Химическая обработка древесины для строительства

Россия является лидером по мировым стратегическим запасам древесины. На территории бывшего СССР сосредоточен основной объем лесов. Это неудивительно, ведь леса покрывают около трети площади всей нашей страны.

Плотность распределения лесных массивов неравномерна. Больше всего запасов леса сосредоточенно на севере европейской части России, в республике Карелия, на Урале, в Сибири и на Алтае. Южные области, напротив, испытывают нехватку лесистости. В этих районах слабо развито строительство на основе древесных материалов.

Особенно много в России хвойных пород деревьев — сосны, ели, кедра. Такая древесина с успехом применяется для строительных целей и нужд. Из этих пород деревьев возводятся жилые дома, хозяйственные постройки, бани и дачные домики. Из ровных, высоких стволов делают телеграфные столбы или опоры мостов. Очень популярна деревянная облицовка в помещениях или на фасадах. Отраслей строительства, где применяется древесина, очень много.

Плюсы и минусы использования древесины в строительстве

Древесина в строительном деле используется по сей день неслучайно. Казалось бы, зачем она нужна, если есть камень, кирпич, бетон? Но деревянные строительные материалы обладают рядом качеств, которые позволяют с успехом применять древесину в современном строительном деле:

• Древесина — довольно прочный материал, обладающий гораздо меньшим удельным весом, нежели упоминавшиеся камень или кирпич;
• По теплоизоляционным свойствам древесина оставляет далеко позади другие виды строительных материалов;
• Древесина — очень упругий материал, что также является несомненным плюсом в строительном деле;
• При правильной заготовке и эксплуатации деревянные дома и другие помещения прослужат владельцам довольно долгое время;
• Помимо всего прочего, древесина и по сей день остаётся относительно недорогим натуральным строительным материалом.

Однако, помимо перечисленных достоинств, натуральная древесина обладает рядом не менее значимых недостатков:

• Неоднородность волокнистой структуры, что означает неравномерное распределение плотности материала по различным векторам (продольное и поперечное рассмотрение). Это нередко приводит к ухудшению свойств самой древесины и затруднению её использования в строительных целях;
• Способность древесины в больших количествах впитывать или отдавать влагу при взаимодействии с окружающей средой. Это приводит к увеличению или уменьшению объёма материала соответственно, что также затрудняет процесс строительства;
• Объединяя два предыдущих пункта, можно отметить следующее свойство. Так как структура древесины неоднородна (п. 1), то при усыхании или набухании материала (п. 2) изменение объёма также происходит неравномерно. Все это приводит к возникновению внутренних механических напряжений и как следствие, к растрескиванию дерева;
• Подверженность древесины гниению, то есть воздействию гнилостных бактерий и последующему разрушению. Особенно сильно выражается при нарушении условий хранения, долгому воздействию влаги или после неправильной обработки;
• Большая огнеопасность деревянных построек, особенно при несоблюдении правил пожарной безопасности и неосторожном обращении с огнём;
• Как и другой природный материал, древесина не является абсолютно воспроизводимой — даже соседние деревья одной породы не будут являться идентичными. Это создаёт проблемы при расчёте будущих конструкций и объектов.

Каждому строителю нужно знать эти положительные и отрицательные черты и, при необходимости, использовать их для улучшения строящегося объекта. Как видно из представленных списков, при неправильном использовании недостатки древесных материалов могут полностью перечеркнуть достоинства. Но из этой ситуации найден выход.

Современные технологии позволяют проводить различные обработки древесины для повышения её качества, срока службы и облегчения условий эксплуатации.

Виды обработок древесины для строительства

Первое место среди процессов обработки древесины занимает химическая обработка. Её видов существует великое множество. Одним из популярнейших способов является технология пропитки древесины во избежание поражения последней гнилостными бактериями, насекомыми-короедами, а также неблагоприятными факторами окружающей среды.

Технология состоит из двух процессов — антисептирования и консервирования древесного материала.

Первый процесс — антисептирование — состоит в следующем. На поверхность дерева наносят специальное вещество, которое уничтожает существующие вредные микроорганизмы и препятствует появлению новых.

Вещества-антисептики могут наноситься на древесину различными способами, а именно:

• Вручную кистью;
• С помощью распылителей-пульверизаторов (механических или автоматизированных);
• При полном погружении древесины в раствор антисептика. В свою очередь, подразделяется на опускание в подогретый раствор и в холодный раствор.

Консервирование древесины — процесс, при котором вглубь структуры дерева вводятся специальные вещества. Консервирование осуществляется методами автоклавной и диффузионной пропитки и погружением в ванны различной степени нагретости. Новейшие технологии позволяют проводить консервирование в условиях вакуума под определённым давлением. Такой способ обеспечивает лучшую пропитку древесного материала.

Особенности пропитки

Простое нанесение антисептических веществ на поверхность дерева применяется при необходимости защиты материала от излишнего воздействия влаги. Тонкая плёнка, образующаяся на поверхности древесины, вполне способна справиться с поставленной задачей.

Сложность состоит в равномерном нанесении антисептика на деревянную поверхность. Главным препятствием остаётся шероховатость дерева. В многом качество нанесения и как следствие, последующего использования материала древесины являются свойства используемого химического вещества. К ним относятся вязкость, плотность, влажность и поверхностная активность наносимого антисептика.

Разные породы древесины по-разному поддаются пропитке. Например, наиболее высокое сопротивление для введения антисептических веществ оказывают хвойные породы дерева — ель, пихта, кедр, а также внутренние ядра лиственных пород — березы, бука, дуба, ясеня и вяза. Легко поддаются пропитке наружные слои древесины берёзы и сибирской сосны.

Во многом способность древесины впитать достаточное количество антисептического раствора определяется объёмом влаги, содержащейся в необработанном дереве. Поэтому перед консервированием и антисептированием древесина обязательно проходит предварительную обработку. Материал высушивают до определённого содержания воды в объёме древесины, и только после приступают к непосредственной химической обработке.

Обработка древесины в условиях повышенного давления

Для древесины, планируемой использоваться в тяжёлых условиях — например, в качестве шпал, опор линий электропередачи, свай и тому подобного — химическая обработка проводится при повышенном давлении. Это обеспечивает более глубокое проникновение вводимого вещества в объем материала. Данная технология включает в себя два способа обработки, о которых будет рассказано ниже.

Первый способ называется Вакуум-Давление-Вакуум (ВДВ) или полное поглощение. Обработка древесины по такому способу проводится в три этапа.

На первом этапе с помощью специальной технологической установки в древесине создаётся искусственное разрежение, необходимое для лучшей впитываемости веществ. Далее, в условиях повышенного давления в материал вводятся антисептические или консервирующие вещества. И, наконец, последняя обработка маслами в вакууме для закрепления результата.

Второй способ пропитки в условиях повышенного давления — ограниченное поглощение. Способ применяется в тех случаях, когда необходимо обеспечить глубокое проникновение химических веществ, при этом соблюдая условие небольшого их поглощения. Данный способ имеет две разновидности, известные как ДДВ — Давление-Давление-Вакуум, и ДВ — Давление-Вакуум.

Заключение

Древесина и по сей день остаётся одним из наиболее популярных материалов в строительстве. Она имеет много достоинств, таких как хорошие теплоизоляционные свойства, экологичность, прочность, упругость и относительно невысокая цена. Но, вместе с несомненными достоинствами, древесина обладает рядом недостатков, таких как пожароопасность, подверженность гниению и хрупкость при неправильном использовании.

Современные технологии позволяют уменьшить недостатки древесины, сделав её более прочной и менее подверженной внешним воздействиям, таким как избыточная влажность, пересушенность и гнилостные микроорганизмы.

После химической обработки древесину можно с успехом использовать в гораздо более широком диапазоне целей.