DREWNO.PL - Portal branży drzewnej - ogłoszenia
TARCICA.PL - internetowy sklep drzewny
 

Drewno w kąpieli

<small>Forum Przemysłu Drzewnego 10(09)2006</small>

Autor: Dr inż. Grzegorz Cofta<br><font color=gray>opr. Jacek Rosada</font></small>
Źródło: <small>Forum Przemysłu Drzewnego 10(09)2006</small>
Data: 2006-11-12


Zanurzenie drewna w impregnacie ma przewagę nad metodami smarowania lub opryskiwania surowca – substancja wnika we wszystkie spękania na płaszczyźnie elementu. Dzięki temu, drewno zostanie znacznie lepiej zabezpieczone przed atakiem grzybów i owadów je zasiedlających.

Gdy przystępujemy do zabezpieczenia drewna przed degradacją, będącą wynikiem oddziaływania czynników biotycznych, mamy do dyspozycji różnorodne metody impregnacji. W poprzednim numerze „Forum Przemysłu Drzewnego” omówione zostały sposoby polegające na smarowaniu i natrysku. Tym razem skoncentrujemy się na innych metodach bezciśnieniowych, takich jak: zanurzanie i moczenie. Poszczególne warianty różnią się między sobą czasem trwania oraz miejscem elementu impregnowanego względem lustra cieczy impregnacyjnej. Procesy te przebiegają bez potrzeby wywierania dodatkowego ciśnienia atmosferycznego. Środek ochrony przenika do drewna na zasadzie wnikania kapilarnego w przypadku drewna o wilgotności do punktu nasycenia włókien, a powyżej tej wilgotności – na zasadzie dyfuzji.

Zanurzyć materiał
Ze względu na długość zabiegu wyróżnia się dwa rodzaje zanurzania – krótkotrwały i długotrwały. Pierwszy trwa do 30 minut i zwany jest niekiedy kąpielą krótkotrwałą. Przy tak krótkim czasie kontaktu cieczy impregnacyjnej z drewnem decydującą rolę o głębokości wnikania impregnatu odgrywają siły kapilarne oraz szorstkość powierzchni surowca, która znacznie polepsza stopień zaimpregnowania jego powierzchni. W tym przypadku zakłada się, iż drewno posiada wilgotność poniżej punktu nasycenia włókien. Stosując tę metodę uzyskuje się zabezpieczenie tylko zewnętrznych części impregnowanego elementu. Skuteczność zabiegu jest porównywalna do dwukrotnego nanoszenia impregnatu za pomocą pędzla bądź oprysku. Zanurzenie krótkotrwałe należy zatem stosować do elementów drewnianych narażonych na 2 stopień zagrożenia atakiem biologicznym. Zużycie roztworu wynosi około 0,4-0,5 kg/m3 w przypadku powierzchni nie struganych, natomiast dla elementów gładkich – około 0,3 kg/m3. Przewaga zanurzenia krótkotrwałego nad metodami smarowania lub opryskiwania polega na tym, iż impregnat wniknie we wszystkie spękania na płaszczyźnie elementu. Dzięki temu, drewno zostanie znacznie lepiej zabezpieczone przed atakiem grzybów i owadów je zasiedlających. Ujemną cechą zabezpieczania krótkotrwałego, w porównaniu z opryskiwaniem lub malowaniem, jest konieczność impregnacji elementów przed zamontowaniem na obiekcie.

Baseny, wanny i beczki
Urządzenia do impregnacji drewna metodą zanurzenia posiadają bardzo różnorodną konstrukcję. Mogą być nimi baseny z oprzyrządowaniem umożliwiającym szybkie zanurzanie i wyjmowanie surowca ze zbiornika. Spotykamy je w ciągach technologicznych tartaków, które zabezpieczają tarcicę przed zasinieniem. Najczęściej jednak wykonuje się je z różnego rodzaju zbiorników umożliwiających wprowadzenie do nich drewna. W praktyce stosuje się różnego typu wanny, beczki lub inne pojemniki. Niekiedy przedsiębiorcy branży konstruują specjalne korytko z drewna. Czasem wykopywany jest rów, który następnie wykładany jest folią nie przepuszczającą impregnatu do gruntu. Ostatnie rozwiązania dają możliwość przygotowania wanny impregnacyjnej dostosowanej do konkretnego elementu drewnianego, z uwzględnieniem nietypowego kształtu i rozmiaru. Samodzielne wykonanie wanny impregnacyjnej przy niewielkim nakładzie finansowym stanowi wielką zaletę tej metody. Przy konstruowaniu zbiorników impregnacyjnych należy pamiętać o zabezpieczeniu cieczy impregnacyjnej przed zmianą stężenia, jaką mogą wywołać opady atmosferyczne.

REKLAMA
Cennik usług reklamowych

Istotny wpływ na proces przeprowadzenia zabiegu zanurzania surowca ma również temperatura cieczy impregnacyjnej. Wpływ na nią ma temperatura otoczenia. Orientacyjne czasy podawane przez producentów zazwyczaj odnoszą się do temperatury 20oC roztworu impregnacyjnego. Bardzo często jednak zdarza się, że ściany zbiornika impregnacyjnego są wychłodzone przez kontakt z niską temperaturą otoczenia, na przykład z glebą. W związku z powyższym należy odpowiednio korygować temperaturę roztworu i czas zabiegu impregnacyjnego. W przypadku bowiem zwiększenia temperatury impregnatu do 50oC może nastąpić zwiększenie nasycalności drewna, szczególnie wówczas, gdy impregnuje się środkami oleistymi, których lepkość ulega zmniejszeniu. Nie zawsze jednak odnotowuje się polepszenie stopnia nasycenia drewna w wyniku podwyższenia temperatury impregnatu. Może też nastąpić pogorszenie głębokości penetracji preparatu w drewno, co spowodowane jest przez powietrze wydostające się z wnętrza drewna na skutek wzrostu temperatury, która wpływa na zwiększenie jego objętości. Należy zatem przestrzegać informacji zawartych w kartach technicznych dołączonych do impregnatów przez ich producentów.

Skuteczność moczenia i zanurzania
Zanurzenie długotrwałe, określane również jako kąpiel długotrwała, polega na umieszczeniu drewna w zbiorniku na okres dłuższy niż 30 minut, a nawet do kilku godzin. Wraz ze wzrostem czasu impregnacji, zdolność wnikania impregnatu w drewno sosnowe oraz szorstkość powierzchni zabezpieczanego elementu tracą na znaczeniu. Pamiętać należy jednak, że lepkość roztworu impregnacyjnego nie powinna przekraczać 5 cP.
Skuteczność metody zanurzania długotrwałego przewyższa poprzednio omówione metody takie jak: smarowanie, opryskiwanie czy zanurzenie krótkotrwałe. Kąpiel długotrwałą można stosować w przypadku, kiedy drewno jest narażone na działanie czynników biotycznych odpowiadających 3 klasie zagrożenia atakiem biologicznym wg PN/EN 350-1. Podczas zastosowania tej metody impregnat wnika w drewno na głębokość nawet do 10 mm. Wynik ten odnosi się jednak do bielu drewna sosnowego. W przypadku drewna innych gatunków, na przykład świerkowego, bądź jodłowego, impregnat wniknie tylko do kilku milimetrów, z uwagi na fakt, że są one trudno nasycalne. Nawet przedłużanie czasu zabiegu impregnacyjnego, nie spowoduje większego stopnia nasycenia. Jedynie szorstkość powierzchni elementów drewnianych wykonanych z tych gatunków może nieznacznie polepszyć poziom nasycenia surowca. Wszystkie te zależności uwidocznione są na wykresie 1. W wyraźny sposób pokazuje on, jakie istotne różnice istnieją między ilościami zaadsorbowanymi wodnego roztworu impregnacyjnego w zanurzeniu krótkotrwałym i długotrwałym.
Kolejną metodą, która nie wymaga skomplikowanych urządzeń do jej przeprowadzenia jest moczenie. Polega ono na tym, że drewno jest zanurzone pod powierzchnią lustra cieczy impregnacyjnej. Zabieg ten może trwać nawet kilka dni. Dzięki moczeniu impregnat wnika do kilkudziesięciu milimetrów, a nawet może przesycić całkowicie biel drewna sosny. Ilość pochłoniętego preparatu przez bielaste drewno sosny zawiera się w przedziale od 100 do 150 kg/m3. Wszystko uzależnione jest od grubości impregnowanych elementów i czasu trwania moczenia. Stosowanie tego zabiegu nie jest jednak tak skuteczne w przypadku drewna świerkowego lub jodłowego.

Wchłanianie impregnatu
Moczenie drewna w środkach impregnacyjnych przeprowadza się w basenach lub wannach specjalnie do tego celu przystosowanych. Powinny posiadać one odpowiednie oprzyrządowanie umożliwiające wprowadzenie drewna do impregnatu, jego pełne zanurzenie oraz wyciągnięcie po skończonym zabiegu. W pobliżu wanien muszą znajdować się zbiorniki przeznaczone do przygotowania gotowego roztworu impregnacyjnego, które pozwalają na wymieszanie środka ochrony drewna, a nawet podgrzanie go w sytuacji, kiedy proces impregnacji będzie prowadzony w okresie niskich temperatur.
Drewno o wilgotności 15% chłonie znacznie więcej impregnatu niż drewno o wilgotności 26%, zwłaszcza w pierwszych dniach prowadzenia procesu. Najbardziej intensywne wchłanianie impregnatu przez drewno następuje w pierwszych 3-6 godzinach moczenia; później wchłanianie cieczy impregnacyjnej przez drewno znacznie się zmniejsza. Surowiec o powierzchni szorstkiej adsorbuje w tym samym czasie więcej środka ochrony drewna niż drewna o powierzchni gładkiej-struganej.
Jak widać z wykresu 1 na ilość wchłoniętego impregnatu wpływa czas przeprowadzanego zabiegu. To z kolei decyduje o stopniu zabezpieczenia drewna przed atakiem grzybów i owadów degradujących drewno. Konieczne zatem jest ustalenie optymalnego czasu trwania moczenia drewna w impregnacie. W tym celu można wykorzystać następujący wzór: T≥a2/25 [h],
gdzie „a” oznacza wymiar mniejszego boku przekroju poprzecznego impregnowanego elementu drewnianego. Wzór ten jest bardzo prosty, ponieważ uwzględnia jedynie przekrój poprzeczny drewna. W rzeczywistości na stopień impregnacji surowca wpływa również rodzaj impregnatu, jego stężenie, a także poziom wilgotności drewna przed rozpoczęciem zabiegu impregnacji. W związku z tym, ostateczne ustalenie czasu moczenia drewna w środku ochrony, powinno nastąpić po przeprowadzeniu pomiarów i obserwacji w konkretnej wannie impregnacyjnej, na konkretnym stężeniu impregnatu i asortymencie drewna.

Metoda kąpieli gorąco-zimnej
Największą skutecznością wśród metod kąpielowych jest metoda kąpieli gorąco-zimnej. Za jej pomocą można wprowadzić w drewno nawet do 200 kg/m3 impregnatu. Polega ona na rozpoczęciu moczenia drewna w roztworze o podwyższonej temperaturze, a zakończeniu w zimnym impregnacie. Zabezpieczając tym sposobem nieduże rozmiarami elementy drewna, można użytkować je w czwartej klasie zagrożenia atakiem biologicznym. Jest to spowodowane tym, iż impregnat może wniknąć na głębokość nawet kilku centymetrów.
Zasada wnikania impregnatu w kąpieli gorąco-zimnej polega na umieszczeniu drewna w impregnacie gorącym. Temperatura drewna stopniowo wzrasta zbliżając się do temperatury roztworu gorącego impregnatu. Wynikiem tego jest wzrost temperatury powietrza zawartego w wolnych przestrzeniach drewna. To z kolei powoduje wzrost objętości ogrzanego powietrza, które dzięki temu wydostaje się z surowca. Ruch powietrza, odbywa się w kierunku przeciwnym niż oczekiwany ruch impregnatu, który powodowany jest przez siły kapilarne. Efektem jest niewielkie wnikniecie impregnatu w głąb drewna. Po uzyskaniu we wnętrzu drewna temperatury zbliżonej do roztworu, surowiec przeniesiony zostaje do impregnatu zimnego. Tam następuje jego ostudzenie, któremu towarzyszy zmniejszenie objętości zawartego w nim wcześniej ogrzanego powietrza. Powstające ciśnienie zasysa impregnat do wnętrza drewna.
W związku z założeniami technologicznymi impregnacji metodą kąpieli gorąco-zimnej potrzebne są dwa zbiorniki: jeden z impregnatem gorącym, drugi – z impregnatem zimnym. Metodą tą można impregnować też w jednym zbiorniku. W takim przypadku będziemy musieli ogrzewać drewno do momentu aż uzyska ono odpowiednią temperaturę. Następnie należy pozostawić cały układ do wystygnięcia. Temperatura kąpieli gorącej jest ograniczona składnikami chemicznymi zawartymi w impregnacie. Niektóre substancje chemiczne odpowiedzialne za skuteczność środka ochrony drewna pod wpływem ciepła ulegają rozkładowi, a nawet mogą spowodować pożar. Niebezpieczeństwo dotyczy szczególnie preparatów oleistych i olejowo-rozpuszczalnikowych. W związku z tym należy pamiętać, że temperatura kąpieli gorącej przy wyżej wymienionych impregnatach powinna być niższa od temperatury zapłonu. Ustalając konkretną technologię impregnacji metodą kąpieli gorąco-zimnej należy pamiętać, iż najlepsze efekty uzyskuje się przy możliwie maksymalnych różnicach temperatur w obu kąpielach.

Dr inż. Grzegorz Cofta,
pracownik Zakładu Ochrony i Konserwacji Drewna Instytutu Chemicznej Technologii Drewna Akademii Rolniczej w Poznaniu.

Drewno w kąpieli (Zdjęcia: 6)

<center><b><font color=darkred>Drewno można impregnować<br>metodami bezciśnieniowymi<br>t.j. zanurzenie i moczenie</small></font></b></center><center><b><font color=darkred>Urządzenia do impregnacji<br>metodą zanurzenia<br>posiadają bardzo<br>różnorodną konstukcję</small></font></b></center><center><b><font color=darkred>Ujemną cechą zabezpieczania<br>krótkotrwałego, w porównaniu<br>z opryskiwaniem i malowaniem<br>jest konieczność impregnacji<br>elementów przed<br>zamontowaniem na obiekcie</small></font></center><center><b><font color=darkred>Wykres nr 1</small></font></b></center><center><b><font color=darkred>Niektóre substancje chemiczne<br>odpowiedzialne za skuteczność<br>środka ochrony drewna<br>pod wpływem ciepła<br>ulegają rozkładowi</small></font></b></center>

 
Komentarze Komentarze do artykułuSkomentuj Dodaj komentarz

Brak komentarzy. Twój komentarz może być pierwszy.

Powrót

REKLAMA

REKLAMA

REKLAMA


 
 
facebook
newsletter

Zapisz się na bezpłatny

Wiadomości z portalu na e-mail

Zapisz