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三種針葉樹(shù)種樹(shù)皮的阻燃性研究
——材料與方法
2.1 樹(shù)皮采集
試驗(yàn)用云南油杉、云南松和華山松3種樹(shù)種樹(shù)皮，于2006年5月采集于西南林學(xué)院樹(shù)木園。選擇生長(zhǎng)良好，樹(shù)干截面為圓形，樹(shù)皮在各面上的分布相對(duì)均勻，胸徑為（20+0.8）cm的樹(shù)木為采樣木，從開(kāi)裂程度、開(kāi)裂方式、密度和顏色等方面記錄樹(shù)皮的結(jié)構(gòu)特征，從離地1.3m處的樹(shù)干向下用鋸子鋸開(kāi)一塊寬10cm，高20cm的樹(shù)皮，用一字起撬開(kāi)并取下樹(shù)皮。用鋼尺從樹(shù)皮的4邊測(cè)量最厚處的厚度，取4個(gè)數(shù)據(jù)的平均值為該株林木樹(shù)皮的厚度，取多株林木樹(shù)皮厚度的平均值為該樹(shù)種樹(shù)皮的厚度。樹(shù)皮的結(jié)構(gòu)特征見(jiàn)表1。
表1 樹(shù)皮的結(jié)構(gòu)特征
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 樹(shù)皮含水率的測(cè)定 采用90℃烘干恒量法。計(jì)算公式為：
樣品鮮質(zhì)量+樣品絕干質(zhì)量
相對(duì)含水率（%）= ————————————— * 100%
樣品鮮質(zhì)量
2.2.2 樹(shù)皮導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定 將樹(shù)皮用植物粉碎機(jī)粉碎，烘干后用YQF-1型導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定樹(shù)皮的導(dǎo)熱系數(shù)。導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算公式為：
其中： U為加熱電壓，I為加熱電流，D1為小球直徑（80mm），D2為大球直徑（160mm），T1為小球平均溫度，T2 為大球平均溫度。
2.2.3 氧指數(shù)的測(cè)定
氧指數(shù)是指一定尺寸試材在氧E氮混合氣體中，并在規(guī)定條件下呈蠟狀有焰燃燒所需的最小氧濃度 。實(shí)驗(yàn)儀器為HC-2氧指數(shù)測(cè)定儀，實(shí)驗(yàn)材料為風(fēng)干樹(shù)皮。由于在小尺度上，樹(shù) 皮在各方向上分布不均勻，為保證試樣具有代表性，測(cè)定氧指數(shù)用的試樣尺寸較大，寬度為5cm，長(zhǎng)度為7-10cm，在厚度上不對(duì)樹(shù)皮做任何處理，即厚度為樹(shù)皮的實(shí)際厚度。由于云南油杉樹(shù)皮有分層現(xiàn)象，外皮層疏松且開(kāi)裂處薄，不易將內(nèi)外層樹(shù)皮從物理上分開(kāi)，而著火時(shí)受害的首先是外皮層，樹(shù)皮的阻火性主要取決于外皮層。所以，點(diǎn)火時(shí)，將點(diǎn)火器火焰靠近外皮層一側(cè)進(jìn)行點(diǎn)火。試驗(yàn)時(shí)，氧指數(shù)儀中氧氣和氮?dú)獾目偭髁靠刂圃?/span>10L*min-1。點(diǎn)火氣體為丁烷氣，點(diǎn)火時(shí)點(diǎn)火器火陷長(zhǎng)度為10-15mm，讀取試樣有焰燃燒時(shí)間在（180+20）s/時(shí)氧氣和氮?dú)獾捏w積流量。氧指數(shù)按下式計(jì)算：
q氧
氧指數(shù)（I0 ）= ———————————— * 100
q氧 + q氮
其中：q氧為測(cè)定濃度下氧氣的體積流量，10L*min-1；q氮
為測(cè)定濃度下氮?dú)獾捏w積流量，10L*min-1。
每種樹(shù)種樹(shù)皮重復(fù)測(cè)定5次氧指數(shù)，取5次的平均值為該種樹(shù)皮的氧指數(shù)。
2.2.4 熱輻射作用下樹(shù)皮質(zhì)量損失過(guò)程和內(nèi)表面溫度的測(cè)定方法 試驗(yàn)裝置如圖1所示。樹(shù)皮從樹(shù)干上取下并在實(shí)驗(yàn)室放置24h后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)樹(shù)皮長(zhǎng)和寬均為7cm，在厚度上不對(duì)樹(shù)皮做任何處理。輻射源與樹(shù)皮的距離為5cm。試驗(yàn)前用鉛筆在樹(shù)皮內(nèi)表面中部最厚處周圍畫1cm*1cm矩形。試驗(yàn)時(shí)，電爐的正面朝下，每次正式試驗(yàn)前打開(kāi)電爐電源開(kāi)關(guān)通電5min后再放支架和樹(shù)皮試樣，樹(shù)皮外表皮朝上。試驗(yàn)開(kāi)始后，一人用秒表計(jì)時(shí)并每隔20s發(fā)出一次讀數(shù)指令，一人讀取天平上的失重量，一人用Raytek ST80紅外測(cè)溫儀測(cè)量樹(shù)皮內(nèi)表面矩形內(nèi)的溫度，并讀取最低溫度（該儀器具有自動(dòng)記憶最低溫的功能），一人記錄數(shù)據(jù)，試驗(yàn)重復(fù)5次。云南油杉和云南松受熱輻射作用時(shí)間為10min，由于華山松樹(shù)皮發(fā)生了有焰燃燒，結(jié)構(gòu)被完全破壞， 后停止溫度讀數(shù)，但繼續(xù)記錄其質(zhì)量損失過(guò)程。樹(shù)皮在某一時(shí)刻的溫度取5次試驗(yàn)溫度的平均值。質(zhì)量剩余率按下式計(jì)算：
圖1 試驗(yàn)裝置示意圖
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