Защита древесины от гниения
Гниение древесины вызывается развитием в ней дереворазрушающих грибов, которые, являясь низшими растениями, лишенными хлорофилла и не способными превращать минеральные вещества в органические, вынуждены паразитировать и питаться древесиной как готовым органическим веществом. Грибные нити, прорастая вдоль и поперек волокон древесины, остаются невидимыми для невооруженного глаза. Грибница, выходящая на поверхность древесины, образует так называемый воздушный мицелий гриба, участки которого местами превращаются в плодовые тела, дающие споры. Созревшие споры выпадают и переносятся ветром, заражая здоровую древесину.
Необходимыми для развития грибов условиями являются:
1) влажность древесины от ТНВ до 70 % и выше;
2) температура воздуха 5…25°С;
3) доступ кислорода.
Отсутствие какого-либо из этих факторов приводит к торможению процесса гниения (например, древесина не загнивает, постоянно находясь под водой).
При гниении происходит выделение грибом ферментов, способствующих переходу целлюлозы в растворимую в воде глюкозу, и усвоение ее грибом. В результате происходит разложение клетчатки как составной части древесины с выделением свободной углекислоты и воды по схеме
С6НШ05 + 602 = 5Н20 + 6С02
Для предупреждения загнивания древесины принимают меры по двум направлениям. Первое направление заключается в устранении необходимых для гниения условий (благоприятной влажности и доступа кислорода), что достигается конструктивными, производственными и эксплуатационными мероприятиями. Второе направление заключается в отравлении древесины ядами — антисептиками (от гр. septikos — вызывающий гниение). Для уничтожения деревоповреждающих насекомых применяются ядовитые химические вещества, называемые инсектицидами.
Антисептики подразделяются на минеральные и органические. Все минеральные антисептики растворимы в воде, а органические антисептики могут растворяться или не растворяться в воде. Для разжижения антисептиков, не растворимых в воде, используют органические растворители.
Минеральные антисептики используются в виде водных растворов. Сильными антисептиками являются фтористый натрий (NaF), кремнефтористый цинк (ZnSiF6- 10Н2О), кремнефтористый магний (MgSiF6). К менее токсичным антисептикам, относятся бура (Na2B407- 1(Щ20), хлористый цинк (ZnCl2), марганцевокислый калий (КМп04), дихроматы натрия и калия (Na2Cr207 — яН20 и К2Сг207). Слабыми антисептиками считаются кремнефтористый натрий (Na2SiF6), медный купорос (CuS04-5Н20), поваренная соль (NaCl).
Органические антисептики, растворимые в воде, по токсическому действию значительно превосходят минеральные вещества. Очень сильными антисептиками, ядовитыми для людей, являются динитрофенол (C6H3(N02)20H), динитрофенолят натрия (C6H3(N02)20Na), оксидифенолят натрия (Ci2H9ON9), пентахлор- фенолят натрия (C6Cl5ONa — Н20).
Органические антисептики, не растворимые в воде, подразделяются на масляные антисептики и антисептики, применяемые в растворе с органическими растворителями (органорастворимые антисептики).
Масляные антисептики, к которым относятся креозот (масло каменноугольное), карболинеум (хлорированное антраценовое масло), сланцевое пропиточное масло и другие, применяются для пропитки воздушно-сухой древесины. Они не пригодны для обработки влажной древесины, так как не смачивают влажную древесину. Кроме того, они создают воздухонепроницаемую пленку в поверхностном слое древесины и препятствуют высыханию обработанных деталей.
Органорастворимые антисептики применяются в виде растворов в органических растворителях. Наиболее известными из них являются оксидифенил технический (С|2Н10О), пентахлорфенол технический (С6С15ОН), нафтенат меди (Си[С10Н|7ОО]2). Эти вещества сильно ядовиты и не допускаются к применению в жилых, общественных и производственных зданиях.
Комбинированные антисептики готовят в виде смеси нескольких веществ. На основе фтористого натрия и динитрофенола производят уралит и триолит (ФДХ); на основе пентахлорфенол а — препарат антисептический ГР-48. К препаратам, содержащим мышьяк, относятся фторхроммышьяковый препарат (ФХМ), соли Болидена, хемонит (США), доналит (ФРГ), леку (Индия). Препараты ББК-3, ХХЦ, МХХЦ, ХМ-5, селькур (Великобритания) наименее токсичны. Они составлены из минеральных антисептиков.
Антисептирование древесины заключаются в ее пропитке различными составами и способами.
Пропитка древесины под давлением в автоклавах производится водорастворимыми антисептиками способом полного поглощения, а маслянистыми — способом ограниченного поглощения.
Способ полного поглощения заключается в следующем. Лесоматериал, помещенный в автоклав, вакуумируется в течение 20…30 мин, в результате чего из древесины отсасываются воздух и влага. Затем, при сохранении вакуума, в автоклав вводится подогретый до 60 °С антисептический раствор, давление повышается до 0,7…0,8 МПа и выдерживается в течение 60…90 мин. Этого достаточно, чтобы раствор заполнил полости клеток древесины.
Способ ограниченного поглощения отличается от способа полного поглощения тем, что цикл начинается с повышения давления воздуха до 0,15…0,4 МПа на 5… 10 мин. Затем, при сохранении этого давления, в автоклав вводится нагретый до 110 °С маслянистый антисептик, давление повышается до 0,7… 0,8 МПа и выдерживается в течение 45 мин.
И в том, и в другом способе после выдержки давление понижается и одновременно из автоклава удаляется жидкость. Пропитка заканчивается вакуумом, выдерживаемым в течение 10 мин, после чего в автоклаве восстанавливается нормальное давление воздуха.
Вакуум в конце цикла пропитки необходим, чтобы удалить избыточное количество антисептика из полостей клеток древесины.
Пропитка древесины в парохолодных ваннах основана на том, что при воздействии горячего пара в клетках древесины происходит расширение воздуха и водяного пара и их частичное удаление. Последующее быстрое погружение прогретой древесины в холодный раствор антисептика вызывает сжатие паровоздушной смеси, оставшейся в клетках древесины, и образование в них вакуума, который обеспечивает проникание антисептика в древесину.
Пропитка древесины в горячехолодных ваннах дает лучшие результаты при влажности древесины 15%. Материал сначала погружают в горячую ванну с антисептиком на 1…4 ч, после чего его быстро переносят в холодную ванну с тем же или другим составом.
Пропитка древесины в высокотемпературных горячехолодных ваннах применяется при влажности древесины более 25 %. Древесину сначала сушат в горячем петролатуме температурой 120… 140°С, после чего быстро перемешают в холодную ванну с маслянистым антисептиком, температура которого составляет 60…90°С.
Антисептирование древесины в горячей ванне применяют для тонких деталей толщиной до 25 мм. Древесину полностью погружают в антисептический раствор, температура которого должна составлять 90…95°С, и выдерживают не менее 1 ч.
Антисептирование древесины в холодной ванне применяют для тонких досок, пакли и войлока при использовании антисептиков повышенной растворимости.
Поверхностное антисептирование древесины обеспечивает ее кратковременную защиту. Растворы наносят на поверхность дважды с интервалом 2…4 ч.
Диффузионный способ пропитки древесины основан на способности водорастворимых антисептиков постепенно проникать в результате диффузии в древесину с начальной влажностью более 40 %. Пропитка осуществляется нанесением на поверхность древесины слоя пасты, содержащей антисептик.
Антисептические пасты готовят, смешивая водорастворимый антисептик (сухой или в растворе) со связующим веществом, в качестве которого применяют битум, каменноугольный лак, экстракт сульфитных щелоков, латексы, глину и др.
Сухое антисептирование древесины производится посыпкой горизонтальных поверхностей древесины порошкообразными водорастворимыми антисептиками, смешанными с балластом в виде увлажненных опилок (для предупреждения пыления) в соотношении 1 :5.
Пропитку древесины водными растворами осуществляют путем нанесения на поверхность сортиментов растворов с концентрацией быстродиффундирующих антисептиков 15…30 % и последующей выдержки в плотных штабелях для диффузии.