Огнезащита древесины. Важные моменты.
«Горит дом!!! Огненные всполохи видны километра за два, весь посёлок в дыму… Вещи, документы.. А труда сколько! Проснулся весь в поту. Хорошо, что это только сон. Да и дома пока еще нет: только фундамент, да материалы по всему участку. Повод задуматься…»
Всем известно, что огонь является фактором, наиболее интенсивно разрушающим древесину, и с этим нельзя не считаться. Тем не менее, огнестойкость древесины можно повысить путём её обработки специальными огнезащитными составами (антипиренами).
Механизм воздействия антипиренов.
Действие антипиренов основано на том, что при наличии определенной концентрации таких составов в древесине, они препятствуют горению без источника пламени. При воздействии огня на древесину происходят различные физико-химические процессы, на свойствах которых и основывается огнезащитное действие антипиренов. Это может быть плавление легкоплавких веществ, таких как соли фосфорной, борной, кремниевой кислот. При нагревании, содержащей такой антипирен древесины, образуется оплавленная пленка, которая ограничивает доступ кислорода к поверхности. В результате, часть тепла расходуется на плавление антипирена. Это, в свою очередь, приводит к повышению температуры воспламенения древесины, а, значит — к ее защите. Для огнезащиты так же используют свойства некоторых веществ, разлагаться при нагревании и выделять газы, не поддерживающие горения (аммиак, сернистый газ). Негорючие вещества оттесняют кислород с поверхности древесины и, тем самым, препятствуют горению.
Классификация огнезащитных составов
Средства огнезащиты условно можно разделить на огнезащитные покрытия и пропиточные составы. В первом случае — это краски, лаки, пасты и обмазки. Во втором — пропитки.
Огнезащитные покрытия, могут скрывать текстуру древесины, ухудшая её внешний вид, поэтому их, в основном, используют для непросматриваемых конструкций. Пропитки же, напротив -сохраняют текстуру и природную красоту древесины, и находят более широкое применение.
Подобно антисептикам огнезащитные пропитки можно делить на водорастворимые и органорастворимые. Органорастворимые препараты требуют применения опасных и горючих растворителей, что не всегда приемлемо. Поэтому большей популярностью пользуются огнезащитные пропитки на водной основе.
По устойчивости к вымыванию компонентов из древесины, все водорастворимые защитные средства подразделяют на легковымываемые, вымываемые, трудновымываемые, невымываемые средства. Как правило, огнезащитные пропитки применяются для обработки деревянных конструкций эксплуатируемых в условиях, исключающих прямое и продолжительное воздействие влаги. Поэтому, среди огнезащитных средств на водной основе наиболее широко представлены легковымываемые и вымываемые составы.
На отечественном рынке в основном присутствуют составы комплексного действия, объединяющие как огнезащитную функцию антипиренов, так и биозащитную функцию антисептиков. Это связано необходимость комплексной защиты древесины как от биоразрушителей, так и от возгорания. Кроме того, некоторые соединения, используемые в качестве антипиренов, проявляют и биозащитные свойства.
И всё же основным критерием, оценки огнезащитных средств для древесины является их огнезащитная эффективность.
Огнезащитная эффективность.
Согласно НПБ 251 (ГОСТ 16363) огнезащитная эффективность характеризуется потерей массы обработанного защитным составом образца древесины при огневом испытании. К огнезащитным средствам относят только составы I и II групп огнезащитной эффективности.
К составам I группы относят средства, для которых потеря массы при огневом испытании составляет не более 9%. Древесина, обработанная таким составом, признается трудносгораемой.
Для средств, имеющих II-ю группу огнезащитной эффективности потеря массы при огневом испытании должна составлять не более 25%. Обработанная таким средством древесина квалифицируется как трудновоспламеняемая.
Как выбрать огнезащитный состав
Для защиты наиболее ответственных в пожарном отношении конструкций лучше применять огнезащитные пропитки 1-й (высшей) группы. В связи с тем, что к таким конструкциям предъявляют довольно жёсткие требования в части пожарной безопасности, здесь удобно использовать составы, обеспечивающие контрольное тонирование древесины.
Например состав комплексного огнезащитного и биозащитного действия «СЕНЕЖ ОГНЕБИО ПРОФ» придаёт древесине розовый оттенок и позволяет быстро принимать и контролировать результаты огнезащитных работ.
Если древесина находится в интерьере помещения, то для её огнезащитной обработки используют не изменяющие цвет древесины огнезащитные пропитки. К числу подобных средств относятся такие как «СЕНЕЖ ОГНЕБИО», МС, ФБС-255, и др. В случае необходимости бесцветные пропитки можно колеровать непосредственно перед применением, причём некоторые из них требуют применения только строго определённых красителей.
При выборе огнезащитной пропитки следует обращать внимание и на показатель концентрации водородных ионов — pH среды. Так, например, существуют огнезащитные составы с pH =1,5 , близких к рН концентрированных кислот. Использование таких средств не безопасно для потребителя и требует тщательного соблюдения особых условий хранения и применения.
Многие огнезащитные составы, обладают значительной коррозионной агрессивностью по отношению, как к цветным, так и к чёрным металлам. В ряде случаев это может ограничивать их применение. Так, например, известны случаи, когда использование огнезащитных материалов приводило к порче кровли из меди или оцинкованного металла.
При выборе комплексного огне-биозащитного средства нужно учитывать и то, что, некоторые производители умышлено объединяют соединения антисептического и антипиренного действий, говоря о взаимном их усилении. Но специалисты знают, что, даже, казалось бы, совместимые в растворе соединения, могут не только не дать положительного эффекта усиления друг друга, но и снизить био- и огнезащитные свойства.
Сертификация.
Любые огнезащитные средства подлежат обязательной сертификации, и в обязательном порядке помимо сертификата пожарной безопасности должны иметь и санитарно- эпидемиологические заключения.
Сертификация проводится по показателям качества проектной документации в отношении требований безопасности, свойств продукции. Эта работа выполняется органами Минздравсоцразвития РФ в ходе санитарно-эпидемиологической оценки предприятия. Кроме того, продукция и производство подлежат оценке по параметрам стабильности производства и управления качеством со стороны инспекторов органов по сертификации в системах ССПБ и ГОСТ Р. Отсутствие такого сертификата делает незаконным применение огнезащитного состава. Неоспоримым гарантом соответствия огнезащитного состава установленным требованиям пожарной безопасности является сертификат, выданный органом «ПОЖТЕСТ» ФГУ ВНИИПО МЧС России.
Практика показывает, что успешно разрабатывать эффективные и экологически безопасные огнебиозащитные препараты способны лишь компании, имеющие собственные лаборатории. Наиболее прогрессивные из них сертифицируют свое производство по международному стандарту качества ИСО 9001.
Технологии огнезащитной обработки.
Существует множество способов пропитки древесины огнезащитными составами, при этом нанесение огнезащитных составов требует лицензии на выполнение этого вида работ.
В зависимости от назначения объектов защиты, пропитка может быть глубокой или умеренной. Глубокое проникновение огнезащитного состава в древесину способны обеспечить довольно сложные в технологическом плане способы огнезащитной обработки- вымачивание, пропитка в горяче-холодных ваннах, пропитка в автоклавах. Считается, что чем глубже пропитана древесина огнезащитным составом, тем более надёжно она защищена.
С другой стороны, огнезащитной обработке часто подвергаются уже готовые деревянные конструкции, пропитка которых под давлением невозможна. Здесь наиболее технологичен метод опрыскивания либо нанесение кистью.
Каким бы методом не наносился защитный состав, всегда важно обеспечить требуемые нормы расхода.
Следует отметить, что не рекомендуется проводить огнезащитную обработку древесины при отрицательной температуры воздуха. Это объясняется тем, что мёрзлая древесина обладает низкой впитывающей способностью, что значительно препятствует введению в нее требуемого количества антипирена
Резюме.
Огнезащита древесины — довольно сложный, но необходимый процесс, требующий серьёзного подхода. Своевременная обработка древесины специальными огнезащитными составами позволяет не только сохранить вид и красоту деревянных конструкций, продлить срок их использования, но и обеспечить безопасность людей.
Чтобы кошмарный сон не стал явью, огнезащитой древесины не стоит пренебрегать.
источник «Лесной Эксперт» № 2(31) 2006 г
Биологическое сопротивление древесины.
На свежесрубленном дереве прежде всего поселяются деревоокрашивающие и плесневые грибы (кладоспорий, альтернария и др.), питающиеся в основном содержимым клеток. Далее в сопровождении так называемых грибов-спутников (пенициллов) в древесину проникает мицелий базидиальных (дереворазрушающих) грибов. Грибы-спутники питаются как содержимым клеток, так и промежуточными продуктами разрушения древесины. Они являются активными кислотообразователями, содействующими подкислению среды и еще более бурному развитию грибов-разрушителей древесины. Таким образом, пятна синевы и плесени — это сигналы опасности, предупреждающие о необходимости принятия надлежащих мер по защите древесины от разрушения микроорганизмами.
Плесневые грибы
Плесневые грибы — неизменные обитатели сырых загрязненных лесоматериалов. Высокая влажность и слабое движение воздуха — условия, которых вполне достаточно для их появления на поверхности деревянной конструкции. На начальной стадии пятна плесени могут быть удалены строганием и зачисткой шкуркой. Однако в поисках пропитания оставленные без внимания грибы начинают осваивать более глубокие слои древесины, а оттуда удалить их уже крайне непросто. Как и деревоокрашивающие, грибы, вызывающие плесень, обычно не наносят значительного урона физико- механическим свойствам древесины и, в отличие от последних, не вызывают разрушение стенок паренхимы и смоляных ходов. Вместе с тем некоторые из них способны ослаблять срединные пластинки. А при длительном (два года и более) развитии на древесине их гифы проникают в клеточные оболочки — вторичные стенки, и сопротивление древесины ударным нагрузкам снижается примерно на одну десятую.
Эстетический ущерб, вызванный плесенью, неминуемо влечет за собой снижение сортности, а следовательно, и стоимости лесоматериалов. Разросшиеся колонии плесневых грибов обладают тяжелым неприятным запахом плесени. Другая опасность состоит в том, что эти колонии, как правило, являются первопоселенцами, которые создают благоприятную среду для появления более серьезных вредителей древесины — грибов белой и бурой гнили.
Выглядит плесень как зеленоватые (Trichoderma, Cladosporium, Penicillium), черные (Aspergillus niger, Aureobasidium, Mucor, Stemphylium), желтые или розовые (Penicillium) порошкообразные разрастания.
Рост и размножение плесневых грибов зависят от совокупности некоторых факторов: температуры, влажности, аэрации, кислотности среды. Загрязнения, сажа и масло на подслое способствуют росту грибов плесени.
Оптимальный диапазон температур составляет 20-30°С. При отклонении от него рост грибницы замедляется, однако даже если столбик ртути падает ниже отметки 5°С, мицелий и споры грибов не погибают. Некоторые виды могут расти даже при небольших отрицательных температурах. Влажность 60-100% для плесневых грибов оптимальна, около 40% их развитие замедляется. При влажности ниже 22% сосущие силы плесневых грибов не могут преодолевать силы, удерживающие влагу в древесине. Теперь уже грибы сами вынуждены постепенно отдавать свою влагу древесине, и их рост прекращается. Споры плесени и мицелий хорошо выдерживают временное высыхание.
Стойкость плесневых грибов в древесине, погруженной в воду, различна: Alternaria humicola отмирает через тридцать-пятьдесят суток, Penicillium purpurogenum — лишь через пятьдесят-шестьдесят суток. А Verticillium glaucum в течение восьмидесяти пяти суток настолько интенсивно обрастает зараженную древесину, что в отдельных случаях дерновинки могут выходить на поверхность воды. Это своеобразный гриб-рекордсмен. Его грибница погибает во влажной древесине лишь при ее прогревании в термостате при температуре 80°С в течение восьми часов, а споры в течение того же времени выдерживают температуру 55°С. В сухой древесине стойкость еще выше: мицелий и споры отмирают лишь при нагревании в течение восемнадцати часов при температуре 70°С. Особенно термоустойчивы грибы из рода Pennicillium и Aspergillus.
Конидии (споры) несовершенных грибов, вызывающих плесень, имеют сухую поверхность и распространяются обычно ветром. В воздухе они (иногда даже соединенные в цепочки) присутствуют в больших количествах. Если чашку Петри с питательной средой хотя бы ненадолго оставить открытой, в ней уже через три-четыре дня появятся многочисленные колонии этих грибов. Грибы родов альтернария (Alternaria) и кладоспорий (Cladosporium) можно обнаружить даже на высоте более 7000 м над землей. Богатый ферментный аппарат обеспечивает им широкую амплитуду приспособленности и способность существовать в самых разнообразных условиях.
Оливково-зеленая окраска плесени рода Cladosoporium в значительной степени определяется меланиновыми пигментами, которые делают грибной мицелий и споры устойчивыми к ультрафиолету. Поэтому грибы темного цвета хорошо развиваются даже в пустынях. Однажды поселившись на отмирающей древесине, грибки прекрасно существуют даже в условиях слабо повышенной влажности. Особенно их много летом, в период вегетации растений (более 40% всех обнаруженных в воздухе грибных спор). В тропиках количество спор достигает рекордных показателей — 82,3%. Споры кладоспория найдены в осадочных породах на глубине 18-1127 м в океане, в янтаре и древесине третичных отложений, что свидетельствует о древности этого рода.
Род стемфилий (Stemphylium) близок к роду альтернария как по образу жизни его представителей, так и морфологически (у его представителей тоже многоклеточные темноокрашенные конидии). Стемфилий — космополит и встречается в растительных остатках, семенах, бумаге, зрелых плодах при транспортировке и хранении. Вызывает черную плесень.
Грибы рода ауреобазидиум (Aureobasidium) имеют слабо развитый мицелий, вначале бесцветный, позже темный. Гифы состоят из цепочек темных, толстостенных клеток, от которых отпочковываются одноклеточные конидии.
В роде фома (Phoma) насчитывают двести видов. Они поражают не только древесину, но также повреждают промышленные материалы, вызывают пятна на штукатурке внутри зданий с повышенной влажностью, разрушают лакокрасочные покрытия. А гриб фома сборный (Ph. Glomerata) размягчает даже бетон.
При разложении сосновой и еловой древесины развиваются разные виды пенициллов. Грибы рода Penicillium по праву занимают первое место по распространению среди гифомицетов. Естественный их резервуар — почва, причем чаще всего - северных широт. Многие из грибов этого рода отличаются яркой окраской колоний и выделяют пигменты, диффундирующие в окружающую среду и окрашивающие ее. Так, Penicillium purpurogenum, для которого особым «деликатесом» являются книги, бумаги, предметы искусства, отличают широко растущие бархатистые зеленовато-желтые колонии, обрамленные желтой каймой растущего мицелия. Обратная сторона колонии имеет пурпурно-красную окраску, красный пигмент выделяется и в окружающую среду. А вот Penicillium thomii - обитателя почв и подстилки главным образом хвойных лесов — можно распознать по розовому налету.
Грибы их рода аспергилл (Aspergillus) образуют голубовато-зеленые плесневые налеты. Эти одни из наиболее распространенных гифомицетов впервые были описаны в 1729 году итальянским микологом П. Микели. Как и многие из вышеупомянутых грибов, большинство аспергиллов размножаются при помощи т. н. конидий. И если их рассматривать при небольшом увеличении (лупа или микроскоп), то на ум приходят поэтические сравнения. Дело в том, что грибница аспергилла имеет особые выросты (конидиеносецы), несущий цепочки спор (конидий), а конидиеносец внешне очень похож на наконечник лейки, из отверстий которого льются струйки воды. Отсюда и русское название аспергилла — «леечный гриб». Точный перевод с латыни — «косматая голова» — тоже очень хорошо соотносится с впечатлением, которое он производит при детальном рассмотрении.
Антисептирование
Применение химических мер защиты лесоматериалов позволяет значительно снизить уровень их инфицированности плесневыми грибами. Причем антисептирование является действенным средством как на начальном этапе — при лесозаготовительных работах, так и в дальнейшем, при использовании материалов и конструкций из древесины в строительстве.
Скорость прорастания спор и проникновения мицелия вглубь древесины определяет допустимый разрыв во времени между ее распиловкой и антисептированием. Ростовым трубкам спор большинства плесневых грибов для проникновения вглубь свежераспиленной древесины при благоприятных условиях потребуется лишь пять-шесть часов, после чего каждые сутки грибной мицелий будет внедряться на новые полмиллиметра древесины. Учитывая эти особенности, обработку антисептиком следует проводить не позднее, чем через три-четыре часа после распиловки.
Особую группу фунгицидных препаратов составляют современные транспортные антисептики. Зарубежные заказчики предъявляют к антисептирующим препаратам весьма жесткие технологические требования. Например, поставляемая древесина, с одной стороны, не должна иметь никаких следов биопоражений, тогда как с другой — не должна содержать остатков защитных препаратов. Получается, что действие антисептика ограничивается только временем транспортировки (выполнив свою задачу, он должен полностью разложиться).
В строительстве пропитывающие составы надежно защищают деревянные поверхности только при условии, что правильно само конструктивное решение. Нет такого антисептика, который мог бы исправить ошибки при проектировании и строительстве. В местах, где конструктивно избежать длительного воздействия влаги невозможно, следует использовать пропитанную под давлением древесину.
Классификация и перечень современных средств антисептирования были даны в предыдущих публикациях. Выбор антисептика обусловлен спектром его биоцидной активности, сроком действия, токсичностью и совместимостью с защищаемым материалом в условиях эксплуатации. В качестве небольшого комментария, хотелось бы отметить, что нет плохих антисептиков — есть неправильные области их применения. Как, собственно, и не существвует панацеи — универсального препарата на все случаи жизни. География грибов обширна и многообразна: один и тот же биологический агрессор может по-разному проявлять себя на востоке и западе, севере и юге. И, как правило, для каждого региона, где проводится лесозаготовка, характерна своя собственная специфическая грибная флора, с преобладанием тех или иных видов. Поэтому подбор антисептического средства не должен проводиться в одночасье — «кавалерийским наскоком», после прочтения броской рекламы. Решение этой задачи требует квалифицированного научного подхода. И говорить о том, что она получила положительное решение, можно только после проведения дальнейшей оценки и анализа эффективности примененного препарата.
Татьяна Абызова, «ДEРЕВО.RU» 2/2006
