Вся электронная библиотека >>>

 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ >>>

   

 

ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ


Раздел: Строительство

   

Способы антисептирования

  

В толщу деревянных элементов антисептики вводят путем пропитки или диффузионно. Пропитку древесины жидкостями производят различными способами:

1)        использованием сил капиллярного всасывания — пропитка погружением в ванну с холодным или горячим раствором, а также нанесение раствора на поверхность деревянных элементов кистью или краскопультом;

2)        созданием суммы давления капиллярного всасывания и превышения атмосферного давления над пониженным давлением паровоздушной смеси в толще пропитываемых элементов — пропитка по способу горяче-холодной ванны;

3)        созданием значительного избыточного давления, под которым подводится жидкость к пропитываемой древесине,— пропитка путем вытеснения древесного сока и пропитка в автоклавах.

Сущность диффузионных способов пропитки сводится к тому, что кристаллы водорастворимого антисептика, расположенные на поверхности сырого деревянного элемента или в толще слоя антисептической пасты, постепенно растворяются во влаге, находящейся в древесине, причем молекулы антисептика диффундируют во влагу, находящуюся в толще элемента, под действием градиента концентрации образующегося раствора.

При пропитке погружением ш открытую ванну жидкость всасывается в кусок дерева через все поверхности, сжимая воздух (находившийся первоначально в древесине) до достижения давления паровоздушной смеси в древесине, равного сумме атмосферного давления и давления капиллярного всасывания данной жидкости в данную'4 древесину. Максимальное количество водного раствора, которое при этом может быть введено, достигает 0,09—0,1 от объема деревянного элемента (около 90—100 кг раствора на 1 мг древесины).

Еще до окончания первого этапа пропитки начинается второй этап, характеризующийся диффузионным удалением растворяю- шегося сжатого воздуха из толщи древесины по проникшим в нее нитям водного раствора. По мере удаления воздуха в древесину поступает жидкость. Количество раствора, поглощаемого древесиной в единицу времени, в процессе пропитки непрерывно уменьшается

Для приближения к полному насыщению древесины жидкостью требуется очень много времени: образцы сосновых досок длиной 15 см достигают насыщения водой через 1,5—2 года. Ясно, что пропитка в течение такого времени практически невоз

можна. Обычно древесину вымачивают часами и, самое большее,— сутками, причем глубина пропитки получается весьма небольшой. Ускорения пропитки лесоматериалов (в. 2—2,5 раза) достигают добавкой аммиака в количестве около 5 г на 1 л раствора (или соответственно увеличенное количество нашатырного спирта). При повышенной температуре такие добавки применять не следует. Подогрев раствора в'ванне и уменьшение этим его вязкости также ускоряет поглощение.

При поверхностной обработке на деревянном элементе образуется слой жидкости толщиной около 0,3—0,4 мм, удерживаемый капиллярным всасыванием древесины. Из этого слоя жидкость проникает в древесину аналогично тому, как при полном погружении. Одновременно из слоя водного раствора испаряется влага, что приводит к уменьшению объема нанесенного раствора и повышению его концентрации. При неблагоприятных условиях может происходить весьма нежелательное выпадение на обрабатываемой поверхности кристаллов соли; глубина проникания раствора в древесину при этом уменьшается. Отсюда следует, что для улучшения качества такой обработки наносить растворы желательно при пониженной температуре (конечно, выше 0°) и повышенной влажности воздуха, по возможности неподвижного. За один раз удается нанести до 400 г водного раствора на 1 м2 нестроганой поверхности и не более 200 г на строганую поверхность. Для усиления противогнилостной защиты сразу же после впитывания раствора, не ожидая полного просы- хания древесины, вторично обрабатывают поверхность. Обычно раствор наносят не больше 2 раз.

В настоящее время для снижения трудовых затрат стремятся заменять поверхностную обработку погружением в ванну. Погружение с немедленным выниманием лесоматериала из ванны дает тот же защитный эффект, что и однократное нанесение раствора; эффект, равный двукратному нанесению, достигается выдерживанием в ванне без подогрева в течение 5—^6 час. При обработке сухих поверхностей деревянных элементов целесообразно добавлять к раствору антисептика 2—3% поверхностно- активных веществ, например керосинового или солярового контакта.

Способ горяче-холодной ванны заключается в том, что лесоматериал погружают сначала в горячую жидкость, а после того как он прогреется и из него выйдет все возможное количество воздуха, расширяющегося в соответствии с температурой нагрева, древесину быстро переносят в жидкость с более низкой температурой, либо быстро заменяют горячую жидкость холодной в той же ванне. Скорость поглощения и предельное количество поглощаемой жидкости увеличиваются с повышением температуры горячей ванны, которую при пропитке водным раствором желательно держать не ниже 95°. Не следует стремиться к возможно большему снижению температуры «холодной» ванны, так

как с определенного предела (около 40—60°) тормозящее пропитку увеличение вязкости раствора уже не компенсирует небольшого дополнительного понижения давления паровоздушной смеси в древесине, погружаемой в более холодный раствор. Скорость проникания раствора в древесину, перенесенную в «холодную» ванну, превышает в 3—4 раза таковую при простом выдерживании материала в ванне с той же температурой. Таким образом, при равной длительности пропитки поглощение раствора при способе горяче-холодной ванны получается значительно большим. Дополнительное ускорение поглощения раствора из «холодной» ванны достигается добавкой аммиака, как было указано ранее. Если выдерживание в горячей ванне производится недостаточно длительно, то понижение суммарного давления паровоздушной смеси в древесине после охлаждения ее в «холод- ной» ванне не достигнет требуемой величины, и поглощение раствора получается гораздо меньшим.

Способом вытеснения древесного сока (Бушери) производят пропитку свежесруб^ленных, неокоренных бревен. На толстый отруб бревна надевают резиновый (или металлический) колпак, плотно прилегающий к боковой поверхности бревна ( 66). К отверстию в колпаке подводят трубу для подачи пропиточного раствора под избыточным давлением 1—6 кг/см2. Раствор заполняет полость, колпака и входит в бревно через его торцовую поверхность. Спустя короткое время на противоположном торце начинает выделяться древесный сок, в котором постепенно появляется антисептик. Особенно эффективна обработка этим способом бревен лиственных заболонных пород (березы, ольхи, клена и др.), которые пропитываются по всему объему. В бревнах ядровых и спелодревесных пород пропитывается только заболонь. Скорость пропитки березовых кряжей достигает 1—1,5 м/час, чгосновые бревна пропитываются в 6—10 раз медленнее.

Автоклавная пропитка — требует специального заводского оборудования и применяется для защиты деревянных элементов открытых сооружений (железнодорожные шпалы, столбы).

Результаты пропиток в ваннах оцениваются увеличением веса пропитываемых элементов. Путем умножения приращения веса Ар на концентрацию раствора в ванне К определяют вес введенной соли рс=АрК. Такой метод дает, однако, во многих случаях не совсем точные результаты. Фактическое поглощение соли оказывается большим, чем получается по приведенной формуле в случаях пропитки древесины с повышенной влажностью по способам горяче-холодной ванны, выдерживания в горячем растворе и длительного выдерживания в холодном растворе. В первых двух случаях ошибка получается в связи с тем, что при нагреве древесины с начальной влажностью 50—55% и выше в нее не только поступает раствор, но одновременно из нее в ванну выталкивается значительное количество влаги; вследствие этого разность между конечным и начальным весом пропитываемых элементов оказывается меньшей, чем истинный вес поглощенного раствора. При длительном выдерживании сырой древесины в холодном растворе фактически введенное количество сухой соли также превышает вычисляемое по указанному выше методу, так как в этом случае, кроме соли, проникшей в древесину в составе раствора, значительное количество соли входит во влагу, находящуюся в древесине, диффузионно. Аналогичная ошибка получается при вымачивании древесины с начальной влажностью даже 30%, если давление водяного пара над раствором заметно ниже, чем над поверхностью чистой воды К В этом случае происходит потеря влаги древесиной под действием разности парциальных давлений водяного пара в древесине и над менисками раствора.

При малой начальной влажности (до=10—15%) древесины в начале пропитки водным раствором увеличение веса обусловливается не столько поглощением раствора, сколько диффузионным движением водяного пара в древесину. В этом случае фактическое поглощение соли оказывается меньшим, чем вычисленное по формуле.

В любой промежуточный момент пропитки отмечается большая неравномерность распределения вводимой жидкости: поверхностные слои содержат большое количество ее, а глубже расположенные — намного меньшее. В соответствии с этим оказывается неравномерным и распределение растворенной соли. Эта неравномерность уменьшается с приближением древесины к состоянию полного насыщения раствором, но она оказывается очень большой при вынужденном (по производственным соображениям) прекращении пропитки в момент, еще далекий от достижения насыщения.

Известно несколько разновидностей диффузионного способа пропитки. Простейшим из них является выдерживание сырых пиломатериалов сложенными в плотный штабель, в котором каждый слой досок или брусьев обильно посыпан сухой солью антисептика. Штабель укрывают сверху и с боков от высыхания. Диффузия молекул антисептика в древесину с влажностью 60% и более протекает успешно. В этих условиях пропитка заканчивается через 2—3 месяца при температуре не ниже минус 3—4°. При влажности древесины 40% диффузия весьма слаба, а при 30% она отсутствует.

Диффузионную пропитку производят также используя антисептические пасты, которые представляют собой смесь, как правило, фтористого натрия с клейким веществом (битум, экстракт сульфитных щелоков или сульфолигниновая барда, жидкое стекло). Пастой обмазывают поверхности деревянных элементов. В варианте «бандажного» способа такую пасту наносят на одну сторону куска толя и им обматывают защищаемый от гниения участок деревянного столба, обращая обмазанную сторону бандажа к древесине. В зависимости от толщины антисептируемы элементов изменяют толщину слоя пасты, в которой относительное весовое содержание антисептика примерно постоянно. В антисептических пастах, особенно битумных остается не выщелоченным до 30% антисептика.

Если исключить использование в строительстве мокрой забо- лонной древесины, то применение антисептических паст для защиты деревянных элементов зданий эффективно только в тех случаях, когда ими покрываются те поверхности деревянных элементов, которые временно подвергаются опасности увлажнения извне. Пастами обмазывают опорные узлы стропильных ферм, концы деревянных балок в гнездах наружных стен, поверхности деревянных элементов, непосредственно примыкающие к металлическим деталям, и т. п.

Для антисептирования деревянных элементов открытых сооружений, подверженных длительному эксплуатационному увлажнению, применяют пропитку маслянистыми антисептиками по способу горяче-холодной ванны или в автоклавах. В обоих случаях величина поглощения зависит от начальной влажности древесины: мокрая древесина плохо пропитывается маслянистыми антисептиками, поверхностное же покрытие ими мокрой древесины зачастую даже ускоряет разрушение ее гниением.

При применении всех описанных выше способов антисептирования ядровая древесина практически остается непропитанной: в случае диффузионных пропиток — по той причине, что влажность ядровой древесины даже в свежесрубленных сосновых стволах не превышает 30—32%, а при пропитке растворами -- из-за малой проницаемости ядровой древесины; за короткое время, отводимое на пропитку, ядро пропитывается только на ничтожно малую глубину.

Перечисленные способы антисептирования, применяемые з настоящее время, недостаточно надежным, так как не обеспечивают глубокой пропитки ядра и не гарантируют того, что в тол ще древесины не остается живых клеток грибов.

Для обеспечения высокой надежности антисептирования требуется:

1)        произвести стерилизацию деревянных элементов по всему их объему;

2)        исключить возможность образования в последующем усу- шечных трещин, которыми легко разрывается тонкий поверхностный слой древесины, пропитанный антисептиком (что открывает доступ влаге и спорам грибов к внутренней зоне, в которой нет или почти нет антисептика);

3)        исключить возможность выщелачивания антисептика водой.

Для деревянных элементов открытых сооружений все эти требования могут быть удовлетворены, если применять пропитку антраценовым маслом по способу высокотемпературной горяче- холодной ванны. При этом древесину сначала подвергают скоростной высокотемпературной сушке в петролатуме , а затем еще горячую (примерно 120°) погружают в антраценовое масло с температурой около 60—70°. В зависимости от местных условий пропитку маслом можно производить в открытой ванне или в автоклаве, в котором для дальнейшего ускорения процесса пропитки применяют избыточное давление.

Для деревянных элементов зданий выполнение перечислен ных требований обеспечивается высокотемпературной камерной сушкой с последующей обработкой растворами органических антисептиков в органических же растворителях. Высокая (выше 100°) температура способствует ускорению сушки древесины, сквозной стерилизации ее и существенной стабилизации объема и формы деревянных деталей и конструкций.

На практике пока еще «в больших объемах применяют сырую древесину. Использование в этом случае водорастворимых антисептиков далеко не всегда эффективно.

Для примера рассмотрим, насколько эффективна обработка деревянной детали фтористым натрием. Концентрация его рабочих растворов обычно не превышает 3%. Для пропитки 1 м3 древесины требуется 4 кг сухой соли фтористого натрия; эту соль можно ввести в составе 4 :0,03= 133 кг раствора. Для поглощения такого большого количества раствора, особенно, элементами крупных сечений (доски толщиной 3 см и больше), требуются более эффективные способы пропитки — горяче-холодная ванна и длительный режим пропитки. При обычных же режимах раствор полностью не поглощается. С другой стороны, если бы весь раствор был полностью поглощен, влажность древесины повысилась бы на 30—35% и в сумме с начальной равнялась бы 60—80%. Поскольку деревянные элементы с такой высокой  влажностью ставить в здания нельзя, их нужно было бы основательно сушить. Однако сушка (особенно с нагревом) древесины, пропитанной солевыми растворами, вызывает выделение на поверхности элементов значительного количества соли, которая стирается и пропадает, поэтому пропитанную древесину избегают сушить.

Количество введенного антисептика может быть увеличено применением высокорастворимых солей — кремнефтористых аммония, цинка или магния, легко допускающих концентрацию рабочего раствора в 20%. В этом случае по приведенной выше фор% муле можно ввести до 3,2 кг/м8 антисептика, а при повторном нанесении раствора величина 2 превысила бы количество сухой соли, требуемое для скзозной защиты детали. Произвольно большое количество антисептика может быть нанесено на поверхности деревянных элементов при применении паст. Применение антисептиков высокой растворимости и фтористонатриевых паст надежно защищает от гниения сырые деревянные элементы, которые могут быть пропитаны насквозь диффузионно; это относится к накату из горбылей, состоящему из сырой заболонной древесины. Если же элементы в основнохм состоят из ядровой древесины, то сквозного проникания антисептика не произойдет и при соответствующих условиях внутренняя зона может быть

разрушена гниением; известны случаи полного разрушения изнутри бревенчатых балок, снаружи обильно покрытых антисептической пастой.

Антисептическая обработка сырых строительных деревянных элементов, состоящих в основном из ядровой древесины, может быть полезна только в сочетании с организацией их интенсивной сушки в здании. Сырые элементы из заболони в случае обработки антисептиком с ограниченной растворимостью (например, фтористым натрием) также необходимо быстро высушивать в здании; сушку можно не форсировать лишь в том случае, если они обработаны достаточным количеством фтористо-натриевой пасты или раствора антисептика высокой растворимости.

Таким образом, можно сделать вывод, что, кроме некоторых частных случаев, любой способ применения водорастворимых антисептиков сам по себе не обеспечивает надежной защиты от гниения сырых деревянных элементов в зданиях.

В условиях современного строительства с преобладающим вынужденным применением из-за недостатка лесосушилок сырой древесины решающее значение имеют конструктивные мероприятия, с помощью которых ускоряется высушивание сырой древесины и исключается возможность ее увлажнения во время эксплуатации. В этих условиях антисептирование представляет собой дополнительное средство защиты для тех элементов, высыхание которых в здании может затянуться на 2—3 месяца.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

 

Смотрите также:

 

Антисептики по дереву. Антисептирование древесины

Пропитка древесины антисептиками.
Антисептирование древесины может выполняться следующими способами: поверхностное Короеды прокладывают извилистые
Антисептики, применяемые для обработки древесины и древесных материалов, разделяют на группы.

 

ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ от ГРИБКОВ И НАСЕКОМЫХ...

Глава 6. способы защиты древесины.
Для более глубокой пропитки антисептиком в древесине можно сделать наколы.
Сам процесс антисептирования древесины заключается в окунании и вымачивании древесины в растворах, а также в обработке поверхностей с...

 

Заготовка, хранение и антисептирование лесоматериалов.

Заготовка, хранение и антисептирование лесоматериалов. Для строительства дома рекомендуется заготавливать только здоровую древесину — без гнили и червоточины.
Рассмотрим один из способов обработки древесины антисептиком.

 

Борьба с домовыми грибами и насекомыми разрушителями...

Обработка древесины, зараженной жуками. Известны следующие способы обработки: введение раствора антисептика в толщу конструкции; поверхностная пропитка древесины антисептиками путем окрашивания или распыления...