Ағашты және оның негізіндегі бұйымдарды оттан қорғау

Ағаштың жану және тұтану қасиеттерімен байланысты оның өрт қауіптілігін төмендету үшін ағаш отқа қарсы өңдеуге ұшырайды. Тәжірибелерде ағаштарға отқа қарсы өңдеуді пайдалану оның әлсіз тұтану көздерінен тұтану ықтималдығын төмендетенің, ашық от және күшті тұтану көздері әсер еткенде тұтануды кідірту уақытының ұлғайғандығын, сондай-ақ ағаш бұйымдар мен конструкцияларда бет бойымен жалынның таралу үрдісін тежейтінің көрсетті.

Ағаштар және ағаш конструкциялары үшін отқа қарсы құрал ретінде қолданылады: жылуоқшаулағыш «киім», оттан қорғау жабындар (оған бояулар, лактар, сылақтар жатады) оттан қорғағыш заттардың ерітіндісі – антипирендер.

Бұл заттардың оттан қорғау іс-әрекеттерінің физикалық мехенизмі жаңудың классикалық үшбұрышындағы байланыстың біреуін бұзуға негізделген.

Жылуоқшаулағыш киім ағаштың бетін жылу көзінің әсерінен қорғап, ағаштың термиялық ыдырауна және ыдырау өнімдерінің тұтануына кедергі болады.

Жылуоқшаулағыш киім ретінде қолданады: штукатурка (беттік ылғал және құрғақ), басқада минералды және беттік материалдар, ісінгіш жабындар.

Бояулар мен сылақтар газ оқшаулағыш функцияны орындайды. Олар ағаштан ыдырау өнімдерінің шығуына және оларға ауадағы оттегінің кіруіне кедергі келтіреді. Нәтижесінде газды фазада жанғыш ортаның түзілуін қиындатады. Антипирендер, әдетте ағаштың жануына, тұтануына және термо тотықтышты ыдырауына әсерін тигізеді. Көбінесе ағаштарды оттан қорғау үшін кеңінен қолданылатын құрамында фосфоры бар антиперендер, оның карбонизация үрдісін нығайтып, жаңғыш ыдырау өнімдерінің шығуын төмендетуге әкеледі.

Ағашты оттан қорғау үшін қолданылатын барлық әдістерді физикалық, химиялық және аралас, сондай-ақ беттік, тереңдетілген, комбинирлі деп бөлуге болады. Физикалық әдістерге жылуоқшаулағыш киімдерді, инертті бояулар мен сылақтарды қолдануды жатқызуға болады. Химиялық әдістерге антиперендерді сіңдіруді жатқызады. Құрамында антиперен бар бояулар мен сылақтарды қолдануды аралас әдіске жатқызуға болады.

Беттік сіңдіру өзінің арзандығымен және технологиялығымен тереңінен сіндіруге қарағанда тиімдігі төмендеу, бірақта ағаш конструкцияларды құрылыс нысандарында өңдеуге мүмкіндік береді. Бұндай тәсілмен ағашты оттан сенімді қорғау өте қиын. Оттан қорғағыш ерітіндінің ағаштың беттік қабаттарынан тереңірек кіруі суық-ыстық ваннада, сондай-ақ өндірістік аппараттар – автоклавтарда біртіндеп қысымды ұлғайту немесе үлкен қысыммен вакуумды кезектестіру әдістерімен сіңдіруде қамтамасыз етіледі.

Қазіргі уақытта ағаштар үшін көптеген оттан қорғағыш сіңгіш құрамдар әзірленеді, олардың бір-бірінен айырмашылығы антиперендік қасиеттері бар төменмолекулалы органикалық және органикалық емес қосылыстардың сандық үйлесімділігінде [7, 10]. Оттан қорғау сіңдіргіштерінің көп жағдайда құрамына

кіреді: өндірістік фосфор және фосфор қышқылы, моно және диаммонийфосфаты немесе олардың қоспасы (аммофос), несепнәр (мочевино), меламино және амидофосфаты немесе фосфонаты, бор қышқылы, аммоний және натрий тетрабораты, аммоний тұзды күкірт және тұз қышқылы, сілтілі және ауыспалы валентті металл хлориді, натрий және калий карбонаты – бұл ағаштар үшін пайдаланылатын сіңгіш (пропитка) отқа қарсы құрамдардың компоненттері түрінде қолданылатын органикалық емес заттардың толық тізімі емес. Бұл заттардың көбісі ағаштың өрт қауіптілігін төмендету механизмінде полифункциональды іс-әрекетке ие. [7, 10].

Сіңіргіш қоспаларда қолданылатын заттар годроскопиялық немесе суда ерігіштер. Сондықтан атмосфералық ортаның ылғалдылығы 70 % жоғары немесе сумен тура байланысқанда ағашты отқа қарсы сіңдіру өзінің тиімділігін бөлшекті немесе толығымен жоғалтуы мүмкін. Бұның алдын алу үшін ағашты сіңдіргеннен кейін қосымша суға төзімді лак пен және бояуды қолдану керек немесе оттан қорғалған ағаш материалдарды тек қана ғимараттың ішкі бөлігінде пайдалану керек.

Ағаштарды антипирендермен сіңдіру

Антиперендермен беттік сіңдіру кисттердің, бояу пульттердің немес батыру әдістерінің көмегімен жүргізіледі. Қоспаны ағаштың бетіне жағу кезінде отқа қарсы қоспаны жағу бойынша техникалық нұсқаулықтың талаптарын қатаң сақтаған жөн.

Ағашты антиперендермен қысым арқылы терең сіңдіру үшін оларды арнайы зауыт қондырғыларында жүргізеді (қондырғының сызбасы – сур. 7.1).

Сур.7.1. Қысым астында ағашты сіңдіру үшін қондырғының принциптік схемасы:

1 – сіңдіру цилиндрі; 2 – өлшеуші; 3 – ауасығымдағыш; 4 – вакуумдық сорғы;

5 – вакуум-аккумулятор; 6 – конденсатор; 7 – антиперенді езуге арналған сұйыққойма;

8 – сұйықтықты сіңдіруге арналған сұйыққойма .

Терең сіңдіруге ұшырайтын ағаштың ылғалдылығы әдетте 15 % аспауы керек. Көлемдік массасы бойынша елеулі айырмашылығы бар ағаштарды бөлек сіңдіру қажет, себебі барлығын бірге сіңдіретін болсақ оларды ерітіндіде ұзақ уақыт ұстау қажет болады, бұл өз кезегінде жеңіл сіңдірілетін ағаш түрлерінің механикалық қасиеттерінің әлсіреуіне әкеліп соқтырады. Өлшемдері бойынша да

елеулі айырмашылығы бар бұйымдар сол себеппен бөлек сіңіріледі.

Сіңдірудің кезектігі төмендегідей:

1. Ағашты сіңдіргіш целиндрге (автоклавка) батырады.

2. Аппаратты герметизациялайды.

3. Вакуум-сорғыны іске қосады және сіңдіргіш целиндрде біртіндеп (30 мин ішінде) 85,5 кПа дейін вакуум жасайды.

4. Резервуардан цилиндрге ерітіндіні құяды, бұл уақытта вакуум 79,0 кПа төмен түспеуі керек.

5. Вакуум-сорғыны өшіреді және сорғының көмегімен еріндіні қысыммен сіңдіргіш цилиндрге береді. Біртіндеп 1 сағат ішінде қысымда есептік көрсеткішке жеткізіп, ерітінді жұтылу аяқталғанға дейін ұстап тұрады, ерітіндіні жұтылуын тоқтату уақыты өлшегіштегі ерітінді мөлшерінің төмендеуінің тоқтауымен анықталады. Қысымның өлшемі және сіңдіру уақыты ағаштың түріне және үлгінің мөлшеріне байланысты болады. Мысалы, қандыағаш, бүк ағашы, қайың тәрізді жеңіл сіңдірілетін ағаштарда сіңдіру ұзақтығы 2 – 6 сағат, ал қысымы 0,8 – 1,0 МПа; қарағай және балқарағай үшін 8 – 12 сағат және 1,0 – 1,2 МПа; емен үшін 15 – 20 сағат және 1,5 – 1,6 МПа. Сіңдіргіш ерітіндінің температурасын 55 – 60 °С ұстайды.

6. Сіңдіру аяқталғаннан кейін қысымды біртіндеп (20-30 мин ішінде) нөлге дейін төмендетеді, ағашты 20 мин бойы ерітіндінің ағуы үшін сіңдіргіш целиндрде ұстайды.

7. Ағашты шығарып, таразыда өлшеп, кептіруге жібереді.

Ағашқа сіңген антипереннің мөлшерін есептейді (құрғақ затты қайта есептейді). Есепті келесі формула бойынша шығарады.

0

mK m K C V

  7.1)

мұндағы К – ағашқа сіңген антиперен мөлшері, кг/м³; mк– сіңгеннен кейінгі ағаштың салмағы, кг; m0 – сіңгенге дейінгі ағаштың салмағы, кг; С – ерітіндідегі антипереннің концентрациясы; V – ағаштың көлемі, м³.

Ағаштарды антиперендермен ыстық-сұйық ванналарда сіңдіру арнайы ыдыстарда жүзеге асырылады, бұл ыдыстардың төбінде қыздыру және салқындату үшін сәйкес булы немесе сулы құбырлармен байланысқан ирекқұбырларды төсейді. (сур. 7.2).

Сур. 7.2. Ыстық-суық ванна әдісімен ағашты антипиренмен сіңдіру зауытының сызбасы

Сіңдіру тәртібі: ағаш бұйымдарды ыдысқа батырып, температурасы 80 – 90

°С ерітіндіні құйып, ағаш бұйымдарды 24 сағатқа дейін ұстайды. Бұл уақытта ағаштан ауа шығады. Содан кейін ыдыстын астынан салқын ерітіндіні береді, бұл үрдістен ыстық ерітіндіні ығысып ыдыстың төбесінен ағады. Сіңдіру аяқталғаннан кейін ерітіндіні ағызып, ағашты шығарып, ағашқа сіңген антипереннің мөлшерін өлшейді және анықтайды. Тәсілдің артықшылығы қарапайымдылығында және қондырғылардың жеңілділігінде, ал кемшілігі – ағаш бұйымдар ортасының әлсіз сіңдірілуі, ерітіндінің жұтылуына көп уақыттын шығындалуы.

Сіңдіру үрдісінің физикалық мәні келесіден тұрады. Ыстық сұйықтыққа батырған кезде ағаштағы ауа кеңейіп сыртқа шығып, ағаштағы ұсақ тесіктерде сейілту пайда болады, сондықтан оларға сіңдіруге арналған салқын ерітінді ішіне кіреді. Нақты жағдайлар үшін құрамдарды таңдағанда отқа қарсы тиімділігін, сондай-ақ технологиялық және пайдалану көрсеткіштерін есепке алады.

Қазіргі уақытта қолданылатын отқа қарсы құрамдарда ағаштар үшін негізгі орынды қорғағыш қасиеті жоғары температурамен оттың әсерінде байқалатын ісіну түріндегі жабындар алады.

Ісіну түріндегі жабындардың құрамында міндетті болып табылатын маңызды компоненттер бар: 1 – байланыстырғыш қабық түзгіш зат,бір уақытта ыдырау кезінде көміртегі қаңқасының жасалу көзі болып табылады; 2 – көміртегі қаңқасының жасалу реакциясының катализаторлары; 3 – көбіктердіргіш (ісінгіш) агенттер.

Жалпы отқа қарсы әсерін жетілдіру үшін жабынның технолигиялық, жылуқорғағыштық және басқада пайдаланудағы қасиеттеріне әсерін тигізуге қабілетті әртүрлі қоспалар қосады. Бұл толтырғыштар антиперендердің, қоюлағыштардың, пигменттердің, тұрақтандырғыштардың және т.б қасиеттеріне ие.

Қорғалатын ағаштың бетінде ісінген жылуоқшаулағыш қабатын түзілуі

Ісінгіш жабындардың басты тиімділігі болып табылады. Мысалы, термокеңейгіш графит және органикалық байланыстырғыш: мочевинаформаьлегидті олигомер немесе хлорсульфатты полиэтилен негізіндегі ісінгіш жабындарды сәулелі жылулық қыздырғанда ісіну қабатының коэффициенті 7 ден 25 есеге дейін ұлғаюы мүмкін. ПВХ, термокеңейгіш графит немесе модификацияланған өсімдік шикі заты негізіндегі жабындар стандарттық температуралық режимде 100 есеге немесе одан көп есеге ұлғаюы байқалуы мүмкін.

Ағашты кез-келген отқа қарсы өңдеу әдісінің тиімділігі мен сенімділігін қамтамасыз етудің басты жағдайы, отқа қарсы қорғау бойынша жұмыстардың технологиялық регламентін қатаң сақтау болып табылады. Әдетте бұл регламенттер нақты өңдеу әдісінің нормативтік құжаттарда, сондай-ақ техникалық талаптар мен нұсқаулықтарда көрсетілген. Регламентте өңдеу үшін қолданылатын материалдар мен заттар, сондай-ақ олардың мүмкін ауыстырғыштар көрсетіледі. Отқа қарсы композицияны дайындаудың құрамы және тәсілі: оны қолдану тәсілі – бетіне жағу немесе тереңірек сіңдіру; отқа қарсы өңдеуді жүргізетін құралдар; өңделетін ағаштық көлеміне немесе беттік бірлігіне шығындалатын құрамының нормасы; жағылатын қабатының саны және беттік өңдеу кезіндегі кептіру жағдайы; қолданылатын әдістің отқа қарсы тиімділігі.

Сонымен қатар регламентте өңдеуді қолдану мен жүргізудің ерекше жағдайлары айтылуы мүмкін: өңделетін ағаштың ылғалдылығы; қоршаған ауаның температурасы және ылғалдылығы; қоршаған ортаның химиялық агрессивтілігі және т.б. Көбінесе көптеген отқа қарсы бояулар мен сылақтарды қоршаған ортаның температурасы +10 °С төмен емес және ауаның ылғалдылығы 70 % көп емес жағдайда жаққан дұрыс.