Деревина – один з найпоширеніших будівельних матеріалів. Вона екологічно чиста, добре тримає тепло і легко обробляється. Але у цього чудового природного матеріалу крім плюсів є і явні мінуси – дерево легко піддається горінню, руйнується під дією навколишнього середовища і потребує захисту від вогню і біологічних ворогів (цвілі, комах і грибків).
Для захисту деревини від загоряння, а також продовження терміну її служби використовують хімічний захист. Причому вони не тільки запобігають ураженню деревини, а й лікують її, що раніше вважалося зробити неможливо.
Асортимент хімічних засобів захисту дерева досить великий, тому при виборі необхідно звертати увагу не тільки на технічні характеристики, а й на екологічність даного засобу. У статті наведена класифікація і вимоги до хімічних засобів захисту деревини від біоруйнування та загоряння.
До хімічних засобів захисту деревини відносяться:
- антисептики – речовини, що перешкоджають руйнуванню дерева під впливом біологічних факторів (грибок, цвіль, комахи).
- антипірени – речовини, що знижують горючість дерева, а також здатність до гниття;
- вогнебіозахисні засоби, які мають властивості комплексної дії.
Основні види захисних засобів і їх токсичність
Дія антисептиків в основному зводиться до руйнування ензиматичної системи організмів, що вражають деревину. Гриби, на які впливав антисептик, не зможуть виділяти відповідні ензими, за допомогою яких вони розкладають целюлозу або лігнін деревини і споживають продукти розкладання в процесі життєдіяльності. В іншому випадку, антисептик може давати з деревиною такі сполуки, на які не діють на ензими, що виділяють грибами.
Ступінь токсичності антисептиків характеризується їх пороговим поглинанням (до 95,%), яке виражається процентним відношенням маси введеного в деревину антисептика до маси абсолютно сухої деревини. Воно відповідає такій величині, при якій втрата маси просоченої деревини в період випробувань знижується в 20 разів (на 95%) у порівнянні з деревиною, яка не містить антисептиків. Токсичність антисептика буде тим вище, чим менше буде порогове поглинання.
Величина порогового поглинання випробовуваного антисептика залежить від низки факторів: температурно-вологісного стану деревини, поживного середовища, виду, віку і стану культури гриба, тривалості його впливу на деревину. Ця величина в деякій мірі є умовною і не може бути безпосередньо використана на практиці.
Метод порогового поглинання має невисоку точність, проте він використовується в наукових дослідженнях на початковій стадії розробки рецептури антисептиків. У виробничих умовах антисептики можуть вимиватися з просоченої деревини. Тому при просочуванні використовують розчини, концентрація антисептика в яких перевищує порогове поглинання.
Для кожного антисептика зазвичай встановлюють величину поглинання, яка враховує: порогове поглинання, деякий запас на вимивання, умови служби виробів і конструкцій з деревини.
Антипірени повинні знижувати горючість деревини і зменшувати її тління. До антипіренів відносяться речовини, які запобігають доступу кисню в зону горіння в результаті утворення негорючих газів або плівки в зоні горіння.
Захист деревини антисептиками і антипіренами має загальну хімічну і технологічну базу. Однак є істотні відмінності між цими напрямками. Процес біозахисту регулярний, його інтенсивність визначається умовами служби, які в період експлуатації даної дерев’яної конструкції або виробу досить стабільні. Можна прогнозувати, що, маючи загальне поглинання антисептика 1-20 кг/м3, забезпечується захист деревини від руйнування на 25-50 і більше років. При вогнезахисті робити такі прогнози не можна, оскільки невідома потужність вогневого імпульсу, що впливає на конструкцію. Виходячи з цього, рекомендується захист по максимуму, що передбачає загальне поглинання антипірену рівне 40-80 кг/м3, яке, однак, в деяких випадках може виявитися недостатнім.
Особливість захисту деревини від загоряння хімічними засобами полягає в тому, що ефективними є лише великі поглинання антипиренів. Це призводить до обваження матеріалу, часто збільшує його гігроскопічність і крихкість, утрудняє склеювання та оздоблення.
Біовогнезахисні препарати є засобами комбінованої дії і містять компоненти як антисептики, так і антипірени. Рецептуру цих препаратів складають залежно від бажаної спрямованості дії (біо- або вогнезахист); вони піддаються випробуванням як на токсичність, так і вогнестійкість.
Вимоги, що пред’являються до захисних засобів
Всі засоби хімічного захисту мають низку вимог.
Бути стійкими, тобто зберігати тривалий час токсичність і вогнестійкість, не розкладатися, не випаровуватися, не вимиватися з деревини водою або атмосферними опадами, особливо в процесі експлуатації.
В останні роки особлива увага при розробці рецептур засобів хімічного захисту приділяють саме підвищенню їх стійкості або невимиваності. Невимивні антисептики або антипірени – це суміші двох і більше хімічних речовин, які після введення в деревину, в результаті реакцій між собою і деревними речовинами утворюють важкорозчинні сполуки, які практично не вимиваються. Характеристики таких препаратів будуть розглянуті далі.
Розчинні у воді засоби повинні мати хорошу розчинність. При просочуванні деревини слабо розчинними речовинами для отримання одного і того ж рівня захищеності доводиться вводити в деревину більшу кількість розчину, що вимагає більш тривалого просочення і застосування більш дорогого обладнання.
Речовини, що входять до складу препаратів, повинні легко проникати в деревину. Легкопроникаючі просочувальні засоби більш технологічні, так як при їх застосуванні потрібна менша тривалість процесу, може бути використаний простий спосіб просочення, застосовано найбільш просте устаткування.
Проникаюча здатність препаратів визначається не тільки розмірами молекул солей, що входять до складу препарату, а й кислотністю розчину – pH. У деяких випадках, наприклад, деякі антисептичні препарати проникають в деревину навіть швидше, ніж чиста вода.
Повинні бути безпечними для людини і домашніх тварин. Найбільш небезпечними для людини за їх токсичностю є препарати, що містять хром, миш’як, фтор, фенол, хлор. При роботі з усіма препаратами обслуговуючий персонал повинен дотримуватися запобіжних заходів, працювати в спецодязі, мати захисні окуляри, респіратори та інші захисні засоби.
Не повинні викликати корозії металів і руйнувати деревину. Тобто вводений в деревину препарат не має погіршувати фізико-механічні властивості деревини.
Різні препарати впливають на деревину неоднаково. Наприклад, препарат, що містить солі хрому, міді та амонієві сполуки знижує межу міцності деревини на статичний вигин, але збільшує межу міцності на стиск, а препарат, що містить ті ж солі міді і хрому разом з борними сполуками, підвищує межі міцності, як на вигин, так і на стиск.
Просочувальні речовини не повинні підвищувати гігроскопічність деревини. Найбільш сильне підвищення гігроскопічності деревини викликають препарати, що містять солі магнію.
Введені в деревину препарати не повинні викликати значну корозію металів кріпильних деталей дерев’яних виробів, а також деталей просочувального устаткування.
