Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Биологическая деструкция древесины представляет собой процесс разрушения клеточной структуры материала под воздействием живых организмов. В умеренных широтах на долю поражений грибами приходится около девяноста процентов всех биоповреждений древесины, что определяет их первостепенное значение для технологов деревообработки.
Грибы, вызывающие биоповреждения древесины, согласно микологической классификации подразделяются на три основные группы с различными механизмами воздействия на древесную ткань.
Плесневые грибы поверхностной локализации поселяются преимущественно на сырых пиломатериалах и питаются межклеточным соком древесины. Эти микроорганизмы располагаются на поверхности материала и вызывают зеленоватое или черное окрашивание. Появление налета плесени служит индикатором нарушения режимов хранения или эксплуатации древесины. Хотя плесневые грибы не разрушают непосредственно клеточные стенки, они создают условия для развития более агрессивных дереворазрушающих организмов.
Деревоокрашивающие грибы проникают в поверхностные слои на глубину два-три миллиметра и вызывают изменение цвета древесины без существенного снижения механических свойств. Наиболее распространенной является синяя окраска, хотя встречается также желтая, оранжевая и коричневая пигментация. Грибы синевы особенно активны при влажности древесины выше двадцати процентов и температуре от пяти до тридцати градусов Цельсия.
Дереворазрушающие грибы представляют наибольшую опасность для конструкционной древесины, так как разлагают лигнин и целлюлозу клеточных стенок, превращая их в простые сахара. Белый домовой гриб способен за месяц полностью разрушить дубовый пол толщиной четыре сантиметра. Эти организмы способны самостоятельно увлажнять древесину за счет воды, образующейся при разложении целлюлозы, что позволяет им развиваться даже на материале с исходной влажностью ниже критической.
Хотя ущерб от насекомых в целом меньше, чем от грибов, в отдельных случаях жуки-древоточцы и термиты настолько опасны, что требуют применения специализированных мер защиты. Личинки жуков способны измельчать древесные ткани и превращать их в пыль, проделывая многометровые ходы. При незначительном числе наружных отверстий древесина может быть полностью разрушена внутри.
Насекомые служат переносчиками спор грибов, которые проникают в древесину через летные отверстия и ходы. Этот симбиоз значительно ускоряет процесс биодеструкции. Грибы и насекомые действуют в природе согласованно, помогая друг другу в разрушении неживой древесины, что требует комплексного подхода к защите материала.
Влажность древесины является определяющим фактором, контролирующим развитие биологических агентов разрушения. Критическое значение влажности около двадцати процентов обусловлено физиологическими потребностями дереворазрушающих грибов в свободной воде для метаболических процессов.
При влажности древесины ниже двадцати процентов вся влага находится в связанном состоянии в клеточных стенках, что делает ее недоступной для грибных организмов. Предел насыщения клеточных стенок составляет для большинства пород двадцать три-тридцать процентов. При превышении этого значения начинается заполнение капилляров и полостей клеток свободной водой, которая служит средой для развития микроорганизмов.
Дереворазрушающие грибы развиваются при влажности древесины от двадцати одного процента и температуре от трех до тридцати шести градусов Цельсия. Оптимальные условия для их роста создаются при температуре шестнадцать-двадцать шесть градусов и влажности древесины двадцать пять-семьдесят процентов. Особенно разрушительное действие грибов наблюдается в условиях переменной влажности и температуры.
Для столярных изделий и мебели влажность древесины должна составлять восемь-двенадцать процентов, что соответствует равновесной влажности в отапливаемых помещениях. Такой уровень исключает возможность развития любых видов грибов и минимизирует деформации при изменении относительной влажности воздуха.
Конструкционная древесина в проветриваемых помещениях эксплуатируется при влажности двенадцать-двадцать процентов. В этом диапазоне риск биопоражения низкий, но при локальных увлажнениях возможно развитие плесневых грибов, поэтому антисептическая обработка остается необходимой.
Для транспортировки и хранения пиломатериалов допускается влажность до двадцати процентов при условии применения транспортных антисептиков. Эти препараты обеспечивают защиту от синевы и плесени на срок три-шесть месяцев, в течение которого древесина должна высохнуть до безопасного уровня или подвергнуться финишной антисептической обработке.
Свежесрубленная древесина имеет критически высокую влажность: сосна обыкновенная восемьдесят пять процентов, ель девяносто один процент, кедр сибирский сто девять процентов. При такой влажности необходима немедленная антисептическая обработка консервирующими составами для предотвращения биопоражений в процессе сушки.
Антисептики для защиты древесины классифицируются по нескольким критериям: химическому составу связующего, степени вымываемости, функциональному назначению и условиям применения. Выбор типа антисептика определяется условиями эксплуатации конструкции и требуемой глубиной защиты.
Водорастворимые составы применяются для защиты древесины любых пород и содержат такие активные компоненты, как фторид натрия, кремнефторид натрия, бура и борная кислота. Препарат ББК3 представляет собой смесь буры и борной кислоты с кремнефторидом натрия и широко используется для внутренних работ.
Преимущества водорастворимых антисептиков включают безопасность для здоровья человека, отсутствие запаха, способность проникать во влажную древесину благодаря диффузионному и капиллярному эффекту. Эти составы эффективны при влажности древесины до двадцати процентов. Для более влажного материала рекомендуется использовать концентрированный раствор.
Недостатком водорастворимых антисептиков является их вымываемость, что ограничивает применение конструкциями, не подверженными интенсивному воздействию атмосферных осадков. Для повышения стойкости к вымыванию в состав вводят добавки, образующие трудно растворимые соединения с компонентами древесины.
Масляные антисептики на основе каменноугольного, антраценового или сланцевого масла, а также креозота, предназначены для защиты древесины в тяжелых условиях эксплуатации: шпалы, столбы линий электропередач, сваи, конструкции в контакте с грунтом. Эти препараты не растворяются в воде и обеспечивают невымываемую защиту.
При нанесении масляных антисептиков древесина приобретает темный насыщенный оттенок от коричневого до почти черного. Составы обладают резким специфическим запахом, что ограничивает их применение наружными работами. Важно учитывать, что масляные антисептики не обеспечивают огнезащиты и не являются антипиренами.
Органические растворители служат основой для антисептиков, применяемых преимущественно для фасадных поверхностей с последующей окраской. Эти составы содержат пентахлорфенол, соединения меди и другие фунгициды, растворенные в легких углеводородах.
Органорастворимые антисептики создают тонкую защитную пленку на поверхности древесины, которая снижает водопоглощение и повышает адгезию лакокрасочных материалов. Составы придают древесине зеленоватый оттенок благодаря присутствию соединений меди. Следует учитывать, что эти антисептики могут инициировать коррозию металлических крепежных элементов при непосредственном контакте.
Комбинированные антисептики сочетают функции биологической защиты и снижения горючести древесины. В их состав входят фосфаты и бораты в качестве антипиренов, а также фунгициды и инсектициды для защиты от грибов и насекомых.
Эти препараты обеспечивают комплексную защиту ответственных конструкций: стропильных систем, перекрытий, несущих элементов каркаса. Огнебиозащитные составы классифицируются по группам огнезащитной эффективности: первая группа обеспечивает трудносгораемость древесины, вторая группа - трудновоспламеняемость. Многие составы содержат красящие пигменты для визуального контроля обработки и защиты от ультрафиолетового излучения.
Способ нанесения антисептика определяет глубину проникновения защитного состава в древесину и, соответственно, долговечность защиты. Выбор технологии зависит от условий эксплуатации конструкции, доступного оборудования и требуемого класса биостойкости.
Нанесение антисептика кистью, валиком или распылением является наиболее доступным методом и применяется на строительных площадках для обработки готовых конструкций. При этом способе защитный состав проникает на глубину один-два миллиметра для пиленой древесины и полтора-два с половиной миллиметра при распылении.
Расход водорастворимых антисептиков при поверхностной обработке составляет двести-триста граммов на квадратный метр для пиленой древесины и сто пятьдесят-двести пятьдесят граммов для строганой. Рекомендуется нанесение двух-трех слоев с промежуточной сушкой для обеспечения максимальной эффективности.
Антисептик следует наносить только на сухую древесину с влажностью не более пятнадцати процентов. В противном случае фунгицид не сможет должным образом впитаться в структуру материала. Обработанные конструкции необходимо оградить от воздействия влаги и прямых солнечных лучей, обеспечив время на полное впитывание и высыхание антисептика.
Пропитка способом вымачивания предусматривает погружение пиломатериалов или изделий в ванны с раствором антисептика. Уровень раствора должен быть на сто миллиметров выше уровня материала. Ванны оборудуются противовсплывным устройством, а материал укладывается на прокладки для обеспечения зазоров между слоями.
Глубина пропитки при вымачивании в холодной ванне достигает двух-трех миллиметров и зависит от температуры и концентрации раствора, времени выдержки материала. Расход антисептика составляет триста-четыреста граммов на квадратный метр для пиленой древесины. Время выдержки варьируется от пяти до тридцати минут в зависимости от породы древесины и типа антисептика.
Технология горяче-холодных ванн обеспечивает более глубокое проникновение антисептика благодаря перепаду температур и давлений. Древесину сначала прогревают паром или в горячем растворе при температуре восемьдесят-девяносто градусов в течение двадцати-сорока пяти минут, затем погружают в холодный раствор температурой двадцать-пятьдесят градусов.
При нагревании воздух в полостях клеток расширяется и частично выходит наружу. При охлаждении создается вакуум, который способствует засасыванию антисептика в древесину. Глубина пропитки достигает трех-пяти миллиметров, расход составляет четыреста-шестьсот граммов на квадратный метр.
Для огнебиозащитных препаратов нормы расхода дифференцируются в зависимости от требуемой группы огнезащитной эффективности. Первая группа огнезащиты требует расхода триста пятьдесят-четыреста пятьдесят граммов на квадратный метр, вторая группа - двести пятьдесят-триста пятьдесят граммов на квадратный метр для пиленой древесины.
Проницаемость древесины для антисептиков определяется анатомическим строением, наличием и размером проводящих элементов, соотношением ранней и поздней древесины, содержанием смолистых веществ. По ГОСТ 20022.0-2016 в лесоматериалах выделяют легкопропитываемую зону и труднопропитываемую зону с различными требованиями к качеству пропитки.
Сосна обыкновенная характеризуется высокой проницаемостью заболони, которая пропитывается практически на сто процентов при автоклавной обработке. Заболонь сосны относится к легкопропитываемым материалам и обеспечивает глубину проникновения восемь-десять миллиметров поперек волокон и до пятидесяти миллиметров вдоль волокон при промышленной пропитке.
Ядро сосны является умеренно пропитываемым и достигает глубины пропитки пять миллиметров при автоклавной обработке. Пропитываемость сосны вдоль волокон в два-пять раз больше, чем поперек, что обеспечивает относительно равномерное распределение антисептика по сечению.
Ель относится к труднопропитываемым породам из-за отсутствия выраженного ядра и наличия спелой древесины по всему сечению ствола. Проницаемость ели вдоль волокон на пятнадцать-двадцать процентов выше, чем у сосны, но проницаемость поперек волокон в десять раз меньше, чем вдоль них. Это приводит к полосчатой пропитке ели с глубиной три-пять миллиметров.
У ели соотношение проницаемости вдоль и поперек волокон достигает десятикратной разницы, тогда как у сосны этот показатель составляет два-пять раз. Поэтому ель пропитывается менее равномерно и требует более длительной выдержки в автоклаве для достижения требуемой глубины пропитки.
Лиственница имеет крупное ядро красноватого цвета, которое пропитывается крайне плохо и относится к труднопропитываемым материалам с глубиной проникновения два миллиметра. Заболонь лиственницы является умеренно пропитываемой и впитывает антисептик немного лучше ели, обеспечивая глубину четыре-шесть миллиметров.
Смолистая древесина сосны пропитывается хуже, чем малосмолистая, что установлено исследованиями. Зависимость успешности пропитки древесины сосны и ели от суммарной площади сечения вертикальных смоляных ходов показывает, что чем меньше эта площадь, тем пропитка лучше.
В заболони смоляные ходы функционируют и могут участвовать в распространении антисептика путем прямой фильтрации под давлением. В ядре же смоляные ходы закупорены расширенными клетками эпителия и смолой, что препятствует пропитке. У лиственницы смоляные ходы значительно мельче, чем у сосны, что затрудняет проникновение антисептиков даже при высоком давлении.
Комлевая часть ствола сосны пропитывается труднее, чем средняя и вершинная части, что связано с изменением относительных размеров заболони по высоте ствола. У ели пропитка практически не зависит от положения по высоте ствола, что объясняется отсутствием ядра и более однородным строением древесины.
При пропитке заболонь должна пропитываться на восемьдесят пять процентов. При пропитке ядра и спелой древесины считается достаточной глубина проникновения для сосны и кедра пять миллиметров, для лиственницы, ели и пихты два миллиметра. Большая глубина практически недостижима без специальных технологий предварительной обработки, таких как накалывание или пропаривание.
Автоклавная пропитка древесины представляет собой наиболее эффективную технологию антисептирования, обеспечивающую глубокое проникновение защитного состава и долговременную защиту. Метод основан на использовании вакуума и избыточного давления для принудительного внедрения антисептика в структуру древесины.
Способ ВДВ является классическим методом автоклавной пропитки и предусматривает следующую последовательность операций. После загрузки древесины в автоклав создается воздушный вакуум глубиной семьдесят пять-девяносто миллиметров ртутного столба в течение десяти-пятнадцати минут. Вакуумирование удаляет воздух из полостей клеток и подготавливает древесину к насыщению антисептиком.
Затем автоклав заполняется пропиточной жидкостью без прерывания вакуума, после чего создается избыточное гидравлическое давление от шести десятых до полутора мегапаскалей. Древесина выдерживается под давлением от тридцати минут до нескольких часов в зависимости от породы, сечения материала и требуемой глубины пропитки.
После сброса давления до атмосферного раствор сливается из автоклава, и создается повторный воздушный вакуум для удаления излишков антисептика с поверхности древесины. Заключительное вакуумирование способствует обратному втягиванию консерванта с поверхности изделия и его фиксации внутри волокон.
Глубина вакуума составляет восемьдесят-девяносто миллиметров ртутного столба, жидкостное давление достигает от шести десятых до полутора мегапаскалей. Общий цикл пропитки длится от одного часа сорока пяти минут до нескольких часов и зависит от породы древесины, геометрических размеров сортиментов, типа антисептика и требуемого класса биостойкости.
При автоклавной обработке антисептик проникает на глубину пять-пятьдесят миллиметров в зависимости от породы древесины и направления пропитки. Заболонь легкопропитываемых пород, таких как береза и сосна, может быть пропитана полностью на всю глубину. Труднопропитываемая древесина ели и ядро сосны пропитываются на глубину не более пяти миллиметров.
Упрощенный способ пропитки ВАДВ предусматривает использование автоклавов, не рассчитанных на высокое давление. Древесину выдерживают под вакуумом глубиной восемьдесят-девяносто миллиметров ртутного столба в течение пятнадцати-двадцати минут, затем автоклав заполняют пропиточной жидкостью и вакуум сбрасывают.
Собственно пропитка происходит в течение тридцати-шестидесяти минут под действием атмосферного давления, избыточного по отношению к давлению в древесине. После пропитки создают осушающий вакуум в течение десяти-пятнадцати минут. Глубина пропитки достигает десяти миллиметров, но время цикла сокращается до одного часа по сравнению с методом ВДВ.
Влажность древесины перед автоклавной пропиткой не должна превышать двадцать пять-тридцать процентов. При более высокой влажности вакуумирование на первом этапе проходит неправильно, весь процесс импрегнации замедляется и не может быть выполнен полноценно.
Не допускаются пороки древесины, препятствующие проникновению защитных составов: смоляные карманы, обзол с корой и лубом, ложные ядра и побурение. Пропитке подлежит древесина различных пород и геометрических сечений, но ограничения имеет древесина с пороками, снижающими проницаемость.
Срок службы пиломатериалов, пропитанных методом вакуум-давление-вакуум, в зависимости от условий эксплуатации достигает тридцати-семидесяти лет. На протяжении этого времени материалу не требуется дополнительная антисептическая обработка. Глубокая автоклавная пропитка надежно фиксирует защитный состав в структуре древесины таким образом, что его становится невозможным удалить даже при длительном воздействии атмосферных осадков.
Оценка качества антисептической обработки включает определение глубины проникновения и количества поглощенного антисептика. Показатели качества пропитки - биостойкость древесины, глубина проникновения и поглощение пропиточной жидкости - регламентируются стандартами и техническими условиями.
При пропитке маслянистыми антисептиками глубину проникновения определяют по ширине окрашенной более темной зоны на свежем спиле или высверленном керне. Отбор проб производится от пяти процентов партии, но не менее пяти штук. От каждого элемента отбирают три пробы посередине длины равномерно по периметру со сдвигом на сто двадцать градусов.
Если средняя глубина проникновения антисептика окажется менее восьмидесяти пяти процентов толщины заболони, вся партия бракуется и направляется на повторную пропитку или поступает на повторную сортировку. При пропитке водорастворимыми антисептиками отбор проб производится не позднее чем через четыре часа после окончания пропитки.
При пропитке древесины бесцветными антисептиками глубину пропитки определяют с помощью химических индикаторов. Для антисептиков, содержащих соединения меди, используют раствор аммиака, который окрашивает пропитанную зону в интенсивный синий цвет. Для фторидов применяют специальные реагенты, образующие нерастворимые окрашенные соединения.
Согласно ГОСТ 20022.6-93 при пропитке в ваннах глубина пропитки древесины должна быть не менее трех миллиметров. По действующим нормативам при пропитке диффузионным методом заболонь толщиной тридцать миллиметров и более пропитывается на глубину не менее тридцати миллиметров, а при меньшей толщине полностью. Ядро, выходящее на поверхность, пропитывается на глубину десять миллиметров.
Достижение определенных показателей стойкости древесины обеспечивается необходимой величиной поглощения в пересчете на сухое вещество или концентрат и глубиной пропитки. Количество поглощенного антисептика определяется взвешиванием образцов до и после пропитки с учетом влажности и концентрации раствора. Результаты контроля фиксируются в сертификате качества пропитки.
При влажности ниже двадцати процентов вся влага находится в связанном состоянии внутри клеточных стенок древесины и недоступна для метаболических процессов грибных организмов. Предел насыщения клеточных стенок для большинства пород составляет двадцать три-тридцать процентов. Только при превышении этого порога начинается заполнение капилляров и полостей клеток свободной водой, которая служит средой для развития микроорганизмов. Дереворазрушающие грибы физиологически не способны использовать связанную влагу клеточных стенок, поэтому порог в двадцать процентов является физико-химическим барьером для их развития.
Анатомическое строение ели характеризуется наличием длинных трахеид, ориентированных вдоль ствола, которые обеспечивают высокую проницаемость в продольном направлении. Поперечное проникновение антисептика затруднено из-за малого количества лучевых клеток и отсутствия крупных проводящих элементов в радиальном направлении. У ели также очень мелкие смоляные ходы по сравнению с сосной, что дополнительно снижает поперечную проницаемость. В результате жидкость легко распространяется по длинным трахеидам вдоль волокон, но с трудом преодолевает поперечные барьеры клеточных стенок, что создает характерную полосчатую пропитку материала.
Первое вакуумирование удаляет воздух из полостей клеток и капилляров древесины, создавая условия для последующего проникновения антисептика под давлением. Без предварительной откачки воздуха жидкость не сможет проникнуть вглубь древесины, так как воздушные пробки будут препятствовать ее движению. Второе вакуумирование после пропитки выполняет иную функцию - оно удаляет излишки антисептика с поверхности древесины и способствует втягиванию раствора обратно в поры. Это предотвращает потери дорогостоящего препарата, обеспечивает чистоту поверхности и способствует более равномерному распределению антисептика в толще материала за счет выравнивания концентраций.
По ГОСТ 20022.0-2016 достаточной считается глубина проникновения пять миллиметров для ядровой древесины сосны и кедра при автоклавной пропитке. Большая глубина практически недостижима без специальных технологий предварительной обработки, таких как накалывание или пропаривание при температуре девяносто пять-сто градусов Цельсия. Ограничение обусловлено тем, что в ядре смоляные ходы закупорены расширенными клетками эпителия и смолой, а тилы блокируют просветы трахеид. Нагревание до высоких температур может увеличить возможность более глубокой пропитки, но практически применяется редко из-за риска снижения механических свойств древесины.
Водная основа антисептиков позволяет активному веществу проникать глубоко в ткани влажной древесины, используя диффузионный и капиллярный эффект. При влажности древесины до двадцати процентов водный раствор смешивается с влагой, содержащейся в капиллярах и полостях клеток, и антисептик распределяется по объему материала за счет диффузии. Органорастворимые и масляные антисептики не смешиваются с водой, поэтому не могут проникнуть во влажную древесину - они остаются на поверхности или в поверхностных слоях. Именно поэтому для свежесрубленной древесины и материала естественной влажности применяют транспортные антисептики на водной основе, которые обеспечивают защиту в процессе сушки.
Для определения глубины пропитки бесцветными антисептиками используют химические индикаторы, образующие окрашенные соединения с компонентами защитного состава. При пропитке антисептиками, содержащими соединения меди, на свежий спил или керн наносят десятипроцентный раствор аммиака, который окрашивает пропитанную зону в интенсивный синий цвет благодаря образованию медно-аммиачного комплекса. Для антисептиков на основе фторидов применяют специальные реагенты, создающие нерастворимые окрашенные осадки. Отбор проб производится пустотелым буром или путем распила не позднее четырех часов после окончания пропитки от трех процентов объема партии, но не менее трех образцов.
Масляные антисептики на основе каменноугольного, антраценового или сланцевого масла сами являются горючими веществами и не снижают воспламеняемость древесины. Креозот и другие компоненты масляных антисептиков представляют собой органические соединения с высокой теплотворной способностью, которые при нагревании испаряются и могут даже усиливать горение. В отличие от огнебиозащитных составов, содержащих негорючие фосфаты и бораты, масляные антисептики не образуют на поверхности древесины защитного негорючего слоя и не выделяют при нагреве веществ, замедляющих горение. Поэтому для ответственных конструкций, к которым предъявляются требования огнезащиты, необходимо применять комбинированные огнебиозащитные составы или раздельную обработку антисептиками и антипиренами.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.