Пропитки для дерева от гниения и влаги: Пропитка для дерева от гниения и влаги: какой антисептик для древесины лучше выбрать

Древесина – универсальный строительный и отделочный материал. Из дерева строят дома, беседки, заборы, из него делают мебель, его используют в качестве наружной и внутренней отделки. Такая популярность объясняется экологичностью материала и его прекрасным внешним видом, но, увы, врагов у дерева много – оно боится огня, влаги, насекомых, перепадов температур и солнечных лучей. Ранее древесину защищали составами на основе соли и уксуса – сегодня же промышленность позволяет производить более эффективные средства, которые дарят дереву долговечность и устойчивость к негативным факторам внешней среды. Этих составов настолько много, что правильно выбрать средство для защиты древесины от гниения, огня и прочих воздействий становится непросто. Разберемся в основных аспектах грамотной покупки.

№1. От чего и в каких случаях защищать древесину?

Средства защиты древесины направлены против разных негативных воздействий, и выбор зависит от того, в каких условиях будет эксплуатироваться материал. Главными врагами древесины считаются:

• влага (туман, дождь, повышенная влажность в помещении). Дереву свойственна способность впитывать влагу и разбухать при ее повышенном содержании в окружающей среде и, наоборот, усыхать в засушливое время. Такие колебания в объеме приводят, как минимум, к трещинам, а при возведении здания из дерева вся конструкция может серьезно пострадать. Поэтому необходимо обрабатывать древесину средствами, которые уменьшают влагопоглощение, но не влияют на способность «дышать»;
• плесень, грибок, мхи и насекомые часто поражают древесину при повышенной влажности и ограниченном доступе воздуха. Гниение, появления мха, распространение короедов, термитов, древоточцев и прочих вредителей влияет не только на внешний вид древесины, но и на ее структуру;
• огонь. Древесина легко воспламеняется и быстро горит. Пока нет средств, которые бы на 100% защищали от огня, но есть вещества, которые воздействуют на структуру и увеличивают время невозгораемости;
• УФ-лучи при длительном и интенсивном воздействии разрушают древесину, больше всего воздействуя на лигнин, вещество, которое обеспечивает жесткость и твердость.

Для повышения устойчивости ко всем этим факторам есть целый ряд специфических средств – комплексного состава пока не существует, поэтому если древесину необходимо защитить, например, и от влаги, и от огня, потребуется использование нескольких средств.

№2. Общие принципы выбора защитных средств для древесины

Вне зависимости от того, на борьбу с каким фактором направлено средство, при выборе обращайте внимание на такие нюансы:

• срок службы покрытия. Защитное средство может продержаться на поверхности около 2-5 лет, и если производитель указывает на упаковке подобные цифры, то, вероятно, он не врет, а вот к долговечности в 20-40 лет стоит относиться с осторожностью. Скорее всего, это просто маркетинговый ход, а мелкими буквами в незаметном на упаковке месте будет указано, что такой срок защиты возможен только при нанесении средства методом глубокой пропитки (это промышленная техника) или при условии вымывания состава, чего достичь невозможно;
• расход состава. Часто дешевые средства неприятно удивляют повышенным расходом состава, отчего вся их экономичность сводится на нет, поэтому при покупке стоит обратить внимание на указанные производителям цифры. Средний расход биозащитных средств составляет 200-250 г/м², но никак не 500-600 г/м², что можно увидеть на упаковках некоторых недорогих составов. Такой большой расход свойственен только огнезащитным составам;
• имя производителя. Качественные защитные средства можно изготовить только на высокотехнологичных производственных линиях, которые могут позволить себе крупные предприятия с известным именем. Ради своего спокойствия и гарантии результата лучше немного переплатить;
• универсальность. Некоторые компании предлагают комплексные средства, которые якобы защищают древесину и от огня, и от гниения, а действующие вещества, по заявлениям производителей, только усиливают эффект друг друга. Специалисты же утверждают, что даже вещества, которые могут быть в одном растворе, порой не только не усиливают действие друг друга, но и уменьшают защиту;
• состав и сертификат соответствия. В состав защитных средств входит масса веществ, каждому из которых отводится своя роль, но внимание стоит уделять основе препарата – это могут быть органические и неорганические вещества. Неорганические вещества, к которым относятся бихроматы натрия и калия, хлористые, хром- и фторсодержащие соединения, соли меди и цинка, негативно воздействуют на человека, металлы и цвет древесины, поэтому запрещены к использованию в Европе. Средства на органической основе более эффективны и позволяют избежать негативного воздействия на здоровье. Любое защитное средство должно иметь сертификат соответствия, подтверждающий его безопасность.

№3. Методы защиты древесины

Для обеспечения максимально долгой сохранности древесины используют комплекс мер. Это конструктивные решения, заключающиеся в правильном размещении и планировке, а также регулярный контроль состояния древесины и непосредственно сами средства для защиты древесины.

Защитные средства могут быть нанесены такими основными способами:

• антисептирование – поверхностная обработка дерева. В частном строительстве может проводиться с помощью кисти или распылителей, а в промышленных условиях выполняется благодаря вымачиванию в защитных составах;
• консервирование проводят только в промышленных условиях. Для этого может быть использована автоклавная пропитка, когда обработка проводится под действием высокого давления, пропитка в горяче-холодных ванных или обработка автоклавно-диффузионным способом.

№4. Средства для защиты древесины от влаги

Повышенный уровень влажности – главный враг древесины, так как не просто ухудшает эксплуатационные качества, но и становится причиной появления плесени и грибка. Обработка, направленная на защиту от влаги, начинается еще с заготовки древесины, и большое значение имеет правильная сушка. Даже хорошо высушенный материал со временем начнет впитывать влагу, но и по этому параметру разные сорта древесины сильно отличаются. Лиственница, ясень, сосна, дуб более устойчивы к воздействию влаги, ель, пихта и бук – среднеустойчивы, а клен, береза и граб наиболее уязвимы. Ряд тропических деревьев (кумару, кусия, ипе, сизаль) практически не боятся влаги и нуждаются лишь в минимальной защите.

Важнейший показатель древесины – внутриклеточная влага. Для строительства можно использовать материал с показателем на уровне 5-20%, причем для устройства стропильных конструкций и внутренней отделки подойдет древесины с влажностью 9-15%, а для наружной обшивки – 12-18%.

Для уменьшения способности древесины впитывать влагу из окружающей среды, т.е. для снижения ее гигроскопичности, используют лаки, масляные пропитки и пасты, которые делятся на две группы:

• составы, образующие пленку на поверхности, не отличаются достаточной долговечностью, поэтому повторять обработку придется достаточно часто;
• проникающие составы более долговечны и способны попадать в поры древесины, используются для обработки заборов, оконных рам, стен дома, садовой мебели.

Как правило, гидрофобизаторы не меняют цвет древесины, а их эффект заключается в том, что капли воды просто скатываются с поверхности, не проникая в структуру. Ряд подобных средств обладает еще и морозостойким эффектом.

№5. Средства для защиты древесины от гниения, плесени и насекомых

Постоянная повышенная влажность, колебания температуры и интенсивное воздействие солнечных лучей делают древесину уязвимой перед микроорганизмами и насекомыми. В качестве профилактики появления плесени используют антисептики – средства, которые предотвращают, но не убивают бактерии. Уже во время заготовки древесины ее покрывают антисептиками, повторная обработка осуществляется после монтажа и зачистки древесины. Антисептики производят в виде жидкостей и паст, они также надежно защищают от поражения насекомыми. Есть антисептики грунтовочного типа, которые используют под лак и покраску, но проникновение и срок службы у них небольшой. Антисептики можно колеровать, а специалисты говорят, что таким способом намного легче добиться равномерного окрашивания стен, чем при использовании колерованного лака.

Если на древесине уже есть следы гнили, то перед использованием антисептика, необходима обработка фунгицидами – веществами, убивающими споры грибков и плесени. Основой в фунгицидных растворах может служить:

• вода. Это экологичные и недорогие составы, недостаток которых заключается в том, что они постепенно вымываются водой, поэтому подходят только для внутренней обработки древесины, которая не взаимодействует с влагой и грунтом;
• уайт-спирит. Такие препараты более устойчивы к внешним воздействиям, плохо вымываются водой, так как проникают глубоко внутрь древесины, но не совсем экологичны, обладают резким запахом, что значительно осложняет обработку.

При обнаружении на древесине следов воздействия насекомых следует провести обработку инсектицидными пропитками, которые выпускаются:

• на водной основе. Используются, в основном, для годовой защиты древесины при транспортировке и хранении;
• на алкидной основе – это более устойчивые средства, которые подходят не только в качестве лечебных препаратов, но и как профилактика.

Регулярный контроль состояния древесины на запах гнили, наличие белых тонких или синеватых и буроватых пленок позволит вовремя предотвратить гниение.

Порой могут понадобиться средства для отбеливания древесины и устранения синеватых, зеленоватых и черных пятен. Такие вещества наносят кистью на поврежденные места, и уже через несколько часов возвращается первоначальный цвет.

При покупке антисептических составов обращайте внимание, что разные породы впитывают составы с разной интенсивностью. Так, береза и бук обладают высокой впитываемостью, кедр, лиственница, дуб, липа, граб – средней, а ель и пихта – низкой. Кроме того, для разных целей используют совершенно разные составы. Если при транспортировке древесина нуждается лишь в профилактической обработке, то при возведении стропильной системы необходимо использовать трудновымываемые средства, которые часто окрашивают древесину в буроватые и сероватые оттенки, снижая ее декоративные качества, поэтому для фасадов такие средства не подходят.

№6. Средства для защиты древесины от огня

При воздействии огня древесина рано или поздно воспламеняется, правда, большие бревна сопротивляются огню намного дольше, чем доски, так как на их поверхности образуется обуглившийся слой, который медленно тлеет. Любые сколы и трещины повышают уязвимость перед пламенем. Для защиты древесины от огня используют антипирены, которые способны задержать воспламенение и распространение огня.

Антипирены выпускаются в таких формах:

• жидкие составы: лаки, пропитки, эмали и краски;
• твердые составы: засыпки и обмазки.

Ранее антипирены повсеместно выпускались в твердой форме, сегодня рынок предлагает преимущественно готовые жидкие растворы или концентраты. Такая форма выпуска позволяет использовать средство более эффективно и одновременно повысить безопасность, ведь при работе с порошками неизбежно попадание ядовитой пыли в организм, да и дополнительное оборудование требуется, что усложняет процесс обработки.

Антипирены по принципу действия делят на:

• активные, это, в основном пропитки, в состав которых входят соли фосфорной и борной кислоты. Под воздействием высоких температур они расплавляются, образуя защитный слой, который препятствует распространению огня;
• пассивные, к которым относят огнезащитные покрытия, создающие на поверхности древесины тонкий теплоотражающий слой. Он при воздействии высоких температур вспучивается, образуя экран из негорючей пены, который замедляет распространение пламени и обугливание древесины.

Самой качественной будет защита, нанесенная в промышленных условиях, но и самостоятельно с помощью кисти, валика или аэрозоля можно провести подобную обработку. Обрабатывать древесину с влажностью более 15% не рекомендуется. Для хорошо просушенного дерева подойдут составы на основе органических полимеров, а для не древесины с влажностью 10-15% для гарантии лучше использовать водорастворимые антипирены.  Небольшие деревянные элементы можно окунать в раствор и оставлять там на период от 30 минут до 24 часов.

По эффективности все антипирены делятся на группы:

• Г1 – средства, благодаря обработке которыми древесина после двухминутного воздействия пламени газовой горелки теряет до 9% массы;
• Г2 – средства с потерей массы до 25%;
• Г3 – средства, которые не обеспечивают должной защиты дерева.

Для обработки лестниц и несущих конструкций выбирают защитные средства класса Г1, во всех остальных случаях подойдут антипирены класса Г2. Если производитель и вовсе не указывает эффективность, то от покупки такого средства лучше отказаться.

№7. Средства для защиты древесины от ультрафиолета

Под постоянным действием солнечных лучей древесина начинает темнеть и разрушаться, поэтому если подобное влияние на материал неизбежно, негативные последствия обязательно необходимо предотвратить. Как правило, специальные добавки для предотвращения губительного воздействия солнечных лучей, входят в состав водоотталкивающих пропиток и биозащитных средств, лаков и красок, о чем будет свидетельствовать соответствующая надпись на упаковке.

№8. Последовательность нанесения защитных средств

Чтобы обеспечить древесине максимальную сохранность, ее обрабатывают защитными средствами в такой последовательности:

• антисептики на этапе заготовки и транспортировки, а также после сооружения конструкции, мебели, организации отделки;
• обработка антипиренами при необходимости;
• обработка влагоотталкивающими пропитками, которая также предотвратит вымывание антипирена и антисептика;
• нанесения лакокрасочных средств с защитой от ультрафиолета;
• герметизация стыков и швов с помощью акрилового герметика – немаловажный процесс, препятствующий проникновению в древесину влаги.

№9. Производители защитных средств для древесины

Полки магазинов заполнены различными защитными препаратами для древесины, но не все они одинаково эффективны. При выборе стоит обращать внимание на указания на упаковке, в т.ч. учитывать влияние средства на цвет древесины, его коррозионную активность и наличие запаха, а также учитывать имя производителя, которое становится гарантией качества. Среди всего обилия средств, выделить стоит продукцию таких компаний:

• Pinotex – эстонский производитель защитных средств для древесины. Его продукция получила огромную популярность на отечественном рынке. Выпускает составы для защиты древесины внутри и снаружи дома: грунтовки, пропитки, краски и антисептики. Отлично себя зарекомендовали антисептики грунтовочного типа, колерованные антисептики, а также антисептики с ультрафиолетовым фильтром. Защитные средства компании, предназначенные для использования на террасах и открытых площадках, названы одними из лучших;
• Tikkurila – концерн со 150-летней историей, заводы которого расположены в нескольких странах. Имя этого производителя – гарантия качества продукции, так как за всеми этапами производства тут тщательно следят. Средств защиты для дерева огромное количество, выпускаются под торговой маркой Valtti;
• Belinka Belles – словенский производитель, который стремительно завоевывает признание отечественных покупателей. Выпускает широкий спектр защитных средств, в т.ч. грунтовки-антисептики, несмываемый антисептик, специальные защитное средство для саун и уникальное гибридное покрытие;
• «Сенеж» — отечественная компания, которая выпускает полный комплекс средств для защиты древесины от любых негативных воздействий. Производит тонирующие антисептики у УФ-фильтром, антисептики для бань и саун (эти средства, кстати, считаются одними из лучших в своем роде), консервирующие антисептики, огне-биозащитные средства, вещества для отбеливания древесины;
• Neomid – бренд защитных средств от компании «Экспертэкология-Неохим». Отечественный производитель делает ставку на производство концентрированных препаратов, что удешевляет их стоимость. Популярностью пользуются антисептики для защиты древесины во влажной среде и грунте, антисептики с УФ-защитой, средства для отбеливания древесины, защиты от огня, а также вещества для обработки саун и бань.

Кроме того, неплохо показали себя защитные средства от белорусской компании Sadolin, немецкой Dufa, английской Dulux, отечественных компаний «Рогнеда» (торговая марка «Акватекс») и «Древесный лекарь».

Существует масса народных средств для защиты древесины от гниения и вредителей, но для достижения наилучших результатов лучше отдавать предпочтение профессиональным препаратам и наносить их в соответствии с инструкцией.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Чем лучше покрыть дерево: пропитка, лак или масло

Автор статьи

Вероника Фортус

Эксперт по строительным материалам

Древесина широко используется в отделочных работах и строительстве. Чтобы продлить срок её эксплуатации, защитить от огня, влаги, насекомых, грибковых образований и других воздействий внешней среды, поверхность обрабатывают специальными средствами.

Все составы делятся на впитывающие и образующие пленку. Первые глубоко проникают в структуру дерева и препятствуют попаданию влаги. Вторая группа защищает изделие от воды благодаря пленке, которая образуется после нанесения и высыхания средства. Со временем пленка трескается, шелушится, поэтому слой нужно периодически обновлять.

Защита от гниения

Как отреставрировать деревянный шкаф

Обрабатывая древесину в заводских условиях, её помещают в емкость с антисептическим раствором — такое вымачивание защищает от плесени. В домашних условиях используют другие способы:

• Водорастворимые пропитки нужны для обработки дерева внутри помещений — стен, полов, потолков, но не комнат с повышенной влажностью. Плюсы таких составов — нет неприятного запаха, быстро сохнут. Пропорции: 1 литр раствора на 100 г воды.
• Для бани, ванной комнаты и других влажных помещений используют водоотталкивающие средства, которые не дают влаге впитаться в древесину. (Belinka)
• Напольные лаги, чердачные перекрытия и другие скрытые деревянные основы тщательно просушивают и обрабатывают антисептическими средствами. (Pinotex IMPRA)
• Для наружных построек типа террасы или забора выбирают составы на масляной основе. Также можно использовать лазурь различных декоративных тонов. Она глубоко проникает в поры древесины и застывает, чем надежно предохраняет поверхность от воздействия внешней среды и предотвращает усыхание дерева. (Pinotex Wood & Terrace)
• Деревянные поверхности внутри помещений также пропитывают масляными составами. (KIILTO Care, Parquet).Обработка растворами на масляной основе необходима перед покраской поверхности масляными красками либо лаком. Основа пропитки, грунтовки и лакокрасочного материала должна быть одинаковой — в противном случае краска может не высохнуть или свернуться. Особое внимание уделяют пропитке торцевых частей доски — они пористые, хорошо впитывают влагу, поэтому эти участки желательно обработать 2-3 раза.
• Комбинированные пропитки можно использовать для всех видов древесины. Они защищают не только от грибка, но и от огня.

Защита от пожара

Как отреставрировать деревянный стол

В жилых домах для обработки деревянных поверхностей обязательно используют антипирен — пожароустойчивый состав, который под воздействием огня превращается в пленку и предотвращает распространение пожара. После нанесения этой пропитки деревянное покрытие грунтуют, красят или лакируют. Нужно учесть, что некоторые виды антипирена слегка изменяют цвет дерева.

Пирилакс — противопожарная пропитка с биологическими добавками, которые препятствуют появлению насекомых и развитию грибка в древесине. Нетоксичен, используется как для внутренней, так и для наружной обработки.

Защита от насекомых

Как отреставрировать деревянный стул

Отбеливатель для деревянных поверхностей или специальные средства (Neomid 500 ) помогут избавиться и защитят в дальнейшем дерево от вредителей. Состав впитывается в поверхность, заполняя поры и повреждённые участки покрытия, и застывает. Наносится в 2-3 слоя. Содержит добавки, которые защищают дерево от ультрафиолетовых лучей, что сохраняет его структуру. Используется как для внутренних, так и для наружных работ.

Сырую древесину обрабатывают шеллаковой грунтовкой, которая проникает глубоко в материал, впитывается и после высыхания делает его плотнее и крепче. Она изолирует сучки и не дает просачиваться смоле на окрашенном участке. Входящие в состав вещества защищают поверхность от насекомых и воздействия влаги. В составе грунта содержится воск и метиловый спирт. Первый позволяет использовать обработанное дерево в помещениях с повышенной влажностью, второй способствует быстрому высыханию находящейся в порах влаги, благодаря чему изделие не деформируется.

Народные средства для защиты древесины от гниения и влаги |

Люди строят деревянные дома тысячелетия, и ровно столько же пытаются решить проблему гниения и горючести древесины. На волне моды на всё натуральное мы решили вспомнить традиционные, народные способы защиты древесины от гниения, влаги и насекомых. Некоторые из них используются до сих пор, другие постепенно уходят в прошлое, так как не способны составить конкуренцию защитным составам промышленного производства.

Все народные способы защиты дерева можно поделить на конструктивные и обрабатывающие. Конструктивные способы подразумевают физическое ограничение воздействия неблагоприятных факторов. Обрабатывающие методы – это обмазка и пропитка защитными составами.

Конструктивные способы защиты

Конструктивная защита — это мероприятия по ограничению воздействия влаги на деревянные элементы. Сюда относится гидроизоляция фундамента, нижних венцев, концов деревянных стропил, балок перекрытия. Для уменьшения смачивания стен свесы крыши делают шириной не меньше 50 см. Обязательно устраивают естественную вентиляцию: на чердаках делают слуховые окна, в подполе – отдушины.

Второе направление конструктивной защиты – многослойные фасады. Стены из бруса и брёвен обшивают вагонкой, закрывают минеральной ватой и навесными фасадами. Благодаря этому на них не попадают осадки и солнечные лучи, которые разрушающе действуют на древесину.

Обмазки

Обмазки – это густые пасты из натуральных материалов, которыми покрывают открытые участки деревянной конструкции. Обмазка глиной – первое, но не единственное средство для защиты торцов древесины. Для предотвращения гниения и поражения насекомыми используют смолу,

известь и даже силикатный клей. Народные средства работают на здоровой или слабозаражённой древесине. В лечении серьёзных заболеваний поражений они не эффективны.

Популярные рецепты обмазок

• Глина, соль, вода. Соотношение глины и соли 74:4, вода добавляется до получения сметанообразной консистенции.
• Суперфосфат и вода (70:30).
• Сульфитно-спиртовая барда, глина, вода (25:50:25).
• Финская экзотика – состав на основе муки, соли, извести и железного купороса. Он защищает от гниения и долго не вымывается водой.
• Силикатный клей.

В большинстве своём народные рецепты защитных паст содержат токсичные вещества. Они опасны для здоровья, поэтому применять их следует с большой осторожностью и только там, где исключён постоянный прямой контакт с человеком или животными.

Обмазки наносят минимум в два слоя толщиной 2-3 мм. Использовать их для защиты больших сооружений неудобно: на обработку уходит очень много времени и средств.

Пропитки

Чаще всего пропитки делают из масел. Масло используется как средство защиты древесины от влаги и гниения. К сожалению, оно увеличивает горючесть конструкций, поэтому безопаснее использовать его во влажных местах.

• Одним из самых распространённых методов является пропитка отработанным маслом. Способ подходит только для нежилых помещений, его часто используют при установке заборов. Масло наносят в несколько слоёв, предварительно разогрев.
• Берёзовый деготь – альтернатива отработке. Обычно дёгтем обрабатывают части деревянных конструкций, которые находятся под землёй, так как он липкий и имеет достаточно сильный запах. Деготь, смешанный с керосином или скипидаром, считается хорошим средством от насекомых. Он моментально убивает вредителей.
• Для небольших конструкций используют растительное масло, смешанное с воском или прополисом. Оно придает древесине приятный блеск и оттенок, обладает водоотталкивающими качествами.

Обжиг древесины

Один из самых распространённых способов защиты от гниения – нагрев. Бактерии и насекомые, которые уже успели поселиться в брёвнах, гибнут под действием высокой температуры.

Дерево обжигают, разрушая поверхностный слой до обугливания с помощью паяльной лампы. Уголь затрудняет впитывание влаги и  обладает бактерицидным действием – в нем не развиваются микроорганизмы и насекомые. Такой способ защиты используют для элементов, которые вкапывают в землю.

Народные средства спасают древесину от гниения и насекомых, но практически не влияют на её горючесть. При необходимости комплексного й защиты используйте биопирены последнего поколения. Составы НОРТ защищают деревянные конструкции  от биологических факторов и огня, продлевают срок службы деревянных конструкций.

Чтобы получить консультацию по подбору, обращайтесь по телефону +7 (499) 409-50-46.

Защитные средства для древесины (древесина, обработанная под давлением)

Распространенное заблуждение относительно гниения древесины состоит в том, что это происходит только из-за воздействия влаги. Разложение на самом деле происходит из-за сочетания влаги, умеренных температур и поступления кислорода. Эти три фактора способствуют росту грибков в древесной ткани, вызывая ее гниение.

Два основных типа грибковой гнили известны как мокрая гниль и сухая гниль. Одно из основных различий между влажной гнилью и сухой гнилью заключается в том, что для роста влажной гнили требуется более высокое содержание влаги.Грибок влажной гнили любит расти на древесине с высоким содержанием влаги около 50% и выше, тогда как сухая гниль прорастает при более низком содержании влаги в древесине от 20% до 30%.

Сухая гниль — это серьезная форма гниения, которая может постоянно разрушать древесину и другие материальные ценности. Влажная гниль встречается чаще и более локализована, обычно поражая древесину только в источнике протечки или другой влажности. Однако мокрая гниль может быть серьезной, если не обрабатывать конструкционные деревянные элементы или если источник воды расширяется.

Помимо грибов, древесину могут повредить такие насекомые, как термиты и муравьи-плотники. Это повреждение может произойти в сухих помещениях и может вызвать значительные повреждения конструкции.

Необходимо знать природу насекомых или грибов, поражающих древесину, и условия, необходимые для их роста. Затем вы можете выбрать стойкую древесину, предварительно обработать древесину, чтобы предотвратить заражение насекомыми и рост грибка, или обработать древесину после того, как рост грибка начнется, чтобы остановить распространение.

Древесина с естественной устойчивостью к гниению

Устойчивые к гниению древесные породы, включая кипарис, кедр, саранчу и красное дерево, могут использоваться для снижения вероятности гниения древесины. Эта древесина преимущественно используется в открытых местах, таких как сайдинг из гальки, внешние настилы и балконы. Они не требуют обработки, чтобы противостоять гниению.

Обработанная под давлением древесина для предотвращения гниения

При обработке древесины под давлением химические вещества проникают глубоко в древесину.Эта обработка проводится с помощью вакуумного баллона. Древесина помещается внутрь пылесоса, и из нее забирается воздух, чтобы полностью высушить древесину. Затем цилиндр заливается выбранным консервантом под высоким давлением, чтобы обеспечить его глубокое проникновение в древесину. Затем древесину дают высохнуть перед нанесением финишного покрытия, если это необходимо.

Обработанная под давлением древесина защищает древесину по всей древесине (в том числе глубоко внутри), что делает ее менее восприимчивой к гниению, паразитам и атакам насекомых.

Применяемые средства для предотвращения гниения

Еще один метод обработки древесины — нанесение жидких средств местного действия. Они включают применение различных типов жидких консервантов, которые могут содержать биоциды, инсектициды, пестициды и т. Д. Их обычно наносят на наружную древесину, чтобы защитить ее от элементов, насекомых и защиты от ультрафиолетового излучения.

Их обычно наносят кистью или распылителем, при этом химикаты впитываются в древесину, чтобы обеспечить ей желаемую защиту.Основная проблема применяемых обработок заключается в том, что они лишь частично впитывают древесину, поэтому древесина может не иметь полной защиты, особенно на необработанной стороне.

Типы консервантов для древесины

Существует два основных типа консервантов для древесины: химические вещества на масляной и водной основе. Оба включают химическую смесь, которая либо наносится, либо пропитывается древесиной, как описано выше.

Консерванты масляного происхождения

Консерванты на масляной основе, такие как креозот и пентахлорфенол (ПХФ), могут применяться для защиты древесины от гниения.Однако оба из них имеют серьезные риски для здоровья, и их обычно следует избегать.

Креозот преимущественно использовался для обработки деревянных конструкций на открытом воздухе для предотвращения гниения и добавлялся путем обработки давлением. Он все еще используется в некоторых условиях, но больше не разрешен для использования в жилых помещениях.

PCP может использоваться как пестицид и дезинфицирующее средство и может наноситься распылением, кистью, окунанием и замачиванием древесины или методом обработки под давлением.Это включает помещение древесины в сосуд для обработки под давлением, где она погружается в ПХФ, а затем подвергается действию давления.

Масляные продукты, включая медь, такие как нафтенат меди, считаются более безопасной альтернативой креозоту или ПХФ. Однако следует проявлять осторожность, поскольку риски для здоровья до сих пор полностью не известны.

Консерванты на водной основе

Консерванты на водной основе включают щелочные четвертичные соединения меди, азол меди, аммиачный арсенат меди и цинка, цитрат меди и HDO меди.

Консерванты на водной основе обычно являются одними из самых дешевых вариантов, доступных потребителям. Однако их самый большой недостаток заключается в том, что древесина может быть повреждена из-за присутствия воды в консерванте. Нанесение может и часто приводит к разбуханию и / или короблению обрабатываемой древесины, особенно если она уже пористая. Тяжелые металлы (медь) в химическом веществе также могут быть опасными для здоровья и окружающей среды.

Хромированный арсенат меди (CCA) был традиционным химическим веществом, используемым для обработки древесины под давлением.Возможно, вы знакомы с зеленым оттенком и ощущением влаги при таком уходе. Однако, начиная с 2003 года, CCA был прекращен из жилищного строительства из-за проблем со здоровьем и окружающей средой, связанных с содержанием хрома и мышьяка в химическом веществе.

Борат — консервант на основе борной кислоты. Он считается более безопасной альтернативой другим консервантам, поскольку не содержит тяжелых металлов, таких как медь. Однако проблема с боратом заключается в том, что он может вытягиваться из древесины при многократном воздействии большого количества воды.

Азолы меди стали стандартом для пиломатериалов, обработанных давлением, и произошла эволюция продукции.

Азол меди типа B (CA-B) содержал смесь меди и азола в качестве двух основных защитных средств.

Азол меди типа C (CA-C) является наиболее распространенной формой консерванта и включен в стандарт AWPA U1. Это раствор растворенной меди с множеством азолов. CA-C одобрены для использования во всех типах строительства и не имеют каких-либо специальных ограничений EPA для обработки древесины.

Микронизированный азол меди (MCA-C) Пиломатериал, обработанный , становится все более популярным в качестве консерванта для древесины. Вместо растворения медь тонко измельчается, а затем суспендируется в жидкости (с азолами), которая используется для обработки древесины. Несмотря на то, что он не имеет статуса спецификации AWPA U1 (см. Ниже), многие производители проверяли свои химические вещества Службой оценки Международного совета кодексов и получали отчеты об оценке, которые указывают на соответствие Международным строительным нормам.Архитекторы и разработчики должны убедиться, что выбранные ими продукты MCA-C имеют текущий отчет об оценке ICC-ES.

Новые консерванты

Из-за рисков для здоровья и окружающей среды, связанных с традиционными химическими консервантами для древесины, ряд других методов консервации древесины проходит испытания с переменным успехом. К сожалению, опасные химические вещества, по-видимому, превосходят менее опасные версии, но есть несколько многообещающих вариантов, включая уксусный ангидрид, льняное масло и фурфуриловый спирт.

Снижение гниения: борьба с гниением древесины

Лучшим вариантом решения проблемы гнили дерева является замена поврежденных элементов и устранение причины проблемы. Однако бывают обстоятельства, при которых гниль минимальна, и вы не хотите заменять поврежденную древесину.

Первый этап лечения — это обращение к специалисту, который диагностирует причину и тип гниения древесины и помогает определить необходимость замены.

Для решения проблем с влажной гнилью важно сначала определить источник влаги и устранить причину сырости. Как вариант, вы можете изолировать древесину от источника влаги перед обработкой пораженных участков. Во многих случаях вам потребуется заменить поврежденные бревна. Однако в некоторых случаях мокрую гниль можно остановить, обработав древесину фунгицидом. Обработка влажной гнили включает применение фунгицидов во время и после периода высыхания. Эти методы обработки остановят дальнейшее ухудшение, если будет остановлен источник проникновения воды.

С сухой гнилью бороться труднее: древесина должна быть обработана фунгицидом, а окружающие материалы стерилизованы биоцидом. Как и в случае с мокрой гнилью, необходимо заменить древесину с нарушенной структурой.

Зараженные насекомыми, такие как древоточцы или термиты, как правило, уничтожаются с помощью инсектицидов. Опять же, структурно поврежденную древесину необходимо заменить, как только заражение насекомыми будет устранено. Затем следует продолжить регулярное профилактическое лечение.

Смолы или другие материалы для заполнения древесины можно использовать для косметического ремонта поврежденной древесины, но никогда не должны использоваться для ремонта поврежденных структурных компонентов.

Соответствующие крепежные детали

Химические вещества, используемые для консервирования древесины, могут вызывать коррозию оборудования, такого как гвозди, шурупы, вешалки и т. Д. Например, гальваническое воздействие может вызвать взаимодействие меди во многих консервантах с алюминием, сталью или цинком. Поэтому важно использовать крепежные детали с надлежащим покрытием, чтобы предотвратить коррозию.Компании, производящие химические вещества для защиты древесины, предоставляют архитекторам и разработчикам рекомендации по выбору подходящих крепежных элементов, которые могут различаться в зависимости от используемого химического вещества. Некоторые компании указывают, что можно использовать обычные крепежи и вешалки, поэтому всегда лучше проверять их документацию.

Следует избегать обработки древесины под давлением с прямым контактом с алюминием (например, оклейки) во избежание коррозии. Тем не менее, есть некоторые производители с продуктами, которые могут использоваться в прямом контакте с алюминием, поэтому проконсультируйтесь с ними, прежде чем уточнять детали.Альтернативный подход, когда требуется алюминиевый оклад, заключается в разделении алюминия и обработанной под давлением древесины водонепроницаемой строительной тканью или бумагой.

Поскольку вода является основным фактором гальванического воздействия, вы можете рассмотреть возможность зенковки и затыкания крепежных деталей. Это исключает возможность попадания воды в бассейн, контактирующего с деревом и металлами.

Окрашивание древесины, обработанной давлением

Что касается добавления цвета к пиломатериалам, обработанным под давлением, серия публикаций Лаборатории лесных товаров указывает на то, что лучше всего использовать полупрозрачные морилки на масляной основе для древесины, обработанной консервантами.Новые консерванты для древесины имеют менее зеленый оттенок, что должно помочь окрашиванию более естественного цвета. Однако архитектору важно увидеть окончательные образцы окрашенной древесины перед установкой.

не рекомендуется красить обработанную под давлением древесину из-за высокого содержания влаги, поэтому краска не будет также хорошо сцепляться с древесиной. Если вы хотите покрасить обработанную древесину, вы можете выбрать древесину, подвергнутую сушке в печи (KDAT) под давлением, которая имеет более низкое содержание влаги. Однако лучшим решением будет использовать дерево, устойчивое к гниению (кедр, тик), если вы планируете красить его — конечно, это дороже и, как правило, лучше выглядит без отделки.

Окрашивание необработанной древесины обеспечит некоторый уровень защиты поверхности от погодных условий, однако никак не предотвратит нападение грибка или насекомых. Защиту, получаемую от краски, можно усилить, если перед покраской нанести жидкий консервант для древесины, который поможет защитить древесину от заражения насекомыми и грибками. Обработка всех сторон дерева, включая торцы, грунтовкой на масляной основе и консервантом помогает обеспечить эту дополнительную защиту.

Спецификация и идентификация обработанной древесины

Американская ассоциация защиты древесины была основана в 1904 году как орган, устанавливающий стандарты защиты и сохранения древесины.

AWPA разработало Систему категорий использования, введенную в 1999 году, для определения уровней опасности биоразрушения для изделий из обработанной древесины. Эта система помогает разработчикам и пользователям выбрать подходящую обработку для их конкретного деревянного изделия. Как владельцы домов, так и архитекторы найдут этот простой PDF-файл с диаграммой категорий, который будет полезен при выборе правильной древесины.

Обработанная консервантом древесина регулируется стандартом AWPA U1, который используется в качестве ссылки в кодах ICC.Спецификация включает вызов стандарта U1 плюс соответствующая категория использования. Это описано в документе AWPA Как указать изделия из обработанной древесины .

Обработанная древесина от известных продавцов включает бирку, прикрепленную к концу доски. Этот тег предоставляет информацию об обработке, включая: производителя, допустимое воздействие, стандарт AWPA, категорию использования, информацию инспекционного агентства, тип консерванта и удерживание (количество консерванта в древесине).

Некоторые изделия из древесины, обработанной давлением, не соответствуют требованиям AWPA U1, но могут использоваться в проектах, соответствующих нормам. Например, как описано ранее в этой статье, микронизированный азол меди (MCA-C) является приемлемым консервантом для древесины, поскольку он был оценен Службой оценки Международного совета по кодам. Архитекторы должны подтвердить, что указанные ими несовместимые с U1 продукты имеют соответствующий отчет об оценке ICC-ES и что этот отчет является актуальным.Желательно, чтобы это было включено в проектную документацию для записи.

Опасности для древесины, обработанной давлением

Мы обсудили ряд проблем со здоровьем и окружающей средой, вызванных химическими веществами, используемыми в консервантах для древесины. Подробный анализ этих проблем выходит далеко за рамки данной статьи, но Агентство по охране окружающей среды США предоставляет Обзор химических веществ для защиты древесины .

Крайне важно, чтобы плотники и домашние мастера понимали, как защитить себя от химикатов, содержащихся в предварительно обработанных деревянных изделиях.У всех производителей есть паспорта безопасности, которые помогут вам понять, какие средства индивидуальной защиты вам нужны. Проверьте бирку на дереве, чтобы найти производителя, и свяжитесь с ним для получения соответствующей информации.

Обработанная под давлением древесина никогда не подлежит сжиганию. Кроме того, обработанную древесину (особенно с более старыми консервантами) следует утилизировать должным образом, чтобы избежать загрязнения мест захоронения. Свяжитесь с местными властями для получения информации об утилизации.

В то же время необработанная древесина может представлять опасность для здоровья.У человека, подвергающегося воздействию гниения древесины в течение длительного периода, могут развиться респираторные проблемы, такие как астма и другие заболевания легких. Наличие гнили в древесине означает нездоровый уровень сырости и влажности в здании, что может быть связано с другими состояниями, такими как простуда, грипп, гипертермия и пневмония. Существует также очевидный повышенный риск для здоровья из-за потенциального разрушения конструкции здания, если не остановить серьезное гниение древесины.

Характеристики пропитанной воском древесины вне контакта с землей: результаты длительных полевых испытаний

(PDF) Влияние пропитки салом на поведение влаги и устойчивость к гниению различных пород древесины

сосна, потери веса буковых блоков были одинаковыми независимо от концентрации жира

, что позволяет предположить, что Обработка жиром

обеспечила неполную защиту от грибкового поражения.Результаты

согласуются с ранее обнаруженными данными о том, что жир

замедлял, но не предотвращал проникновение влаги. Это отсроченное поглощение влаги

также приведет к соответствующей задержке

в условиях, подходящих для поражения грибком, что приведет к более низким потерям веса

.

4. Выводы

Обработка твердым жиром замедлила, но не полностью ограничила

водопоглощение или связанные с ним изменения размеров в древесине

, а также не была полностью эффективной против поражения грибами.

Однако водоотталкивающие агенты могут быть полезны в надземных применениях.

катионов, где может происходить высыхание, и, жир, в сочетании

с биоцидом с низким уровнем содержания может быть привлекательным вариантом для защиты древесины

. Рекомендуется дальнейшее исследование

, чтобы изучить влияние лечебных смесей на производительность.

Заявление о раскрытии информации

Автор (ы) не сообщил о потенциальном конфликте интересов.

ORCID

Hüseyin Sivrikaya http: // orcid.org / 0000-0002-9052-9543

Ахмет Джан http://orcid.org/0000-0001-5926-6039

Барбарос Яман http://orcid.org/0000-0001-9773-5318

Сабрина Palanti http://orcid.org/0000-0002-9033-8827

Джерей Дж. Моррелл http://orcid.org/0000-0002-1524-9138

Ссылки

Ahmed, SA, Morén, T. , Зельстедт-Перссон, М. и Блом, Å (2017) Эффект пропитки маслом

на водоотталкивающие свойства, стабильность размеров и восприимчивость к плесени

подверженность термически модифицированной древесине осины европейской и пуховой березы

.Журнал Wood Science, 63 (1), 74–82.

Араужо, Б.К., Нуньес, Р.С.Д.Р., де Моура, К.В.Р., де Моура, Э.М., Сито,

А.М.Д.Г. Л. и душ Сантуш Джуниор, Дж. Р. (2010) Синтез и характеристика биодизельного топлива из говяжьего жира. Энергия и топливо, 24 (8), 4476–4480.

Awoyemi, L., Cooper, P. A. и Ung, T. Y. (2009) Охлаждение при обработке

во время термической модификации древесины в среде соевого масла: соевое масло

, смачиваемость, водопоглощение и набухание.European

Journal of Wood and Wood Products, 67 (4), 465.

Бак, М. и Немет, Р. (2012) Изменения в набухающих свойствах и скорости поглощения мочевины

термообработанным маслом тополя. (Populus × euramericana cv.

Pannonia) древесина. Биоресурсы, 7 (7), 5128–5137.

Базяр Б. (2012) Устойчивость к распаду и физические свойства масляного тепла

обработанная древесина осины. Биоресурсы, 7 (1), 696–705.

Chen, J., Wang, Y., Cao, J. и Wang, W. (2020) Улучшенные водоотталкивающие свойства

и стабильность размеров древесины за счет пропитки эпоксидированной эмульсией льняного масла

и комплексной эмульсии карнаубского воска.Forests, 11 (3), 271.

Cornet, I., Wittner, N., Tofani, G. and Tavernier, S. (2018) FTIR как простой

и быстрый аналитический подход для отслеживания роста микробов в течение

грибковая предварительная обработка древесины тополя Phanerochaete chrysospor-

мкм. Журнал микробиологических методов, 145, 82–86.

Да Кунья, М. Е., Краузе, Л. К., Мораес, М. С. А., Фаччини, С. С., Жак, Р. А.,

Алмейда, С. Р., Родригес, М. Р. А. и Карамао, Э. Б. (2009) Говяжий жир

биодизельное топливо произведено в экспериментальном масштабе.Технология переработки топлива, 90 (4),

570–575.

Демирель, Г. К., Темиз, А., Джебран, М., Терзиев, Н., Гезер, Э. D. (2018) Micro-

распределение, водопоглощение и стабильность размеров древесины, обработанной

эпоксидированными растительными маслами. Биоресурсы, 13 (3), 5124–5138.

Дубей М.К., Панг С. и Уолкер Дж. (2012) Поглощение масла древесиной во время термообработки

и охлаждения после обработки и влияет на стабильность размеров древесины

.Европейский журнал древесины и изделий из дерева,

70 (1-3), 183–190.

Эстевес, Б., Велес Маркес, А., Домингос, И. и Перейра, Х. (2013)

Химические изменения термообработанной древесины сосны и эвкалипта контролировались

с помощью FTIR. Maderas Ciencia y tecnología, 15 (2), 245–258.

ФПЛ. (2010). Справочник по дереву Дерево как инженерный материал. Общий

Технический отчет FPL-GTR-190. (Мэдисон, Висконсин: Министерство сельского хозяйства США

, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров).508 с.

Fredriksson, M., Wadsö, L. и Ulvcrona, T. (2010) Сорбция влаги и набухание

ели европейской [Picea abies (L.) Karst.], Пропитанной льняным маслом

. Древесное материаловедение и инженерия, 5 (3-4), 135–142.

Хумар М. и Лезар Б. (2013) Эффективность обработанной льняным и тунговым маслом древесины

против древесных грибов и поглощения воды. Международный

Биоразложение и биоразложение, 85, 223–227.

Янкович, Б., Манич, Н., Додевски, В., Попович, Дж., Русмирович, Дж. Д. и

Тошич, М. (2019) Анализ характеристик продуктов пиролиза тополя u

каналов. Многокомпонентное кинетическое исследование. Топливо, 238, 111–128.

Kleinberg, MN, Rios, MA, Buarque, HL, Parente, MM, Cavalcante, C.

L. и Luna, FMT (2019) Влияние синтетических и природных антиоксидантов на окислительную стабильность говяжьего жира перед выпуском биодизеля

. Валоризация отходов и биомассы, 10 (4), 797–803.

Knothe, G. (1999) Быстрый мониторинг переэтерификации и оценка качества дизельного топлива bio-

методом ближней инфракрасной спектроскопии с использованием оптоволоконного зонда

. Журнал Общества американских химиков-нефтяников, 76 (7), 795–800.

Ли, С. Х., Ашаари, З., Лум, В. К., Халип, Дж. А., Анг, А. Ф., Тан, Л. П. и Тахир,

П. М. (2018) Термическая обработка древесины с использованием растительных масел: обзор.

Строительные и строительные материалы, 181, 408–419.

Лю, С., Ван, Ю., О, Дж. Х. и Херринг, Дж. Л. (2011) Производство быстрого биодизеля из говяжьего жира с радиочастотным нагревом. Возобновляемая энергия

Энергия, 36 (3), 1003–1007.

Ма, Ф. и Ханна, М. А. (1999) Производство биодизеля: обзор. Биоресурс

Технологии, 70 (1), 1–15.

Ма, Ф., Клементс, Л. Д. и Ханна, М. А. (1998) Биодизельное топливо животного происхождения

жира. Дополнительные исследования по переэтерификации говяжьего жира. Industrial &

Engineering Chemistry Research, 37 (9), 3768–3771.

Мехер, Л. К., Сагар, Д. В. и Наик, С. Н. (2006) Технические аспекты производства дизельного топлива bio-

путем переэтерификации — обзор. Обзоры возобновляемых источников энергии и

устойчивой энергетики, 10 (3), 248–268.

Накия, А. Н., Мариккар, Дж. М. Н., Миргани, М. Э. С., Нуррулхидаях, А. Ф.

и Янти, Н. (2017) Отделение фракционированных компонентов

лярдов от других животных жиров с использованием различных аналитических методов.

Sains Malaysiana, 46 (2), 209–216.

Пандей, К. и Нагвени, Х.С. (2007) Быстрая характеристика коричневой

и белой гнили деградированной сосны и каучуковой древесины с помощью спектроскопии FTIR-

. Holz als Roh-und Werksto ff, 65 (6), 477–481.

Сидорова, Е. (2008). Масляная термообработка древесины. В Б. Андерсоне и Х.

Тухерн (ред.) Труды 4-го совещания сети Северных Балтий

в лесу. Материаловедение и инженерия, Рига, Латвия, 13–14

ноября, Латвийский государственный институт химии древесины.

Тьердсма, Б. Ф. и Милитц, Х. (2005) Химические изменения в обработанной гидротермально

древесине: FTIR-анализ комбинированной гидротермальной и сухой

термообработанной древесины. Holz als roh-und Werksto ff, 63 (2), 102–111.

Tjeerdsma, B.F., Swager, P., Horstman, B.J., Holleboom, B.W. andHoman, W.J.

(2005) Разработка процесса обработки древесины модифицированным горячим маслом. В

Х. Милиц и К. Хилл (ред.) Труды Второй Европейской конференции по древесине

Модификация: Модификация древесины: процессы, свойства и коммерциализация

(Геттинген): Геттингенский университет, Германия, стр.186–197.

Ван, Ю. М., Ван, Х. Дж. И Чжан, З. Ю. (2005) Анализ пыльцы сосны с помощью

с использованием FTIR, SEM и энергодисперсионного рентгеновского анализа. Гуан Пу Сюэ Юй

Гуан Пу Фэнь Си, 25 (11), 1797–1800.

Уильямс, Р. С. и Фейст, В. К. (1999) Водоотталкивающие и водоотталкивающие средства

Консерванты для древесины. Общий технический отчет США GTR-109, U.S.

Forest Products Laboratory, Мэдисон, Висконсин. 12 шт.

Забель Р. А. и Моррелл Дж.J. (2020) Wood Microbiology (Сан-Диего, Калифорния:

Academic Press). 556 с.

Zhu, Y., Wang, W. и Cao, J. (2014) Улучшение гидрофобности и стабильности размеров

термически модифицированной древесины южной сосны до

, обработанной олеиновой кислотой. Биоресурсы, 9 (2), 2431–2445.

ДЕРЕВЯННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНИКА 9

Пропитанная древесина — обзор

A1: Поставка сырья

Строительные материалы на биологической основе можно производить из нескольких источников.Дерево является одним из основных материалов на биологической основе, используемых в мире, но в строительстве также используются некоторые другие биоресурсы, например, бамбук, остатки кукурузы или овечья шерсть. Мы можем разделить их на две основные категории: продукты леса и продукты сельского хозяйства / животноводства. Кроме того, добавки (в основном клеи, покрытия и консервирующие вещества) на биологической основе или из ископаемых источников могут использоваться для производства строительных материалов (например, клея для древесностружечных плит, матриц для древесно-пластиковых композитов или консервантов для пропитанной древесины).Наконец, переработанный материал на биологической основе может использоваться в качестве сырья для строительства на основе биоматериалов (например, переработанная бумага или цельная древесина).

Лесные товары. Для производства лесного сырья, такого как древесина, пробка или бамбук, в ходе лесохозяйственной деятельности проводится ряд операций, которые вызывают воздействие на окружающую среду (van Dam and Bos, 2004; van der Lugt et al. , 2006; Dias and Arroja, 2012; González-García et al. , 2013).Сжигание ископаемого топлива при механизированных операциях (например, очистка, прореживание, обрезка или сбор урожая) приводит к выбросам в атмосферу таких выбросов, как углекислый газ (CO ₂ ), диоксид серы (SO ₂ ) и оксиды азота (NO _x ). ), которые способствуют, например, изменению климата, подкислению и образованию фотохимических окислителей. Внесение удобрений может вызвать эвтрофикацию из-за выброса питательных веществ в окружающую среду и может способствовать изменению климата в результате выброса закиси азота (N ₂ O) в атмосферу.Применение пестицидов может привести к последствиям, связанным с токсичностью. Могут возникнуть и другие воздействия, связанные с землепользованием, такие как изменения в почвенном органическом углероде и плодородии, биоразнообразии, эрозии и водопользовании. С другой стороны, лесные экосистемы обладают способностью поглощать CO ₂ из атмосферы и накапливать этот углерод в живой (стволовые деревья, ветви, листва и корни) и мертвой биомассе (подстилка, древесный мусор и органическое вещество почвы), что является экологическая выгода.

Сельское хозяйство и продукция животноводства: Глобальное землепользование характеризуется конкуренцией между производством продуктов питания, топлива и кормов.Существуют более высокие риски косвенного изменения землепользования ( ILUC, ) и связанных с этим воздействий на окружающую среду для сельскохозяйственного производства. Например, производство биотоплива обычно происходит на пахотных землях, которые ранее использовались для производства продуктов питания. Поскольку это сельскохозяйственное производство по-прежнему необходимо, оно может быть частично перемещено на ранее не возделываемые земли, такие как луга и леса. Этот процесс известен как косвенное изменение землепользования (ILUC). ILUC рискует свести на нет экономию парниковых газов в результате увеличения производства биотоплива, поскольку луга и леса обычно поглощают высокие уровни CO ₂ (European Commission, 2012).

Многие продукты сельского хозяйства и животноводства могут использоваться в качестве сырья в зданиях. Среди них солома, лен, жмых сахарного тростника, кукуруза, конопля, рисовая шелуха, скорлупа арахиса, кенаф, тростник, овечья шерсть, казеин и полимолочная кислота ( PLA ) (Schmidt et al. , 2004; Ardente et al. al., 2008; Murphy and Norton, 2008; Menet and Gruescu, 2012; Silva et al., 2014; Chaussinand et al., 2015; Palumbo, 2015). Обычные сельскохозяйственные процессы требуют топлива, удобрений и пестицидов, как и процессы в лесном хозяйстве.Кроме того, землепользование и подготовка почвы могут быть интенсивными и могут привести к деградации почвы, что приведет к потере природных ресурсов. Сельскохозяйственные процессы несут ответственность за выбросы и воздействие на окружающую среду так же, как и лесные продукты. Но для выращивания сельскохозяйственных культур, удобрений, пестицидов, топлива и техники использование выше из-за годовых циклов выращивания. душ Сантуш et al. (2014) показал, что производство жмыха было наиболее важным потоком для эвтрофикации в ОЖЦ древесностружечных плит из-за использования удобрений.Такие же наблюдения были сделаны Ganne-Chédeville and Diederichs (2015) для производства PLA, содержащегося в сверхлегких древесностружечных плитах. Некоторым культурам для полива требуется большое количество воды. Интенсивное использование воды для выращивания сельскохозяйственных культур может привести к снижению доступности пресной воды, что считается истощением природных ресурсов. В большей степени это также может привести к экотоксикологическим эффектам из-за концентрации загрязняющих веществ и утраты биоразнообразия. Некоторые биоресурсы могут быть получены непосредственно в природе, например, тростник, растущий в естественных условиях на заболоченных территориях, для кровли из соломы.Это позволяет избежать воздействия на окружающую среду из-за удобрений и использования пестицидов. Воздействие на окружающую среду шерсти животных, в основном овечьей шерсти, было тщательно изучено (Henry, 2012). Основное воздействие производства шерсти — выбросы метана (CH ₄ ) от овцеводческих ферм, которые способствуют изменению климата и потреблению воды в процессах обработки шерсти. Другие воздействия связаны с выращиванием биомассы для кормления овец (воздействие сельскохозяйственных продуктов), а также с энергией и топливом, используемыми на фермах и для обработки шерсти (в основном CO ₂ , SO ₂ и NO _x испускается).Системы сельского хозяйства и животноводства содержат множество побочных продуктов, которые составляют основу строительных материалов на биологической основе. Например, мясо и шерсть — два побочных продукта системы овцеводства. Экологическое бремя побочного продукта объясняется в основном экономическим распределением, но иногда также и массовым распределением (Biswas et al. , 2010; Jones et al. , 2014).

Присадки. В зависимости от их состава, производственного процесса и от того, производятся ли они из ископаемых или биологических источников, добавки могут оказывать существенное воздействие на окружающую среду, даже если они используются в небольших количествах.Консерванты — это добавки, которые часто используются для продления срока службы строительных материалов на биологической основе. Консерванты на масляной основе, такие как креозот, или консерванты на водной основе, такие как растворы на основе меди или бора, обычно используются для консервации древесины (Hill, 2006). В процессах дистилляции и пиролиза происходит сжигание ископаемого топлива или биомассы, что способствует изменению климата, подкислению, фотоокислению и истощению ресурсов. В случае консервантов на основе металлов (например, меди) для сбора сырья необходимы горнодобывающие работы (погрузка, транспортировка, дробление и измельчение), которые несут ответственность за истощение абиотических ресурсов, землепользование, а также загрязнение воздуха (выбросы частиц) и потенциал глобального потепления из-за использования топлива (Norgate and Haque, 2010).Производство нефтехимической продукции, в основном синтетических связующих и пластмасс (например, мочевино-формальдегидных, полиуретановых, меламиновых, полиэтиленовых, полиэфирных или фенольных смол), является причиной истощения ископаемых ресурсов и часто требует больших затрат энергии в виде ископаемого топлива, что приводит к образованию CO ₂ и вносят большой вклад в изменение климата (Ривела и др. , 2005; Вернер и Рихтер, 2007; Гонсалес-Гарсия и др. , 2009; Уилсон, 2009; Силва и др. , 2014; Sathre and González-García, 2014; Ganne-Chédeville and Diederichs, 2015).С другой стороны, добавки на биологической основе, например танин (Pizzi, 2008), кукурузный крахмал, каучук, PLA (Ganne-Chédeville and Diederichs, 2015), альгинат натрия (Palumbo, 2015), белки, льняное масло или другие можно использовать натуральные экстракты растений и деревьев. Даже если они основаны на возобновляемых ресурсах, их также необходимо выращивать, собирать (см. Экологическое бремя лесных и сельскохозяйственных продуктов), обрабатывать, извлекать или обрабатывать, что в основном приводит к экологическим нагрузкам, связанным с выбросами при производстве и потреблении энергии.

Вторичные продукты: Вторичные продукты представляют собой интересную альтернативу для снижения воздействия сырья на окружающую среду. Только экологическая нагрузка, связанная с производством этих продуктов, которые не включены в модуль C3 (обработка отходов / подготовка к переработке), должна учитываться в ОЖЦ продуктов (EN 15804, CEN, 2012b). Если продукт можно использовать повторно без преобразования (например, повторное использование деревянных балок), не следует относить воздействие на окружающую среду к фазе сырья.Но некоторые продукты необходимо преобразовать, чтобы их можно было использовать повторно. Например, переработка бумаги включает потребление воды и химикатов, термическую и механическую обработку (Arena et al. , 2004). Этот процесс несет ответственность за такие воздействия на окружающую среду, как истощение запасов пресной воды, экотоксичность воды, изменение климата, подкисление и фотоокисление.

Екатерина Сидорова Print II.pdf

% PDF-1.6 % 1 0 obj > эндобдж 1972 0 объект > эндобдж 2553 0 объект > поток 2016-01-18T13: 01: 26 + 01: 002016-01-19T10: 17: 01 + 01: 002016-01-19T10: 17: 01 + 01: 00 Устройство = Xerox5000A4, CustomPageSize = True, Duplex = False, Collate = CollateDEF, PrepsScreening = valueKodak Preps версии 5.3.3 (595) application / pdf

Защита древесины боратом | АМЕРИКАНСКАЯ БОРАТОВАЯ КОМПАНИЯ

История

Дерево — это натуральный органический материал, который может разлагаться биологическими организмами: бактериями, грибами и насекомыми.

Хотя сохранение древесины можно проследить еще в библейские времена, было высказано предположение, что это было во время правления Александра Великого (350 г. до н. Э.C.) мосты были построены из дерева, пропитанного оливковым маслом. В 1500-х годах термитами управляли с помощью хлорида ртути и оксида мышьяка. Пропитка под давлением пришла в мир консервации древесины в начале 1800-х годов с использованием креозотового масла.

Документально подтверждено множество других технологий консервации, использовавшихся в прошлом и использующихся до настоящего времени. Однако считается, что борат начал ценить борат в 1800-х годах.

В 1877 году доктор Хьюго Зеренер из Германии разработал патент, состоящий из смеси жидкого стекла, хлорида натрия, борной кислоты и диатомита, для пропитки древесины против нападения Serpula lacrymans, гниющих грибов.По общему признанию, неясно, было ли значение борной кислоты больше для pH по сравнению с содержанием консерванта. Позже, в 1913 году, доктор Карл Генрих Вольман из Германии разработал консервант для древесины на основе хрома-бора. Позже это было усовершенствовано доктором Сонти Камесаном (1939-1945) из Индии, который разработал водорастворимое соединение, состоящее из меди, хрома и бора. Значение боратов как самостоятельного средства для уничтожающих дерево насекомых появилось как в Новой Зеландии, так и в Австралии в 1930-х годах и стало коммерческим в 1949 году.

За более чем 60 лет соединения на основе бора нашли свое применение в других составах по всему миру, что значительно помогло установить эффективность боратов в мире обработки древесины.

Преимущества бората

• Убивает насекомых-разрушителей древесины
• Бактериоцид / фунгицид для борьбы с «сухой гнилью»
• Антикоррозионное средство в некоторых составах
• Антипирен для некоторых видов древесины в зависимости от содержания боратов и используемого типа

Функциональность бората в дереве

Боратные соединения {т.е. бура, борная кислота, Этидот 67 (тетрагидрат октабората динатрия)} превращаются в борную кислоту при контакте с древесиной с pH 4-5.В растворе борная кислота действует как слабая кислота Льюиса, которая принимает гидроксил (ОН-) с образованием тетрагидроксиборатного иона. Эффективность боратных соединений зависит от количества используемого бората, независимо от смешиваемого бората.

Бораты используют влагу в древесине для более глубокого проникновения. Таким образом, высушенный в печи размерный пиломатериал с содержанием влаги @ 9% позволит боратам незначительно проникнуть за пределы поверхности древесины. Однако в свежесрубленной древесине, где содержание влаги может составлять 35% или выше по весу, проникновение бората будет более глубоким.Поскольку бораты обладают разной степенью растворимости, они обеспечивают разные уровни концентрации в древесине.

Глубина проникновения также обусловлена:

• концентрация бората,
• использованных упаковок рецептур,
• количество примененных обработок,
• температура окружающей среды
• Возраст, влажность и порода древесины

Вид важен, поскольку бораты проникают дальше в мягкие породы дерева (т.е. сосна, ель, пихта и т. д.) по сравнению с твердыми породами древесины (т. е. гикори, дубом, вязом и т. д.).

Однако, учитывая все вышеупомянутые преимущества, следует отметить, что бораты также будут выщелачиваться из древесины, если на внешней стороне древесины имеется источник влаги. Вот почему боратные соединения не предназначены для использования в земле. Возможность постоянного наличия воды изменит направление обработки боратом почвы вокруг конструкции.

Процесс обратного выщелачивания значительно замедлится, поскольку концентрация бората в структуре древесины снижается.Исследования показали, что эффективность древесины после многих лет пребывания в воде по-прежнему будет полезна для грибков гниения и насекомых, разрушающих древесину.

Неорганические бораты не разлагаются и не содержат летучих органических примесей. Хотя вода будет испаряться из раствора бората, бораты стабильны в древесине, если не существует внешнего источника влаги для выщелачивания боратного минерала.

Токсичность и, следовательно, сохранность древесины обусловлены образованием комплекса тетрагидроксибората с полиолами (окисленными коферментами и другими соединениями) в древесине, поражающей как гниющие грибы, так и разрушающие древесину насекомых, например термитов.Ниже приводится краткий обзор организмов-мишеней.

Гниль гниения

Гниющие грибы обычно делятся на две группы: коричневая гниль и белая (желтая) гниль, которую иногда неправильно классифицируют как сухую гниль. Бурая гниль разрушает гемицеллюлозу и целлюлозу древесины. Существует процесс перекиси водорода, который помогает разложить древесину. Вначале должна существовать влажная среда, чтобы гниющие грибы могли расти. После начала гниения древесина становится сухой, крошится на ощупь, обесцвечивается и блестит.

Белая гниль (иногда желтая) разрушает лигнин и / или целлюлозу. Древесина часто бывает мягкой, губчатой ​​и / или волокнистой, а также влажной на ощупь и приобретает белый цвет. Механизм действия боратов недостаточно изучен и, как правило, считается, что он нарушает клеточную выработку ферментов, которые позволяют грибам извлекать питательные вещества из древесины. Сообщалось, что применение боратов может быть эффективным против грибков гниения в течение нескольких дней в зависимости от концентрации бората, содержания влаги в древесине и количества применений.

Имеются сообщения о том, что минеральные бораты, такие как улексит и колеманит, обладают эффективностью против роста грибков на основе зарубежных исследований.

Целевые грибы гниения древесины (неполный список):

Коричневая гниль

• Coniophora sp.
• Coriolus sp.
• Gleoophyllum sp.
• Lentinus sp.
• Serpula sp.

Белая гниль

• Trametes sp.
• Schizophyllum sp.

Древесные насекомые

Боратный механизм действия, по-видимому, нарушает процесс пищеварения насекомых, заставляя их голодать, убивая бактерии, которые позволяют насекомым переваривать целлюлозу. Конкретные организмы, такие как термиты, требуют более высокой концентрации бората (2%) от веса древесины, чем гниющие грибы, чтобы бораты были эффективными. При использовании тех же критериев концентрации бората, влажности древесины и количества применений, уничтожение этих организмов может занять недели или больше.

Целевые насекомые-разрушители древесины включают (неполный список):

• Lyctis sp. (жуки-пороховые)
• Hylotrupes sp. (старый дом бурильщика)
• Coptotermes sp. (подземные термиты)
• Zootermopsis sp. (термиты из влажного дерева)
• Incisitermes sp. (термиты сухие)
• Camponotus sp. (муравьи-плотники)

Бораты и прочие консерванты древесины

Аммиачный хинолат меди с бором (ACQ-B) и азол меди с бором (CBA) — это соединения, которые нашли широкое применение в качестве альтернативы хромированному арсенату меди (CCA), ранее использовавшемуся на рынке жилой недвижимости.Борат обладает антикоррозийным и консервативным действием. Этими составами обычно пропитывают размерные пиломатериалы под давлением.

Применение в дереве

Ценность бората нашла применение в (неполный список)

• пиломатериалы габаритные
• инженерная древесина (например, древесно-стружечная плита, древесно-пластиковый композит и т. Д.)
• мебель
• бревенчатых домов
• столярные изделия (например, двери и окна)
• фанера
• шпалы
• сайдинг
• опор.

Способы и способы применения боратов при обработке древесины

Пропитка под давлением — Процесс, разработанный в 19 веке, используется до сих пор. Габаритные пиломатериалы загружаются в сосуд высокого давления, герметизируются и заливаются водорастворимой смесью боратов, а иногда и других добавок. Жидкость под высоким давлением нагнетается в древесину. Позже древесина снимается, сушится и транспортируется.

Dip Diffusion — Этот метод широко используется производителями деревянных домов.Свежесрубленные бревна, которые были окорены и снят слой камбрия, имеют значительное количество влаги (35–45%). Это позволяет горячему раствору бората с концентрацией от 10 до 25% более полно проникать в бревно. В процессе бревна помещаются на длительное время в резервуар для жидкости, а затем удаляются и заворачиваются на несколько недель, чтобы борат мог диффундировать в бревно. Не редкость многократная обработка окунанием с последующей обертыванием для обеспечения полного проникновения бревна.

Актуальное или поверхностное приложение — этот подход используется для домов и других построек, которые были построены ранее. Приложение может обеспечить некоторую защиту, но уровень проникновения древесины минимален. Проверьте и прочтите инструкции с этикетками и имейте соответствующий регистрационный номер EPA для таких целей.

Стержень из аморфного бора — Стержни из плавленого бората обычно состоят из боратов и используются в основном для технического обслуживания. В сердцевине опоры электросети или другой конструкции просверливается отверстие, которое может быть подвержено постоянному воздействию влаги.Стержень помещается внутрь просверленного отверстия и закрывается пластиковым колпачком. Со временем стержень проникает в структуру древесины из-за влажности и заменяется по мере необходимости.

Engineered Wood — По мере продвижения сохранения древесины, был разработан другой тип древесного композитного материала для замены габаритной древесины на рынке жилищного строительства. Этот древесный композит можно использовать для перекрытия перекрытий или столярных изделий (оконных и дверных коробок). В зависимости от используемого состава (древесная щепа или древесные опилки) древесные частицы сплавлены с системой смол и помещены под высокие температуры и давление, чтобы сформировать большую плиту.Сформированный ламинат или ДСП можно обрабатывать в процессе производства различными боратами, включая борат цинка. Бораты цинка предпочтительны в древесной щепе из-за их способности растворяться медленно и их совместимости с используемыми системами смол.

Минеральные бораты, такие как колеманит, привлекли внимание в этом приложении отчасти из-за их более низкой растворимости по сравнению с очищенными боратами и их ценового преимущества. Тем не менее, другие очищенные бораты (из-за потенциально более высокой концентрации боратов в древесине) также могут считаться антипиренами в таких древесных композитах, как древесно-стружечная плита.

Напоминаем, что для всех вышеупомянутых приложений требуется продукт, зарегистрированный EPA.

American Borate Company Продукция:

Очищенный

Минеральное

Также рекомендуется проконсультироваться с представителем American Borate Company (ABC), чтобы определить, есть ли возможность подрегистрации в соответствии с данными ABC. Это может ускорить процесс дополнительной регистрации продуктов под частной торговой маркой, когда продукт приобретается у ABC.

Примечание: ABC действительно предлагает зарегистрированный EPA продукт, предназначенный для борной кислоты. Спросите о наличии регистрации и маркировки для других соединений бората ABC.

Изучите эти потенциально полезные ссылки:

Влияние полноклеточной пропитки древесины сосны (Pinus sylvestris L.) на изменение электрического сопротивления и точность измерения влагосодержания с помощью измерителей сопротивления :: BioResources

Abstract

Было исследовано влияние полноклеточной пропитки древесины сосны на изменение электрического сопротивления и точность измерения содержания влаги.В этом исследовании сравнивалась устойчивость пропитанной и необработанной древесины сосны, заготовленной в северной части Польши (Поморское воеводство). Пропитка древесины проводилась вакуумно-напорным методом. Консервант (TANALITH E 3475) и краситель (TANATONE 3950) были основаны на солях меди. Результаты показали зависимость сопротивления древесины от влажности. Использовались пропитанные и необработанные образцы древесины. Этот результат отражает большую проводимость пропиточного раствора (на основе соли меди), чем у воды.Это явление стало более заметным, когда значение влажности было выше точки насыщения волокна (FSP).

Полная статья

Влияние полноклеточной пропитки сосновой древесины ( Pinus sylvestris L.) на изменения электрического сопротивления и точность измерения содержания влаги с помощью измерителей сопротивления

Александра Конопка, ^a, * Яцек Барански, ^a, * Казимеж Орловски, ^b и Кароль Шимановски ^c

Влияние полноклеточной пропитки сосновой древесины было исследовано в отношении изменений электрического сопротивления и точности измерения содержания влаги.В этом исследовании сравнивалась устойчивость пропитанной и необработанной древесины сосны, заготовленной в северной части Польши (Поморское воеводство). Пропитка древесины проводилась вакуумно-напорным методом. Консервант (TANALITH E 3475) и краситель (TANATONE 3950) были основаны на солях меди. Результаты показали зависимость сопротивления древесины от влажности. Использовались пропитанные и необработанные образцы древесины. Этот результат отражает большую проводимость пропиточного раствора (на основе соли меди), чем у воды.Это явление стало более заметным, когда значение влажности было выше точки насыщения волокна (FSP).

Ключевые слова: Сушка древесины, Пропитка целиком; Сосновый лес; Относительная влажность; Стойкость сосновой древесины; Влагомер сопротивления

Контактная информация: a: Гданьский технологический университет, факультет машиностроения, факультет энергетики и промышленного оборудования, Г. Нарутовича 11/12 80-233 Гданьск Польша; b: Гданьский технологический университет, факультет машиностроения, факультет машиностроения и автоматизации, Г.Нарутовича 11/12 80-233 Гданьск Польша; c: Варшавский университет естественных наук, факультет технологии древесины, кафедра механической обработки древесины, отделение деревообрабатывающих станков и деревообработки, Новурсыновска 159, 02-787 Варшава, Польша;

* Авторы, ответственные за переписку: [email protected]; [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Сушка — это процесс физического удаления летучих веществ (обычно влаги) для получения твердого конечного продукта (Бертольд, 1988).Влага содержится в рыхлом химическом сочетании (Klement and Huráková, 2016). Он присутствует в твердом веществе в виде жидкого раствора и даже захвачен микроструктурой твердого вещества. Следовательно, можно создать давление пара ниже, чем у чистой воды (так называемая связанная влага) (Klement and Huráková 2015). Оставшаяся в древесине влага представляет собой несвязанную влагу, которая превышает количество связанной влаги.

Основные воздействия насыщения древесины зависят от породы древесины, доли заболони и сердцевины, а также от анатомического направления (Krzysik 1978).Заболонь находится рядом с корой и представляет собой активно проводящую часть стебля. Ядро, которое находится внутри бревен достаточного возраста в окружении заболони, может рассматриваться как заболонь, выведенная из эксплуатации (Rowell 2013). В случае насыщения сосновой древесины разница в поглощении насыщающего вещества заболонью и сердцевиной может варьироваться до 110 раз (Krajewski and Witomski 2005). В трахеидах многих видов хвойной древесины ямки расположены на радиальных стенках просветов, обеспечивая тангенциальный поток, в то же время позволяя потоку проходить в просветах вдоль перекрывающихся волокон.Поток по сосудам лиственных пород может быть в несколько раз выше, чем в тангенциальном направлении.

Растущее использование древесины в строительстве в качестве возобновляемой и малоэффективной альтернативы железобетону и стали будет играть важную роль в сокращении выбросов и твердых отходов, образующихся в мировой строительной индустрии (Ramage et al. 2017) . Древесина в ее естественной форме является широко используемым строительным материалом, но в определенных средах и областях применения необходимо решать вопросы, связанные с долговечностью, огнестойкостью и стабильностью размеров (Rowell 2007).В общем, обработка древесины с помощью химических или термических модификаций, нанесения покрытий или пропитки предлагает эффективные пути решения некоторых из этих проблем (Hill 2006). В частности, «контролируемая» импрегнация определенных мономеров в полость клетки (просвет), но также, возможно, в клеточную стенку (Militz 1993; Schneider 1995; Keplinger et al. 2015) с последующей полимеризацией может улучшить характеристики древесина в строительстве за счет улучшения ее механических свойств (Rowell and Konkol 1987), большей прочности (Militz 1993; Lande et al. 2004) и огнестойкость (Marney and Russell 2008).

Для обработок древесины, воздействующих на твердую массу древесины (, т.е. . На стенки ячеек), таких как химическая модификация или пропитка стенок ячеек, полученная степень пропитки может быть непосредственно оценена по увеличению веса в процентах. Однако, когда пропитка происходит только в просветной полости ячейки, а стенка ячейки номинально остается неизменной, «максимальный потенциал» пропитки лучше определяется количественно относительно общей доли пустот, и полученная степень пропитки напрямую связана с коэффициент заполнения пор ( i.е. отношение заполненной просветной полости к общему объему полости).

Применение химикатов можно реализовать разными способами. В зависимости от подверженности древесины разрушающим агентам, грибкам или насекомым требуется разная эффективность пропитки (Вилковски и Чундерлик, 2017). Эффективность обработки зависит от типа и количества используемой пропитки, а также от количества излишков древесины. Однако способ пропитки определяется количеством пропитки и глубиной пропитки.

Для определения глубины пропитки существует два метода: поверхностный и глубокий. Пропитка поверхности включает все методы, пропитывающие внешний слой древесины (белизну) (до 5 мм глубины пропитки). К глубокой пропитке относятся методы, позволяющие пропитать древесину на глубину более 5 мм.

, в отличие от большинства других методов модификации древесины, обычно оценивается по коэффициенту заполнения пор (, то есть — доля заполненной пористости просвета), а не по увеличению веса в процентах.Во время пропитки просвета пропитки действуют на пустоты в древесине, а не на твердую массу (, т.е. . клеточные стенки) (Wu et al. 2017). Полная пропитка ячеек подразумевает, что древесина обрабатывается консервантами под давлением, чтобы пропитать всю деревянную ячейку (клеточную стенку, а также просвет или внутреннюю часть) веществами, которые придают устойчивость к гниению, огню, насекомым и морским животным, сверляющим древесину. .

Пропитка под вакуумом — наиболее эффективный способ защиты древесины.Насыщение осуществляется в цилиндрических емкостях для пропитки под давлением или вакуумом. Эти методы позволяют полностью пропитать заболонь и сердцевину древесины лиственных пород всего за несколько часов. С помощью напорно-вакуумных методов хорошо пропитывается древесина многих пород, в том числе сосна и дуб. Однако древесина ели и пихты неравномерно насыщена. Несвязанная вода, заполняющая просветы, препятствует легкому проникновению воды в древесину. В зависимости от используемого метода древесина может быть полностью насыщена клетками или «экономична» (пропитана клетками).Полноклеточная пропитка заключается в заполнении пропиточной жидкостью всего свободного пространства в древесине. Пропитка заполняет пустую внутреннюю часть ячеек и проникает через стенки ячеек. Пропитка древесины «по всей длине» может быть основана на использовании вакуумно-напорного метода. Расход пропиточной жидкости при пропитке древесины сосны может достигать 400 л / м ³ . Для этой пропитки вакуум не может превышать -0,8 бар, а давление жидкости в резервуаре должно составлять примерно 8 бар.

Целью данной работы было исследование электрического сопротивления в пропитанной древесине сосны. Применяемая водорастворимая пропитка представляет собой водный солевой раствор, проникающий на капиллярной и диффузионной основе, поэтому влажность пропитанной древесины существенно не влияет на ее проникновение в материал. Интенсивность диффузии прямо пропорциональна концентрации водного раствора пропиточной соли и зависит от продолжительности этого явления.Процесс диффузии продолжается после удаления древесины из пропиточного солевого раствора до тех пор, пока древесина не высохнет (когда ее влажность опустится ниже FSP).

Аналогичное исследование было выполнено Brischke and Lampen (2014). Однако результаты, представленные в этой статье, отличаются тем, что они могут быть связаны с типом используемой пропитки и ее концентрацией, а также методом пропитки. Форсен и Тарвайнен (2000) получили характеристики сопротивления в зависимости от содержания влаги (MC) в древесине сосны.Они аппроксимировали эти характеристики экспоненциальной функцией. Некоторые результаты, касающиеся влияния солей металлов на электропроводность древесины, появляются в литературе (Flotaker, Tronstad, 2000; Brischke, Lampen, 2014, Simpson, 1994). Однако эти данные являются общими, описывающими явления. Они не предоставляют данных, которые могли бы быть полезны в производственной практике. В этой рукописи представлена ​​как научная, так и утилитарная информация, благодаря ссылке на точное количественное определение пропиточной соли, инструментальную оценку MC, и т. Д. .Мотивацией для авторов этой статьи было исследование влияния пропитки на измерение электрического сопротивления.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалом для экспериментов служила древесина сосны ( Pinus sylvestris L.). Древесину, которая будет использоваться в экспериментах по пропитке (три плиты), сначала сушили в промышленных условиях до тех пор, пока относительное содержание влаги не приблизилось к FSP. Далее они прошли полномасштабную пропитку в автоклаве (рис.1). Процесс пропитки длился 120 мин, а уровень удерживания составлял 1,0 дм ³ / (м ³ мин).

Метод пропитки основан на технике, подробно описанной Бабински (1992), называемой полноклеточной пропиткой. Платы помещали в раствор для пропитки при атмосферном давлении.

Первая фаза пропитки длилась 25 минут в вакууме -0,8 бар. После этого в
в течение 55 минут поддерживали давление 10 бар. После второй фазы пропитки, когда давление снижали до атмосферного, из автоклава удаляли излишки пропиточного раствора.Заключительный этап пропитки, во время которого пропиточный раствор отсасывается из просветов, проводился в вакууме -0,8 бар и длился 40 мин. Весь процесс пропитки представлен на рис. 1. Использовали консервант (TANALITH E3475, Arch Timber Protection, Castleford, UK) и краситель (TANATONE 3950, Arch Timber Protection, Castleford, UK) на основе соли меди. Концентрация импрегната составила 3,8%. Еще три доски, которые не были пропитаны, были свежесрезаны.

Можно сказать, что существуют также другие консерванты, включая каменноугольные вещества, такие как креозот, химические вещества на масляной основе, такие как пентахлорфенол (PCP), и водные растворы таких соединений, как хромированный арсенат меди (CCA), аммиачный арсенат меди и цинка (ACZA ) и азол меди (CA-B). Примером консерванта CA-B является TANALITH E3475. Креозот, PCP и CCA используются на тяжелых конструктивных элементах, таких как железнодорожные шпалы, опоры, морские балки и мостовые балки, в то время как ACZA и CA-B используются для обычных строительных деревянных конструкций.Нанесенный пропиточный раствор содержит, среди прочего, соли, такие как карбонат меди (III) и гидроксид меди. Кроме того, он содержит спирт 2-аминоэтанол (NH ₃ CH ₂ CH ₂ OH) и органические кислоты. Чем длиннее цепь органической кислоты, тем она слабее как кислота и тем медленнее диссоциирует. В результате реакции 2-аминоэтанола с органическими кислотами образуются соли. В зависимости от их ионизации изменяется проводимость пропитанного солевым раствором раствора, что может быть предметом дальнейших исследований.

Вода, входящая в состав пропиточного раствора, представляет собой полярную жидкость и вызывает набухание клеточной стенки. Набухание клеточной стенки из-за использования водорастворимых агентов, таким образом, обеспечивает насыщение, что важно для грибов, развивающихся внутри клеточной стенки, в слое S2, таких как серый гриб.

Важной проблемой, которая может возникнуть во время насыщения, является фрагментация многокомпонентных консервантов для древесины в результате фиксации отдельных соединений. Это, в свою очередь, приводит к неравномерному распределению компонентов химического соединения в древесине.

Рис. 1. Последовательные фазы процесса пропитки в автоклаве

Перед экспериментами древесина поставлялась в виде досок длиной 500 мм (рис. 2). Годичные кольца этой древесины были тангенциальными (рис. 3). Древесина, предназначенная для пропитки, была разрезана на куски (далее называемые образцами) размером 120 мм ×
105 мм × 40 мм (рис. 4а). Пиломатериалы (не пропитанные перед опытами) также разрезались на куски, но размерами 60 мм × 105 мм × 50 мм (рис.4б).

Рис. 2. Размеры образцов, подготовленных для эксперимента: а) пиломатериалы необработанные, б) пропитанные. Образцы, отобранные для определения начальной относительной влажности древесины (гравиметрическим методом), отмечены серым цветом.

проб без сердцевины. В основном продольные потоки имеют место в заболони хвойных пород древесины. Древесина была получена на лесопилке Sylva Ltd. Co. в Виле, Польша. Значения начальной и конечной влажности и плотности пропитанной и необработанной древесины сосны представлены в таблице 1.Эти свойства и концентрация соли в древесине очень важны для измерения электрического сопротивления.

Таблица 1. Значения начальной и конечной влажности и плотности пропитанной и необработанной сосновой древесины

Каждый образец древесины сосны сушили на открытом воздухе. Измерения проводились с интервалом в 24 часа в лабораторном помещении при температуре 25 ° C и относительной влажности воздуха ϕ 29,5%. Для этих параметров равновесная влажность составила W _r = 6%.Время сушки составляло около 30 дней для пропитанной древесины и около 45 дней для необработанной древесины.

Для определения относительной влажности древесины использовался гравиметрический метод. Образцы были взяты из середины плит толщиной 500 мм (рис. 2). Этот метод более точен, чем обычно используемые методы с датчиками влажности, основанными на сопротивлении. Экспериментальная установка содержала весы для измерения веса образцов. Измерения гирь производились с точностью до 0.001 г. Сушку образцов до абсолютно сухого состояния проводили в лабораторной печи при температуре
103 ± 2 ° C. Относительное содержание влаги рассчитывали по формуле. 1,

, где m _w — это вес образца влажности (выраженный в граммах), а m _o — вес абсолютно сухого образца (выраженный в граммах).

Рис. 3. Типы ориентации годичных колец в полученных платах

а)

б)

Фиг.4. Вид образцов, подготовленных для эксперимента: а) пиломатериалы необработанные, б) пропитанные

Затем относительная влажность древесины была измерена с помощью измерителя влажности с электрическим сопротивлением Hydromette типа TRU 600 (Gann Messu. Regeltechnik GmbH, Герлинген, Германия). Влагомер был откалиброван для комнатной температуры 25 ° C и для указанной породы дерева , то есть белой сосны.

Измерительная система, показанная на рис. 5, использовалась для определения сопротивления пропитанной древесины сосны и необработанных пиломатериалов.Измерительная система состояла из мультиметра типа MUC 2000 (Шланди, Михаловице, Польша; рис.6) с внутренним сопротивлением 10 МОм, источника питания, который генерировал постоянное напряжение 9,45 В, и измерительных зондов внутри Hydromette RTU 600 влажности. метр (рис.6). Измерительные зонды были размещены в тех же точках измерения в зоне заболони.

Рис. 5. Принципиальная схема системы измерения сопротивления древесины

Фиг.6. Фото средств измерений: а) мультиметр MUC 2000, б) влагомер сопротивления (гигрометр) Hydromette RTU 600

Сопротивление испытуемых образцов определяли по следующим формулам:

(2)

, где U _s — постоянное напряжение, генерируемое источником питания (9,45 В), R _м — внутреннее сопротивление мультиметра (10 МОм), U _м — указанное напряжение По мультиметру U _w — напряжение образцов древесины, а R _w — сопротивление древесины сосны.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В эксперименте изучали устойчивость сосны в зависимости от содержания в ней влаги; Были испытаны 24 образца необработанных пиломатериалов и 24 образца пропитанной древесины. Кривые сопротивления различались для пропитанной и необработанной древесины. Из-за разной прочности анализируемой древесины прибор показывал разные показания. Характеристики исследуемой древесины были аппроксимированы экспоненциальной функцией (рис. 7). Результаты показывают, что электрическое сопротивление сначала падает быстрее, а затем все более и более постепенно с увеличением MC.На этих регрессионных кривых коэффициент детерминации R ² очень высок и равен 0,8338 для пропитанной древесины и 0,9282 для необработанной древесины. Отклонения измеренных значений сопротивления вблизи кривых регрессии значительны из-за большого разброса электрических свойств древесины. При более высокой влажности древесины отклонение уменьшается.

Рис. 7. Характеристики сопротивления пропитанной и необработанной древесины сосны

Затем с помощью резистивного влагомера определяли влияние пропитки древесины на погрешность измерения ее относительной влажности.Реальные значения относительной влажности получены гравиметрическим методом. Результаты показаны на рис. 8. Содержание влаги в необработанной древесине, измеренное с помощью измерителя сопротивления, хорошо согласуется с данными гравиметрического метода. Это потому, что не было никаких химических добавок, которые могли бы изменить сопротивление высушенного материала. Однако содержание влаги в пропитанной древесине, измеренное с помощью измерителя сопротивления, хорошо согласуется с данными гравиметрического метода только тогда, когда оно составляет менее 20%. В таких образцах в материале было лишь небольшое количество воды, поэтому химические добавки не влияли на общую стойкость древесины.При содержании влаги выше 20% наблюдалась очень большая разница между измерениями измерителем сопротивления и измерениями гравиметрическим методом. Это связано с тем, что древесина содержит смесь воды с химическими добавками, и эта смесь влияет на электрическое сопротивление древесины.

Результаты измерения влажности необработанной древесины измерителем сопротивления характеризуются незначительным отклонением от истинных значений, измеренных гравиметрическим методом, до FSP. По мере увеличения MC выше FSP погрешность измерения увеличивается, что согласуется с информацией в руководстве производителя измерителя сопротивления.В случае этого измерения для пропитанной древесины отклонение экспоненциально увеличивалось выше значений MC, равных 15% (измеренных гравиметрическим методом). Выше этого значения необходимо использовать соответствующую формулу коррекции.

Рис. 8. Погрешность измерения относительной MC древесины сосны в результате изменения сопротивления пропитанной древесины.

ВЫВОДЫ

1. Метод измерения влагосодержания сопротивления не подходит для измерения MC пропитанной древесины сосны.Применение этого метода требует корректирующих формул, которые необходимо оценивать эмпирически в зависимости от типа и количества пропитки в древесине.
2. Полноячеистая пропитка древесины сосны ( Pinus sylvestris L.) повлияла на значения сопротивления и точность измерения содержания влаги. Пропитка древесины консервантами и красителями (которыми были TANALITH E3475 и TANATONE 3950 соответственно) снизила электрическое сопротивление сопротивления и, как следствие, увеличила кажущееся измеренное содержание влаги, которое можно было бы определить с помощью влагомера (Hydromette RTU 600). с настройками калибровки по умолчанию.
3. Измерения влажности пропитанной древесины сосны с помощью измерителя сопротивления значительно отличались от относительной влажности, измеренной гравиметрическим методом. Такое явление было особенно заметно выше FSP.
4. Коэффициент детерминации R ² для необработанной древесины был выше, чем для пропитанной древесины, на основании отдельных уравнений, использованных для подбора данных. Результаты, соответствующие пропитанной древесине, лучше соответствовали экспоненциальной, а не линейной функции.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают благодарность компании Sylva Ltd. Co. в Веле, Польша, за предоставленные материалы для этой работы. Мы глубоко признательны за финансовую поддержку компании Sylva Ltd. Co., г-ну Петру Таубе.

ССЫЛКИ

Бабинский, Л. К. (1992). «Impregnacja drewna metodą próżniową», Ochrona Zabytków 45/4 (179), str. 360-368. (на польском языке)

Berthold, K. u. а. (1988). «Lexikon der Holztechnik» (Словарь технологий обработки древесины), Fachbuchverlag, Leipzig, Deutschland p.928 (на немецком языке). ISBN 3343002771

Бришке К. и Лэмпен С. С. (2014). «Измерения содержания влаги на основе сопротивления в натуральной, модифицированной и обработанной консервантами древесине», European Journal Wood and Wood Products 72 (2), 289-292. DOI: 10.1007 / s00107-013-0775-3

Флотакер С., Тронстад С. (2000). «Описание и начальное испытание 8 принципов измерения в печи и конечного контроля влажности древесины», http://www.treteknisk.no/resources/filer/publikasjoner/rapporter/Rapport-47.pdf (дата обращения: 6 октября 2017 г.)

Форсен Х. и Тарвайнен В. (2000). Точность и функциональность портативных измерителей влажности древесины (пересмотренное издание), VTT Publications, VTT Technical Research Center of Finland, Espoo, Finland.

Gann Mess- u. Regeltechnik GmbH, Герлинген, Германия, RTU 600 и данные электронного влагомера древесины (http://www.gann.de/Produkte/ElektronischeFeuchtigkeitsmessgeräte/ClassicSerie/HydrometteRTU600/tabid/104/lang), (дата обращения 27 июня 2017 г.)

Хилл, С.А. (2006). Модификация древесины: химические, термические и другие процессы , Wiley, Chichester.

Кеплингер, Т., Кабане, Э., Чанана, М., Хасс, П., Мерк, В., Гирлингер, Н., и Бургерт, И. (2015). «Универсальная стратегия прививки полимеров к клеточным стенкам древесины», Acta Biomaterialia 11, 256-263

Клемент И., Хуракова Т. (2015). «Вплыв сущения на власть и оценку смрекового резерва с обсахом реактивного дерева», Acta Facultatis Xylologiae Zvolen. Vedecký Časopis Drevárskej Fakulty, Technická univerzita vo Zvolene, Зволен, Словацкая республика 57 (1), стр. 75-82. (на словацком языке)

Клемент И., Хуракова Т. (2016). «Определение влияния толщины образца на высокотемпературную сушку древесины бука ( Fagus sylvatica L.)», BioResources
11 (2), 5424-5434. DOI: 10.15376 / biores.11.2.5424-5434

Krajewski, A., and Witomski, P. (2005). Ochrona Drewna Surowca i Materiału , Wyd.SGGW, Варшава, Польша. (на польском языке)

Кшисик Ф. (1978). Nauka o Drewnie (Наука о дереве), PWN Warszawa, Polska, other wydanie (второе издание) с. 653 (на польском языке). ISBN 2909/72/0001

Ланде, С., Вестин, М., и Шнайдер, М. (2004). «Свойства фурфурилированной древесины», Скандинавский журнал исследований леса, 19, 22-30.

Марни Д. и Рассел Л. (2008). «Комбинированные антипирены и консерванты для древесины для наружных работ из дерева — обзор литературы», Fire Technology 44, 1-14.

Милиц, Х. (1993). «Обработка древесины водорастворимыми диметилоловыми смолами для улучшения их размерной стабильности и долговечности», Wood Science and Technology 27, 347-355.

Рэймидж, М. Х., Берридж, Х., Бусс-Вичер, М., Фередей, Г., Рейнольдс, Т., Шах, Д. У., Ву, Г., Ю, Л., Флеминг, П., Денсли-Тингли, Д., Олвуд, Дж., Дюпри, П., Линден, П. Ф., и Шерман, О. (2017). Древесина из деревьев: использование древесины в строительстве », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 68, 333-359.

Роуэлл Р. М. (2013). «Структура и функции древесины», в: Справочник по химии древесины и древесным композитам, . 2-е издание CRC Press Taylor & Francis Group.

Роуэлл Р. М. (2007). «Химическая модификация древесины», в: Справочник по разработке биополимеров — гомополимеры, смеси и композиты , С. Факиров и Д. Бхаттачарья (ред.), Карл Хансер Верлаг, Мюнхен, стр. 673-691.

Роуэлл, Р. М., и Конкол, П. (1987). Обработка, улучшающая физические свойства древесины , Gen.Технический отчет FPL-GTR-55. Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных продуктов, Мэдисон, Висконсин

Шнайдер М., Х. (1995). «Новые древесно-полимерные композиты для стенок клеток и просветов клеток», Wood Science and Technology 29, 121-127.

Slandi Ltd. Co., Михаловице, Польша, данные цифрового мультиметра MUC 2000 (http://polskiemultimetry.prv.pl/), (дата обращения 20 июня 2017 г.)

Симпсон, В. Т. (1994). Поправочные коэффициенты влагомера сопротивления для четырех пород древесины тропических пород , U.S. Департамент сельского хозяйства, лаборатория лесных продуктов, Мэдисон, Висконсин.

Ву, Г., Шах, Д. У., Янечек, Э.-Р., Берридж, Х. К., Рейнольдс, Т. П. С., Флеминг, П. Х., Линден, П. Ф., Рэймидж, М. Х., и Шерман, О.