9.3.2. Огнезащитная пропитка древесины

Пропитка древесины растворами антипиренов или полимеров в зависимости от их количества и глубины проникновения позволяет древесине приобрести свойства невозгораемости при местном или продолжительном воздействии высокотемпературного источника огня. Отличие такого материала, от защищенного методом обмазки или окраски, заключается в том, что он оказывает повышенное сопротивление действию огня не только на стадии возгорания или самовозгорания, но и в условиях развивающегося пожара. Защита древесины здесь заключается в том, что, несмотря на прогрессирующее разложение древесины, не допускается пламенного горения продуктов разложение древесины, т.е. горение не будет распространяться за пределы действия источника и при его удалении пламенного горения древесины не будет.

Существуют следующие способы пропитки: пропитка под давлением, автоклавно-диффузионная пропитка, пропитка в ванне, поверхностная пропитка и пропитка с помощью суперобмазок.

Поверхностная пропитка характеризуется проникновением огнезащитных веществ в поверхностный слой на глубину 2-7 мм, а глубокая – на глубину свыше 10-12 мм. Метод поверхностной пропитки заключается в нанесении (в несколько раз с промежуточной сушкой не менее 12 ч) горячего ( 60 ⁰С) пропиточного раствора на готовые деревянные конструкции.

Пропитка под давлением производится в горизонтальных пропиточных цилиндрах объемом 2…70 м³. Пропитка состоит из следующих технологических операций: приготовление пропиточного раствора; загрузка воздушно-сухих древесных деталей в пропиточные цилиндры; создание вакуума в цилиндре ( 65 мм рт. ст.) в течение 30…60 мин в зависимости от вида древесины; подача пропиточного раствора в цилиндр; создание давления до 1…1,6 МПа (в течение 1 ч). Температура во время пропитки равна 55…60 ⁰С; спуск давления и выдержка вагонеток (20…30 мин) для стекания раствора.

На процесс пропитки большое влияние оказывает порода древесины. Например, для березы длительность процесса составляет 2…6 ч при давлении 0,8…1 МПа, для сосны – 8…12 ч при 10…12 МПа, для дуба – 15…20 ч при 1,5…1,6 МПа соответственно.

Пропитку в ванне (вымачивание) ведут в емкостях методом горяче-холодных ванн. Для введения пропиточной жидкости используют вакуум, который создается благодаря уменьшению объема воздуха после перенесения ее из горячей ванны (80…90 ⁰С) в холодную. Недостатками этого метода являются весьма слабая пропитываемость ядровой части древесины, ограниченная возможность регулирования количества вводимого пропиточного состава и значительная продолжительность процесса.

Диффузионный метод пропитки состоит в нанесении на сырую древесину смеси антипирена с небольшим количеством хорошо набухающего клейкого вещества. Поскольку соль во влажной пасте сильно концентрирована, а сок в древесине представляет собой раствор солей слабой концентрации, то возникает так называемое осмотическое давление, обусловливающее проникновение антипиренов в поры древесины. Недостаток этого метода – очень большая по сравнению с предыдущими методами длительность процесса пропитки ( 140 суток).

Глубокая пропитка древесины более эффективна по сравнению с поверхностной [35]. Основное ее преимущество заключается в сохранении текстуры древесины. В настоящее время применяется несколько видов глубоких пропиток. К ним относятся МС (1:1), ВАНН-1, БАН. Эти пропитки не атмосферостойки и могут применяться только внутри помещений с влажностью не более 60-70 % в условиях, исключающих попадание влаги на защищаемую поверхность.

Пропитка под давлением имеет существенные недостатки: снижение прочностных показателей древесины (для отдельных составов, таких как МС 1:1, до 30 %), процесс пропитки под давлением требует принудительной температурой сушки пропитанной древесины, что ведет к усушке, короблению и другим отрицательным эффектам.

Поверхностная (капиллярная) пропитка древесины не создает условий, способствующих снижению прочности и созданию внутренних напряжений. Благодаря этим качествам, а также простоте нанесения поверхностные пропитки наиболее распространены на российском рынке средств огнезащиты: МС, ПП, NLA-8, ВАНН-1, БАН, ОК-ДС, ОК-ГФ, КОС-Д, "Пирилакс", САИ, ТП, МС-0,2, "Файрекс-200", ТЛИМС ОГНЕ STOP, "СЕНЕЖ-ОБ", "Фобос-7", ОЗП-Д, ЭСМА.

В России наиболее распространены солевые антипирены. Механизм действия солевых антипиренов состоит в том, что растворы солевых композиций проникают вглубь, промачивая поверхностный слой древесины. После испарения воды солевые составляющие минерализуются среди волокон клетчатки, благодаря чему создается защитный слой. Преимущества солевых антипиренов состоят в низкой стоимости и простоте огнезащитной обработки деревянных конструкций. Главным недостатком является крайняя недолговечность огнезащитного слоя. Влага и углекислота, находящиеся в атмосфере, разрушают минеральный слой в течение полутора – двух лет даже в случае эксплуатации конструкций внутри помещений.

Кроме солевых антипиренов широко применяются также антипирены-реагенты, преобразующие клетчатку поверхностного слоя древесины в трудновоспламеняемое соединение. Преимущество таких составов заключается в долговечности огнезащитной обработки. Обработанные реагентами деревянные конструкции допустимо покрывать любыми видами лакокрасочных материалов за исключением цементных компаундов. К недостаткам реагентов можно отнести продолжительное время реакции препарата с древесиной – до 15 дней. Из пропиточных составов к антипиренам-реагентам относятся "Файрекс", "ТЛИМС ОГНЕ STOP", "СЕНЕЖ-ОБ", "Фобос-7", ОЗП-Д, ЭСМА. Особого внимания заслуживает новый чрезвычайно эффективный состав "Пирилакс". Он сочетает в себе огне- и биозащитные свойства. "Пирилакс" является огнезащитным составом, применять который можно в условиях строительной площадки вплоть до температуры минус 15 ⁰С, к тому же это довольно дешевый пропиточный состав.