Диссертация (1172934), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Работы,посвященные антипирированию древесины данным способом, в литературепрактически отсутствуют.Процесс пропитки с предварительным деформированием между вальцами,либо в прессе, когда насыщение раствором происходит вследствие упругоговосстановления древесины, рассматривается в работе многих ученых [90 – 93],главным образом в отношении ее антисептирования.
В большинстве работотмечается высокое качество пропитки субстрата с увеличением поглощениявплоть до 260 кг/м3 и увеличением на 36 % зоны пропитки. Однако, данный методприводит к ухудшению физико-механических свойств древесины вследствиеформирования внутренних разрушений структуры древесного материала. Вработе [78, 82] отмечается снижение прочности изгибаемой древесины на 10 %[55]. Однако работы в области антипирирования древесины с использованиемданного способа отсутствуют.Автоклавная пропитка является, пожалуй, на сегодняшний день наиболеепроработанным способом пропитки древесных материалов, как с теоретической,так и с практической точки зрения.35«Классическая» схема пропитки [94 – 95], используемая во всем мире,включает в себя такие технологические операции как: вакуумирование,воздушное и жидкостное давление [77].Интенсификацияисследователямипроцесса[78,87,96пропитки–вавтоклаведостигается102]различнымиварьированиемпоследовательности технологических операций, изменением температур самойдревесины и пропитывающего раствора.
Однако, получаемые результатыявляются неоднозначными. Так, например, в работе [103] отмечается увеличениескорости поглощения пропорционально давлению вплоть до 1,3 МПа, а поданным работы [104] при давлении выше 1,0 – 1,2 МПа скорость поглощениязамедляется,крометого,чрезмерноеповышениедавленияприводиткформированию значительных внутренних повреждений структуры древесины изначительному усложнению оборудования [99]. К негативным последствиямглубокой пропитки в автоклаве относится ухудшение физико-механическихсвойств конструкций [105], что будет оказывать отрицательное влияние наогнестойкость деревянных конструкций.
Длительная выдержка под давлениемтакже не способствует увеличению глубины пропитываемости древесины [103,106].Несмотрянаширокоераспространениепримененияавтоклавногооборудования для импрегнирования древесины, работ в области снижения еепожарной опасности способом глубокой пропитки огнезащитными составаминемного.
За последние годы в отечественных печатных научных изданияхфактически была опубликована всего одна статья [64], в которой приводятсярезультаты исследования эффективности огнебиозащитного состава «КСД-А»(марка 1) при его введении в древесину способами автоклавной пропитки, а такжепропиткиметодомгоряче-холодныхванн[55,75].Авторамипоказаназависимость качества огнезащиты от привеса сухих солей поглощенныхдревесиной [70].
Привес 40 кг/м3 обеспечивал значительное снижение пожарнойопасности древесины. В этом случае древесина относилась к материаламслабогорючим (Г1), не распространяющим пламя по поверхности (РП1),36трудновоспламенямым (В1) и с умеренной дымообразующей способностью (Д2).В качестве преимущества автоклавной пропитки в этом случае отмечаетсяменьшая продолжительность процесса пропитки.По данным работы [107] интенсификация процесса пропитки может бытьдостигнута циклическими способами с использованием импульсных нагрузок,многократным чередованием резкого разряжения с последующей подачейгидродавления.
Одним из первых более высокую эффективность циклическихспособов пропитки к статическим показал В.И. Герценштейн в 1895 году напримере пропитки шпал. Общая эффективность метода оказалась на 18 % выше,чем при статическом давлении.Относительноновымспособомпропиткиявляетсяиспользованиеакустических и импульсных воздействий. Применение импульса звуковогодавления [108 – 109] для интенсификации пропитки массивных элементовдревесины является неэффективным [110] и не представляет практическогоинтереса. Глубина пропитки в этом случае достигает от 1,5 до 4 мм [111 – 112]. Втоже время данный метод может эффективно использоваться для пропиткидревесины небольших сечений [104 – 105], время пропитки шпона сокращается в3 – 5 раза, а эффективность пропитки увеличивается на 30 – 50 % соответственно[113].Применение электрогидравлических ударов предлагается в качествеальтернативы автоклавному методу пропитки [50]. Предложенная автором схемапредполагает создание над поверхностью пропитываемого материала серииэлектрическихимпульсов,приводящихкформированиюмножественныхгидравлических ударов, способствующих глубокому проникновению жидкости вматериал.
Так при 100 импульсах мощностью, обеспечивающей формированиекратковременного избыточного давления на уровне 650 атм., достигается глубинапропитки 20 мм в течении 2 минут, в то время как при автоклавной пропитке сдавлением 20 атм. в течении 30 минут достигается глубина пропитки на уровне 15мм. К сожалению, в работе [50] отсутствует информация о влияниипредложенных режимов пропитки на физико-механические свойства древесины, а37также о характере возможных внутренних разрушений микроструктур древесногоматериала. За 20 минут работы при заданных режимах обеспечивается переводдревесины в группу трудногорючих материалов.Основным критерием качества огнезащитной обработки методом пропиткиобычно выступает количество сухих веществ и, в меньшей степени, глубинапропитки.
В то же время имеются работы, например, работа Н.А. Максименко[114] и В.Н. Ермолина [62, 77], в которых было показано, что на качествоогнезащиты в большей степени оказывает влияние толщина оболочки (глубинапроникновения) и, в меньшей степени, плотность (поглощение антипирена).Максимальная эффективность достигается при глубокой пропитке с высокимпоглощением антипирена. Однако, как уже было отмечено ранее, чрезмерноеувеличение содержания солевых компонентов огнезащитных составов вдревесине приводит к изменению структуры клеточных стенок, их утолщению иразрыхлению, и, как следствие, к снижению прочностных характеристикдеревянных элементов конструкций [115].В настоящее время практически полностью отсутствуют работы поисследованию влияния пропитки древесины огнезащитными составами на основеолигомерных и полимерных продуктов.
К таким составам можно отнестиэффективные композиции на основе амидофосфатов [115 – 116]. Данныепродукты имеют хорошую совместимость с древесиной и имеются всепредпосылки к их применению для глубокой пропитки конструкций на основедревесины с целью снижения пожарной опасности и повышения огнестойкостиДК. При этом они не должны оказывать негативного влияния на физикомеханические и другие эксплуатационные свойства пропитанных конструкций.Перспективным является исследование влияния на огнезащитные и физикомеханические свойства древесины глубокой пропитки продуктами окисленияполисахаридоврастительногосырья.полисахаридыпривоздействииогневомПрименяемыеимеютмодифицированныеяркоинтумесцентный (вспучивающийся) механизм огнезащиты [117].выраженный38Успешность применения составов на основе окисленного растительногосырья заключается в химической природе этих высокомолекулярных продуктов,которая является родственной для углеводной части древесного композита.
Кромеэтого, данные составы обладают высокой адгезионной способностью, чтопозволяет предположить благоприятное распределение состава в структуредревесиныизначительноеупрочнениепропитаннойчастидеревяннойконструкции [70].Применение способа глубокой пропитки древесины составами даетвозможность повышения эксплуатационных и пожаробезопасных характеристикдеревянных конструкций с помощью их пропитки на установленную глубину[77].Основнойзадачейприэтомявляетсяотработкаоптимальныхтехнологических режимов пропитки древесных материалов и конструкций сполучениемвысококачественныхпоказателейиповышенияихпожаробезопасности.Важно отметить, что в настоящее время фактически полностью отсутствуютработы, посвященные исследованию влияния глубокой пропитки древесины напожарную опасность и огнестойкость деревянных конструкций. Имеются лишьнемногочисленныеработы,посвященныеизучениювлиянияразличныхогнезащитных средств на пожарную опасность ДК [64, 118].Из неконструктивных (химических) технологий огнезащиты наиболеенадежным, позволяющим получить материалы с гарантированным уровнемпожарнойопасностиДКиобеспечивающимвозможностьпроведенияколичественной оценки качества обработки является метод глубокой пропитки.При этом в качестве количественной характеристики огнезащищенности, поаналогии с биоконсервированием [119], может быть принята глубина введения вматериал антипирена, которая, в отличие от показателей расхода и привеса, легкоможет быть определена на практике в любой момент до начала и даже во времяэксплуатации конструкции.
Химическая идентичность составов в этом случаеможет быть подтверждена применением физико-химических методов анализа39(ИК-спектроскопией, методами термического анализа, хроматографией илидругими методами).Кроме этого, нужно учитывать, что в отличие от поверхностной обработкиорган, проводящий сертификационные испытания составов, как правило, необладает технической возможностью полноценной самостоятельной подготовкиобразцов в условиях испытательной лаборатории.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
