CT felvételekkel elemzett Lindner módszerrel égetett fa minták és kúpos kaloriméteres vizsgálatok összehasonlítása

András Biró; Éva Lublóy; Rhoda Afriyie Mensah; Oisik Das

doi:10.61790/vt.2024.17970

Biró András https://orcid.org/0000-0001-8373-7291
Prof. Dr. Lublóy Éva https://orcid.org/0000-0001-9628-1318
Mensah Rhoda Afriyie Luleå University of Technology https://orcid.org/0000-0003-4720-5380
Das Oisik Luleå University of Technology https://orcid.org/0000-0002-5474-1512

DOI: https://doi.org/10.61790/vt.2024.17970

Kulcsszavak: fa, kúpos kaloriméter, CT, Lindner teszt, elszenesedés

Absztrakt

A faanyagok tűzre való méretezésekor a beégési sebesség egy kritikus paraméter, ugyanakkor a vonatkozó szabványban definiált értékei nem minden esetben a biztonság javára vannak meghatározva. A beégési sebesség tényleges adott anyagra történő meghatározása a szabványos elfogadott módszerekkel (kúpos kaloriméter, nagyelemes vizsgálatok) költséges, így ezekre kerestünk kiselemes vizsgálati alternatívát. A Lindner módszer alkalmas lehet a beégési sebesség meghatározására, azonban szabványos vizsgálattal való összehasonlítása szükséges (pl. kúpos kaloriméter) a két módszer eredményeinek kapcsolatára vonatkozó összefüggés meghatározása végett. Vizsgáltuk a kúpos kaloriméteres és a Lindner módszeres beégés vizsgálatok összefüggését tömör fa mintákon, illetve rétegelt lemezeken. Vizsgálataink alapján a vizsgálatok eredményei erős korrelációt mutatnak. Korábbi kutatás során megállapítottuk, hogy a komputer tomográfiás (CT) felvételek alkalmasak égetett tömörfa minták térbeli elemzésére és jelen kutatás során az égetett rétegelt lemez mintákról készített felvételek segítségével elemeztük, a CT alkalmazhatóságát égetett rétegelt lemezek esetében. Megállapítottuk, hogy a tömör fákánál alkalmazott szegmentálási algoritmus nem alkalmas további alaki szűrők nélkül a rétegelt lemezek vizsgálatára a gyártás során a belső rétegekben kialakuló hézagok és a beégett térfogat összemetsződése miatt.

Hivatkozások

MSZ EN 1995-1-2, Eurocode 5: Faszerkezetek tervezése. 1-2 rész: Általános szabályok. Szerkezetek tervezése tűzhatásra, 2013.

P. B. Cachim és J.-M. Franssen, „Assessment of Eurocode 5 Charring Rate Calculation Methods”, Fire Technol, köt. 46, sz. 1, o. 169–181, jan. 2010, https://doi.org/10.1007/s10694-009-0092-x.

ISO 5660-1, Reaction-to-fire tests - Heat release, smoke production and mass loss rate - Part 1: Heat release (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement). 2015.

A. Law, A. I. Bartlett, R. Hadden, és N. Butterworth, „Challenges and Opportunities for Fire Safety in Tall Timber Construction”, előadás Second International Tall Building Fire Safety Conference, Greenwich, London, 2014.

MSZ 9607, Égéskésleltető szerrel kezelt fa és fa alapanyagú építési termékek vizsgálata. A kezelés hatékonyságának értékelése Lindner-módszer alapján. 2020.

A. Biró és É. Lublóy, „CT imaging of Lindner tested, burnt timber”, J Therm Anal Calorim, köt. 149, sz. 3, o. 909–920, febr. 2024, https://doi.org/10.1007/s10973-023-12747-4.

W. Thornton, „Relation of Oxigen to the Heat to the Combustion of Organic Compounds”, Philosophical Magazine and Journal of Science, köt. 33, 1917.

C. Hugget, „Estimation of rate of heat release by means of oxygen consumption measurements”, 1980.

M. Janssens, „Calorimetry”, in SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Fifth edition., Springer New York LLC, 2016, o. 905–951.

V. Babrauskas, „The Cone Calorimeter”, in SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Fifth edition., Springer New York LLC, 2016, o. 952–980.

R. C. Stein, M. Petkovski, D. L. Engelberg, F. Leonard, és P. J. Withers, „Characterizing the effects of elevated temperature on the air void pore structure of advanced gas-cooled reactor pressure vessel concrete using x-ray computed tomography”, EPJ Web of Conferences, köt. 56, o. 04003, 2013, https://doi.org/10.1051/epjconf/20135604003.

D. C. González, Á. Mena, J. Mínguez, és M. A. Vicente, „Influence of air-entraining agent and freeze-thaw action on pore structure in high-strength concrete by using CT-Scan technology”, Cold Regions Science and Technology, köt. 192, o. 103397, dec. 2021, https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2021.103397.

B. Song, D. Nakamura, T. Kawaguchi, S. Kawajiri, és D. Rui, „Quantifying the shear behavior of fine-grained soil with herbaceous plant roots under freeze-thaw conditions using X-ray CT scan”, Soil and Tillage Research, köt. 246, o. 106326, febr. 2025, https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106326.

X. Sun, X. Li, B. Zheng, J. He, és T. Mao, „Study on the progressive fracturing in soil and rock mixture under uniaxial compression conditions by CT scanning”, Engineering Geology, köt. 279, o. 105884, dec. 2020, https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2020.105884.

É. Lublóy, D. Ambrus, és T. Földes, „Hézagtartalom mérése aszfalt próbatesteken CT-vel”, Magyar építőipar, köt. 64, sz. 4, o. 161–164, 2014.

F. Longuetaud és mtsai., „Automatic knot detection and measurements from X-ray CT images of wood: A review and validation of an improved algorithm on softwood samples”, Computers and Electronics in Agriculture, köt. 85, o. 77–89, júl. 2012, https://doi.org/10.1016/j.compag.2012.03.013.

P. Jacquin, F. Mothe, F. Longuetaud, A. Billard, B. Kerfriden, és J. M. Leban, „CarDen: A software for fast measurement of wood density on increment cores by CT scanning”, Computers and Electronics in Agriculture, köt. 156, o. 606–617, jan. 2019, https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.12.008.

K. Kobayashi, S. W. Hwang, T. Okochi, W. H. Lee, és J. Sugiyama, „Non-destructive method for wood identification using conventional X-ray computed tomography data”, Journal of Cultural Heritage, köt. 38, o. 88–93, júl. 2019, https://doi.org/10.1016/j.culher.2019.02.001.

A. Krähenbühl, B. Kerautret, I. Debled-Rennesson, F. Mothe, és F. Longuetaud, „Knot segmentation in 3D CT images of wet wood”, Pattern Recognition, köt. 47, sz. 12, o. 3852–3869, dec. 2014, https://doi.org/10.1016/j.patcog.2014.05.015.

A. Gupta és S. Mutreja, „Mass Timber Construction Market Size, Share, Competitive Landscape and Trend Analysis Report by Construction Type, By Material, By Application : Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2022-2031”, AlliedMarketResearch. [Online]. Elérhető: https://www.alliedmarketresearch.com/mass-timber-construction-market-A16621 (2024.03.21.)