Экзамен модифицирование. 1. Макро и микростроение древесины Макроструктура
 Скачать 0.56 Mb.
|
|
Вопрос №7. Принципы защиты древесины в конструкциях Малоэтажного домостроения (МДД). При строительстве деревянных объектов специалисты применяют различные способы повышения долговечности древесины на всех стадиях технологического процесса: при заготовке и выборе лесоматериалов, определении места под строительство, выборе архитектурно-планировочных и конструкционных решений. Важно обеспечить комплекс мер, способных исключить возможность увлажнения древесины, ведь именно влажная древесина является питательной средой для многих видов грибов и насекомых. Влажность способствует не только развитию биопоражений, но и приводит к увеличению способности древесины к деформации и снижению её прочности. Для защиты древесины от биопоражений применяют различные конструкционные решения: изолируют ее от грунта, камня и бетона, устраивают специальные каналы для проветривания, защищают деревянные конструкции от атмосферных осадков и т.п. В сочетании с конструкционными методами, во всём мире широко применяется химический метод защиты древесины. Он основан на обработке древесины специальными защитными составами — антисептиками и антипиренами, защищающими древесину от возгорания и биоповреждений. При правильном применении защитных средств, такой способ оказывается весьма эффективным, недорогим и безопасным. Защита древесины обеспечивается водорастворимыми защитными средствами, составами на основе летучих органических соединений, масляными антисептиками, антисептическими пастами и т.п.. Огнезащитные средства, условно можно разделить на огнезащитные покрытия и пропиточные составы. В первом случае — это краски, лаки, пасты и обмазки. Во втором — пропитки. Покрытия изменяют внешний вид древесины, поэтому их используют для непросматриваемых конструкций. Пропитки находят более широкое применение — они сохраняют декоративные свойства дерева. К огнезащитным средствам относят только составы 1й и 2й групп огнезащитной эффективности по НПБ 251 (ГОСТ 16363). Важно помнить, что любые огнезащитные средства подлежат обязательной сертификации, и в обязательном порядке помимо сертификата пожарной безопасности должны иметь и санитарно-эпидемиологические заключения. Вопрос №8. Области применения консервирования и огнезащиты древесины Область применения огнезащиты древесины - в основном строительство. Строительными нормами регламентируются основные противопожарные мероприятия, обязательные при возведении зданий и сооружений различного назначения, в том числе требования к огнезащитной обработке деревянных деталей и узлов. Наиболее высокие требования предъявляются к противопожарной защите древесины в зданиях зрелищных предприятий, больниц, яслей, детских садов, школ. Огнезащите путем пропитки антипиренами необходимо подвергать деревянные стропила, обрешетку кровель, элементы неоштукатуренных деревянных перегородок, стен, перекрытий, лестниц и лестничных клеток, а для многоэтажных деревянных зданий - дополнительно детали полов верхних этажей, карнизов и балконов. Подлежат пропитке антипиренами, кроме того, все деревянные детали и узлы зданий складов горючего, судов, музеев, картинных галерей, архивов. В большинстве случаев древесина, подвергаемая огнезащите, должна быть одновременно защищена и биоразрушителей. Вопрос 10 Термомеханическое модифицирование с предварительным пропариванием древесины Термомеханическое модифицирование с предварительным пропариванием древесины состоит из следующих операций: пропаривания, уплотнения, сушки и охлаждения. Модифицированию подвергают исходные заготовки в виде брусков и досок, полых и сплошных цилиндров влажностью 15 - 20% для контурного прессования и 20 -30% - для остальных способов прессования. Пропаривание проводят в камерах при температуре пара 102 - 105 °C и давлении 0,11 - 0,13 МПа. Продолжительность пропаривания - 0,61 мин на 1 мм толщины заготовки, измеренной в радиальном направлении. Уплотнение проводят в пресс-формах под давлением 5 - 15 МПа со скоростью 0,07 - 0,08 м/мин для контурного прессования и под давлением 10 - 35 Мпа со скоростью 0,017 - 0,025 м/мин - для остальных видов прессования. Сушку после уплотнения проводят в пресс-формах в сушильных камерах при температуре 110 - 130 °C до влажности 6 - 8%. Продолжительность сушки - 15,6 мин на 1 мм толщины заготовки. Заготовки охлаждают в пресс-формах до температуры 18 - 23 °C. Вопрос 11 Термомеханическое модифицирование с нагревом древесины Термомеханическое модифицирование с нагревом древесины проводят двумя способами: ступенчатым уплотнением при нагреве или предварительным нагревом с последующим уплотнением. Модифицированию подвергают исходные заготовки в виде брусков, досок влажностью 8 - 14%. Термомеханическое модифицирование со ступенчатым уплотнением при нагреве состоит из следующих операций: ступенчатого уплотнения при нагреве,выдержки, термообработки и охлаждения. Заготовки вначале подвергают уплотнению без нагрева при давлении 1,5 - 2 МПа, затем уплотнению с повышением температуры до 80 - 100 °C, при этом давление увеличивают равномерно в 5 - 7 приемов до 9 - 23 МПа в течение 30 – 70 мин. При давлении 9 - 23 МПа повышают температуру до 90 - 135 °C в течение 40 – 70 мин. Температура плит пресса должна быть 140 - 160 °C. Выдержку проводят при отключенных от нагрева плитах пресса при давлении 7 - 20 МПа из расчета 0,5 - 3 мин на 1 мм толщины исходной заготовки. Термомеханическое модифицирование с предварительным нагревом и последующим уплотнением состоит из следующих операций: предварительного нагрева в камерах, уплотнения, вторичного нагрева плитами пресса и охлаждения. Предварительный нагрев заготовок проводят в камере при температуре воздуха 95 - 100 °C и относительной влажности 80 - 87%. Длительность нагрева – 1 мин на 1 мм толщины заготовки. Заготовки уплотняют до требуемой степени уплотнения, затем вторично нагревают в течение 1 мин на 1 мм толщины заготовки. Температура плит пресса должна быть 120 - 140 °C. Заготовки охлаждают в прессе до температуры 18 - 23 °C. Вопрос 12 Термомеханическое модифицирование с предварительной пропиткой древесины минеральными маслами Термомеханическое модифицирование древесины с предварительной пропиткой древесины минеральными маслами состоит из следующих операций: пропитки, уплотнения, выдержки под давлением и охлаждения. Модифицированию подвергают исходные заготовки в виде брусков, торцовых плиток, сплошных цилиндров влажностью не более 15%. Пропитку проводят в масле при температуре кипения 110 - 120 °C в течение 2 ч и затем выдерживают в нем с одновременным охлаждением в течение 6 - 10 ч до температуры 18 - 23 °C, после чего заготовки нагревают в воздушной камере до температуры 140 - 160 °C. Уплотнение до требуемых размеров проводят со скоростью 2 - 3 мм/с и выдерживают под давлением в течение 2 - 4 мин, с последующим охлаждением заготовок до температуры 18 - 23 °C. Термомеханическое модифицирование с наполнением древесины смолами Термомеханическое модифицирование с наполнением древесины смолами состоит из следующих операций: наполнения, уплотнения, термообработки и охлаждения. Модифицированию подвергают исходные заготовки в виде брусков, досок,шпона, полых или сплошных цилиндров влажностью 12 - 16%. Для наполнения применяют полимерные смолы с содержанием сухогоостатка более 50%. Наполнение заготовок проводят по способу вакуум-давление при температуре 60 - 70 °C. Глубина вакуума должна быть не менее 0,06 МПа. Давление должно быть 0,8 - 1,2 МПа. Сушку заготовок проводят в камерах при температуре 70 - 80 °C до влажности не более 14%. Уплотнение наполненных и нагретых до температуры 95 - 100 °C заготовок проводят под давлением 15 - 25 МПа. Термообработку после уплотнения проводят при температуре 155 - 165 °C из расчета 0,75 - 1 мин на 1 мм толщины заготовки, с последующим охлаждением заготовок до температуры 18 - 23 °C. 13 Термомеханическое модифицирование с наполнением древесины смолами Термомеханическое модифицирование с наполнением древесины смолами состоит из следующих операций: наполнения, уплотнения, термообработки и охлаждения. Модифицированию подвергают исходные заготовки в виде брусков, досок, шпона, полых или сплошных цилиндров влажностью 12 - 16%. Для наполнения применяют полимерные смолы с содержанием сухого остатка более 50%. Наполнение заготовок проводят по способу вакуум-давление при температуре 60 - 70 °C. Глубина вакуума должна быть не менее 0,06 МПа. Давление должно быть 0,8 - 1,2 МПа. Сушку заготовок проводят в камерах при температуре 70 - 80 °C до влажности не более 14%. Уплотнение наполненных и нагретых до температуры 95 - 100 °C заготовок проводят под давлением 15 - 25 МПа. Термообработку после уплотнения проводят при температуре 155 - 165 °C из расчета 0,75 - 1 мин на 1 мм толщины заготовки, с последующим охлаждением заготовок до температуры 18 - 23 °C. 14 Способы капиллярной пропитки Способы капиллярной пропитки применяются для защиты от биологических разрушителей деревянных деталей в закрытых сооружениях (где вероятность загнивания невелика), для облегченной огнезащиты, а также для антисептирования пиломатериалов при атмосферной сушке. К способам капиллярной пропитки относятся: Пропитка нанесением раствора на поверхность древесины; Пропитка погружением в ванны; Панельная пропитка. Пропитка нанесением раствора на поверхность сортиментов и деталей применяется в строительстве и при ремонтных работах в трех вариантах: нанесение раствора кистью, окунание в раствор и распыление. Древесина должна быть при этом сухой или подсушенной (W < WnM). Проникновение в нее жидкости, нанесенной на поверхность, происходит только за счет капиллярных сил. Глубина пропитки 1...2 мм для здоровой и до 5 мм для старой, разрыхленной древесины. Эффективность пропитки возрастает при 2-3-кратном нанесении раствора с интервалами, достаточными для впитывания жидкости (без просыхания поверхности сортиментов). Пропитке погружением в ванны с кратковременной выдержкой в них сортиментов подвергают также предварительно подсушенную древесину. Проникновение в нее жидкости происходит под действием капиллярных сил и отчасти незначительного гидростатического давления. Глубина пропитки зависит от вязкости жидкости, проницаемости древесины и срока выдержки. Она лишь немногим больше, чем при предшествующем способе. Для повышения интенсивности пропитки целесообразно применять подогретые жидкости. На предприятиях большой производственной мощности целесообразно применять конвейерные установки, в которых доски, подлежащие пропитке, по конвейеру проходят через рамку, с установленными форсунками. Раствор антисептика в распыленном виде под давлением подается на поверхности досок. Остатки раствора стекают в ванну. Панельная пропитка используется для защитной обработки уникальных деревянных построек без их разборки. К вертикальной или наклонной поверхности обрабатываемого объекта прикрепляют пропиточную панель, состоящую из плотно примыкающего к древесине внутреннего слоя (листов мягкого пористого материала, например фильтровальной бумаги) и наружного водонепроницаемого слоя. Верхний конец внутреннего слоя опускают в раствор пропитывающего вещества, который находится в резервуаре над панелью. Раствор движется сверху вниз по панели и смачивает древесину. Пропитка происходит в основном под действием капиллярных сил. В отдельных случаях (когда древесина сырая) может иметь место и явление диффузии. Иногда для сбора избыточного раствора, стекающего с панели, под ней дополнительно устанавливают резервуар-сборник. Продолжительность панельной пропитки зависит от требуемой ее глубины, состояния древесины (плотная, рыхлая), свойств пропитывающей жидкости и температуры окружающей среды. В среднем она колеблется от 15 до 30 суток. Панель имеет обычно ограниченные размеры, поскольку отдельные участки пропитываемого объекта содержат древесину различного состояния. На объекте, как правило, устанавливают совокупность панелей, что позволяет пропитывать разные участки на различную глубину и обеспечивать единый безремонтный срок службы объекта в целом. Весьма эффективен вариант панельной пропитки, предусматривающий непрерывное орошение пропитывающей жидкостью поверхности объекта с помощью системы перфорированных трубок. Такой же эффект, как в основном варианте, обеспечивается здесь при меньших трудозатратах и сокращении длительности процесса. 15 Способы диффузионной пропитки Диффузионная пропитка основана на диффузии молекул или ионов пропитывающих веществ в сырую древесину с ее поверхности. Основные способы диффузионной пропитки: нанесение паст; бандажная пропитка; пропитка путем выдержки древесины в концентрированных растворах солей. Диффузионные способы пропитки имеют свои преимущества, заключающиеся в возможности равномерно и глубоко пропитывать сырую древесину труднопропитываемых пород. Кроме того, они экономически оправданы при пропитке небольших объемов на месте заготовки. Эти способы позволяют также удлинить срок службы древесины, находящейся в службе, путем дополнительных пропиток, проводимых в плановом порядке. К недостаткам диффузионной пропитки относятся сезонность обработки и трудность ее механизации. Пропитка нанесением паст применяется для консервирования сырых сортиментов. Чтобы удержать на древесине достаточное количество пропитывающего материала, его наносят на поверхность сортиментов в виде пасты, представляющей собой смесь собственно пропитывающих веществ с наполнителями. Влажность поверхностных слоев обрабатываемой древесины не должна быть ниже 60 %. Обработанные пастой сырые окоренные сортименты укладывают в плотные штабеля. Для предупреждения нежелательной подсушки штабеля закрывают со всех сторон чехлами из гидроизоляционного материала и оставляют на выдержку. Для полной пропитки заболони и частичной пропитки ядра круглых сортиментов необходимо (в теплое время года) около 2,5...3 месяцев. По истечении этого срока штабеля раскрывают и после примерно недельной подсушки сортименты отправляют по месту назначения. Сортименты можно обрабатывать пастами, как целиком, так и частично, по наиболее подверженным загниванию участкам (например, у столбов — зона на уровне земли). В зависимости от количества защитного средства, которое требуется нанести на поверхность изделий, применяют антисептические пасты марок М-100 и М-200. Норма расхода пасты составляет 250 г/м2 для марки М-100 и 500 г/м2 - для марки М-200. Диффузионная пропитка путем обмазки пастами применяется для консервирования небольших партий столбов ЛЭП или линий связи, а также других сортиментов для открытых сооружений, располагаемых вблизи от места заготовки древесины. Такая пропитка находит применение и для консервирования сортиментов из древесины труднопропитываемых пород, имеющих, однако, удовлетворительную диффузионную проницаемость. Пропитке пастами может подвергаться и древесина, уже находящаяся в эксплуатации. Применяется бандажный способ, сущность которого состоит в следующем: часть столба, подвергающаяся наибольшей опасности загнивания (примерно 80-сантиметровая зона на границе подземной и воздушной части), обертывается бандажом, который представляет собой ленту гидроизоляционного материала (толя, рубероида, гидроизола и пр.), на внутреннюю поверхность которой нанесен слой антисептической пасты. Бандаж крепится к древесине проволокой или прибивается гвоздями. Он устанавливается так, чтобы треть или четверть его высоты (в зависимости от влажности почвы) находилась выше уровня земли. Ширина бандажа должна не менее чем на 100 мм превышать длину защищаемой зоны с каждой стороны. При недостаточной ширине бандажа допускается накладывать несколько бандажей. Существует еще один способ диффузионной пропитки путем введения специальных солевых патронов или пасты в высверленные или наколотые в древесине отверстия. Антисептик из зоны введения постепенно диффундирует в окружающую древесину. В одном из вариантов — пропитке по способу «Кобра», древесину накалывают при помощи специального приспособления (типа шприца) с одновременным введением в образовавшиеся отверстия антисептической пасты. При сетке наколов, рекомендованной выше, получается равномерная пропитка на значительную глубину. Пропитка вымачиванием в растворе отличается от капиллярной пропитки погружением древесины с высокой начальной влажностью и длительностью выдержки в ванне. В ванну с концентрированным раствором антисептика загружают не подсушенные, а сырые сортименты, проникновение в которые защитного средства происходит путем диффузии. Продолжительность диффузионной выдержки - не менее 60 сут при температуре не ниже 5 °С и не менее 120 сут - при более низких температурах. При длительной выдержке обеспечивается проникновение молекул пропитывающего вещества на большую глубину. Производительность ванн при этом способе пропитки очень невелика, но зато обеспечивается надежная защита древесины труднопропитываемых пород. Удержание защитного средства в зависимости от способа диффузионной пропитки и среднего срока службы изделий должно соответствовать указанному в таблице:
Количество пропиточного раствора защитного средства или антисептической пасты Q, в граммах, наносимое на 1 м2 поверхности пропитываемых изделий, вычисляют по формуле  , где q - удержание защитного средства, г/м2; С - массовая доля защитного средства в пропиточном растворе или пасте, %.СОКРАЩЕНИЯ: ЛЭП - это опоры, предназначенные для линий электропередач и линий связи. ФХМ – препараты, где в качестве компонентов используют фторид натрия, бихромат натрия и динитрофенол. |