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三种针叶树种树皮的阻燃性研究
——材料与方法
2.1 树皮采集
试验用云南油杉、云南松和华山松3种树种树皮，于2006年5月采集于西南林学院树木园。选择生长良好，树干截面为圆形，树皮在各面上的分布相对均匀，胸径为（20+0.8）cm的树木为采样木，从开裂程度、开裂方式、密度和颜色等方面记录树皮的结构特征，从离地1.3m处的树干向下用锯子锯开一块宽10cm，高20cm的树皮，用一字起撬开并取下树皮。用钢尺从树皮的4边测量最厚处的厚度，取4个数据的平均值为该株林木树皮的厚度，取多株林木树皮厚度的平均值为该树种树皮的厚度。树皮的结构特征见表1。
表1 树皮的结构特征
2.2 实验方法
2.2.1 树皮含水率的测定 采用90℃烘干恒量法。计算公式为：
样品鲜质量+样品绝干质量
相对含水率（%）= ————————————— * 100%
样品鲜质量
2.2.2 树皮导热系数的测定 将树皮用植物粉碎机粉碎，烘干后用YQF-1型导热系数测定仪测定树皮的导热系数。导热系数计算公式为：
其中： U为加热电压，I为加热电流，D1为小球直径（80mm），D2为大球直径（160mm），T1为小球平均温度，T2 为大球平均温度。
2.2.3 氧指数的测定
氧指数是指一定尺寸试材在氧E氮混合气体中，并在规定条件下呈蜡状有焰燃烧所需的最小氧浓度 。实验仪器为HC-2氧指数测定仪，实验材料为风干树皮。由于在小尺度上，树 皮在各方向上分布不均匀，为保证试样具有代表性，测定氧指数用的试样尺寸较大，宽度为5cm，长度为7-10cm，在厚度上不对树皮做任何处理，即厚度为树皮的实际厚度。由于云南油杉树皮有分层现象，外皮层疏松且开裂处薄，不易将内外层树皮从物理上分开，而着火时受害的首先是外皮层，树皮的阻火性主要取决于外皮层。所以，点火时，将点火器火焰靠近外皮层一侧进行点火。试验时，氧指数仪中氧气和氮气的总流量控制在10L*min-1。点火气体为丁烷气，点火时点火器火陷长度为10-15mm，读取试样有焰燃烧时间在（180+20）s/时氧气和氮气的体积流量。氧指数按下式计算：
q氧
氧指数（I0 ）= ———————————— * 100
q氧 + q氮
其中：q氧为测定浓度下氧气的体积流量，10L*min-1；q氮
为测定浓度下氮气的体积流量，10L*min-1。
每种树种树皮重复测定5次氧指数，取5次的平均值为该种树皮的氧指数。
2.2.4 热辐射作用下树皮质量损失过程和内表面温度的测定方法 试验装置如图1所示。树皮从树干上取下并在实验室放置24h后进行试验。试验树皮长和宽均为7cm，在厚度上不对树皮做任何处理。辐射源与树皮的距离为5cm。试验前用铅笔在树皮内表面中部最厚处周围画1cm*1cm矩形。试验时，电炉的正面朝下，每次正式试验前打开电炉电源开关通电5min后再放支架和树皮试样，树皮外表皮朝上。试验开始后，一人用秒表计时并每隔20s发出一次读数指令，一人读取天平上的失重量，一人用Raytek ST80红外测温仪测量树皮内表面矩形内的温度，并读取最低温度（该仪器具有自动记忆最低温的功能），一人记录数据，试验重复5次。云南油杉和云南松受热辐射作用时间为10min，由于华山松树皮发生了有焰燃烧，结构被完全破坏， 后停止温度读数，但继续记录其质量损失过程。树皮在某一时刻的温度取5次试验温度的平均值。质量剩余率按下式计算：
图1 试验装置示意图
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