تأثیر مثبط الحریق على أداء الإحتراق للأخشاب المضغوطة المنتجة من المخلفات الزراعیة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

مدرس بقسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة الزقازیق، مصر.

المستخلص

تعتبر العملیات الصناعیة المستخدمة حالیاً لصناعة الأخشاب من الأسالیب المتقدمة تکنولوجیًا للإستفادة من مخلفات المحاصیل الزراعیة أو إعادة تدویرها وبالتالی تلعب دوراً کبیراً فی زیادة الدخل القومی بالإضافة إلى تأثیرها الإیجابی فی المحافظة على البیئة من التلوث خصوصاً فی الدول النامیة لما یتبع فیها من أسالیب غیر سلیمة للتخلص من المخلفات. ونظرًا لإتساع الرقعة الزراعیة فی مصر وزیادة کمیة المخلفات الزراعیة التی تقدر بحوالی ٥,٤٣ ملیون طن سنویًا، فقد ظهرت أهمیة الإستفادة من کمیات المخلفات الناتجة فی زیادة قیمة العائد الاقتصادی والبیئی.
وبما أن أحد المحددات الرئیسیة لاستخدام الألواح الخشبیة فی التطبیقات الصناعیة هو قابلیتها للاشتعال، وحیث أنه دائمًا ما یرتبط استخدام الأخشاب بمتطلبات السلامة واللوائح المتعلقة بخصائص إشعالها وإطلاقها، لذا فقد کان الاختیار الدقیق لنوع ونسبة المادة المقاومة للحریق والمستخدمة أثناء عملیة تصنیع الألواح الخشبیة (الحبیبیة) أثر کبیر فی التغلب على هذه الظاهرة.
ولذا فقد أجریت هذه الدراسة بهدف دراسة إمکانیة تطبیق مثبطات اللهب لمقاومة الحریق وتحسین سلوک الخشب ضد الحریق ودراسة تأثیرها على أداء الحرائق أثناء عملیة إنتاج ألواح الخشب الحبیبیة المقاومة للحریق من المخلفات الزراعیة. ولتحقیق هذه الدراسة تم إجراء مجموعة من التجارب لاختبار ألواح الخشب المصنعة تحت عوامل تشغیل مختلفة:

نوعان مختلفان من المخلفات الزراعیة (حطب الذرة – قشور الفول السودانی).
أربع قیم مختلفة لسُمک ألواح الخشب وهی (١٠ ، ١٤  ،  ١٨  ،  ٢٢ مم).
أربع قیم مختلفة لنسبة المادة المقاومة للحریق وهی (  ٤ ، ٨  ، ١٢ ، ١٦ ٪).  

وقد تم تقییم المعاملات السابقة أخذاً فی الاعتبار کلاً من وقت الإشتعال، عمق الحرق، نسبة الحرق، معدل الحرق. وقد أظهرت النتائج التجریبیة أن مرحلة دمج الإضافات أثناء عملیة التصنیع أدى إلى تحسین بعض خواص الأداء الخاصة بها من حیث الاستقرار بشکل أکبر على مناطق الحریق وبالتالی زیادة مقاومة الألواح المصنعة للحریق.
 کما أن عملیة مقاومة الحریق ترتبط  بالفترة الزمنیة التی یقاوم خلالها المنتج مرور اللهب دون اشتعاله بالإضافة إلى عزله ضد الارتفاع المفرط فی درجات الحرارة.
وقد أظهرت النتائج التجریبیة أن الحدود المثلى لخواص الحریق تحت ظروف استخدام ألواح الخشب بسمک ٢٢ مم واستخدام نسبة ١٦٪ من المادة المقاومة للحریق کانت کالتالی : وقت الإشتعال (٢٤٥ و ٢٢٠ دقیقة) وعمق الحرق (٦٨,٢ و ٨٠,٣ مم) ونسبة الحرق (٥٦,٧ و ١١,١٠ ٪) و معدل الحرق (٦٦,٠ و ٠٤,١ مم/ساعة) للألواح الحبیبیة المقاومة للحریق والمنتجة من حطب الذرة وقشور الفول السودانی على الترتیب.

الموضوعات الرئيسية


Ayrilmis, N., Z. Candan, and R. White (2007). Physical mechanical and fire properties of oriented strandboard with fire retardant treated veneers. Holz Roh - Werkst 65: 449–458.
Basson, G. R., and W.E. Conradie (2001). Preservative and fire-retardant composition and combination and process. United States Patent # 6319431.
Canadian Wood Council (2014). 400-99 Bank Street, Ottawa K1P 6B9 September 2014.
Garay, R. M. (2012). Lab testing for p3 moisture resistant particleboards made from wood residues. BioResources 7 (3): 3093–3103.
Güler, C., and Ü. Büyüksarı (2011). Effect of production parameters on the physical and mechanical properties of particleboards made from peanut (Arachis hypogaea L.) hull. BioResources 6 (4): 5027-5036.
Gűler, C., I.S. Halil, and Y. Sevcan (2016). The potential for using corn stalks as a raw material for production particleboard with industrial wood chips. Wood Research 61 (2): 299– 306.
Harada, T. (1996). Charring of wood with thermal radiation: II. Charring rate calculated from mass loss rate. Mokuzai Gakkaishi 42: 194–201.
Harada, T., U. Saburou, and M. Hideaki (2006). Fire resistance of thick wood-based boards. Journal of Wood Science 52: 544–551.
Hume,  J.  (1992). Assessing the fire performance characteristics of GRP composites. In: International conference on materials and design against fire. London, pp.: 11–15.
Karastergiou, P.S., and J.L. Philippou (2000). Thermogravimetric analysis of fire retardant treated particleboards. Wood and Fire Safety: 385-394.
Khozeini, A., T. Tabarsa, and M. Mashkour (2014). A novel method for manufacturing of wood flour/PP composites with better fire retardancy and mechanical properties. International Journal of Lignocellulosic Products 1 (2): 121-133.
Mikkola, E. (1991). Charring of wood based materials. Proceedings of the third international symposium on fire safety science (Edinburgh), Elsevier Science Publishers: Oxford: 547–556.
Mouritz, A.P., and A.G. Gibson (2006). Fire properties of polymer composite material. Springer, Berlin, pp.: 59–101, Chap 3.
National Building Code of Canada (2010). National Research Council, Ottawa. 
Okai, R., O.A. Emmanuel, J.M. Stephen, and K.D. Raphael (2015). Production of Wood Products from Particleboards Manufactured from Agricultural Residues. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering 5 (9): 30– 38.
Pedieu, R., K. Ahmed, R. Bernard, W.  Xia-Ming, and D. James (2012). Fire-retardant properties of wood particleboards treated with boric acid. European Journal of Wood and Wood Products 70: 191-197.
Reham, S. A. (2017). Recycling of agricultural residues for producing high quality pressed wood. Ph.D. Thesis, Faculty of Agriculture, Zagazig University, Egypt.
Rowell, R.M., and S.L. LeVan-Green (2005). Thermal properties in: Rowell RM (ed) Handbook of wood chemistry and wood composites. Boca Raton, London, New York, Washington, DC, pp.: 121–138, Chap 6.