proven that wood treated with the composition does exhibit fire-protective properties; when exposed to temperature, impregnated wood emits 2–4 times less heat than native wood. Layer-by-layer analysis of the behavior of wood samples indicates the lowest heat emission of the wood layer located 2 cm from the edge. The low level of penetration of the impregnation into the deep layers of wood has not been confirmed. When burning, mainly harmless components (water and carbon dioxide) are released, with the exception of the deep layers, from which acetic acid and carbon disul-fide vapors are released, which is dangerous for firefighters extinguishing the fire and people who have not managed to evacuate the burning building.

Author Biography

  • Tatyana A. Budykina, The Civil Defence Academy of EMERCOM of Russia

    Doctor of Engineering Sciences, Associate Professor, Professor of Fire Safety Department

References

1. Панев Н.М. Анализ применения огнезащитных композиций древесины и разработка методов контроля: дисс. … канд. техн. наук. Иваново, 2019. 98 с.

2. Солдатов Н.В., Циркина О.Г. Оценка эффективности использования препаратов для снижения пожарной опасности строительных материалов из древесины // Пожарная и аварийная безопасность: сборник материалов XVI Международной научно-практической конференции, посвящённой проведению в Российской Федерации Года науки и технологий в 2021 году и 55-летию учебного заведения. Иваново, 2021. С. 167–170.

3. Анохин Е.А., Полищук Е.Ю., Сивенков А.Б. Применение огнезащитных пропиточных композиций для снижения пожарной опасности деревянных конструкций с различными сроками эксплуатации // Пожаровзрывобезопасность. 2017. Т. 26, № 2. С. 22–35.

4. Никулина Н.С., Никулин С.С. Бромирование 4-винилциклогексена и применение полученного продукта для повышения огнезащитных свойств древесины // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2014. № 3(61). С. 115–117.

5. Петрунина Е.А. Физико-химические свойства коры основных лесообразующих пород Сибири – LARIX SIBIRICA L. И PINUS SYLVESTRIS L: дисс. … канд. хим. наук. Красноярск, 2022.

6. Орликова В.П., Момот Д.И. Газовый анализ продуктов термического разложения древесины // Научный вестник НИИГД Респиратор. 2022. № 2(59). С. 64–72.

7. Петрунина Е.А., Лоскутов С.Р., Рязанова Т.В., Анискина А.А., Пермякова Г.В., Стасова В.В. Сравнительный анализ физико-химических свойств коры лиственницы и сосны: термический анализ и аналитический пиролиз // Сибирский лесной журнал. 2022. № 4. С. 35–49.

8. Кошелева О.Э., Паули И.А., Николаев Н.Ю. Изучение термодеструкции древесины после обработки химическими реагентами // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 2(698). С. 101–108.

9. Решетников А.А., Красновских М.П., Рогожникова (Гарпинич) К.Н., Мокрушин И.Г. Пиролиз обработанной огнезащитными составами древесины погонажных изделий // Вестник Пермского университета. Серия: Химия. 2020. Т. 10, № 3. С. 285–299.

10. Ерёмина Т.Ю. Снижение пожарной опасности строительных конструкций и материалов за счёт применения огнезащитных средств: автореф. дисс. … д-ра техн. наук. Санкт-Петербург, 2006.

11. Лобода Е.Л., Рейно В.В. Применение методов ИК-термографии для исследования природных пожаров и процессов горения // Технологии безопасности жизнедеятельности. 2024. № 5. С. 34–42. DOI: https://doi.org/10.17223/29491665/5/5

12. Покровская Е.Н., Портнов Ф.А., Кобелев А.А., Корольченко Д.А. Дымообразующая способность и токсичность продуктов сгорания древесных материалов при поверхностном модифицировании элементоорганическими соединениями // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22, № 10. С. 40–45.

13. Ющенкова Н.И., Недайвода А.К. Патент 2106183 Способ очистки отходящих газов и установка для его осуществления. Опубликовано 10.03.1998.

14. Принцева М.Ю., Чешко И.Д. Термический анализ и инфракрасная спектроскопия газообразных продуктов термической деструкции в экспертном исследовании антипирированной древесины // Пожарная безопасность. 2014. № 3. С. 96–101.

15. Редькин Н.А. ИК-Фурье спектрометрия и масс-спектрометрия в идентификации органических соединений. Самара: Изд-во Самарского университета, 2019. 92 с.

Downloads

Published

2025-03-31

Issue

Section

Building Materials and Products

How to Cite

1.
Investigation of fire-resistant impregnation for wood. Вестник Инженерной школы ДВФУ [Internet]. 2025 Mar. 31 [cited 2025 Apr. 27];1(1(62):130-8. Available from: https://journals.dvfu.ru/vis/article/view/1592