Способы повышения огне- и биостойкости древесины

Древесина исторических зданий и сооружений в большей или меньшей степени поражена комплексом биоразрушителей, способствующих ее разрушению. Сильно страдают сооружения из дерева и от пожаров.

Обычно для зданий и сооружений из дерева мероприятия по био-и огнезащите проводят одновременно. При этом если борьба с биоразрушителями и возможностью пожаров в новых или новодельных зданиях осуществляется достаточно просто, то предотвращение возгораний и приостановление развития биоразрушителей в зданиях из частично разрушенной древесины, особенно при условии их музеефикации, — сложная задача, поскольку требуется обеспечить безопасность обслуживающего персонала и посетителей.

Введение в древесину защитных и укрепляющих средств может осуществляться с разборкой и без разборки сруба здания. При полной разборке зданий и сооружений появляется возможность тщательного осмотра всех бревен и деревянных деталей. Выявляются места полного разрушения древесины, наличие гнили и пустот, прикрытых внешним слоем здоровой на вид древесины. Все бревна, пораженные грибами или бактериями, изъеденные личинками насекомых, маркируют и откладывают для последующего удаления участков разрушенной древесины и протезирования. Остальные бревна направляют на пропитку.

Бревна с выявленными участками разрушенной древесины подвергают механической обработке. Гнилую и трухлявую древесину удаляют из бревен стамесками, долотом, щетками я кистями. Древесную пыль можно удалить с помощью пылесоса. В вычищенное место вставляют протез-врубку, который должен быть подогнан таким образом, чтобы после его установки не требовалась механическая обработка. Места в которые устанавливать протез-врубку нецелесообразно, можно загюлнить массой, приготовляемой из древесных опилок и мочевиноформальдегидного или кремнийорганического связующего.

Все способы глубинной пропитки древесины длительны. Пропитку бревен и деревянных конструкций полностью разобранного здания можно проводить в ваннах или в автоклавах. Наиболее удобными являются ванны из разрезанных вдоль стальных труб диаметром 1,3—1,5 м с приваренными днищами. В этом случае легко осуществляется слив отработанного раствора, для чего к нижней части ванны приваривается патрубок с краном. Дня защиты от коррозии внутренние поверхности ванцы покрывают лаком КО-921 или органосиликатным материалом ВН-30 с отвердителем - тетрабутоксититанатом (2 %), АГМ-3 (1 %) или силазаном МСН-7 (20%).

При обработке зданий без разборки применяется метод прерывистого орошения. Бревна пропитывают в радиальном направлении путем нанесения раствора до насыщения и дают выдержку, в течение которой происходит диффузия раствора не только в глубь массива древесины, но и в ее структурные элементы — полости и стенки клеток. Затем следует повторное нанесение раствора, выдержка и еще 2—3 цикла. Особенно тщательно необходимо обработать торцы бревен. Их обрабатывают в каждом цикле до полного пропитывания древесины консервантом. При условии высокой радиальной трещиноватости старых бревен пропитка практически всего объема бревна при таком методе обработки достигается за 2—3 недели.

При устойчивой и сухой погоде через 10—15 сут после обработки водными огне- и биозащитными растворами сруб в основном просыхает, и можно приступить к следующей операции — гидрофобизирующему укреплению растворами полимеров.

Наиболее распространены огнезащитные составы на основе фосфата и сульфата аммония. Хорошим огнезащитным действием обладают соединения бора — бура (тетраборат натрия), борная кислота и их смеси. Необходимо учитывать, что при изменении соотношения бура: бсушая кислота меняются растворимость смеси и свойства раствора. Оптимальное соотношение бура: борная кислота = 1,54:1. В этом случае в растворе образуется сильнорастворимый пентаборат натрия и растворимость смеси при 20 °С достигает 30%. Ниже приведены рецептуры огнезащитных растворов на основе буры и борной кислоты, которые проявляют также хорошее антисептическое действие, ч. (масс.):

	I	II	III
Гидрофосфат аммония (NH4)2HPO4		—	—
Сульфат аммония (NH4)2SO4		—	17,5
Гидрофосфат натрия Na2HPO4	—	—	2,5
Бура Na2R4O7 • 10H2O	—		—
Борная кислота Н3ВО3	—		—
Фторид натрия NaF	1.5	—	1,5
Вода	78,5		78,5

Антипирены на основе соединений бора применяют в комбинации с хром-медными антисептиками, причем капиллярная и диффузионная проникающая способность антипиренов выше, чем у антисептиков, поэтому они проникают в более глубокие слои древесины и поэтому меньше подвержены вымыванию. Приведенные ниже составы на основе соединений бора, пентахлорфенолята натрия, хром- и медьсодержащих солей являются одновременно антипиренами и антисептиками, %:

	I	II	III
Борная кислота Н3ВО3	25-45	30-45	25-40
Бура Na2B4O7 • 10Н2О	25-45	—	25-40
Пеитахлорфенолят натрия C6Cl5ONa	10-50	8-40	—
Дихромат натрия Na2Cr3O7	—	—	10-25
Сульфат меди (II) CuSO4	—	—	10-25
Уксусная кислота СН3СООН	—	—	0,2-1,0
Карбонат натрия Na2CO3	—	30-45	—

В последнее время для огнезащиты деревянных зданий и сооружений, особенно в сочетании с водорастворимыми антисептиками (бура, борная кислота, хром-медные препараты и т.д.), успешно применяется фосфат мочевины, вытесняющий из реставрационной практики растворы гидрофосфата аммония с сульфатом аммония. Путем конденсации мочевины с ортофосфорной кислотой получают водорастворимый препарат КМ, введение 10—15% которого предохраняет древесину от возгорания при воздействии открытого огня.

На основе фосфата мочевины создаются эффективные комплексные составы, например, г/л:

Фосфат мочевины — 100

Бромид аммония — 50

Гексаметилентетрамин — 10-15

Для глубинной и поверхностной защиты древесины от воздействия огня и биоразрушителей синтезированы соединения на основе мочевины или меламина и дициандиамина, формальдегида и фосфорной кислоты.

Повышение биостойкости: Для защиты от плесени применяют способ поверхностного антисептирования медным купоросом, фтористым и кремнефтористым натрием. Их водными растворами (2-5%) промазывают всю поверхность обрабатываемого материала за один-два раза. Фтористый натрий применяют в смеси с кремнефтористым (соотношение 3:1), при этом нельзя допускать их соприкосновения с известью, мелом или гипсом.

Для защиты от увлажнения древесины, находящейся на открытом воздухе, во влажном грунте или в воде применяют масляные антисептики. Использовать их можно только для наружных работ вне дома из-за горючести и резкого неприятного запаха. К масляным антисептикам относятся каменноугольное и антраценовое масло, торфяной креозот, каменноугольный деготь и сланцевое масло. Можно использовать также отработанное машинное масло, разбавив его соляркой (1:1). Наносить эти составы лучше в теплом виде (до 50°) два раза, с перерывом в два-три дня. После такой обработки поверхность невозможно будет окрасить — это следует учесть.

Повысить огнестойкость древесины можно антипиренами, при глубокой пропитке. Лучшие антипирены — это растворы сульфата аммония и солей борной и фосфорной кислот (фосфаты). Отличные результаты дает купание (пропитывание) деталей в ванне с подогретыми растворами химикатов, но, к сожалению, это не всегда возможно. Поэтому ограничиваются поверхностной обработкой за два-три раза, что дает немного худший, но вполне ощутимый эффект. Кроме повышения огнестойкости антипирены обладают и антисептическим действием — обработанная ими древесина не подвергается гниению и не поражается жучками.

Кроме перечисленных методов защиты, можно использовать более традиционные способы: обмазку смолой или битумом, известково-глиняными и суперфосфатными растворами, окрашивание огнезащитными красками и составами (силикатными, кремнийорганическими), оклеивание фольгой или негорючей пленкой. Для защиты от увлажнения подходит проолифливание поверхности и окраска масляными лаками и эмалями. Все эти простые и доступные способы надежно сохранят древесину и продлят срок её службы.