К водорастворимым антисептикам относятся соли и некоторые смолы, растворимые в воде, как-то: фтористый натрий, кремнефтористый натрий, динитрофенолят натрия, парофазная фенольная смола и др.
Фтористый натрий (NaF), технический, представляет собой соль фтористоводородной кислоты, белого цвета, слабо растворимую в воде (при 16° насыщенный раствор содержит не более 4,5%' NaF). В чистом виде раствор фтористого натрия является сильным антисептиком, но выщелачивается водой.
Он легко проникает в древесину; рабочая концентрация раствора —2—3%. Фтористый натрий — антисептик без запаха; его можно применять для антисептирования деревянных конструкций и их частей, органических теплоизоляционных и других материалов, не подвергающихся постоянному смачиванию водой. Поэтому NaF в основном применяется для антисептирования древесины внутренних конструкций в жилищном и промышленном строительстве. Кроме того, NaF употребляется в соединении с другими антисептиками (динитрофенолом и др.) в виде комбинированных водорастворимых составов и паст. При соединении с известью, гипсом, цементом и мелом NaF теряет токсичность.
Кремнефтористый натрий Na2SiFe6 побочный продукт при производстве суперфосфата: он представляет собой порошок, по токсичности сходный с NaF; растворяется в воде плохо — в холодной воде растворимость его составляет 0,65%, в кипящей — около 2,5%. В чистом виде Na2SiF6 не применяется; смеси с фтористым натрием в пропорции 1 также в качестве основного компонента.
Динитрофенолят натрия [C6H3(NO2)2ONa] — порошок желто-оранжевого цвета, который получается путем добавки к динитрофенолу (77%) углекислой соды (23%). Растворимость его в воде при 23° составляет около 4,5%, при 85°— 27 %. Токсичность динитрофенолята натрия выше токсичности фтористого натрия. Динитрофенолят натрия не корродирует металл, не гигроскопичен; в сухом, порошкообразном состоянии горюч и взрывоопасен. В растворе имеет ярко-оранжевый цвет; применяется в виде водных растворов для антисептирования поверхностей деревянных деталей, не предназначенных под штукатурку или окраску, для пропитки древесины (в концентрации 3—5%), а также древесноволокнистых теплоизоляционных материалов (концентрация 1—2%). Динитрофенолят натрия запрещается применять для пропитки древесины, подвергающейся нагреву свыше 50°, а также для пропитки деревянных элементов подземных сооружений, так как при возникновении пожара возможны отравления динитрофенолом.
Парофазная фенольная смола представляет собой вязкую массу темно-коричневого цвета с запахом фенола.
Это — отход фенольного производства, с от 10 до 50% влаги и дающий при смешивании с водой - однородный раствор.
Токсичность смолы обуславливается наличием в ней фенолятов натрия и других химических веществ. Фенольная смола окрашивает древесину в темный цвет, практически не летуча и не гигроскопична; применяется в виде водного раствора (концентрации 15% и более) в жилищном и промышленном строительстве для антисептирования деревянных элементов, защищенных от увлажнения.
Маслянистый вид антисептиков применяют для пропитки древесины, предназначенной для деревянных элементов сооружений, которые будут находиться на открытом воздухе, в земле или под водой.
Антраценовое масло — продукт переработки каменноугольной смолы, обладающей большой вязкостью и неприятным запахом.
Антраценовое масло используется в строительстве для глубокой пропитки деревянных элементов (прогонов, фундаментных стульев, прокладок, вкладышей и т. п.); оно является одним из эффективных антисептиков, поражающим также жуков-точильшиков и морских древоточцев. Его не применяют для пропитки элементов, находящихся внутри жилых зданий, около печных труб и горячих поверхностей.
Сланцевое масло — темнокоричневая, почти черного цвета жидкость с резким (фенольным) запахом. Сланцевое масло получают при перегонке горючего сланца, большие запасы которого имеются, например, в Эстонии. Токсичность масла высокая, оно может применяться в строительстве наравне с антраценовым маслом.
Древесный деготь — продукт сухой перегонки древесины — слабый антисептик (темно-коричневая жидкость); его применяют в строительстве в качестве гидроизоляционного материала для промазки древесины, пропитки строительного войлока и тому подобных материалов в местах соприкосновения их с каменной кладкой, бетоном и грунтом.
Для тех же целей применяют в строительстве густые смоло-продукты — каменноугольную смолу (деготь) и каменноугольный пек.
Торфяной креозот — продукт сухой перегонки торфа. В чистом виде торфяной креозот для антисептирования древесины не применяется, а служит добавкой к другим маслянистым антисептикам.
Антисептирование деревянных частей зданий и сооружений производят в тех случаях, когда конструктивными мероприятиями невозможно устранить постоянное или периодическое увлажнение древесины, а также при повышенной начальной влажности древесины и соприкасающихся с ней материалов и заполнителей, если они высыхают в конструкциях медленно.
Антисептировать деревянные строительные детали можно:
Антисептируются следующие основные конструктивные элементы:
Поверхностная обработка применяется для защиты деревянных элементов древесины с повышенной влажностью (лежней, лаг, наката, досок чистого пола и т. п.), которые смогут высыхать в конструкции и будут защищены в ней от увлажнения в процессе эксплуатации. Обработка древесины производится водными растворами антисептиков, концентрация которых в зависимости от вида антисептика составляет от 3 до 15%.
Подготовленную для антисептирования древесину (очищенную от коры, пыли и грязи) опрыскивают из гидропульта или обмазывают 2—3 раза с поверхности кистью, просушивая каждый слой. При антисептировании собранных конструкций целесообразно применять опрыскивание и особенно тщательно направлять струю раствора во все щели соединений.
На домостроительных комбинатах при массовом антисептировании мелких и средних по размерам элементов с повышенной влажностью применяется обработка древесины в ваннах с холодным или подогретым водорастворимым антисептиком, в которых древесина выдерживается от 15 мин. до 2 час.
Достоинство поверхностной обработки — простота процесса выполнения. К недостаткам ее относится незначительная глубина проникания антисептика в древесину.
Пропитка под давлением (автоклавная пропитка) осуществляется вследствие сравнительно быстрого перемещения антисептиков по капиллярам древесины под действием вакуума и давления
Маслянистыми антисептиками по методу автоклавной пропитки можно антисептировать только подсушенную древесину (слаженностью до 30%); сырая древесина удовлетворительно пропитывается водорастворимыми антисептиками. Автоклавная пропитка применима для антисептирования открытых деревянных элементов, соприкасающихся с грунтом, засыпкой, каменной кладкой и бетоном.
Принцип пропитки заключается в следующем: материал загружают в автоклав, который герметически закрывают. При помощи компрессора под давлением 2 ати автоклав; нагнетают воздух и через 10— 15 мин., не понижая давления, из рабочего цилиндра подают подогретый до 90° антисептик. Как только автоклав; наполнится антисептиком, давление в нем повышают до 10—15 ати и поддерживают в течение 30—60 мин. После этого антисептик перепускают обратно в рабочий цилиндр, а в автоклаве создают на некоторое время (15—30 мин.) вакуум (600 мм рт. ст.).
Повышенное давление и следующий за ним вакуум способствуют тому, что сжатый воздух, находящийся в полостях клеток древесины, вытесняет избыточное количество антисептика. Таким образом, в древесине остается такое количество антисептика, которое расходуется лишь на смазывание внутренних поверхностей стенок клеток.
Д. Н. Векторским (ЦНИВХИ) разработан цикличный метод пропитки влажной древесины вмаслянистыми антисептиками на существующем заводском оборудовании. Изменением режима обработки (прогрев древесины в креозотовом масле и вакуумсушка лесоматериала в; пропиточном цилиндре) из древесины удаляется 20 - 30% влаги. В пропиточный цилиндр, где находится подсушенная таким образом древесина, нагнетается вмаслянистый антисептик,в который и пропитывает ее на достаточную глубину.
Для пропитки древесины применяют водорастворимые и маслянистые антисептики. Древесину, подлежащую пропитке, выдерживают от 1 до 4 час. (в зависимости от породы, толщины и влажности материала) в горячей ванне (90—95°), а затем в течение 1—2 час. в холодной ванне (15— 20°) с водорастворимым антисептиком или в слабо подогретой ванне (40—50°) с маслянистым антисептиком. В горячей ванне древесина прогревается, увеличивается суммарная упругость паровоздушной фазы (водяных паров и воздуха, содержащихся в порах); при переносе древесины в холодную ванну упругость водяного пара и воздуха резко падает, в результате чего антисептик интенсивно проникает в древесину.
Сосновую древесину при обработке по этому способу можно пропитать так же, как и под давлением на всю толщину заболони.
Получить же сплошную пропитку всего объема древесины практически не удается, этому препятствуют замкнутые поры ядра. Исследованиями доц. А. И. Фоломина доказано, что внутреннее противодействие воздуха может быть значительно уменьшено, если в водный раствор антисептика добавить сернокислый натрий. Сернокислый натрий поглощает кислород из воздуха, находящегося в древесине, в результате его упругость сильно понижается, почти вдвое возрастает скорость проникания антисептика и увеличивается глубина пропитки древесины.
Метод пропитки маслянистыми антисептиками в горяче-холодной ванне эффективен только для подсушенной древесины, влажность которой не более 30%.
При пропитке сырой древесины водорастворимыми антисептиками этот метод дает удовлетворительные результаты, но количество введенной в древесину соли определить затруднительно. Равномерность и глубина пропитки может быть установлена химическим или рентгеновским методами.
А. И. Фоломиным разработан надежный и простой способ-антисептирования сырой древесины (столбов, деревянных фундаментных стульев и т. п.) путем пропитки древесины в высокотемпературной ванне.
Этот метод отличается от обычной пропитки в горяче-холодной ванне тем, что сушка древесины и ее пропитка объединяются в один процесс. Сырую древесину хвойных или лиственных пород помещают в открытую ванну с горячим антисептиком.
Температура горячей ванны, наполненной каменноугольным маслом или древесной газогенераторной смолой, поддерживается на уровне 160—170°. Высокая температура нагрева способствует ускорению процесса высушивания, вызываемому большим избыточным давлением паровоздушной фазы. В начале процесса обработки из древесины выделяется смесь водяного пара и воздуха; по мере прогрева и испарения влаги из древесины удаляется и весь воздух, находящийся в ее капиллярах. Благодаря этому значительно повышается эффективность всасывания жидкости в древесину при погружении ее в другую ванну с температурой антисептика 100°.
Высокотемпературный прогрев положительно действует на древесину — сильно повышается ее пластичность и не образуется трещин при высыхании. Этим способом достигается полная стерилизация и достаточно глубокая пропитка древесины (особенно лиственных пород — бука, березы, ольхи, липы и др.). Продолжительность сушки-пропитки в зависимости от размеров поперечного сечения элементов древесины составляет от 3 до 48 час.
Метод пропитки в высокотемпературной ванне прост, не требует сложного оборудования и может применяться при антисептировании древесины любой влажности, особенно лиственных мягких пород. Обжиг с последующей пропиткой каменноугольным маслом применим для антисептирования деревянных столбов и стульев из сырой древесины. Часть столба (или стула), которая будет закопана в грунт (плюс 25 — 30 см), медленно обжигают на слабом огне. Чтобы замедлить сгорание, поверхность древесины смазывают жидким раствором глины и во время обжига посыпают песком.
Когда образуется корка угля толщиной в 1,0— 1,5 см, столб вынимают из огня и обожженной частью погружают в ванну с маслянистым (предварительно подогретым до 30—50°) антисептиком и выдерживают до остывания (2—3 часа).
Вынутый из ванны материал кладут на помост, чтобы антисептик стекал обратно в ванну. Спустя 1—2 дня всю обугленную поверхность, включая и торец, осмаливают горячей густой смолой. Чтобы предохранить смоляную корку от повреждения во время перевозки и при работе, осмоленную поверхность посыпают песком. Осмолка защищает также антисептический слой от повреждения при соприкосновении с грунтом.
Обжиг древесины без пропитки ее антисептиком и без осмолки дает слабый эффект, поэтому для деревянных элементов со сроком службы более трех лет он не рекомендуется.
Диффузионная пропитка древесины применяется для сырой древесины с влажностью выше 40%
Диффузионная пропитка древесины осуществляется вследствие медленного диффузионного перемещения антисептика. Для пропитки применяют сухие порошкообразные антисептики и антисептические пасты. Диффузионной пропитке может быть подвергнута как сырая древесина (лесоматериалы на складах), так и конструктивные элементы, увлажнение которых в период строительства или эксплуатации неизбежно (концы деревянных балок, заделываемых в каменные стены, лаги и т. п.).
Для «cyxoго» антисептирования применяют фтористый натрий или смесь фтористого натрия с кремнефтористым в пропорции 3:1.
Пиломатериалы, которые в дальнейшем будут распилены только в поперечном направлении, можно антисептировать порошкообразными антисептиками на складах. Для этого на территории склада планируется под штабель грунтовая площадка, которую выстилают толем или рубероидом. На слой из толя или рубероида укладывают доски так, чтобы получился сплошной настил.
Поверхность настила увлажняют водой и равномерно посыпают тонким слоем- порошкообразного антисептика.
На настил укладывают без промежутков и прокладок последовательно 1-й, 2-й и т. д. ряды досок, увлажняя и посыпая антисептиком каждый уложенный ряд. Доски, уложенные в штабель на высоту 2—2,5 м, закрывают сверху и с боков толем или рубероидом; концы укрытия вокруг штабеля, свешивающиеся на грунт, окружают земляным валиком.
В процессе выдерживания в плотном штабеле доски пропитываются. Время выдержки зависит главным образом от толщины пиломатериалов и климатических условий для досок толщиной до 25 мм оно равно (ориентировочно) 20—30 дням, для более толстых (30—60 мм)—30—40 дням.
По окончании выдержки в плотном штабеле пиломатериалы укладывают в обычный крытый штабель для воздушной сушки.
Достоинство диффузионной пропитки — простота пропитки лесоматериалов, элементов и деталей деревянных конструкций; недостаток — длительность процесса и сложность контроля глубины проникания антисептика.
