楊木刨花板炭化痕跡特征研究

姜學(xué)芳

摘 要：楊木刨花板在炭化的過程中會(huì)呈現(xiàn)不同的特征，我們通過研究楊木刨花板的炭化留下的特征痕跡來(lái)進(jìn)一步研究楊木刨花板的性質(zhì)，對(duì)楊木刨花板有一個(gè)更加清晰的了解。文章采用兩種方法對(duì)楊木刨花板進(jìn)行炭化，一種是明火直接進(jìn)行燃燒，第二種是通過熱輻射的方法使楊木刨花進(jìn)行炭化。這兩方法獲得炭化后的刨花其主要目的是為進(jìn)一步研究刨花板受熱炭化的痕跡特征。

關(guān)鍵詞：刨花板；炭化痕跡；裂紋；火災(zāi)調(diào)查

刨花板的生產(chǎn)主要材料包括楊樹，松樹，樺樹等木材的刨花。由于刨花板的制作材料主要以木材刨花為主因此具有可燃性。木材在燃燒的過程中會(huì)出現(xiàn)炭化現(xiàn)象。由于受到時(shí)間和溫度的不同，木材的炭化痕跡特征也會(huì)發(fā)生不同的改變。文章的作者通過實(shí)驗(yàn)來(lái)研究楊樹刨花在不同的時(shí)間溫度條件下發(fā)生炭火所產(chǎn)生的不同的痕跡特征進(jìn)而，研究火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間，發(fā)生的原因等等。實(shí)驗(yàn)研究中主要采用兩種方法取得刨花炭化過程，一種是直接引燃法，另一種是熱輻射方法。

一、試樣制備

我們前面已經(jīng)講到了獲得實(shí)驗(yàn)試樣的兩種方法，一種直接引燃放。這一方法要求我們?cè)趯?shí)驗(yàn)開始前準(zhǔn)備刨花原材料為三層刨花板，其中采用刨花板為表層的薄小的特質(zhì)微型刨花，以及板芯中的厚大的粗刨花。刨花板使用的膠凝材料為脲醛樹脂。在實(shí)驗(yàn)開始前要求對(duì)刨花板試樣的密度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)還要對(duì)刨花的含水率。同時(shí)做好記錄。明火引燃法的準(zhǔn)備工作完成后，要對(duì)刨花進(jìn)行燃燒。將刨花放在液化氣罩上點(diǎn)火。明火直接引燃法在進(jìn)行過程中要根據(jù)不同的燃燒時(shí)間進(jìn)行，不同的記錄和觀察。另一種方法是采用高溫輻射裝置，講溫度升到較高時(shí)，我們將楊木刨花放置電爐裝置上，使其進(jìn)行燃燒。記錄不同的時(shí)間進(jìn)而獲得不同的炭化樣品。在完成試樣的制備后我們要對(duì)試樣進(jìn)行觀察。這一觀察主要包括兩個(gè)方面，一種是宏觀形式的觀察，記錄楊木刨花的形狀，性質(zhì)。另外采用微觀觀察的方法，利用電子顯微鏡對(duì)刨花的燃燒炭化痕跡的裂紋進(jìn)行觀察。并對(duì)觀察的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的記錄，為實(shí)驗(yàn)的分析過程做準(zhǔn)備。

二、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析研究

（一）刨花板在炭化后所表現(xiàn)出的宏觀痕跡特征

刨花板在炭化的過程中，由于炭化的方法不同因此獲得炭化的表現(xiàn)形式不盡相同。首先在明火的作用下，刨花板被燃燒后就會(huì)迅速的出現(xiàn)卷翹的現(xiàn)象，同時(shí)刨花板的周圍出開始隨著燃燒的進(jìn)行出現(xiàn)一定的散落的表層刨花。當(dāng)燃燒的時(shí)間進(jìn)行到一定的階段后，刨花板板芯開始燃燒，板芯的顏色發(fā)生變化，同時(shí)呈現(xiàn)出不規(guī)則的多邊形。燃燒的時(shí)間越長(zhǎng)，板芯炭化的成度越深。表現(xiàn)在炭化的厚度，以及炭化過程中裂紋深度變深，寬度加大。

采用熱輻射進(jìn)行刨花的炭化時(shí)，我們主要采用電爐進(jìn)行刨花板的炭化過程。當(dāng)電爐通電后，加熱盤開始升溫，達(dá)到一定的溫度后將楊木刨花放在，爐盤進(jìn)行加熱至燃燒，進(jìn)而獲得炭化的刨花。通過實(shí)驗(yàn)我們能夠發(fā)現(xiàn)利用熱輻射進(jìn)行刨花炭化過程中，即使刨花已經(jīng)燃燒但是也沒有出現(xiàn)刨花邊緣的翹卷現(xiàn)象。但是相同的是，刨花的炭塊呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀。隨著時(shí)間的推移熱輻射溫度的提升，刨花炭化的裂痕開始出現(xiàn)加寬，加厚的現(xiàn)象。

（二）刨花板炭化層微觀形貌

對(duì)于刨花炭化后的試件我么要進(jìn)行仔細(xì)的觀察，通過觀察我們發(fā)現(xiàn)不同方法獲得的不同的炭化試件的包面形態(tài)，性狀不盡相同。但是兩種方法之間仍舊存在相同的地方。利用顯微鏡我們發(fā)現(xiàn)刨花顆粒之間的密度開始變小，同時(shí)膠凝材被均勻的填充在刨花之間。很多炭化后的刨花之間的距離分布比較均勻。談話后的試件表面會(huì)出現(xiàn)一層薄薄的白色沉積物質(zhì)。這一沉積物的厚度同天然的木材之間存在較大的差別。一般來(lái)說通過明火引燃的刨花其炭化后的炭層微觀形貌特點(diǎn)是，木炭的表面紋孔比較通透，如果炭化過程中溫度增加時(shí)，紋孔的內(nèi)壁會(huì)越來(lái)越薄，孔狀會(huì)更加明顯。

（三）刨花板炭化痕跡分析

針對(duì)炭化后的刨花板來(lái)說，通過圖形軟件進(jìn)行分析我們得出了不同的結(jié)果。對(duì)于不同的引燃方式獲得的炭化試件，其外觀的表現(xiàn)狀態(tài)不盡相同。利用明火引燃的試件在溫度超過一定的數(shù)值之后，其裂痕會(huì)迅速增加。而通過熱輻射獲得炭化后的試件，其裂痕發(fā)生變化時(shí)的溫度同明火引燃時(shí)的溫度變化值不同。存在一定的差異性。

三、分析與討論

楊木刨花板在進(jìn)行炭化的過程中一般要經(jīng)歷以下的四個(gè)階段。主要是刨花板受熱分解后水分蒸發(fā)過程、熱分解過程、炭化過程、以及燃燒過程。通過實(shí)驗(yàn)我們能夠比較清晰的得出結(jié)論，楊木刨花的炭化過程與木材的炭化過程基本相同。不同之處在于楊木刨花板的內(nèi)部含有一定量的膠凝材料，在其炭化的過程中會(huì)出現(xiàn)一定的化學(xué)物質(zhì)，參雜在刨花板的炭化試件中。另外由于溫度的迅速提升，木質(zhì)素中的半纖維素，以及纖維素發(fā)生熱分解。在通過顯微鏡的情況下我們能夠觀察到，刨花板炭化細(xì)胞壁表面變得比較光滑，我們可以推測(cè)此種覆蓋物質(zhì)為板材制作過程中添加的膠凝材料。對(duì)于炭化刨花板材料來(lái)說，燃燒的時(shí)間越長(zhǎng)，內(nèi)部物質(zhì)的分解也就越充分，非炭類物質(zhì)也就會(huì)被更加充分的排斥出來(lái)。這時(shí)碳分子的相互作用空間變小，相互間的吸引力增加。線性收縮率會(huì)變大。通過這類分析我們能夠更好的分析火場(chǎng)的實(shí)際情況。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展提升，以及對(duì)刨花板材的了解分析，能夠比較系統(tǒng)的掌握刨花板材的整體性質(zhì)。不僅包括其使用性，同時(shí)還包含了板材炭化后的性質(zhì)和狀態(tài)。文章通過研究刨花板材炭化后表現(xiàn)出的不同的性狀，是我們進(jìn)一步了解楊樹刨花的性質(zhì)，歸納總結(jié)為，不同的時(shí)間和溫度對(duì)刨花炭化所產(chǎn)生的影響不盡相同，明火引燃的刨花會(huì)出現(xiàn)卷翹現(xiàn)象，溫度增加時(shí)細(xì)胞管壁會(huì)變得光滑等等。上述刨花性質(zhì)的總結(jié)為以后更好的利用楊樹刨花打下了基礎(chǔ)。

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