燃え止まりのメカニズム解明と薬剤を用いない木質系耐火部材の試作

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K14775
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 中村 昇 秋田県立大学, 付置研究所, 教授 (30180384)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 燃え止まり型 / 木質耐火部材 / 薬剤・無機材料を用いない

Outline of Annual Research Achievements

断面寸法105×180mm、長さ900mmのベイマツ集成材を、横に3層、縦に3層積層し、2次接着し、試験体とした。試験体内部の温度は、表面から内部50mm、100mm、150mmの位置に設置した熱電対で測定した。耐火性能試験は、ISO 834に準じて1時間燃焼させた後、そのまま23時間放置して、炉内および試験体内の温度の推移を測定した。外側に最も近い50mmのところでは700℃～850℃にもなっており、完全に燃焼してしまっている。また、最外縁から100mmのところでは、右側で460℃ほどになっており、ここでも燃焼していると推測されるが、左側では190℃くらいしか上昇しておらず、着火もしていないと思われる。それより50mm内側では100℃ほどで、着火温度にも達しておらず、燃え止まっていることが分かる。
次に、中心部材をベイマツ集成材とし、燃え代層にスギ板材を接着した試験体を作成した。燃え代層のスギ板材は、実加工し、2層千鳥になるようにした。1枚の厚さは35mmである。熱電対の位置は、ベイマツ集成材のみの場合と同様に、設置した。時間と温度の関係を見ると、際外縁から50mmの位置では、500℃～600℃にもなっており、完全に燃焼してしまっていることが分かる。しかし、それよりも内側では、190℃くらいしか上昇しておらず、炭化もせず燃え止まっている。
さらに、中心部材にLVL、燃え代層にスギ材を配置した、燃え止まり型木質耐火部材についても、ベイマツ集成材と同様の耐火試験を行った。着火後24時間経過を見ることになっているが、今回は温度の推移を見るため46時間とした。燃え代層の内側では500℃に達し、燃焼してしまっているが、それより50mm内側では、210℃ほどの温度であり、着火温度にも達しておらず、燃え止まっていることも分かる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

木口や側面、裏側に火炎が進入しないようにするため、セラミックウールやケイ酸カルシウム板を慎重に貼ったため、思った以上に試験体作成に時間をかかってしまった。特に、柱の試験体で、裏側に火炎が進入してしまい、試験体の裏側から燃焼してしまった。しかし、梁の試験体については、当初の目的通り、ベイマツ集成材やLVLを用いた試験体で、燃え止まっていることを確認した。

Strategy for Future Research Activity

柱の試験体について、木口や側面、裏側に火炎が進入しないように、セラミックウールやケイ酸カルシウム板の貼り方を工夫し、耐火試験を行う。また、試験対数を増やし、燃え止まる確証を得る。

Causes of Carryover

耐火炉が小さいため、特に奥行きが狭く、試験体の寸法を小さくする必要があった。そのため、木口や側面、裏側に火炎が進入しないように、セラミックウールやケイ酸カルシウム板を慎重に貼るなど、思った以上に試験体作成に時間をかかってしまった。特に、柱の試験体で、裏側に火炎が進入してしまい、試験体の裏側から燃焼してしまった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

特に、柱の試験体について、木口や側面、裏側に火炎が進入しないように、セラミックウールやケイ酸カルシウム板の貼り方を工夫し、耐火試験を行う。材料、熱電対、セラミックウールやケイ酸カルシウム板の購入、耐火試験のガス代に用いる。