CC BY
38
УДК 614.841.332:620.197.6
ОПЫТ ОГНЕЗАЩИТЫ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ
Н. А. Тычино
Белорусский государственный технологический университет
Строительный рынок сегодня располагает широким спектром огнезащитных средств (ОЗС), предназначенных для снижения пожарной опасности деревянных деталей и конструкций. Практика огнезащиты древесины показала, что мобильные технологии поверхностной обработки, при которых пропитка древесины производится способом нанесения защитных средств на поверхность и при этом достигается высокое качество, т.е. группа горючести Г2 и Г1, находят все более широкое применение и вытесняют из рынка технологии стационарной пропитки древесины под давлением — способы глубокой пропитки древесины. Это касается только огнезащиты, при биозащите глубина антисептирования имеет существенное значение. Например, для железнодорожных шпал требуется длительная биозащита, а для транспортировки пиломатериалов достаточна поверхностная обработка влажной или сырой древесины антисептиками.
Для придания огне- и биозащитных свойств существенным является способность комплексных защитных средств при пропитке удерживаться в структуре древесины длительное время в условиях изменения относительной влажности воздуха в больших пределах. Защитные средства должны эффективно решать свои основные задачи, а именно: обладать свойствами, обеспечивающими защиту от опасных проявлений внешней среды (огонь, грибы, влага), должны быть безопасны для окружающей среды и человека и гарантировать нормальную эксплуатацию деталей и конструкций в тех условиях, в которых они будут использованы. Таким образом, для полного удовлетворения качества огнебиоза-щитное средство должно выполнять до 16-20 требований, которые не только отображают его эффективность, но и количественно подтверждают приемлемость для конкретных условий эксплуатации или, наоборот, показывают, что данное средство не соответствует предъявляемым требованиям.
С чем сегодня сталкивается заказчик и проектировщик при выборе защитных средств для древесины? Довольно обширная номенклатура огне-, био-и влагозащитных средств и скудная нормативная документация (НД), содержащая только те техни-
ческие требования, которые касаются непосредственно параметров, на защиту от которых разрабатывалось то или иное средство (огне-, био- или влагозащита). В НД, как правило, отсутствуют технические требования, определяющие условия эксплуатации данного средства на конкретных объектах в определенных условиях. Часто отсутствуют, например, данные о вредном влиянии средства на другие материалы, находящиеся в непосредственном контакте с пропитанной древесиной. Нет информации о влиянии условий эксплуатации защищенных деревянных конструкций на длительность сохранения защитных свойств. Что касается ОЗС, то огнезащищенная древесина, согласно техническим требованиям, должна обладать дополнительно биозащитными свойствами на уровне средней эффективности [1]. В большинстве своем нормативные данные не содержат информации о наличии или отсутствии неприятного запаха у ОЗС и его уровне. Этот показатель является важным, если средство применяется, например, для эксплуатации в местах с длительным пребыванием людей. Сегодня при использовании огнебиозащитных средств целесообразно знать 18 показателей, характеризующих эффективность, надежность и безопасность объектов, обработанных защитными средствами.
И все же хочется отметить, что в последнее десятилетие был совершен значительный прорыв в разработке и внедрении огнезащитных средств для пропитки древесины. Если в строительстве примерно с 1948 г., а может и значительно раньше, использовались одни и те же огнезащитные средства типа МС, ПП, то начиная с 1992 г. постепенно внедрены БАН (1992 г.), ОК-ГФ (1996 г.), ОК-ДС (1996 г.), ФАХ (1998 г.), ВАНН-1 (примерно 1995 - 1997 гг.). Все эти средства решали конкретные, но узкие задачи, для которых они собственно и разрабатывались. Но сегодня они уже не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к пропиточным материалам и покрытиям по древесине. Такие ОЗС, как БАН и ВАНН-1, не обеспечивают качественных показателей по защите от плесневых и окрашивающих грибов. Данные средства имеют высокую коррозионную агрессивность и нестабильные показа-
тели качества по огнезащите, высокую реакционную способность из-за большого содержания в составе ортофосфорной кислоты и другие характеристики, которые ограничивают сферу их использования.
За последние 5-7 лет к защитным средствам для древесины значительно возросли многие технические требования, расширилась номенклатура показателей качества. Введены новые эксплуатационные требования и показатели вредного влияния на человека, окружающую среду, положения по уровню запаха и ряд других (табл. 1). Особого внимания заслуживают такие показатели качества, предусмотренные новыми нормативными требованиями к огнезащитным средствам для древесины, как устойчивость к плесневым и деревоокрашиваю-щим грибам, что требует соответствующего уточнения номенклатуры с целью ограничения допуска некачественных огнезащитных средств. Тем не менее, в ряде случаев, когда заказчика огнезащитных работ не особенно волнует качество, а беспокоит цена и один - два основных параметра качества, классические огнезащитные средства все еще находят применение.
Средства огнезащиты древесины на основе солевых систем, получаемых простым растворением ингредиентов в воде, решают, как правило, только задачи огнезащиты и то не на высоком уровне и только на короткие сроки. Эстетические свойства отделочной древесины, долговечность защиты, совместимость с другими средствами защиты древесины, возможность восстановления защитных функций, наличие биозащитных функций, отсутствие вредного запаха, соблюдение гигиенических свойств и т.п. задачи при применении таких средств не могут быть решены даже частично. В биозащите та же проблема: используются старые испытанные антисептики на основе фтористого натрия, хрома и др., которые являются токсичными для человека и требуют соблюдения особых условий при их приготовлении, что учитывается крайне редко. Воздействие на окружающую среду — задача, на которую сегодня также не обращается должного внимания. Появившиеся в последнее время на рынке Беларуси био- и огнебиозащитные средства, особенно в розничной торговле, вообще не проверялись на биозащиту в аккредитованных испытательных лабораториях (в системе Госстандарта РБ аккредитована только одна испытательная лаборатория — НИЛ огнезащиты строительных конструкций и материалов Белорусского технологического университета) и имеют сомнительное качество.
Применяемые сегодня строителями Беларуси средства для огнезащиты древесины можно разделить на три уровня: классические, условно новые средства огнезащиты и средства нового поколения.
Классические средства огнезащиты — это, как правило, водные растворы, получаемые смешением солей аммония, содержащих фосфор и азот. Они могут обеспечить вторую группу огнезащитной эффективности, адекватную группе горючести Г3, гарантируют сохранность огнезащитных свойств в течение одного года, но не обеспечивают биозащиту и плохо совместимы с огнезащитными средствами других классов. Классические средства не совместимы с большинством атмосферостойких лаков.
Условно новые средства — это те, которые обеспечивают первую группу огнезащитной эффективности и соответственно группу горючести Г2 при условии создания в поверхностных слоях древесины насыщенного слоя антипиренов. Эти средства имеют более длительные сроки сохранности огнезащитных свойств, но такие показатели качества, как эстетика поверхности, наличие вредного запаха, агрессивность и ряд других у этих средств не доработаны.
Средства нового поколения имеют стабильные показатели качества как по огнезащите (при способе нанесения на поверхность они обеспечивают группу горючести Г1), так и по защите от дерево-разрушающих, плесневых и окрашивающих грибов (обеспечивают требования, предъявляемые по ГОСТ 30495-93 к огнебиозащитным средствам). Средства нового поколения поддаются нейтрализации, совместимы с большинством атмосферостой-ких лакокрасочных покрытий. В Беларуси данные ОЗС представлены двумя видами: ОК-ГФМ и СПАД [2, 3], основные показатели которых приведены в табл. 1.
Указанные средства относятся к защитным средствам нового поколения для капиллярной пропитки древесины, они способны одновременно решать две задачи: обеспечивать высокую огнезащиту (группу горючести Г1) и конкретные биозащитные свойства к дереворазрушающим (пороговое поглощение 4 - 6%), плесневым и деревоокраши-вающим (высокоэффективные и эффективные соответственно) грибам. ОЗС СПАД относится к пропиточным антипиренам на водной основе и способно в процессе естественной сушки к отверждению и образованию на поверхности тонкой водорастворимой пленки, что значительно усиливает огнезащитные свойства. СПАД хорошо впитывается в поверхность древесины и совмещается с защитными лаками. При термическом воздействии, вспениваясь, он образует на поверхности пропитанной древесины теплоизолирующий слой толщиной до 10-20 мм. Для сравнения, толщина теплоизолирующего слоя при терморазложении ОК-ГФМ составляет 3 - 7 мм.
Важной характеристикой защитных средств является их способность за счет капиллярных явле-
ТАБЛИЦА 1. Основные показатели качества, которыми должны обладать защитные средства для древесины
Марка защитного средства
№ , Показатель п/п Требования, установленные в нормах ОК-ГФМ СПАД-0
Результаты испытаний
1. Огнезащитная эффективность, потеря массы по ГОСТ 16363-98, % I группа — до 9 II группа — до 25 5.7 4...6
2. Расход огнезащитного средства при капиллярной пропитке, кг/м2 Согласно НД на огнезащитное средство 380 320
3. Группа горючести: Г1 по ГОСТ 30244
— ? дымовых газов, °С — % повреждения образца — % повреждения по массе — время самостоятельного горения, с До 135 До 65 До 20 0 125 12 4,1 0
Расход для строганной (нестроганной) древесины, кг/м2 Согласно НД 500 (650)
4. Дымообразующая способность Д1-Д3 Д2 Д2
5. Токсичность продуктов горения Т1 -Т3 Т2 Т2
6. Класс огнезащитной способности I I I
7. Биозащита: эффективность по отношению к стандартному штамму гриба (пороговое поглощение), % Для биозащитных средств — не более 4, для огнебиозащитных средств — 4.10 5,3 ~ 4.5
8. Биозащита: эффективность по отношению к плесневым и деревоокрашиваю-щим грибам Среднеэффективные — для огнезащитных средств, эффективные — для огнебиозащитных средств Эффективное Высокоэффективное
9. рН 4.10 2,5.6 3,5.5
10. Коррозионная агрессивность, г/м2 • сут. Для огне- и биозащитных средств — до 4 23.1,4 6...< 1
11. Вредное влияние на человека и окружающую среду, класс опасности III, IV III IV
12. Предел прочности клеевого соединения (скалывание вдоль волокон), % < 15 Менее 10 Менее 5
13. Прочность пропитанной древесины по сравнению с непропитанной, % потери прочности <20 Менее 15 В пределах погрешности измерений
14. Коэффициент проникаемости Не менее 0,6 0,6 0,6
15. Влагозащитные свойства: водопогло-щение, % по отношению к контрольному образцу Не выше 50% Менее 50% Менее 50%
16. Наличие неприятного запаха, баллы 0, 1, 2 1 1
17. Вымываемость ЛВ, В, ТВ, НВ В, ТВ ЛВ, ТВ, НВ
18. Устойчивость к старению, % потери До 20 21...15 9...3
массы
Примечание. ЛВ, ТВ, HB — соответственно легко-, трудно- и невымываемые, В — вымываемые ОЗС.
ний смачивать древесину на глубину, достаточную для решения заданных задач по защите деревянных изделий и конструкций. Экспериментальные данные показывают, что пропитка древесины происходит более равномерно, а огнезащитный эффект становится выше, если равновесная влажность древесины до ее пропитки находится в пределах 15 - 25%. Это подтверждается и тем, что равновес-
ная влажность 25% является близкой к пределу насыщения древесины и, соответственно, связанная влага в этом случае максимально размягчает ткани древесины, что в свою очередь, позволяет при поверхностной пропитке более равномерно распределяться огнезащитному средству в порах древесины. В то же время связанная влага древесины способствует перераспределению за счет диффузии раство-
ра в клеточные стенки и, таким образом, в процессе гидролиза целлюлозы приводит к химическому закреплению защитных средств в клеточных стенках древесины. Низкий огнезащитный эффект при пропитке сухой древесины объясняется тем, что при низкой влажности происходит усушка и за короткое время защитные средства не способны размягчить (увлажнить) поверхность и обеспечить равномерную пропитку на глубину более 0,5 мм по всей поверхности древесины.
Коррозионная агрессивность средств защиты древесины сегодня скорректирована и ограничена нормами. Согласно ГОСТ [4] скорость коррозии защитных средств по отношению к металлам не должна превышать 4 г/м2 • сут., что соответствует глубине проникновения коррозии примерно 0,1 мм/год [5]. Для снижения скорости коррозии требуется нейтрализация, которая, как показывают неоднократные испытания, проведенные автором, приводит к значительному снижению эффекта огнезащиты. Так, например, при нейтрализации ОК-ГФ с рН от 1,5 - 2 до 3,5 - 4 происходит изменение потери массы образцами древесины, испытанной по стандартной методике [6], с 9 до 15%. Это доказывает, что нейтрализация таких огнезащитных средств, как БАН, ОК-ГФ и ОК-ДС, приводит к тому, что названные составы приобретают свойства малоэффективной огнезащиты. ОЗС ОК-ГФМ с рН = 2,5 - 3, имея скорость коррозии около 20 г/м2 • сут. и обеспечивая при защите древесины с расходом 380 г/м2 первую группу огнезащитной эффективности, при нейтрализации до рН = 4 - 4,5 снижает скорость коррозии до нормативной величины (4 г/м2 • сут.), а огнезащитные свойства остаются практически на том же уровне. Потеря массы при испытаниях изменяется незначительно, разность составляет не более 1,5%, а защищенный материал сохраняет первую группу огнезащитной эффективности.
Проблема эксплуатационной надежности или долговечности (сохранности огнезащитного эффекта во времени) сегодня не решена, а лишь имеет начало, которое предстоит развивать. Для ускоренного определения долговечности использован метод проверки огнезащитных покрытий на старение [7]. Испытания заключаются в последовательном выдерживании огнезащищенных деревянных образцов в условиях повышенной температуры 60°С в течение 8 ч, в условиях 100% относительной влажности в течение 16 ч, затем снова в условиях повышенной температуры 60°С в течение 8чив нормальных условиях в течение 16 ч. Этот цикл повторяется 7 раз. Результат считается удовлетворительным, если огнезащитный эффект, т.е. потеря массы при огневых испытаниях не увеличится более, чем на 20% от значений, определенных для контрольных образцов. Такой проверке были подвержены образ-
ТАБЛИЦА 2. Сохранение огнезащитных свойств во времени для древесины, обработанной ОЗС ОК-ГФМ и СПАД
Результаты огневых испытаний
Потеря массы, % Снижение
Наименование ОЗС - огне-
до испы- после защитных таний испытаний свойств, %
ОК-ГФМ:
без дополнительной 8,1 обработки
с последующей обра- 8,1 боткой лаком ХВ-784
СПАД-0 5,2 5,4 0,4
СПАД-10 7,0 7,4 0,6
цы, пропитанные средствами ОК-ГФМ (рН = 6-7, плотность—1260 кг/м3), СПАД-0 и СПАД-10. При этом огнезащитное средство ОК-ГФМ проверялось без дополнительной защиты атмосфероустойчи-вым лаком и с защитой лаком ХВ-784 с расходом 0,09 кг/м2. Результаты испытаний представлены в табл. 2.
Согласно методике [7] ОЗС считаются выдержавшими испытания на старение, если разность потери массы контрольных и испытуемых образцов не превышает 20%. Это значит, что если контрольные образцы имеют потерю массы при огневых испытаниях [6], например, 9% (предельная потеря массы для средств, обеспечивающих первую группу огнезащитной эффективности), то испытуемые образцы, имеющие потерю массы после испытаний не более 10,8%, будут считаться выдержавшими испытания на старение. Из табл. 2 видно, что все испытуемые образцы, обработанные указанными ОЗС, выдержали испытания на старение. Исходя из практики эксплуатации огнезащищенной древесины и принимая во внимание оценку снижения огне-защищенности в условиях ускоренных испытаний на старение, в первом приближении можно считать, что минимальный срок эксплуатации огнезащи-щенной древесины, обработанной огнезащитным средством ОК-ГФМ, составляет не менее 4 лет, а если произведена дополнительная защита атмосфе-ростойкими лаками, то этот срок может быть увеличен до 6 лет. Максимальные же сроки эксплуатации регламентируются конкретными условиями службы обработанной защитными средствами древесины и, по мнению автора, могут составлять не менее 12 лет. Что же касается антипиренов СПАД, то обработанная ими древесина может эксплуатироваться, не снижая приобретенных в результате защиты свойств, в течение 15 и более лет , что, однако, также подлежит дополнительной проверке. Такие данные получены в результате лабораторных испытаний на старение, мы же в праве сегодня говорить о
10,1 20
9,3 13
5-6 годах, так как этот срок выдержали средства в реальной практике.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что минимальные сроки эксплуатации древесины, огнезащищенной средствами ОК-ГФМ и СПАД, составляют соответственно 4 и 6 лет. По истечении указанных сроков для подтверждения качества огнезащищенности конкретного объекта требуется контрольная проверка. Если, например, при этом будет доказано, что огнезащитный эффект сохранен не менее, чем на 90%, то объект может эксплуатироваться без дополнительной обработки в течение последующих 3 лет, по окончании которых производится повторный контроль качества. Если же при контрольной проверке будет установлено, что огнезащитные свойства снизились на 85% и более, объект подлежит дообработке, уровень которой зависит и оценивается по степени снижения огнезащищенности. Дополнительная огнезащита объекта для решения в полном объеме задач огнезащиты должна проводиться теми же средствами.
Изучение способности огнезащитных средств повышать огнестойкость строительных конструкций первоначально проводили при стандартных огневых испытаниях [6] в условиях длительного воздействия стационарной температуры на образец древесины. Для проверки брали образцы древесины, обработанные огнезащитными средствами ОК-ГФМ и СПАД способом капиллярной пропитки и БАН с пропиткой по способу горяче-холодных ванн. Таким образом изучали скорость нарастания температуры внутри образца, что фиксировалось показаниями температуры отходящих дымовых газов. Основные результаты измерений приведены в табл. 3.
Полученные данные свидетельствуют о том, что ОЗС БАН не способно повышать огнестойкость строительных конструкций, так как уже на третьей минуте огневого воздействия происходит интенсивное разложение древесины с выделением горючих газов, о чем и свидетельствует быстрый рост
ТАБЛИЦА 3. Зависимость нарастания температуры дымовых газов от времени огневого воздействия на огнезащи-щенную древесину в условиях стандартных испытаний
Наименование Температура дымовых газов, °С
огнезащитного средства, способ пропитки Время стандартного огневого воздействия, мин
0 2 4 6 8 9 10 14 20
БАН, горяче- 200 250 330 420 -
холодные
ванны
ОК-ГФМ, 200 190 260 290 330 370 - -
капиллярная
СПАД, 200 130 170 180 200 220 250 280 310
капиллярная
температуры отходящих газов. ОЗС ОК-ГФМ может незначительно повышать огнестойкость, процесс разложения замедляется и начинает развиваться на пятой минуте огневого воздействия. ОЗС СПАД способно значительно влиять на огнестойкость, так как интенсификация выделения горючих газов начинается только на десятой минуте огневого воздействия.
Способность ОЗС СПАД сопротивляться огню в условиях стандартного температурно-временно-го режима оценивали следующим методом. Для имитации нарастания стандартной температуры пожара использовали муфельную печь типа СНОЛ с возможностью оперативного управления температурой в печи. В двери печи был подготовлен проем размером 130 х 90 мм, в который помещали стальную пластину толщиной 1,5 мм. Пластина со стороны теплового потока обрабатывалась огнезащитным средством СПАД до достижения толщины пленки при ее высыхании 0,7 мм, что составило расход средства СПАД ~1,5 кг/м2. С необогревае-мой стороны пластины помещали термопреобразователь для замера роста температуры. Испытания проводили на 10 одинаковых образцах с равными расходами СПАД. Каждый образец испытывали до времени, когда температура изменялась на 40 - 50°С. После этого образец изымали, изучали результаты, а на его место помещали следующий, который затем также изымали при температуре, превышающей предыдущую на 40 - 50°С.
Процесс развивался следующим образом: при 300°С появлялось незначительное вспенивание, которое при 350°С достигало 20 мм и приобретало светло-белый цвет, а при 390°С происходило потемнение слоя. При 440°С видимых изменений не происходило, а при 450°С стал появляться слабый дым, что характерно для начала разложения теплоизоляции. При 500°С угольный слой не уменьшился в объеме, но стал более жестким и слегка потемнел. При 550°С и 600°С изменений не происходило. При рассмотрении образцов, изъятых из печи при 650°С, замечена усадка объема теплоизоляции в среднем до 10 мм, а при 700°С на образце остались следы золы на поверхности пластины, слой разрушился. При введении в средство СПАД 5% масс. тетрабората натрия (буры) толщина теплоизоляции уменьшилась и составила в среднем 15 мм, но зато признаки выгорания средства появились только при 750°С, при 800°С слой уменьшился до 5 мм, а при 850°С — выгорел полностью. Если в первом случае средство СПАД сохраняло свои свойства в течение ~10 мин, то во втором это время возросло примерно до 25 мин. Проведенные опыты наглядно показывают влияние огнезащиты на повышение огнестойкости деревянных конструкций.
ТАБЛИЦА 4. Изменение температуры на необогреваемой стороне древесины в зависимости от времени стандартного огневого воздействия
Наименование Температура на необогреваемой стороне образца древесины, °С
огнезащитного средства Время воздействия стандартного пожара, мин
3 6 9 12 15 17
Необработан- 20 30 90 230 320
ная древесина
КМ 20 20 40 80 170 -
(амидофосфат)
ОК-ГФМ 20 20 25 40 90 110
СПАД-0 20 20 25 30 70
В целях более полного представления о возможности огнезащитных средств повышать пределы огнестойкости деревянных конструкций вместо пластины, которая была использована в предыдущем опыте, применяли образцы из древесины размерами 130 х 90 х 20 мм четырех видов: необработанная древесина, обработанная огнезащитными средствами КМ (амидофосфат), ОК-ГФМ и СПАД-0. Пропитка производилась до приобретения образцами группы горючести, адекватной Г1. Основные результаты испытаний приведены в табл. 4.
В результате изучения испытанных образцов установлено, что образец необработанной древесины прогорел насквозь за 17 мин, а скорость обугливания составила —1,18 мм/мин. Образец, обработанный огнезащитным средством КМ, обуглился на глубину 15,25 мм, скорость обугливания —1,02 мм/мин. Образец древесины, обработанный средством ОК-ГФМ, в процессе теплового воздействия обуглился в среднем на 11,25 мм, что соответствует скорости обугливания, равной 0,75 мм/мин. При этом, данный образец древесины был покрыт по поверхности вспененным слоем толщиной до 2 мм, поверхность имела две трещины на глубину 7- 9 мм. Образец, обработанный средством СПАД-0, обугливался значительно медленнее, и за 15 мин огневого воздействия глубина обугливания составила в среднем 9 мм, что соответствует скорости обугливания 0,62 мм/мин. При этом поверхность образца была покрыта вспененным слоем угля толщиной примерно 6-7 мм, поверхность не имела трещин.
Проведенные нами исследования показывают, что ОЗС ОК-ГФМ и СПАД-0, которые в процессе теплового воздействия образуют теплоизолирующий слой, аддитивно усиливающий общий огнезащитный эффект, способны повышать пределы огнестойкости деревянных строительных конструкций на 30 - 60%.
Класс огнезащитной способности ОЗС (показатель эффективности, оцениваемый по потере массы по отношению к пламягашению и подавлению процессов тления [1]) оценивался также по типам воздействия на опасные проявления пожара как пламягаситель, антитлитель или препарат универсального действия. Согласно проведенным испытаниям ОЗС ОК-ГФМ и СПАД можно отнести к препаратам первого класса и универсального действия.
Рассмотрим возможность применения огнебио-защитных средств в свете строительных норм Беларуси и строительных норм и правил России [8, 9], которые определяют основные направления использования изделий и конструкций из древесины, подвергнутых огнезащите. Например, поверхностные слои деревянных конструкций зданий, обработанные ОЗС СПАД, при пожаре способны не только снижать пределы распространения пламени по поверхности, но и повышать пределы огнестойкости деревянных строительных конструкций примерно на 10 - 25 мин по сравнению с непропитанной древесиной. Исходя из этого, можно уверенно рекомендовать использовать СПАД для пропитки конструкций кровель, фасадов, помещений и путей эвакуации зданий различного назначения.
При изучении биозащитных свойств при эксплуатации СПАД в условиях повышенной влажности среды в качестве объекта исследования использовали древесину, имеющую высокую степень разрушения временем и грибами. Такая древесина была изъята из объектов музея "Берестье" (г. Брест), который представляет собой сохранившиеся деревянные постройки восточнославянского города XIII в. Принимая во внимание сложные условия эксплуатации древесины (относительная влажность воздуха до 100%, соприкосновение с сырым грунтом, температура воздуха от -8 до +29°С), для исследований выбирали древесные образцы разной влажности (от 15 до 95%) и степени разрушения грибами (от 50 до 95%). Образцы обрабатывали средством СПАД-0 способом нанесения на поверхность, выдерживали в нормальных условиях до их отверждения и затем помещали в эксикаторы с относительной влажностью воздуха 80 и 95%. Общая выдержка в указанных условиях составляла 28 дней.
В результате пропитки образцов древесины средством СПАД-0 и высыхания они приобретали прочность, примерно на 15 - 30% выше первоначальной, сохраняли структуру и форму образцов, не рассыпались от прикосновения. Сырая древесина после пропитки высыхала значительно быстрее, чем без пропитки, что, возможно, объясняется растворением СПАД-0 свободной влагой, содержащейся в древесине, и более глубоким распределением средства в объеме образцов. При выдержке
древесины в условиях 95% влажности среды степень отверждения снижалась, образцы увлажнялись, но сохраняли общий объем, форму и достаточную прочность. При испытаниях в среде с относительной влажностью 80% образцы приобретали первоначальный вид и прочность.
Таким образом, способность защитных средств изменять пластичность в связи с колебанием влажности среды позволит избежать внутренних напряжений в древесине, которые возникают при ее модификации органическими полимерами. Периодическая дообработка поверхности средствами типа СПАД-0 обеспечивает сохранность исторических объектов.
Огнезащитное средство ОК-ГФМ способно снижать распространение пламени по поверхности пропитанной древесины, обеспечивать группу горючести 1Г (результаты проверены в НИИ пожарной безопасности и проблем ЧС МЧС РБ). ОК-ГФМ снижает скорость переугливания древесины в глубину на 40%, что характеризует его как средство, увеличивающее предел огнестойкости деревянных несущих строительных конструкций.
Изменяя кислотность среды, средство может усиливать или снижать свои биозащитные свойства как по отношению к дереворазрушающим, так и плесневым и деревоокрашивающим грибам. С течением времени в пропитанной средством ОК-ГФМ древесине в результате гидролиза целлюлозы происходит химическая связь продуктов гидролиза с твердой клетчаткой древесины, пропитанная древесина приобретает трудновымываемые свойства, что, соответственно, увеличивает срок сохранности огнезащитных свойств примерно в 2 - 3 раза — с 5 до 10-12 лет. Указанные свойства древесине можно придать, обрабатывая ее после пропитки лаком ХВ-784, НЦ или "ОЛИ", т.к. средство ОК-ГФМ с рН 4 и более хорошо совмещается с данными лаками. Все эти свойства позволяют рекомендовать использование данного средства для огнезащиты деталей из древесины и поверхностей деревянных конструкций в зданиях и сооружениях различного функционального назначения, в том числе для огнезащиты конструктивных элементов чердачных покрытий, в частности и несущих.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 30028.4-93. Средства защиты для древесины. Экспресс-метод определения биозащитных свойств по отношению к плесневым и деревоокрашивающим грибам.
2. ТУ РБ 190007689.001-2000. Средство огнезащитное модифицированное ОК-ГФМ. Технические условия. Срок действия — с 5.03.00 до 05.03.05.
3. ТУ РБ 37482175.002-98 (с изм. № 1). Антипирены синтезированные пленкообразующие для древесных материалов СПАД-0 и СПАД-10. Технические условия. Срок действия продлен до 01.07.08.
4. ГОСТ 30495-97. Средства защитные для древесины. Общие технические условия.
5. ГОСТ 26544 (СТ СЭВ 4685-84). Средства защитные для древесины. Метод оценки коррозионной агрессивности.
6. ГОСТ 16363-98. Средства защитные для древесины. Методы определения огнезащитных свойств.
7. НПБ 251-98. Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний.
8. СНБ 2.02.01-98. Пожарно-техническая классификация зданий, строительных конструкций и материалов. Строительные нормы Республики Беларусь.
9. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений. Строительные нормы и правила Российской Федерации.
