The elucidation for stopping mechanism of red heat and the trial manufacture of fire-resistance wood based member without chemicals

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14775
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 中村 昇 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 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

Outline of Annual Research Achievements

まず、研究所内の小型炉を用いて、ISO834の標準火熱曲線にしたがう1時間耐火試験を行った。用いた樹種は、高温で赤熱の消えるベイマツである。試験体は、1)ベイマツ集成材のみを用いた梁試験体、2)荷重支持部にスギ集成材を燃え代層にベイマツ集成材を用いた梁試験体である。小型炉なので、2面加熱となる。
1)の試験体の寸法は、せい500mm、幅300mm、長さ700mmである。表面から50mmの位置では、局所的には600℃を超えており、ここまでは赤熱燃焼が進行しているが、その内部では、木材の燃焼温度とされている260℃を下回り、認定試験における24時間以内に燃え止まっていることが分かった。また、2)の試験体については、炭化層は余裕を見て100mmとし、これを燃え代層と見立て、ベイマツ集成材を用いた。荷重支持部の寸法は幅200mm、せい400mmである。その外側に100mmの燃え代層を配置した。熱電対はすべて260℃を下回っており、燃え止まっていることが分かった。これまで同じ小型炉を用いて、高比重のダフリカカラマツLVLのみの試験体や、同LVLにスギ板を組み合わせた試験体について1時間耐火試験を行ってきたが、すべて燃え進んでしまったことを考えると、今回の試験結果は画期的なことと言えるであろう。
これらの試験体が燃え止まることが確認できたので、2番目として、実大材で実証試験を行った。実大材の耐火試験は、小型炉と異なり3面加熱である。せい510mm、幅300mm、長さ5.5mのベイマツ集成材試験体1体に対し、無載荷でISO834の標準加熱曲線に従い1時間加熱後、24時間放置した。外面から50mmの一部が300℃に達している箇所があるが、燃え止まっていることが分かった。脱炉後に炭化層を除去し、観察した結果から、炭化層は側面で70mm、下面で100mmと考えればよいのではないかと考えられた。