Kemialliset menetelmät puun kyllästämiseen
KATSAUS
Puun kyllästämisen kiehtova historia. Valmiina on yli viisituhatta hyödykettä, mukaan lukien levyt, liimat, öljyt, väriaineet, sokerit, polymeerit, selluloosa, alkoholit, synteettiset kuidut, rehut, lääkkeet, desinfiointiaineet ja räjähteet – monet niistä on johdettu puusta vuosituhansien ajan. Viime aikoina levytuote- ja komposiittimateriaaliteollisuudessa on tuotu markkinoille uusia puutuotteita, joiden laatu ja ominaisuudet ovat parantuneet. Sekä puutuotteiden hinta että kysyntä ovat selvästi nousussa.
Kolme haittapuolta rajoittavat sen käyttöä, mutta puumateriaali tarjoaa lukuisia etuja muihin materiaaleihin verrattuna. Näitä ovat:
a) Orgaanisen kemiallisen koostumuksensa vuoksi termiitit, tunnelikuoriaiset, puuta tuhoavat sienet ja meriporsaat voivat vahingoittaa puuta.
b) Puu kykenee imemään itseensä vesimolekyylejä, joissa on vapaita hydroksyyliryhmiä, ja imeytyvän veden määrä on riippuvainen ilman suhteellisesta kosteudesta. Tämän seurauksena puun kolme ulottuvuutta vaihtelevat alustan kosteuden mukaan.
c) Aine puu on palavaa. Tätä korvaamatonta tuotetta on suojattava termiiteiltä, poraajilta, kovakuoriaisilta, sieniltä ja tulelta, jotta sen käyttöikä pitenee ja sille voidaan löytää uusia käyttökohteita. Se on myös stabiloitava mittasuhteiltaan käyttämällä vettä hylkivää ainetta ja kemiallisesti ristisilloitettava yhdistelemällä ja tehostamalla erityisiä kemiallisia prosesseja.
Puun säilytys on yhä tärkeämpää:
metsävarojen säästämiseksi;
b) turvata puu, jossa on enemmän pintapuuta;
c) sallia sellaisten puulajien käyttö, jotka eivät ole kestäviä;
d) edistää korvaavien materiaalien käyttöä;
e) vähentää kohtuuttoman suuren kysynnän vaatimusta;
f) tarjota sosiaalisia ja taloudellisia etuja.
puun kyllästäminen. Puunsuoja-aineet
YLEISET PUUNKÄSITTELYAINEEN OMINAISUUDET
a) Niiden on oltava myrkyllisiä tuholaisille, sienille ja meren eliöille.
b) Niillä ei saa olla epäsuotuisia ominaisuuksia käsiteltäessä tai käytettäessä.
c) Niiden on oltava kestäviä ja niillä on oltava asianmukaiset ominaisuudet niihin käyttötarkoituksiin, joihin niitä ehdotetaan.
d) Ne eivät saa olla syövyttäviä.
e) Niiden kustannukset eivät saisi olla korkeat.
Tervapohjaiset öljyt:
Kreosootti: Alun perin puusta peräisin olevaa öljyä kutsuttiin kreosootiksi. Varhaisin teollinen puunsuoja-aine on kivihiilitervakreosootti, jota on käytetty laajalti yli 150 vuotta. Kreosootiksi kutsuttu ruskeanmusta, rasvainen neste syntyy, kun kivihiili hiiltyy. Kreosootti on kivihiilitervan se osa, joka kiehuu 200-400 celsiusasteen välillä. Sen kemiallinen koostumus on erittäin monimutkainen. Kreosootissa on satoja kemikaaleja, pääasiassa hiilivetyjä, sekä pieniä määriä tervahappoja ja tervaemäksiä. Sen sijaan, että keskityttäisiin kemialliseen koostumukseen, eritelmät perustuvat tiettyihin fyysisiin ominaisuuksiin. Koska kreosootti ei liukene veteen ja kestää siten huuhtoutumista, se on erittäin hyvä säilöntäaine, jolla on myös korkea sähköinen vastus eikä se syövytä metallia.
Se myös estää puuta haalistumasta ja halkeilemasta. Ratapölkkyjen pitäisi säilyä vähintään 30 vuotta, kreosoottipylväiden yli 60 vuotta ja meripylväiden yli 40 vuotta. Yleensä kreosootti levitetään tyhjäkennomenetelmällä; toisinaan sitä levitetään kuumakylmällä ja kylmällä avoimella säiliömenetelmällä. Kreosoottipuuta ei yleensä käytetä elintarvike- tai siemensäiliöissä, koska siitä vapautuu haihtuvia komponentteja, jotka ovat myrkyllisiä kasveille, ja siitä lähtee aromeja, jotka pilaavat elintarvikkeita.
Kreosootilla voi edelleen maalata puuta. Koska kreosootti voi syttyä tuleen, sitä ei hyödynnetä kaivostoiminnan rekvisiittana. Toisinaan kreosoottiin lisätään muita yhdisteitä sen ominaisuuksien ja tehon parantamiseksi. Lentinus lepideus ei pysty hajottamaan maassa olevia kreosoottipilareita, kun niihin lisätään 2 % pentakloorifenolia. Limnoria tripunctata -meriporakon torjumiseksi käytetään kuparisäilöntäaineita. Arseenitrioksidia käytetään pieninä määrinä vahvistamaan säilöntäominaisuuksia termiittien hyökkäyksiä vastaan. Täyskennoisessa prosessissa kreosootin määrä on 400 kg/m3, mutta tyhjäkennoisessa prosessissa 140 kg/m3 (1-4).
Karbolineum, joka tunnetaan myös nimellä antraseeniöljy, on tervaöljyä, jossa on suurempi osuus korkeasti kiehuvia jakeet. Vaikka sillä saavutetaan minimaalinen tunkeuma, se levitetään tyypillisesti painekyllästämällä, vaikka se voidaan tehdä myös sivelemällä, ruiskuttamalla tai upottamalla.
Tehokkaamman säilönnän saavuttamiseksi karbolineum kloorataan karbolineum avenariuksen tuottamiseksi.
Ligniittiöljy: Ruskohiili on tämän tervaöljyn lähde.
Tervaterva: Turvetervaa, joka on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin puuterva, valmistetaan ja hyödynnetään Ukrainassa.
Puuterva: Puutervaöljy, joka tunnetaan myös nimellä kreosootti, on yksi tervafraktioista, joita saadaan puun tuhoavasta tislauksesta. Tukholman tervaa eli pehmeän puun tervaa tuotettiin aiemmin runsaasti ja sitä käytettiin laajalti puurakentamisessa sivelemällä. Vaikka sen säilöntävaikutus ja kestävyys ovat heikompia, puutervakreosoottia käytettiin aikoinaan puutavaran kyllästämiseen tarkoitettuna säilöntäaineena, joka tunkeutui erinomaisesti, koska sen viskositeetti on melko alhaisempi kuin kivihiilitervakreosootin.
Liusketerva: Sitä valmistetaan tislaamalla bitumipitoinen liusketerva. Viime aikoihin asti tervaa käytettiin Virossa ja Liettuassa ratapölkkyjen kyllästämiseen.
Petroleumituotteet: Näitä tuotteita käytetään laimennusaineena sekoitettaessa kreosoottiin. P4-öljy on kreosoottiin sekoitettavaksi tarkoitettu öljy. Yleensä käytetään kreosootin ja petrooliöljyn seoksia 20-50 ja 70-30.
Öljypohjaiset säilöntäaineet:
Oilipohjaiset tai orgaanisiin liuottimiin perustuvat säilöntäaineet koostuvat aktiivisista kemikaaleista, hyönteis- ja/tai sienimyrkyistä, jotka on liuotettu orgaaniseen liuottimeen, kuten maaöljytisleeseen. Miljoonista orgaanisista kemikaaleista vain alle kymmentä voidaan käyttää aktiivisina ainesosina valmisteissa. Näiden kemikaalien käyttö tarjoaa pitkäaikaisen suojan, koska ne ovat luonnostaan liukenemattomia veteen. Kun orgaaninen liuotin haihtuu, aktiiviset kemikaalit jäävät puuhun.
Pentakloorifenoli: Pentakloorifenoli, joka tunnetaan nimellä penta tai PCP, on orgaanisiin liuottimiin perustuvista säilöntäaineista tärkein ja laajimmin käytetty sienitautien torjunta-aine. Kaupallinen tuote, joka valmistetaan fenolin suoralla kloorausmenetelmällä, sisältää noin 85 % PCP:tä. Se on erittäin myrkyllinen sienille, liukenematon veteen ja kestää huuhtoutumista, ei haihtuisi eikä syövyttäisi metalleja. Käsittelyyn käytetään 5-prosenttista PCP-liuosta raskaissa öljyissä.
Lindaani ja dieldriini: Lindaani löydettiin vuonna 1912 ja sitä on käytetty hyönteismyrkkynä vuodesta 1940, yksi tärkeimmistä hyönteismyrkyistä, ei kerry ympäristöön. Dieldriini, joka kehitettiin ja jota käytettiin hyönteismyrkkynä vuonna 1948, on ympäristössä pysyvää. Ne ovat veteen liukenemattomia, kemiallisesti vakaita ja erittäin myrkyllisiä hyönteisille. Lindaania käytetään lehtipuupölkkyjen ruiskuttamiseen tai kastamiseen Lyctus-kuoriaisia vastaan puunjalostuksessa upottamalla tai kaksoisimurilla ja in situ -korjauskäsittelyissä hyönteisten hyökkäyksiä vastaan rakennuksissa. Dieldriiniä käytetään puunjalostuksessa termiittien torjuntaan ja sitä käytetään myös pääasiassa vesidispersiona maan esikäsittelyyn termiittejä vastaan. Sitä käytetään 0,8-prosenttisena liuoksena öljyliuottimeen.
Kupari 8-kinolinolaatti: Kupari-8-kinolinolaatti, joka tunnetaan nimellä Copper-8, on suhteellisen uusi säilöntäaine. Se valmistetaan kupari-8-kinolinolaatin ja nikkeli-2-etyyliheksanoaatin kondensaatiolla. Kupari-8 on kellanruskea kiinteä aine, joka liuotetaan orgaanisiin liuottimiin nikkeli-2-etyyliheksanoaatin avulla, jolloin saadaan vihreä liuos. Se on myrkyllistä puun tuholaisille termiittejä lukuun ottamatta, mutta suhteellisen vaaratonta eläimille ja kasveille. Tätä säilöntäainetta käytetään puuaineksessa, jota käytetään elintarvikeastioissa, jääkaapeissa, siemenlaatikoissa ja kasvihuoneissa. Käsittelyliuoksen tulisi sisältää 0,045 % Cu.
Kuparinafteeni: Säilöntäaine, jota käytettiin ensimmäisen kerran 1920-luvulla nimellä ”Cuprinol”, antaa tummanvihreän vahamaisen liuoksen orgaanisissa liuottimissa ja vahamaisen liuoksen orgaanisissa liuottimissa, ja puun vahamainen pinta estää uudelleen maalaamisen. Se on myrkyllistä puun tuholaisille termiittejä lukuun ottamatta eikä syövytä rautaa ja terästä. Kuparinafteenia käytetään pääasiassa maalin säilöntäaineena veneiden huollossa. Käsittelyliuokset sisältävät 1-2 % Cu:ta.
Bis(tri-n-butyyli)oksidi: tunnetaan nimellä tributyylitinaoksidi, TnBTO tai TBTO, erinomainen sienitautien torjunta-aine, tehokkaampi kuin PCP, liukenematon veteen ja liukenee moniin orgaanisiin liuottimiin. TBTO on ihmisille vähemmän myrkyllistä kuin PCP. Tätä säilöntäainetta käytetään pääasiassa sienitautien torjunta-aineena puunjalostuksessa ja yleisenä säilöntäaineena veneiden huollossa. TBTO:ta käytetään 0,5-1,0 % liuoksina.
Vesipohjaiset säilöntäaineet:
Sitä käytetään kaivosten seisontatilojen, asuinrakennusten, elintarvikesäiliöiden ja jäähdytystornien kyllästämiseen. Suositellaan rakenneosiin, joita ei ole tarkoitus maalata ja joilla ei ole hajua. Liuosten pitoisuus on noin 5 %.
Ammoniakkinen kupariarsenaatti (ACA): Tämä tunnetaan kauppanimellä Chemonite ja se sisältää kuparihydroksidia (57,7 %), arseenitrioksidia (40,7 %) ja ammoniakkia (1,5-2,0 %).
Happokuparikromaatti (ACC): Tämä Celcure-nimellä tunnettu tuote koostuu kuparisulfaatista (50 %), natriumdikromaatista (47,5 %) ja kromitrioksidista (1,68 %).
CCA-tyypin A-säilöntäaineiden osalta pylväiden käsittelyyn käytetystä tuotteesta käytettiin kauppanimeä Greensalt ja puun käsittelyyn käytetystä tuotteesta nimeä Erdalith. CCA-tyyppi
A:ta markkinoidaan nimellä Boliden Salt K-33, kun taas CCA-Type C:tä markkinoidaan nimillä Tanalith C ja Celcure A.
Sinkkikloridi (79,5 %) ja natriumdikromaatti (18 %) muodostavat kromatoidun sinkkikloridin (CZC), joka on säilöntäaine.
Wolman-tyyppiset säilöntäaineet, jotka tunnetaan nimellä fluorikromaatti-arsenaatti-fenoli (FCAP), ovat natriumfluoridin, kromaatin, natriumarsenaatin ja 2,4-dinitrofenolin yhdistelmä. Natriumpentakloorifenoli on viime aikoina korvannut 2,4-dinitrofenolin puun käsittelyssä kellastumisen estämiseksi. Wolman-tyyppisiä säilöntäaineita eli FCAP:tä on saatavana useissa eri muodoissa ja kauppanimillä. Näitä ovat Triolith, Minolith, Fluoxyth, Flunax, Tanalith U, Triolith U, Osmolit U, Osmolith UA, Wolmanith U, Wolmanith UA, Trioxan U, Trioxan UA ja Basilit U, Basilit UA. FCAP:n A- ja B-tyypin koostumus on lueteltu alla (%).
Muut vesiliukoiset säilöntäaineet: sinkkikloridi, sinkki-meta-arseniitti (ZMA), kuparikromattu sinkkikloridi (CuCZC), kromattu sinkkiarsenaatti (CZA) ja kuparikromattu sinkkiarsenaatti (CuCZA).
Säätöaineet: Puu menettää nopeasti esteettisen viehättävyytensä, kun se jätetään suojaamatta sään vaikutuksilta. Usein tapahtuva kastuminen ja kuivuminen johtaa halkeiluun ja halkeiluun, ja UV-säteily hajottaa puun pinnan materiaaleiksi, jotka sade voi huuhtoa pois. Lisäksi homeen ja sienten kasvu halkeamissa ja halkeamissa värjää puun.
Värit ja lakat: Nämä menetelmät ovat parhaita puun ulkonäön säilyttämiseen, koska ne peittävät puun kokonaan ja estävät vaurioiden syntymisen. Ohut kerros kirkasta lakkaa estää puuta kastumasta ja suojaa pintaa UV-säteilyn aiheuttamilta vaurioilta. Vaikka nämä pinnoitteet kestävätkin hyvin sademäärää, ne eivät valitettavasti pysty pysäyttämään suhteellisen kosteuden kausivaihteluiden aiheuttamia kosteusvaihteluita. Tämän seurauksena suhteellisen kosteuden vaihtelut voivat aiheuttaa maalatun puun kutistumista tai turpoamista, jolloin pintakäsittely rikkoutuu ja murtuu. Kun vesi on imeytynyt puun sisään, home ja muut tahroja aiheuttavat sienet alkavat kasvaa pinnalla. Vain 6 prosenttia englantilaisessa tutkimuksessa arvioiduista yli 200 lakasta tarjosi tasaisen suojan yli vuoden ajan. Tyypillisesti ylläpito edellyttää kallista puhdistusta ja uudelleen lakkausta.
Stabilisaattorit ja vettähylkivät aineet: Vettä hylkivä käsittely sulkee rakennusmateriaalin huokoset, jotta vesi ei pääse tunkeutumaan. Vettä hylkivät vahat, kuten parafiinivahat, ovat laajalti tunnettuja ja niitä hyödynnetään puunsuojakaavoissa. Vaikka aromaattiset ja alifaattiset hiilivetyhartsit ovat halpoja ja tehokkaita, ne jähmettyvät vain silloin, kun niiden liuotin katoaa; ne liukenevat uudelleen, kun niihin pinnoitetaan liuottimia. Voit käyttää myös luonnollisia kuivattavia öljyjä, kuten pellavaöljyä. Alkydihartsit ovat suhteellisen kalliita, mutta niillä voidaan estää nämä ongelmat. Näiden ongelmien välttämiseksi käytetään yleensä vahojen, hiilivetyhartsien ja alkydien yhdistelmää. Tunnetuimpia vettähylkiviä aineita ovat orgaaniset piiyhdisteet, mutta niillä on useita haittoja raskaiden orgaanisten öljyjen ja vahojen kanssa.
Puuhun hyvin tarttuvat korkean suorituskyvyn silikonit soveltuvat puun käyttökohteisiin, koska ne kestävät hyvin pilaantumista märkänä. Tyydyttymättömiä ketjuja löytyy organoalumiiniyhdisteistä, ja hydrofobiset niistä voivat tarjota erinomaisen tartunnan puun ja alkydijärjestelmien välille. Polyoksialumiinijärjestelmät muodostavat kaupalliset Manalox-tuotteet. Kun puuhun levitetään formaldehydiä happokatalyytin läsnä ollessa, viereisten ketjujen hydroksyyliryhmät ristisilloittuvat, mikä vähentää puun kokoa ja kimmoisuutta. Asetylointi eli puun käsittely etikkahappoanhydridillä voimakkaan happokatalyytin läsnä ollessa vähentää huomattavasti puun hygroskooppisuutta ja parantaa sen kykyä kestää sienikasvustoa. Kaikki nämä kemialliset käsittelyt toimivat niin kauan kuin puu on täysin liotettu.
Paljon kemikaaleja sitovan puun kyllästysprosessi tunnetaan nimellä turvotus. Tällä tavoin on sovellettu järjestelmissä joitakin hartsijärjestelmiä, kuten Impregiä. Myös polyetyleeniglykolista valmistettua vahaa, kuten MoDo, PEG ja Carbowax, käytetään turvotuksen hoitoon. Näitä laitteita käytetään erityisesti lattiakivien ja arkeologisten esineiden vakauttamiseen. Madisonin resepti on tunnetuin hydrofobinen valmiste. Parafiini, pigmentit ja kiehuvasta pellavaöljystä, jossa on sinkkistearaattia ja pentakloorifenolia, valmistettu sideaine muodostavat koostumuksen, joka tarjoaa vedenkestävyyden, värin säilymisen ja kestävyyden home- ja hometahroja vastaan. Madisonin reseptissä ehdotetaan sideaineen käyttöä säänkestävyyden parantamiseksi. Royal-menetelmässä, joka on suunniteltu ulkotilojen puusepänteollisuuden käsittelyyn, vesipohjaista käsittelyä seuraa syväkäsittely kuivuvalla öljyllä.
Anti-filamentit:
Kyllästyskäsittelyt: Vuonna 1905 o Minolith, oli palonestoaine. Seos sisälsi huomattavan määrän vuorisuolatrioliittia, joka toimi palonestoaineena ja säilöntäaineena käytettäväksi kaivoksissa. Vuonna 1930 kehitetyn Celcure F:n ainesosia olivat sinkkikloridi, boorihappo ja fosfaatit. 60 % ammoniumsulfaattia, 10 % diammoniumfosfaattia, 10 % booraksia ja 20 % boorihappoa muodostavat monoliitin. Ammoniumsulfaatti, boorihappo, natriumsulfaatti, boorihappo ja natriumdikromaatti ovat muita pyresootin ainesosia. Tyypilliset palonsuoja-aineet sisältävät hygroskooppisia ja huuhtoutuvia kemikaaleja. Ammoniumfosfaatit, ammoniumsulfaatti, sinkkikloridi, boorihappo ja boraatit ovat suosituimpia ainesosia. Amerikkalaisessa Non-Com Exterior -tuotteessa esiintyvä suoja-aine polymeroituu puun sisään muodostaen syövyttämättömän materiaalin, jolla on vahva huuhtoutumiskestävyys. Palonsuojaus saavutetaan käyttämällä täyssolumenetelmää. Katalyyttejä, kuten antimonioksidia, voidaan käyttää halogenoitujen aineiden, kuten bromifenolien, kloorattujen parafiinien ja kloorinaftaleenien kanssa.
Pinnan pinnoitteet: Pinnoitteet pinnalla estävät liekkien leviämisen. Sairaaloissa, hotelleissa, ravintoloissa, keittiöissä, museoissa ja kuntosaleilla käytetään näitä pinnoitteita.
Huurtumattomat pinnoitteet: Nämä pinnoitteet pehmenevät ja vapauttavat palamattomia kaasuja joutuessaan kosketuksiin tulen kanssa. Vaahtoa syntyy, kun pinnoite sitoo kaasut. Tämän jälkeen palonsuoja-aine kovettuu ja erottaa pinnan liekeistä.
Ei-syttyvät pinnoitteet: Muutamissa niistä on komponentteja, jotka estävät palamisprosesseja kemiallisesti. Toiset, jotka ovat silikaatti- tai boraattipohjaisia, sulavat tulessa muodostaen lasimaisen suojakerroksen.
Kemikaalit, jotka estävät tahroja: Vihreää puuta ja kuluneita pinnoitejärjestelmiä aiheuttavat sapstailaumat johtuvat pinnallisista homeista ja sapstailasienistä, joita tavanomaiset puunsuojakemikaalit eivät pysty tehokkaasti torjumaan. Äärimmäisestä myrkyllisyydestään huolimatta natriumpentakloorifenaatti on osoittautunut hyödylliseksi kemikaaliksi. Useita booraksin ja natriumpentakloorifenaatin yhdistelmävalmisteita on käytetty laajalti; yleisimmin käytetään yhtä osaa booraksia ja yhtä osaa natriumpentakloorifenaattia. Kuljetuskustannusten säästämiseksi Pentabor poistaa 50 prosenttia kiteytymisvedestä. On havaittu, että myös trihalometyylitioaineet ovat käyttökelpoisia. On havaittu, että Folpet (Fungitrol 11) on erittäin aktiivinen. Dikloorifluorihiilivedyt Dikloorifluanidi (Preventol A4) ja Fluorfolpet (Preventol A3) ovat tehokkaita aineita. Eräs tahranestoaine, jota on käytetty, on Madison formula, jonka koostumus on pigmentoitu ja vedenkestävä.
Kyllästysaineet, jotka estävät leppää, valkopyökkiä ja pyökkiä ruskettumasta:
Kaupallisia kemikaaleja on käytetty estämään ruskean värjäytymisen heti kaadon jälkeen, kuten Immutol B, Wolmanol-Buchenschutz, Xylamon ASR ja Besileum. Poikkileikkauksissa käytetään myös 85 % tervan ja 15 % asfaltin seosta halkeilun ja halkeilun välttämiseksi.
Puun konservointiöljy
Veteen perustuvat puunsuoja-aineet eivät huuhtoudu pois käytettäessä. Koska kuparinafteenaatti on huomattavan liukenematon veteen, se kestää myös huuhtoutumista. Tuotteet, joissa on paljon altistuvaa pinta-alaa ja korkea retentio, huuhtoutuvat nopeimmin ensimmäisten käyttökuukausien aikana. Altistuminen voimakkaalle vesivirtaukselle, alhainen pH ja veteen liukenevat orgaaniset hapot edistävät kaikki huuhtoutumista.
puun kyllästäminen. VARASTOINNIN HALLINTA
KONSERVOINTITERAPIAAN VALMISTETTU PUU
Kuoriutuminen: Jotkut tehtaat käyttävät mekaanista kuorintaa, toiset taas korkeapainevesisuihkua.
Käsittely: Ennen säilöntäprosessin aloittamista puun koneellinen tai manuaalinen työ on saatava päätökseen. Ennen käsittelyä käsitelty puu on ensin leikattava oikean kokoiseksi ja sen pinta on käsiteltävä asianmukaisesti.
Kuivaus: Puu kuivataan joko uunissa tai ilmakuivauksessa.
Höyläys: Puun läpäisevyyttä lisätään merkittävästi höyrystämällä sitä kasveilla täytetyissä höyrysäiliöissä.
Takatakseen, että säilöntäaineliuos läpäisee vaikeasti kyllästettävien puulajien puun kahdesta suunnasta puunjyvää pitkin, viiltäminen on menettely, jossa puuhun leikataan pieniä rakoja tai viiltoja.
Puristaminen: Puu puristetaan kuljettamalla se raskaiden rullien läpi, mikä aiheuttaa pienen rakennemuutoksen, joka helpottaa säilöntäaineen liuoksen helppoa ja tasaista tunkeutumista.
Kylvetys ja ruiskutus: Koska kylvetys ja ruiskutus antavat bakteerien liueta ja laajentaa onteloita, ne parantavat säilöntäaineen imeytymistä.
Puun kyllästäminen. SÄILYTYSMENETELMÄT
Käsittelyt maustamattoman puun säilyttämiseksi:
Diffuusiomekanismit
Osmoosimenetelmä: Laajasti käytetty tekniikka
Paras osmoositekniikka. Tuoreen ja märän puun, yleensä pylväiden, kuorittu pinta käsitellään erittäin väkevällä ja vesiliukoisella aineella. Pylväät päällystetään yhdestä kolmeen kuukaudeksi läpäisemättömällä aineella, jotta diffuusioprosessi etenee suunnitellusti. Vesi, NaF, dinitrofenoli, tärkkelys ja liima ovat männyn, kuusen ja kuusen osalta käytettävän valmisteen ainesosia.
Mahlan syrjäyttämismenetelmät
Boucheri-menetelmä: Hiljattain leikattuihin, kuorimattomiin pylväisiin sovelletaan tunnettua mahlan syrjäyttämismenetelmää. Putket yhdistävät pylväiden takapäässä olevat kapselit säiliöön, jossa on 1,5-prosenttista kuparisulfaattia. Säilöntäaine, joka virtaa ylemmästä säiliöstä kapseleihin, poistaa muutaman päivän kuluessa mehun pylväistä. Slurry Seal -prosessi ja Gewecken paine- ja imumenetelmä ovat muita vaihtoehtoja tälle tekniikalle.
Puun kyllästäminen. Prosessit ilman painetta:
Säilöntäaineet on helpointa levittää siveltimellä ja ruiskulla. Pintaan on mahdollista tunkeutua vain 1-5 mm.
Deluge: Tämä on puutavaran käsittely. Puu kulkee hitaasti lyhyen tunnelin läpi ennen kuin se kastetaan orgaanisilla liuotinpohjaisilla säilöntäaineilla.
Kastelu: Kastaminen tarkoittaa puun upottamista säilöntäainetta sisältävään säiliöön 5-10 sekunnista viikkoon tai pidempään. Levittäminen on tehokkaampaa kuin harjaaminen, ruiskuttaminen ja tulviminen suuremmilla diffuusionopeuksilla. Puusepänteollisuuden käsittely edellyttää lyhyitä upotusaikoja.
Lämpöprosessi on toinen nimi avoimen säiliön kuuma- ja kylmäkäsittelymenetelmälle. Säiliöön syötetään vähintään kuuden tunnin ajan kuumaa säilöntäainetta, kunnes pylväät ovat täysin peittyneet säilöntäliuokseen. Kun säilöntäaine on pumpattu käsittelysäiliöstä varastosäiliöön, kylmää säilöntäaineliuosta kaadetaan välittömästi säiliöön. Kylmä liuos imuroi puun solut osittain alipaineistamalla puun solut.
Puun säilömiseen parhaita tekniikoita ovat korkeapainekäsittelyt. Teräksisessä paineastiassa puu käy läpi kemiallisen käsittelyn korkeassa paineessa.
Täyskennomenetelmän, joka tunnetaan myös nimellä Bethell-prosessi, tavoitteena on säilyttää mahdollisimman paljon säilöntäainetta puussa. Täyskennoprosessissa hyödynnetään aina veteen ja maaöljyyn perustuvia kemikaaleja. Kreosoottia käytetään tässä käsittelyssä vain silloin, kun käsitellään erityisiä ainutlaatuisia rakenneosia, kuten meripaaluja, joiden säilyvyys on korkea. Bethell-menettely koostuu viidestä vaiheesta:
a) Suoritetaan 15-60 minuutin alkuimuri (635 mm Hg).
c) Kaadetaan säilöntäliuos astiaan.
d) Paineistetaan 1-6 tunnin ajan (10-14 kp/cm2).
c) Kun paine on poistettu, valuta säilöntäaine.
Tyhjiä kennoja koskevat menettelyt (Rüping): Yleisesti ottaen on kehitetty tekniikoita, joiden avulla voidaan käyttää vähemmän kreosoottia hoitotoimenpiteissä, joissa on sama tunkeuma. hoitotoimenpiteissä, joissa on vastaava tunkeuma. Tässä prosessissa ei ole ensimmäistäkään alipainetta, ja puun sisään jäävä paineilma aiheuttaa huomattavan määrän kreosootin poistumisen, jolloin jäljelle jäävät hienokäsitellyt soluseinät.
Prosessissa on viisi vaihetta:
Alkuilmanpaine oli 4 kP/cm2.
b) Säilöntäaineen kaataminen astiaan.
b) Yhdestä kolmeen tuntia kestävä painejakso (10-14 kp/cm2).
c) Kun paine on vapautettu, valuta säilöntäaine.
f) Lopputyhjiö (10 minuuttia, 600 mm Hg).
Lowry-menettely: Toisin kuin Rüping-menettelyssä, tässä tekniikassa korkin säilöntäaine pumpataan astiaan huoneenpaineessa. Rüping-menetelmään verrattuna puusta puristetaan vähemmän liuosta, eikä aluksi ole tyhjiötä tai painetta.
Oscillating Pressure Method (OPM): Paremman tunkeutumisen saavuttamiseksi käytetään useita paine- ja alipainejaksoja, koska Bethell-menetelmää on vaikea soveltaa erittäin kestäviin puulajeihin. Tyhjiö on 720 mm Hg ja korkea paine 8 kp/cm2. Veteen liukenevia kemikaaleja käytetään vihreän tai kypsytetyn puun käsittelyyn; ne ovat usein CCA-aineita. Tekniikkaa sovelletaan erityisesti pylväisiin, jotka koostuvat kestävistä puulajeista, kuten kuusesta ja kuusesta.
Vaihtuvan paineen menetelmä (APM): Tässä muunnetussa menetelmässä paine vaihtelee 8 kp/cm2:n ja ilmakehän paineen välillä. Menetelmää voidaan soveltaa myös käsittelemättömään, vaikeasti kyllästettävään puuhun, jolloin puun kuivuminen estyy.
Ultra High Pressure (HP) -menetelmä: Suoja-aineen tunkeutumisen ja pidättymisen parantamiseksi eukalyptuslajeissa, joita on haastavaa kyllästää muilla menetelmillä, otetaan käyttöön täyskennoprosessi, jossa käytetään noin 70 kp/cm2:n painetta.
Puun puhtaus. Käsittelyt matalassa paineessa:
Kaksoistyhjiöprosessi: Britanniassa tämä tekniikka on saavuttanut hämmästyttävää teollista menestystä.
satoja asennuksia. Menetelmä sopii erinomaisesti puunjalostusteollisuuden tarpeisiin, koska puu voidaan maalata, pinnoittaa tai liimata päivien kuluessa käsittelystä. Käsittely on jaettu viiteen vaiheeseen.
a) Männyn osalta alkuimurin on oltava 250 mm Hg (3 minuuttia) ja kuusen osalta 625 mm Hg (10 minuuttia).
b) Kaadetaan säilöntäaineliuos – tyypillisesti orgaanisen liuottimen tyyppinen – astiaan, jonka poikkileikkaus on suorakulmainen tai pyöreä.
c) Noin 2 kP/cm2:n paine 3 minuutin ajan männylle ja 1 tunnin ajan kuuselle.
c) Kun paine on vapautettu, valutetaan säilöntäaine.
e) Lopputyhjiö 20 minuuttia 500 mm Hg:n paineessa.
In situ restaurointitekniikat Sidontatekniikka: Maajohdon siirtopylväisiin levitetään Pol-Nu Type- ja Wolmanit-TS-tyyppisiä valmiita sidoksia, joilla estetään pilaantumista ja pidennetään käyttöikää.
Cobra-lähestymistapa: Tämä lähestymistapa luotiin keinoksi kiinnittää siirtopylväitä myös ilmajohtojen päälle. Wolman-tyyppinen suola ruiskutetaan pylvääseen usein neulan avulla.
Porareikämenetelmää sovelletaan puurakenteisiin, jotka ovat erityisen alttiita rappeutumiselle, mukaan lukien vedessä olevat paalut ja sillat. Kiinteä säilöntäaine kaadetaan halkaisijaltaan 15-25 mm:n reikiin ja suljetaan, jotta puu pääsee kemiallisesti kyllästymään diffuusion kautta.
Puun kyllästäminen. PUUN KÄYTTÖÖNOTTOON VAIKUTTAVAT JÄLKEISET OMINAISUUDET
Lujuus: Vesipohjaiset säilöntäaineet heikentävät yleensä puun mekaanisia ominaisuuksia. Käsittely ei heikennä kantavuutta alle hyväksyttävänä pidettävien rajojen. Vaikka lujuus saattaa hieman heikentyä, viilto tarjoaa enemmän suojaa. Puun vakavaa heikkenemistä voi esiintyä, jos höyrykäsittelyn kestoa ei lyhennetä. Puun solut voivat rikkoutua korkeassa paineessa, erityisesti pienitiheyksisessä puutavarassa. Merkittävää lujuuden heikkenemistä havaitaan, kun puu käsitellään hyväksyttävään kemialliseen kuormitukseen käyttäen tavanomaisia teollisia suojausmenetelmiä.
Syttyvyys: Vesisuoloilla käsitellyn puun syttyvyys ei lisäänny. Siitä huolimatta palovaara on suurempi, kun puuta on äskettäin käsitelty kreosootilla tai raskasöljyseoksilla. Kaivostuet käsitellään siksi vesisuoloilla. Kreosootilla käsitelty puu ei enää muutaman kuukauden kuluttua aiheuta palovaaraa.
Kreosootti tai orgaanisista liuottimista peräisin olevat säilöntäaineet eivät vaikuta sähkönjohtavuuteen. Vedessä olevat aineet muuttavat sähkönjohtavuutta marginaalisesti, mutta nämä erot ovat kuitenkin mitättömiä ja ne voidaan jättää huomiotta useimmissa tilanteissa.
Puun kyllästys. Turvallisuus
Rakenteet sekä kotitalous- ja kaupallinen käyttö: Sen epämiellyttävän ja ärsyttävän hajun vuoksi kreosootilla kyllästettyä puuta hyödynnetään harvoin talonrakentamisessa. Asuinkäyttöön tarkoitettu puu säilytetään joko kaksoisimuroimalla orgaanisilla liuotinpohjaisilla säilöntäaineilla tai painekäsittelemällä vesipohjaisilla kemikaaleilla. Varastoissa, liikerakennuksissa ja maatalousrakenteissa käytetään vesipohjaisilla säilöntäaineilla ja kreosootilla kyllästettyä puuta voimansiirtotolppina.
Siementen, sienien ja kasvihuoneiden säiliöt: Käsiteltyä CCA-puuta voidaan käyttää; kreosootilla tai PCP:llä päällystettyä puuta ei suositella.
Puutarhalelut ja leikkivälineet lapsille: Voit käyttää puuhun kiinnittyviä vesipohjaisia säilöntäaineita täysin turvallisesti. Kuivaamalla puu uudelleen 22 %:n kosteuteen, pehmentämällä se ja kuivaamalla se sitten uudelleen poistetaan pinnalla näkyvät saostumat. On myös suositeltavaa levittää varmuuden vuoksi kaksi kerrosta vedenkestävää maalipintaa. Lahonnut puu on sopimatonta.
Eläinten kynät: Suurin osa säilöntäaineista on turvallisia käyttää näissä tiloissa. Edellä mainittuja menettelytapoja on noudatettava, jotta saostumat saadaan poistettua vesiliukoisilla suoloilla käsitellystä puusta ja jotta kreosoottipuu saadaan kuivattua ilmakuivaksi. Vältä PCP:n käyttöä säilöntäaineissa.
Ruoka-astiat: Vältä lahonneen puun käyttöä elintarvikkeiden säilytykseen. Säiliöihin suositellaan kupari-8-kinolinolaattia. Puunkiinnitteisiä säilöntäaineita, kuten CCA:ta, voidaan käyttää täysin turvallisesti, kunhan pintakertymät poistetaan aiemmin mainitulla tavalla.
Puun mittojen pysyvyys ja sen kemiallinen muokkaus
Puun mittavaikutusten epävakaus suhteellisen kosteuden vaihtelujen seurauksena on yksi puun haittapuolista. Puuta käsitellään tiettyjen ominaisuuksien parantamiseksi ja erilaisten mittamuutosten estämiseksi.
hydrofobiset seokset
a) Hartsit fenoliset
c) Polymeerieteeni
d) Puu-polymeerikomposiitit, joissa monomeerit polymerisoituvat puuhun
e) etikkahappoanhydridi yhdistettynä katalysaattoriin aineen asetyloimiseksi.
