《木材的基本结构》PPT课件.ppt

《《木材的基本结构》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章木材的基本结构和性质木材——高强度纤维生物复合材料木材是一种通过树木自身生长以生物方式“制成”的材料。因此，可以看出它是一种高质量的纤维复合材料。2.1木材的结构2.1.1木材的宏观结构2.1.2木材的微观结构2.2木材的物理性质2.2.1木材的密度2.2.2木材中的水分2.2.3木材的热学性质木材的耐火性在加热情况下，木材加热到180℃左右，就有一氧化碳CO（27.88%）、氢H2（4.21%）、甲烷CH4（11.36%）、乙烷C2H6（3.09%）和乙烯C2H4（3.72%）等可燃性气体释放出

2、；此外还有不燃性气体二氧化碳CO2（50.74%）释出。此时若将木材靠近火焰口，这些气体就能产生瞬间火焰，但这种火焰不能持续，因为木材在此阶段中是吸热反应，此点温度称之为引火点温度。250℃～290℃时，木材开始产生放热反应，分解出更多易燃性气体，气体能产生持续的火苗，但仍不是木材本身的燃烧。把产生这种火苗的燃烧状态叫无火苗着火，把这一温度称着火点温度。350℃～450℃时，木材能自动着火，把这一温度叫做发火点温度。木材的燃烧与木材的导热性、密度、内含物等因素有关，与木材的形状、断面积、表面平滑度和含水

3、率等因素也有关。大断面的木材耐火性能，与木材固有的物理性质有关：①高比热容材料达到着火点时需较多能量；②多孔性材料热传导率低，对炭化和火焰的贯通抵抗力强；③不产生金属材料所具有的变形；⑤表面易形成炭化层，由此阻止氧的供给，同时消耗了大量热量，阻止热的透过；⑥靠木材中水的汽化潜热，阻止材料温度上升等等。某自行车馆为二级耐火等级建筑，地上三层，建筑平面为椭圆形。结构形式为预应力钢筋混凝土框架结构，屋面为钢网壳结构。木质赛道位于该馆二层椭圆形平面的中央，人员集中的观众入口大厅设于该层东西两侧。某自行车馆木质赛

4、道的试验研究本实验主要通过实体火灾试验研究自行车馆木赛道的燃烧特性，包括全尺寸火灾试验和木赛道材料的锥型量热计试验。通过试验得到了木赛道的热释放速率、CO和CO2的产生速率等燃烧特性参数。试验背景获取木赛道燃烧特性参数——燃烧热值、热释放速率、CO、CO2等热分解气体的产生速率等；为该自行车馆的火灾数值模拟、烟气流动预测以及人员安全疏散分析提供边界条件；为确定该自行车馆屋顶钢结构防火措施提供基础数据和依据。试验目的锥形量热计锥形量热计实验－实验设备1）点燃时间本次2组实验的点燃时间见下表。由上表看出，在

5、同一辐射热通量下，木材厚度的增加使得点燃时间延迟。锥形量热计实验－实验过程2）单位面积热释放速率由右图可见，在1#试验开始后70s，木材的燃烧热释放速率出现第一次峰值，为90kW/m2，而后有所下降。在90s时，热释放速率再次增长，并在130s时出现第二次峰值，为118kW/m2。此后热释放速率一直缓慢减小直至实验结束。1＃实验50kW/m2辐射热通量下的热释放速率锥形量热计实验－实验过程2）单位面积热释放速率2＃实验50kW/m2辐射热通量下的热释放速率2#试验的热释放速率变化趋势与1#试验相似，但出

6、现峰值时间及峰值大小有所差别。试验开始后84s，热释放速率出现第一次峰值，为106kW/m2；在196s时出现第二次峰值，为117kW/m2。锥形量热计实验－实验过程在50kW/m2的辐射热通量下，木材不易被引燃。在同一辐射热通量下，木材厚度的增加可使点燃时间延迟。在50kW/m2的辐射热通量下，2个木材试样的总释放热量分别为13.2MJ/m2和23.6MJ/m2，平均有效燃烧热分别为9.1MJ/kg和8.43MJ/kg。在50kW/m2的辐射热通量下，2个木材试样的平均CO2生成率相当。试样厚度的增加

7、会使其平均比减光面积大幅减小。木材点燃后，热释放速率会出现一个由于易燃热解物快速燃烧而产生的峰值。木材的炭化会导致释热速率逐步减小，如木材足够厚，热释放速率将处于一个稳定的状态。对于一定厚度的木材，剩余木材的温度在燃烧结束前会迅速升高，从而产生释热速率的第二个峰值。锥形量热计实验－实验结论木赛道放置在地面上，木赛道内部放置8个0.2m×2.5m×0.12m的油盘，每个油盘注入2.5L正庚烷，见右图。大型量热器实验介绍－实验1木赛道试样放置在脚手架上，脚手架高4.6m。试样内部放置2个0.2m×2.5m×

8、0.12m油盘，每个油盘注入4.0L正庚烷，见右图。木材含水率为15.1%。大型量热器实验介绍－实验3大型量热器实验介绍－实验3火源上方烟气层温度随时间的变化见右图。木赛道燃烧时的烟气最高温度为88℃。烟气温度随时间的变化大型量热器实验介绍－实验1热释放速率随时间的变化，见右图。木赛道试样在正庚烷燃烧完毕后燃烧较平稳，热释放速率在800s左右时达到1.8MW的峰值，1020s后热释放速率开始略有降低。热释放速率随时间的变化大型量热器实验介绍