3 Защита древесины от возгорания

Древесина относится к легковозгораемым материалам. Ее возгорание происходит при температуре 260... 290С, а при нагревании выше 350°С она может воспламенится из-за выделяющихся газов, поэтому деревянные конструкции удаляют от источников нагревания; деревянные элементы покрывают штукатуркой или облицовывают несгораемыми материалами (например, асбестоцементными); окрашивают огнезащитными красками или пропитывают специальными веществами — антипиренами.

Огнезащитное действие антипиренов основано на том, что при нагревании древесины одни из них образуют оплавленную пленку на поверхности древесины, а другие — выделяют негорючие газы, оттесняющие воздух и выделяемые деревом при нагревании горючие газы от поверхности древесины. В качестве антипиренов применяют буру, хлористый аммоний, фосфорнокислый натрий и аммоний, сернокислый аммоний. Обработка антипиренами производится теми же способами, что и антисептирование. [4]

Для борьбы с жуками и их личинками применяют ядовитые химические вещества - инсектициды (контактные и кишечные). Фтористый и кремнефтористый натрий применяются с начала прошлого века; при их использовании обязательно соблюдение мер безопасности.  За рубежом распространена фумигация - газовая атака. Отравляющий газ (ОВ) должен находиться в герметизированном помещении не менее недели. В нашей стране, к сожалению, не производят ОВ, которые были бы безвредны для человека. 

Защитные составы. Согласно ГОСТ 20022 защитные средства древесины делят на:  - легковымываемые (ЛВ);  - вымываемые (В);  - трудновымываемые (ТВ);  - невымываемые (НВ).  По растворимости их делят на:  - водорастворимые (BP);  -растворимые в легких органических растворителях (Л);  - растворимые в маслах (М) и тяжелых нефтепродуктах (креозоты различного состава, нефтяные масла), которые  преимущественно при контакте древесины с землей. [5]

4 Физико-химические свойства древесины

Древесина в основном состоит из органических веществ, которые составляют примерно 99% общей массы. Химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода, 0,1-0,3% азота. При сжигании древесины остаётся её неорганическая часть - зола. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний и другие элементы. Эти химические элементы образуют основные органические вещества: лигнин, целлюлозу и гемицеллюлозы. Лигнин – это полимер ароматической природы (полифенол), который имеет сложное строение. Лигнин содержит больше углерода и меньше кислорода, чем целлюлоза. Именно это вещество отвечает за процесс одревеснения молодой клеточной стенки. Лигнин растворяется при нагревании в щелочах, водных растворах сернистой кислоты и её кислых солей, химически нестоек, легко окисляется, взаимодействует с хлором. Целлюлоза - природный полимер, полисахарид с очень длинной молекулой. Формула целлюлозы (C6H10O5)n, где n - степень полимеризации, равная 6000-14000. Это очень стойкое вещество, которое не растворяется в воде и обычных органических растворителях (спирте, эфире и др.), имеет белый цвет. Пучки макромолекул целлюлозы - тончайшие волоконца (микрофибриллы) образуют целлюлозный каркас стенки клетки. Микрофибриллы ориентированны в основном вдоль длинной оси клетки, между ними находится лигнин, гемоцеллюлозы, а также вода. Гемицеллюлозы – тоже относятся к полисахаридам и включают в себя пентозаны (C5H8O4)n и гексозаны (C6H10O5)n. Формула гексозанов хоть и идентична формуле целлюлозы но степень полимеризации у всех гемицеллюлоз гораздо меньше и составляет 60-200. Это свидетельствует о более коротких цепочках молекул и меньшей стойкости этих веществ по сравнению с целлюлозой. Приставка геми – это составная часть сложных слов, соответствующая по значению словам половина, наполовину. Кроме основных органических веществ, в древесине содержится небольшое количество экстрактивных веществ (танниды, смолы, камеди (высокомолекулярные углеводы), пектины, жиры и др.), которые растворяются в воде, спирте или эфире. [6]

Изделия, изготовленные без учета свойств древесины, непрочны и некрасивы.

Физико-химическая защита уменьшает риск возгорания или биологического поражения (загнивание, грибок,плесень, атаки насекомых).

Одним из наиболее эффективных, но при этом чрезвычайно опасным для здоровья людей и экологии в целом является консервация древесины диоксинами (соединения с другими заместителями — галогенидами — также относятся к диоксинам, являются кумулятивными ядами и относятся к группе опасных ксенобиотиков). [15]

Широко распространены такие способы консервации, как пропитка растворами солей, пропитка креозотом (бесцветная, иногда желтоватая или жёлто-зелёная воспламеняющаяся, труднорастворимая в воде маслянистая жидкость с сильным запахом и жгучим вкусом, получаемая из древесного и каменноугольного дёгтя, представляет собой смесь фенолов, главным образом гваякола и крезолов, растворим в спирте и эфире, ядовит), окрашивание, покрытие битумными мастиками. [16]

По некоторым предположениям, обработка древесины с целью её защиты используется человеком почти столько же времени, сколько и сама древесина. Консервация древесины упоминается в Библии . Существуют записи в хрониках о пропитке во времена Александра Македонского деревянных конструкций моста в оливковом масле. [14]

Цвет древесины

Этот материал может иметь самые разнообразные цвета и оттенки - от белого до черного, причем в одном и том же куске древесины нередко сочетается несколько цветов и оттенков. Как правило, древесина поздней зоны годичных слоев темнее, чем ранней, зоны, особенно ярко это выражено в древесине хвойных пород. Интенсивность окраски древесины в значительной степени зависит от полноты растворения в ней минеральных солей, получаемых из почвы. Соли эти лучше растворяются в теплой воде, а потому древесина южных пород деревьев обычно темнее, чем северных. Древесина, обладающая насыщенным цветом и разнообразием оттенков (красное дерево, орех и др.), высоко ценится в мебельном производстве. Это свойство древесины нетрудно изменить крашением, пропаркой, воздействием растворов и паров щелочей и кислот.