Manufacturing of quasi-noncombustible plywood on the real line and developing of price competitive self-charring stop type fire resistant wooden materials and joints using this plywood

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40020:Wood science-related
• Research Institution: Okayama University (2020-2021); Akita Prefectural University (2019)
• Principal Investigator: NAKAMURA NOBORU 岡山大学, 環境生命科学学域, 特任教授 (30180384)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板垣 直行 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (00271891) ; 栗本 康司 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (60279510)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 燃え止まり / 耐火部材 / 灰分 / 活性化エネルギー / 炭

Outline of Final Research Achievements

Since wooden structures themselves are combustible, they will not be extinguished even after the combustibles in the building are burned out. This is why wooden fireproof members combined with materials injected with non-combustible chemicals have been developed. But when the building is demolished, these members will be only landfilled because they can’t burn. There are reports of self-extinguishing in 1-hour fire resistance tests using larch and Douglas-fir glulam, but no reports of self-extinguishing in Sugi glulam. Wood contains ash and it acts as a catalyst for the oxidation of wood and charcoal, reducing the activation energy and promoting the oxidation reaction. In other words, combustion might be extinguished for wood with a small amount of ash. For 1-hour fire resistance test using hinoki glulam with a low ash content, the combustion was self-extinguished. And for 2-hour fire resistance test using Douglas-fir glulam, the combustion was almost self-extinguishing.

Free Research Field

木質材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

木質資源の利活用による森林の持続的経営は、地球温暖化防止の脱炭素の切り札である。建築分野での木材利用は住宅が中心であったが、欧州や北米など世界的に中大規模建築への利用が盛んに行われるようになっている。わが国も例外ではないが、最大のハードルが火災である。不燃薬剤を注入した木材などを用いて耐火部材を開発してきたが、それではカスケード利用不可能で、木材が環境に優しいとは言えない。まさに本末転倒である。木材のみで自消できることが望ましく、その糸口が灰分である。さらに、木材中の灰分量を非破壊的に測定できる手法も見出している。また、辺材部から心材部への灰分の移動メカニズムの解明は、樹木学的に重要である。