Защита конструкций от увлажнения
Под действием жидкости воздуха, осадков , производственного и конденсационного увлажнения элементы древесных конструкций деформируются, а при высыхании —растрескиваются либо коробятся; в них появляются внутренние напряжения, в особенности страшные в клееных конструкциях. Для защиты от увлажнения древесные элементы пропитывают гидрофобными веществами либо покрывают красками и водостойкими лаками.
Гидрофобные вещества (минеральные масла, петролатум, сера, парафин и др.), заполняя поры и сосуды древесины, быстро ограничивают капиллярное утяжеляют древесину, повышают ее горючесть ухудшают декора-ного увлажнения, в связи с чем свойство древесины набухать сохраняется, лишь с меньшей скоростью. Помимо этого, эти пропитки утяжеляют древесину, повышают ее горючесть, ухудшают декоративные качества и ограничивают температурный промежуток работы изделий. Пропитка гидрофобными веществами целесообразна для систематически увлажняемых изделий (опалубка, подробности градирен, конструкции гидротехнических сооружений) либо подверженных влиянию грунтовой сырости (сваи, опоры, части пола и фундаментов).
Пропитка в петролатуме в большинстве случаев совмещается с высокотемпературной сушкой древесных элементов. Она не снижает значительно прочность древесины, но повышает сопротивление истиранию, действию и загниванию химически агрессивных сред. Пара ухудшаются адгезионные особенности пропитанной древесины, но склеивание быть может, к примеру, карбамидным клеем.
Наряду с этим прочность склеивания на 20% ниже если сравнивать с непропитанной древесиной. Пропитанную древесину склеивают лишь холодным методом:—из-за плавкости пропитывающих веществ.
Начинается промышленная пропитка древесины расплавом серы. На установках, оборудованных ТЭНами, через масляный теплоноситель разогревают серу до 140…150°С и погружают в нее пакеты подробностей на 1,5. ..2 ч. Сначала из древесины испаряется влага, после этого расплав заполняет поры и сосуды. Лучше пропитывается древесина лиственных пород — березы, осины, причем для более глубокой пропитки температура расплава на завершающей стадии понижается на 15. ..20 °С.
Скорость влагопоглощения пропитанной на 40. ..50% серой древесины понижается в 6. ..10 раз. Очень действенна пропитка серой фанерных элементов. Их прочность при скалывании возрастает в 1,8.. .2,0 раза, при статическом изгибе —в 1,6, объемное разбухание понижается в 1,6. ..2,4 раза. Древесину, пропитанную серой, возможно склеивать фенольными и резорциновыми клеями.
Для понижения горючести в серу додают хлортрифенилфос-оксид и фат сурьмы, за счет этого пропитанную древесину относят к группе трудновоспламеняемых материалов.
Для гидрофобной обработки древесины применяют кроме этого крем-нийорганические полимеры. Они не только защищают древесину от увлажнения, но и уменьшают ее возгораемость, что очень полезно для древесных конструкций. Наряду с этим древесина не теряет свойстве к окрашиванию и склеиванию. Для пропитки применяют стандартные кремнийорганические жидкости: ГКЖ-Ю, ГКЖ-94 и др.
Пропитку ведут в открытых ваннах при обычном атмосферном давлении. Длительность пропитки 14…48 ч, температура высушивания 20…60 °С.
Ускорить отверждение кремнийорганических полимеров в древесине возможно, применив для реакции водный раствор пропандиа-мина. Сперва древесину пропитывают этим реагентом, а после этого кремнийорганической жидкостью ГКЖ-94 (полиэтилгидросилокса-ном). Древесина, обработанная так, владеет долгим водозащитным эффектом.
При содержании пропандиамина 33% от массы полимера и температуре сушки 80 °С, длительностью 5 ч водопоглощение пропитанной древесины за 20 сут в два раза меньше, чем у натуральной древесины.
Для одновременной защиты от поражения и увлажнения дереворазрушающими организмами древесину пропитывают гидрофобными антисептиками. Большая часть их являются растворамипентахлорфенола в легких нефтепродуктах с маленькой добавкой парафина. Растворитель подбирают так, дабы поверхность пропитанных подробностей оставалась сухой и окрашивалась простыми масляными красками.
Концентрация пентахлорфенола в растворе образовывает не меньше 5% по массе.
Пропитка гидрофобными веществами, как уже отмечалось, не ликвидирует влагопоглощение древесины, а только тормозит данный процесс. Такое свойство полезно в случаях, в то время, когда на древесину действует довольно часто и скоро изменяющаяся влажность воздуха либо высыхание и кратковременное увлажнение. Использование гидрофобных пропиток не требует обработки строительных подробностей под давлением.
Защиту возможно проводить методом погружения подробностей в раствор либо методом поверхностного нанесения составов на древесину.
Для защиты от набухания, вызываемого долгим действием жидкости, рекомендуется глубокая пропитка древесины веществами, реагирующими с ее компонентами. К примеру, обработка полиэти-ленгликолем существенно повышает формоустойчивость древесины во мокрой воздухе и даёт предупреждение образование внутренних трещин и наружных. При обработке высушенные заготовки вымачивают в 30%-ном (по массе) водном растворе полиэтиленгликоля в течение 20.. .40 дн, после этого сушат.
Пропитанная полиэтиленглико-лем древесина набухает не более чем на 0,5%, т. е. на порядок меньше, чем натуральная. Механические особенности ее понижаются незначительно. Пропитанная древесина прекрасно строгается, шлифуется, сверлится, склеивается и окрашивается.
Для склеивания применяют карбамидные и фенольные клеи, а для окрашивания — полиу-ретановый л-ак.
Действенным методом увеличения влагостойкости и формоста-бильности древесины есть обработка ее парами уксусного ангидрида либо формальдегида (ацетилирование). Пиломатериалы сечением до 5X15 см загружают в пропиточный цилиндр и обрабатывают сперва острым паром. После этого заготовки подсушивают под вакуумом, вводят в цилиндр уксусный ангидрид в неполярном растворителе.
Ацетилирование происходит при 100.. ,130°С и давлении 1,05 МПа в течение 8.. .16 ч. Длительность обработки зависит от влажности и породы древесины. По окончании ацетилирования из цилиндра удаляют остатки реагентов и снова высушивают древесину под глубоким вакуумом. В следствии таковой модифицирующей обработки существенно ограничивается свойство древесины разбухать, увеличивается стойкость к поражению и загниванию дерево-разрушающими насекомыми.
На открытом воздухе ацетилирован-ная древесина не темнеет.
Комплексным защитным действием владеет модифицирование древесины синтетическими полимерами. Заготовки пропитывают мономерами либо низковязкими олигомерами, каковые после этого переводятся в жёсткое состояние (отверждаются) под действием тепла, химических реагентов либо ионизирующих излучений. Соответственно различают термохимический и радиационно-химический способы модифицирования древесины.
Для пропитки применяют фенольные, карбамидные, фурановые, полиэфирные, акриловые олигоме-ры, а из мономеров — стирол, метилметакрилат, акрилонитрил.
В ходе модифицирования полимер не просто заполняет свободные пространства в древесине, а взаимодействует с ее компонентами. В следствии ограничиваются либо совсем устраняются такие недочёты древесины, как усушка и набухание, растрескивание и коробление, возгорание и загнивание. Наряду с этим древесина сохраняет собственные хорошие качества — большую прочность, тепло- и звукоизолирующую свойство, химическую стойкость.
Громаднейший эффект от модифицирования достигается при выборе в качестве исходного материала малоценной лиственной древесины с низкими показателями физико-механических особенностей. Этим определяется экономическая эффективность ее модифицирования.
Свойства модифицированной древесины зависят еще и от изюминок модификатора, к примеру от химического строения (мономер иди олигомер) реакции отверждения (полимеризация либо поликонденсация), строения отвержденного продукта (линейное либо сетчатое). Низковязкие мономеры полезны тем, что относительно легко попадают не только в полости клеток, но и в межклеточные, а время от времени и в межмолекулярные пространства и смогут химически соединяться с веществами древесины.
Олигомерные соединения владеют громадной молекулярной массой и соответственно увеличенной вязкостью, в связи с чем попадают в древесину на меньшую глубину. В этом случае требуется последующее давление и вакуумирование древесины при пропитке. Но олигомеры отверждаются стремительнее, чем мономеры, с меньшей затратой энергии и образуют более стойкие и прочные продукты отверждения.
Свойства модифицированной древесины значительно зависят от разработки модифицирования, например, ответственны степень пропитки древесины мономером либо олигомером, режим и способ отверждения, концентрация олигомера и многие другие технологические параметры. При глубокой пропитке модифицированная древесина получает прочность и значительную плотность, непроницаемость, делается химически и биологически стойкой, владеет малый водопоглощением. При поверхностной пропитке главная масса древесины в достаточной степени сохраняет собственные натуральные особенности, а в наружных слоях элементов получает, помимо этого, малую формоизменяемость, не сильный водопроницаемость, ограниченную возгораемость.
Большой эффект дает модифицирующая пропитка фанеры, к примеру, полиэфирными смолами. Такая фанера намного более биостойка, малоистираема и в 4 раза прочнее, чем необработанная фанера. Ее целесообразно применять для опалубки при бетонировании. Водопоглощение и разбухание модифицированной фанеры ниже в 2.. .3 раза, жёсткость и твёрдость выше в 2.. .4 раза.
Модифицирование фанеры предохраняет ее от растрескивания при долгом нахождении на открытом воздухе. Это одно из полезных особенностей, нужных для ограждающих конструкций, обшивок панелей, кровельных покрытий и т. п.
Для защиты конструкций от атмосферных действий, увлажнения рекомендуется кроме этого использование разных лакокрасочных покрытий: масляные краски, олифы, лаки и синтетические эмали холодной и тёплой сушки и др. Древесные конструкции сельскохозяйственных строений либо части конструкций, соприкасающиеся с бетоном, камнем, металлом, и поверхности ограждений, обращенные в производственное помещение либо подвергающиеся атмосферным действиям, рекомендуется покрывать пентафталевы-ми эмалями ПФ-115, ПФ-133.
Это суспензии сложных эфиров пента-эритрита с фталевой кислотой, модифицированных жирными кислотами растительных масел, в смеси с пигментами, наполнителями, растворителями и сиккативами. Поставляются в готовом виде. Покрытия на базе пентафталевых эмалей атмосферостойки в условиях умеренного климата, эластичны, стойки к температурным колебаниям от —40 до +50°С.
Для увеличения блеска в эмали додают до 30% по массе пентафталевые лаки ПФ-170 либо ПФ-171. Они также будут употребляться самостоятельно как прозрачные покрытия.
Быстросохнущие перхлорвиниловые эмали ХВ-110, ХВ-124, ХВ-1100 являются растворомперхлорвиниловой смолы в смеси органических растворителей с добавлением вторых смол, пигментов и пластификаторов. Покрытия на их базе атмосферостойки, прочны, эластичны, негорючи, фотоустойчивы, смогут эксплуатироваться в диапазоне температур —40.. , + 60°С. Для прозрачной отделки и водозащиты может употребляться перхлорвиниловый лак ХВ-784.
Эмали наносят пистолетом-распылителем в два слоя, подсушивая первый слой при температуре 18.. ,20°С в течение 2 ч, а второй в течение 24 ч. Расход эмалей на 1 м2 поверхности образовывает 0,11.. .0,16 кг. Уретановая УР-49 и уретано-алкидная УРФ-1128 эмали образуют на древесине блестящие покрытия, владеющие высокой водо- и морозоустойчивостью. Однокомпонентная эмаль УР-49 отверждается влагой воздуха без добавления катализаторов при обычной температуре.
Такими же особенностями владеют уретано-вые лаки УР-283, УР-294, образующие прозрачные влагозащитные покрытия, устойчивые при эксплуатации конструкций под навесом и на открытом воздухе.
Хорошими защитными особенностями владеют эмали и краски, наполненные алюминиевой пудрой. Чешуйки алюминия образуют целую светоотражающую поверхность, не мешая влаго-воздухообмену и обмену древесины. Это преимущество порошка дополняется его водоотталкиващими особенностями, способностью и отсутствием разбухания отражать тепловые лучи.
Краски, наполненные алюминиевой пудрой, смогут использоваться вместе с дезинфицирующими составами, в следствии чего достигается самая эффективная защита древесины. Подробности, окрашенные алюминиевыми красками, воспламеняются существенно тяжелее неокрашенной древесины.
Традиционно используют покрытия на базе неестественных и натуральных олиф, но со временем их защитные особенности слабеют. Добавление к олифам пигментов и смол повышает стойкость покрытий. Достаточно долговечные покрытия образуют неестественные олифы, к примеру «оксоль», и каждые масляные краски на неестественной либо натуральной олифе.
В помещениях, где колебания относительной влажности воздуха не превышают 65.. .80%, для защиты конструкций рекомендуются прозрачные лаковые покрытия на базе алкидных и виниловых полимеров, хлоросульфированного полиэтилена и хлорированного каучука. Защитные составы являются растворамиуказанных полимеров в органических растворителях —ксилоле, толуоле, сольвенте, циклогексане и др. Их рабочая вязкость, требуемая условиями пневматического распыления,—16…28 с по вискозиметру ВЗ-4, длительность подсыхания в помещении при 18…23 °С— 2…48 ч.
