Защита на конструкциите от влага - Производство на дървени конструкции
Обработка на дърво и метал
Под въздействието на влага от въздуха, атмосферни валежи, промишлена и кондензационна влага, елементите на дървените конструкции се деформират и при изсушаване се напукват или изкривяват; в тях се появяват вътрешни напрежения, които са особено опасни в залепени конструкции. За защита от влага дървените елементи са импрегнирани с хидрофобни вещества или покрити с водоустойчиви лакове и бои. Хидрофобните вещества (минерални масла, вазелин, сяра, парафин и др.), Запълващи порите и съдовете на дървото, рязко ограничават капилярното действие, правят дървото по-тежко, повишават запалимостта му, влошават декоративната влага, поради което способността на дървото да набъбва се запазва, но с по-бавна скорост. В допълнение, тези импрегнации правят дървото по-тежко, повишават неговата запалимост, влошават декоративните качества и ограничават температурния диапазон на продуктите. Импрегнирането с хидрофобни вещества е подходящо за продукти, които се навлажняват систематично (кофраж, части от охладителни кули, конструкции на хидротехнически съоръжения) или са изложени на земна влага (пилоти, опори, части от пода и основи).
Импрегнирането във вазелин обикновено се комбинира с високотемпературно сушене на дървени елементи. Не намалява значително здравината на дървото, но повишава устойчивостта на абразия, гниене и действието на химически агресивни среди. Лепилните свойства на импрегнираната дървесина се влошават донякъде, но е възможно залепване, например с карбамидно лепило. В същото време якостта на залепване е с 20% по-ниска в сравнение с необработената дървесина. Импрегнираната дървесина се залепва само по студен начин: поради топимостта на импрегниращите вещества.
Разработва се промишлено импрегниране на дървесина с разтопена сяра. На агрегати, оборудвани с нагревателни елементиami, през маслената охлаждаща течност сярата се нагрява до 140 ... 150 ° C и пакетите от части се потапят в нея с 1,5. ..2 ч. Първо влагата се изпарява от дървото, след което стопилката запълва порите и съдовете. Импрегнира се по-добра твърда дървесина - бреза, трепетлика, а за по-дълбоко импрегниране температурата на стопилката в крайния етап намалява с 15 ... 20 ° C. Степента на абсорбиране на влага, импрегнирана с 40...50% сива дървесина, се намалява с 6...10 пъти. Импрегнирането на елементи от шперплат със сяра е много ефективно. Тяхната якост на раздробяване се увеличава с коефициент 1,8...2,0, при статично огъване с коефициент 1,6, а обемното набъбване намалява с коефициент 1,6. ..2,4 пъти. Импрегнираната със сяра дървесина може да бъде залепена с фенолни и резорцинови лепила. За да се намали запалимостта, към сярата се добавят хлоротрифенил фосфат и антимонов оксид, поради което импрегнираната дървесина се класифицира като група материали, забавящи горенето.
Силиконовите полимери се използват и за хидрофобно третиране на дърво. Те не само предпазват дървото от влага, но и намаляват неговата запалимост, което е много ценно за дървените конструкции. В същото време дървото не губи способността си да лепи и оцветява. За импрегниране се използват стандартни органосилициеви течности: GKZH -Yu, GKZH -94 и др. Импрегнирането се извършва в открити вани при нормално атмосферно налягане. Продължителност на импрегниране 14…48 h, температура на сушене 20…60 °С.
Възможно е да се ускори втвърдяването на органосилициеви полимери в дърво чрез използване на воден разтвор на пропандиамин за реакцията. Първо, дървото се импрегнира с този реагент, а след това с органосиликонова течност GKZH-94 (полиетилхидросилоксан). Така обработената дървесина има дълготраен водоустойчив ефект. Със съдържание на пропандиамин 33% от теглото на полимера и температурасушене при 80 ° C, с продължителност 5 часа, водопоглъщането на импрегнираната дървесина за 20 дни е половината от тази на естествената дървесина.
За едновременна защита от влага и увреждане от дърворазрушаващи организми, дървото е импрегнирано с хидрофобни антисептици. Повечето от тях са разтвори на пентахлорфенол в леки петролни продукти с малко добавяне на парафин. Разтворителят е избран по такъв начин, че повърхността на импрегнираните части да остане суха и да може да се боядисва с конвенционални маслени бои. Концентрацията на пентахлорфенол в разтвора е най-малко 5% от теглото.
Импрегнирането с хидрофобни вещества, както вече беше отбелязано, не елиминира абсорбцията на влага от дърво, а само забавя този процес. Това свойство е полезно в случаите, когато дървото е засегнато от често и бързо променяща се влажност на въздуха или краткотрайно овлажняване и изсъхване. Използването на хидрофобни импрегнации не изисква обработка на строителни части под налягане. Защитата може да се извърши чрез потапяне на части в разтвор или чрез повърхностно нанасяне на смеси върху дърво.
За предпазване от подуване, причинено от продължително излагане на влага, се препоръчва дълбоко импрегниране на дърво с вещества, които реагират с неговите компоненти. Например, обработката с полиетилен гликол значително повишава стабилността на размерите на дървото във влажна атмосфера и предотвратява образуването на външни и вътрешни пукнатини. По време на обработката изсушените заготовки се накисват в 30% (тегловни) воден разтвор на полиетиленгликол за 20...40 дни, след което се сушат. Дървесината, импрегнирана с полиетиленгликол, набъбва с не повече от 0,5%, т.е. 10 пъти по-малко от естествената дървесина. Неговите механични свойства са леко намалени. Импрегнираната дървесина се рендосва, шлайфа, дупчи, лепи и боядисва.За лепене се използват карбамидни и фенолни лепила, а за оцветяване полиуретанови л-ак.
Ефективен начин за повишаване на устойчивостта на влага и стабилността на формата на дървото е третирането му с оцетен анхидрид или пари на формалдехид (ацетилиране). Дървесината с напречно сечение до 5X15 cm се зарежда в импрегниращ цилиндър и се обработва първо с жива пара. След това заготовките се изсушават под вакуум, в цилиндъра се въвежда оцетен анхидрид в неполярен разтворител. Ацетилирането протича при 100 .. 130°C и налягане 1,05 МРа за 8 .. .16 ч. Продължителността на обработката зависи от вида и съдържанието на влага в дървесината. След ацетилирането остатъците от реагентите се отстраняват от цилиндъра и дървото отново се суши под висок вакуум. В резултат на такава модифицираща обработка, способността на дървото да набъбва е значително ограничена и устойчивостта на гниене и увреждане от дърворазрушаващи насекоми се увеличава. На открито ацетилираното дърво не потъмнява.
Модифицирането на дърво със синтетични полимери има комплексен защитен ефект. Преформите се импрегнират с мономери или олигомери с нисък вискозитет, които след това се втвърдяват (втвърдяват) под действието на топлина, химикали или йонизиращо лъчение. Съответно се разграничават термохимични и радиационно-химични методи за модифициране на дървесина. За импрегниране се използват фенолни, карбамидни, фуранови, полиестерни, акрилни олигомери, а мономерите са стирен, метилметакрилат, акрилонитрил.
По време на процеса на модификация полимерът не просто запълва свободните пространства в дървото, но взаимодейства с неговите компоненти. В резултат на това недостатъците на дървото като подуване и свиване, изкривяване и напукване са ограничени или напълно елиминирани.гниене и огън. В същото време дървото запазва положителните си качества - висока якост, топло- и звукоизолационни способности, химическа устойчивост. Най-голям ефект от модификацията се постига при избора за изходен материал на нискоценна твърда дървесина с ниски физико-механични свойства. Това определя икономическата ефективност на неговата модификация.
Свойствата на модифицираната дървесина също зависят от характеристиките на модификатора, например от химическата структура (мономер или олигомер), реакцията на втвърдяване (полимеризация или поликондензация), структурата на втвърдения продукт (линейна или мрежа). Мономерите с нисък вискозитет са ценни с това, че сравнително лесно проникват не само в клетъчните кухини, но и в междуклетъчните, а понякога и междумолекулните пространства и могат да се свързват химически с дървесни вещества. Олигомерните съединения имат голямо молекулно тегло и съответно повишен вискозитет и следователно проникват в дървото на по-малка дълбочина. В този случай е необходимо вакуумиране на дървото и последващ натиск по време на импрегнирането. Олигомерите обаче се втвърдяват по-бързо от мономерите, с по-малко вложена енергия и образуват по-здрави и по-стабилни продукти на втвърдяване.
Свойствата на модифицираната дървесина значително зависят от технологията на модификация, по-специално степента на импрегниране на дървесината с мономер или олигомер, методът и режимът на втвърдяване, концентрацията на олигомера и много други технологични параметри са важни. При дълбоко импрегниране модифицираната дървесина придобива значителна плътност и здравина, непропускливост, става химически и биологично стабилна и има много ниска водопоглъщаемост. При плитко импрегниране по-голямата част от дървото запазва достатъчноестествени свойства, а във външните слоеве на елементите придобива освен това малка формоспособност, ниска водопропускливост, ограничена запалимост.
Модифициращото импрегниране на шперплат, например с полиестерни смоли, дава висок ефект. Такъв шперплат е много по-биоустойчив, с ниска абразия и 4 пъти по-здрав от необработения шперплат. Препоръчително е да се използва за кофраж по време на бетониране. Водопоглъщането и набъбването на модифицирания шперплат са 2... .3 пъти по-ниски, твърдостта и твърдостта са 2... .4 пъти по-високи. Модифицирането на шперплата го предпазва от напукване при продължително излагане на въздух. Това е едно от ценните свойства, необходими за ограждащи конструкции, панелни обшивки, покриви и др.
За защита на конструкциите от атмосферни влияния, овлажняване, също се препоръчва използването на различни бои и лакови покрития: маслени бои, изсушаващи масла, синтетични емайллакове и лакове със студено и горещо сушене и др. Дървени конструкции на селскостопански сгради или части от конструкции в контакт с бетон, камък, метал, както и повърхностите на огради, обърнати към производственото помещение или изложени на атмосферни влияния, се препоръчва да се покрият с пентаф талови емайллакове PF-115, PF-133. Това са суспензии на естери на пентаеритритол с фталова киселина, модифицирани с мастни киселини на растителни масла, смесени с пигменти, пълнители, десиканти и разтворители. Доставя се в готов вид. Покритията на базата на пентафталови емайллакове са устойчиви на атмосферни влияния в умерен климат, еластични, устойчиви на температурни колебания от -40 до +50°C. За увеличаване на блясъка на емайла се добавят пентафталови лакове PF-170 или PF-171 до 30% от теглото. Могат да се използват и самостоятелно като прозрачни лакове.
Бързосъхнещите перхлорвинилови емайллакове ХВ-110, ХВ-124, ХВ-1100 представляват разтвор на перхлорвиниловата смола в смес от органични разтворители с добавка на други смоли, пластификатори и пигменти. Покритията на тяхна основа са устойчиви на атмосферни влияния, издръжливи, еластични, незапалими, фотоустойчиви, могат да се използват в температурен диапазон от -40 .., + 60 ° С. XB-784 перхлоровинилов лак може да се използва за прозрачно покритие и защита от вода. Емайлите се нанасят с пистолет на два слоя, като първият слой се суши при температура 18...20°С за 2 часа, а вторият - 24 часа.Разходът на емайллакове на 1 m2 повърхност е 0,11...0,16 kg. Уретановите UR-49 и уретано-алкидните URF-1128 емайли образуват лъскави покрития върху дърво с висока устойчивост на вода и замръзване. Еднокомпонентният емайллак UR-49 се втвърдява от влага на въздуха без добавяне на катализатори при нормална температура. Уретановите лакове UR-283, UR-294 имат същите свойства, образувайки прозрачни влагоустойчиви покрития, които са стабилни по време на експлоатация на конструкции под навес и на открито.
Боите и емайллаковете, напълнени с алуминиев прах, имат добри защитни свойства. Алуминиевите люспи образуват непрекъсната отразяваща повърхност, без да пречат на влагообмена и въздухообмена на дървото. Това предимство на пудрата се допълва от нейните водоотблъскващи свойства, липса на набъбване и способност да отразява топлинните лъчи. Боите, напълнени с алуминиев прах, могат да се използват заедно с антисептични съединения, което води до най-ефективната защита на дървото. Боядисаните с алуминиеви бои детайли се запалват много по-трудно от небоядисаното дърво.
Традиционно се използват покрития на базата на изкуствени и естествени изсушаващи масла, но с течение на времето тяхната защитасвойствата отслабват. Добавянето на смоли и пигменти към изсушаващите масла увеличава дълготрайността на покритията. Достатъчно издръжливи покрития образуват изкуствени изсушаващи масла, като "оксол", както и всякакви маслени бои върху изкуствени или естествени изсушаващи масла.
В помещения, където колебанията в относителната влажност на въздуха не надвишават 65 ... .80%, за защита на конструкциите се препоръчват прозрачни лакови покрития на базата на алкидни и винилови полимери, хлорсулфониран полиетилен и хлориран каучук. Защитните състави са разтвори на тези полимери в органични разтворители - ксилен, толуен, разтворител, циклохексан и др. Работният им вискозитет, изискван от условията на пневматично пръскане, е 16 ... 28 s според вискозиметъра VZ-4, времето за сушене в стаята при 18 ...