Древесина традиционно является одним из важнейших строительных материалов. Более того, древесина – это единственный стройматериал, который возобновляем и нейтрален по отношению к СО2. Потребность в использовании легких, экологически чистых и безопасных материалов делает применение древесины весьма актуальной. Но во многих ситуациях желательны и/или обязательны применять меры повышенной защиты этого стройматериала. Древесина, контактирующая с почвой и водой, может подвергаться разрушению грибковыми организмами. Бактерии действуют медленнее, но важность их воздействия усиливается в условиях пониженного содержания кислорода (столбы, свайные сооружения). Древесина, используемая для наружных окон и дверей, в особенности страдает от капиллярного водопоглощения, что способствует образованию зон, сильно подверженных повреждению, если не принимать особых мер при строительстве и консервации. Наконец, в субтропических и тропических регионах серьёзную угрозу древесине представляет деятельность жуков-древоточцев и термитов.
Основные принципы защиты древесины:
- Правильный выбор сорта древесины
- Сохранение строительных объектов в условиях максимальной сухости
- Обработка древесины химическими консервантами и/или обработка поверхности
ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР ДРЕВЕСИНЫ
При выборе подходящего вида древесины, во внимание принимаются особые составляющие древесины, а также ее механические свойства. Эти специфические составляющие отвечают за цвет и, в большей степени, за природную устойчивость древесины к биологическому разрушению.
Наиболее важные для износостойкости природные составляющие – это смолы и различные токсические соединения, содержащиеся в сердцевине. Многие виды древесины также содержат природные биоциды, противодействующие разрушающим древесину организмам.
Классификация некоторых видов древесины, часто используемых в Европе, дана в таблице ниже.
| виды древесины |
класс устойчивости |
|
лиственные породы |
|
| Merbau |
1-2 |
| Дуб европейский | 2 |
| Шорея красная (Meranti) | 2-4 |
| Тик | 1-3 |
| хвойные породы | |
| Лиственница | 3-4 |
| Ель обыкновенная | 4 |
| Сосна обыкновенная | 3-4 |
| Пихта европейская | 4 |
| Красный кедр | 2-3 |
Указанные выше классы устойчивости – это средние показатели для сердцевины древесины в контакте с землей. Для древесины, используемой в строительстве выше уровня земли, классы устойчивости не полностью отражают степень пригодности различных видов. Таблица 2 суммирует пригодность различных видов деревьев, обычно используемых в Европе.
Таблица 2. Пригодность видов древесины для использования в строениях выше уровня почвы.
| Хвойные породы | |||||
| Сосна | средняя | сучки содержат
большое количество смолы |
Обработке подлежит только заболонь*. Сердцевина к обработке не пригодна | Покрытие легко наносится на поверхность.
Возможно появление капель смолы и коричневых пятен |
Карнизы, заборы, обработанные консервантом. Фасады с покрытием поверхности. |
| Ель | средняя | очень твердые сучки. Низкое поглощение воды | с трудом поддается обработке | покрытие легко наносится на поверхность | особенно пригодна для фасадов и заборов, при обработке консервантов |
| Лиственница | средняя | Кислая поверхность может создать проблемы при нанесении покрытий | как у сосны | покрытие легко наносится на поверхность. При кислой поверхности возможны проблемы при применении водных ЛКМ | как у сосны |
| Красный кедр | средняя | древесная пыль может вызвать сенсибилизацию. При контакте с железом образуются черные пятна | обработка не обязательна | покрытие легко наносится на поверхность | особенно пригоден для фасадов с покрытием поверхности |
| Туя | средняя | см. выше | см. выше | см. выше | см. выше |
| Лиственные породы | |||||
| Дуб | средняя | дубильная кислота вызывает изменение цвета в сторону коричневого. При контакте с железом появляются черные пятна | обработке поддается заболонь* | покрытие легко наносится на поверхность. Часто наблюдается выделение дубильной кислоты. | столбы, высоко-качественные столярные изделия |
| Тик | средняя | присутствие природных восков может затруднить оклейку и окраску поверхности | обработка не обязательна | поверхность с трудом поддается обработке | садовая мебель,
высококачественные деревянные изделия |
*заболонь – внешняя часть ствола. В первую очередь является предметом консервации.
Для достижения длительной износостойкости наружных конструкций часто необходима защита химическими средствами. На древесину, находящуюся на открытом воздухе, воздействуют:
- Климатические факторы (солнце, осадки и ветер)
- Микроорганизмы (бактерии и грибы)
- Зеленые водоросли
- Насекомые
КЛИМАТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
СОДЕРЖАНИЕ ВЛАГИ
При постоянно меняющейся погоде содержание влаги в древесине будет меняться, что приводит к усушке и разбуханию. Со временем это приводит к образованию трещин и короблению, что, в свою очередь, повышает риск попадания дождевой воды в древесину. Если содержание влаги превышает 20%, опасность роста грибковых организмов повышается.
СВЕТ И ТЕПЛО
Солнечный свет вызывает частичное нагревание поверхности древесины и частичное химическое разрушение клеток древесины на поверхности. Поскольку древесина является хорошим изолирующим материалом, нагревается только внешняя сторона. Это означает, что на поверхности, вследствие усушки, вызванной повышенными температурами, могут образовываться трещины.
Повышенные температуры также вызывают смолотечение сучков, что вызывает проблемы при перекраске поверхности.
В основном, воздействие света на необработанные поверхности древесины приводит к разрушению лигнина, что оставляет на поверхности бесцветные молекулы целлюлозы.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
При взаимодействии погодных условий на необработанную древесину немедленно начинается бактериальное и микрогрибковое заражение. Скорость его распространения зависит от природной биостойкости вида древесины. Со временем заражение становится заметным в связи с ростом грибов синевы и появлением наростов плесневых грибов, что приводит к потемнению поверхности. Очень мокрые поверхности могут также окрашиваться в зеленый цвет вследствие роста зеленых водорослей.
Все указанные выше воздействия означают, что необработанная древесина подвергается атмосферному воздействию, что приводит к старению. Даже если древесина покрыта бесцветными маслами или лаком, в условиях использования на открытом воздухе ее первоначальный цвет сохранить невозможно.
При любых иных обстоятельствах, крайне важно обработать или покрыть древесину пигментированными системами (защита от атмосферного воздействия), содержащими эффективные биоциды для защиты от грибов и зеленых водорослей.
Консервация древесины подразделяется на две отчетливо различаемых области:
- Профилактическая обработка. Является преобладающим типом консервации древесины и обычно проводится до или во время строительных работ.
- Восстановительная обработка. В этом случае древесину обрабатывают с целью уничтожения уже присутствующих и действующих организмов. Она направлена в основном, против насекомых-древоточцев или сухой бурой гнили в домах, с целью уничтожения этих организмов на месте.
Методы нанесения обычно подразделяют на проникающие и непроникающие(поверхностные).
Проникающие процессы – это промышленные способы нанесения, чаще методом погружения в растворы с использованием соединений бора или фтора и использования вакуума.
Поверхностные процессы – включают в себя нанесение кистью, напыление или погружение. Первые два метода обеспечивают очень низкую степень проникновения в древесину и низкий уровень консервации. Кратковременное погружение (на несколько секунд) можно также сравнить с нанесением кистью, а погружение на длительный срок (несколько часов) в плане защиты можно сравнить с двукратной обработкой вакуумом.
ВЫБОР ПОКРЫТИЯ
Защитные покрытия включают в себя два этапа. Это предварительная обработка перед покраской защитными грунтами или пропитками, содержащими антисептики и фунгициды. Они могут быть прозрачными бесцветными, прозрачными колерованными (чаще для использования под покрытия лаками) и непрозрачными укрывными. Если же древесина имеет уже следы заражения плесенью и грибками, то до нанесения защитной пропитки или грунтовки ее следует обработать хлорсодержащими растворами для отбеливания древесины, промыть водой, и потом уже наносить защитные составы. Можно сказать, что эта технологическая стадия перед окраской ЛКМ является необходимой частью процесса.
И тем не менее ЛКМ, особенно водно-дисперсионные, часто содержат антисептики, фунгициды, инсектициды, о чем заявляют производители, представляя это как защиту для древесины. На самом деле, лакокрасочные покрытия (в частности по древесине) сами подвержены биологическому разрушению под действием тех же факторов (насекомые, плесневые грибы и т.д.). Поэтому введение в рецептуры красок и лаков защитных агентов – это не столько для защиты древесины, сколько защита самих покрытий. Вот почему необходимо предварительно пропитывать грунтовками и пропитками с защитными веществами саму древесину прежде чем покрывать её лаками или красками.
Пропитки и грунтовки могут быть как органического состава (с использованием органических растворителей), что легко понять по составу на этикетке производителя, так и акриловыми водными. Особой разницы в функциональной защите этих пропиток (грунтовок) нет. Но если вы предпочтете в последующем в качестве финишного покрытия выбрать водные акриловые лаки или краски, то лучше предварительно так же использовать водно-дисперсионные пропитки, поскольку на пропитки на растворителях (например, алкидные, нитро-, спиртовые, масляные) водно-дисперсионные материалы нормально не ложатся (могут возникнуть дефекты покрытия в виде “кратеров” или “шагрени”) и возникнет проблема с адгезией в последующем.
Теперь остановимся какую же лучше выбрать для древесины краску? Масляную, алкидную или водно-дисперсионную акриловую?
Масляные краски. В них масло, окисляясь на воздухе, образует пленку. Сшитая структура покрытия создает достаточно эффективную преграду от проникновения влаги и возникновения пятен, но внешние воздействия вызывают растрескивание покрытий, поэтому оно не долговечно.
Алкидные краски. Нашли широкое применение в 50-ых годах благодаря легкости нанесения, сокращению времени высыхания, большей стойкости покрытий к мелению по сравнению с натуральными масляными красками.
Водно-дисперсионные акриловые (латексные) краски. Акриловые покрытия отличаются большей эластичностью, которая выдерживает изменения древесины в размерах, что обеспечивает долговечность. Это необходимо для того, чтобы покрытие безотказно работало в широком диапазоне температур на сжатие-растяжение вместе с древесиной. Они надежно защищают древесину от влаги, имеют хорошую адгезию, обеспечивают покрытиям сохранность цвета и блеска, устойчивы к УФ излучению, колебаниям температуры. А главное, просты в применении (сокращение времени сушки), очищаются безрастворительными средствами, что позволяет избежать вредных выбросов при окраске и сушке.