- kaitsevarustus immutamiseks
- Meetodid puidu immutamiseks kaitsevahenditega
- Autoklaav-difusioonimeetod ja külmvann
- Ühendite pealekandmine pinnale
- Keelekümblus kui puidutöötlemise viis
Puit on ehituses kõige sagedamini kasutatav materjal. Kuid see on väga vastuvõtlik sellistele kahjulikele mõjudele nagu niiskus, putukad ja närilised ei lähe sellest mööda. Puidu kaitsmiseks selliste kahjulike mõjude eest tuleb seda kasutada spetsiaalsed meetodid ravi, mis koosneb antiseptikumide kasutamisest. Nende kasutamise tehnoloogia võib olla väga erinev, kõik sõltub töötlemistingimustest, ehitusmaterjali edasisest kasutamisest. Tänapäeval on selliseid meetodeid palju, kõige lihtsam on keelekümblus suured vannid ja käsitsi töötlemine pinnad. Rohkem kui rakendatud raskeid teid nagu surveimmutamine.
Difusioon on molekulaarse skaala omadus ja see on seotud rakuseina mikropoorse struktuuriga, immutuskemikaalide molekulaarse suuruse ja kujuga. Maksimaalne ligipääs puidust rakuseina sisemusse saavutatakse siis, kui puit on täispuhutud olekus, mida on kõige lihtsam saavutada materjali veeküllastusega. Rakuseintes ei ole püsivaid kapillaare. Kui vesi kuivamise ajal desorbeerub, saavad rakuseintes olevad mikrofibrillid kokku. Pärast uuesti niisutamist liiguvad mikrofibrillid uuesti lahku, kuid mitte tingimata samades kohtades kui varem, ja vesi hõivab kõik mikrofibrillide vahelised vahed.
Puit on kõige populaarsem ehitusmaterjal, mis mädaneb, kui sellest ei hoolita.
Kaitsev immutamine
Kõigil vahenditel, millega puitu usaldusväärselt kaitsta, on suurepärased omadused. Sel juhul liigitatakse töödeldav puu eraldi rühmadesse:
Rakuseina mikropooride suurused varieeruvad olenevalt mõõtmismeetodist, kuid lahustumise vältimise meetod, mis on rakkude ligipääsetavuse määraja, tagastab läbimõõdu väärtused suurusjärgus alla 2-4 nm. See tähendab, et ükski molekul, mille läbimõõt on suurem kui 2-4 nm, ei suuda tungida läbi lignifitseeritud materjali rakuseina. See ei takista üsna suurte molekulide, näiteks polüetüleenglükoolide difundeerumist rakuseina, kui molekulid on vees lahustuvad, lineaarsed ja neil on hea painduvus piki selgroogu.
Immutamine “vaakum-surve-vaakum” tehnoloogiaga on usaldusväärne vahend puidu pikaajaliseks kaitsmiseks.
- raskesti immutatavad on saar, nulg, pöök, Siberi lehis, kuusejuha, kuuse maltspuu, jalakas;
- mõõduka immutamisega - see on mänd, lepp, haab, pärn, vaher, sarvepuit, tamm, lehis, seedri maltspuit;
- kergesti immutatav - see on kask, tavaline mänd(maltspuit).
Immutamiseks kompositsiooni valimisel tuleb arvestada materjalirühmaga, kuna lahus lihtsalt ei suuda tungida vajaliku sügavusele.
Kuid hargnenud molekulidel on vähem juurdepääs raku siseseinale. On väidetud, et molekulid, mille molaarmaht on suurem kui 100 cm 3 mol -1, ei pääse ligi rakuseinale. Eelistatavalt ei hõlma leiutisekohane protsess surveanumaid. Eelistatavalt teostatakse protsess ilma surveimmutamiseta.
Ühes leiutise teostuses immutatakse kemikaalid puidu rakuseina läbi termilise jahutusprotsessi. Termilist protsessi saab rakendada kuivale puidule ja haljaspuidule, kuid kuna gaasid paisuvad ja tõmbuvad kokku rohkem kui vedelikud, siis õhuga täidetud puidule tekitatav vaakum on tõhusam. Seetõttu kasutatakse kuiva puitu, kui kemikaale kasutatakse ainult immutamiseks enamus puit.
Kaitseühenditena kasutatakse:
- lahendused pintsli pealekandmiseks;
- vannidesse sukeldamise lahendused (lühiajaliseks ja pikaks ajaks);
- lahused materjali pinnale pihustamiseks;
- kompositsioonid tööks vaakumtingimustes, kõrge rõhu all;
- difusioon immutamine;
- kuumade ja külmade vannide lahendused.
Tagasi indeksisse
Kui aga kemikaalid hakkavad pärast seda etappi puitunud rakuseinasse difundeeruma, on oluline, et rakusein sisaldaks vett või vaakumit ning seetõttu tuleks kasutada rohelist või taaspuhastatud. Kell õige kasutamine meetod tagab surve all oleva immutamise üsna tõhusa asendamise. See meetod ei piirdu immutuskemikaalide tüübiga, vaid kasutada võib nii vesi- kui õlikemikaale.
Ühes teostuses sukeldatakse puiduproovid esmalt kuuma immutuslahuse või ainult kuuma vee lahusesse. Enamus keemilised ained imendub külma vanni ajal. Teise võimalusena võib kuiva puiduproove panna ahju, kuumpressida, aurutada või pihustada. kuum vesi või võta pärast koorimist otse kuivatist. Sellele etapile järgneb sukeldamine külma kemikaalide lahusesse immutamiseks, keemiline dušipihusti või rulliga pealekandmine.
Meetodid puidu immutamiseks kaitsevahenditega
Tänapäeval, et tagada puidu kaitse, erinevaid meetodeid immutused, mis võimaldavad sügavale massi sisse viia antiseptikumid ja tuleaeglustid. Selliseid meetodeid on palju, nende tehnoloogiad on erinevad, mõnda neist saab hõlpsasti oma kätega teha, ülejäänud nõuavad spetsiaalset varustust. Kõige tavalisemad on järgmised kaitsemeetodid:
Ühes leiutise teostuses viiakse immutamine läbi vaakumis. Ühes teostuses kasutatakse immutusprotsessis vaakumkasti või vaakumrulli. Vaakumit kasutatakse kemikaalide lisamiseks põhiosa puidust. Kui kemikaalid difundeeruvad rakuseina, on oluline, et rakusein ei oleks õhuga täidetud. Seetõttu võib kasutada kas rohelist või uuesti valitud puitu või kasutada esmalt vaakumit vaakumsüsteemõhu eemaldamiseks rakuseinast ja seejärel saab kemikaale peale kanda edasise vaakumiga või ilma.
- rõhu all autoklaavides;
- pinnale kandmine;
- vananemine spetsiaalsetes vannides;
- vaakummeetod;
- kombineeritud kuivatamise-immutamise meetod.
Tagasi indeksisse
Puidutöötlemise skeem surve all.
Kaitsemeetodid on erinevad, tõhusaks peetakse ravi surve all oleva antiseptikumiga. Selleks on vaja võtta ainult kuiva või kuivatatud puitu, mida hiljem kasutatakse rasked tingimused. See kehtib vundamentide, tugede, vaiade ehitamise kohta, mõnel juhul saab just seda materjali kasutada kompleksi ehitamiseks. sõrestikusüsteemid mis alluvad rasketele koormustele.
Ühes leiutise teostuses kasutatakse immutamisprotsessis kontaktpressi, kasutades vaakumit, rõhku ja temperatuuri. Kontaktpressi saab kasutada rohelisel, taaskasutatud või kuival puidul. Siiski enamus tipptulemused saavutatakse kuiva puidu pealekandmisega ja seejärel vaakumi ja seejärel rõhu rakendamisega. Pärast seda protsessi peab immutatud puit või puittoode jääma märjaks, et immutuskemikaalid saaksid puiduraku seina difundeeruda.
Puidu enda immutamine toimub järgmiselt:
- Esiteks luuakse spetsiaalses kambris survevaakum ja puu massis luuakse tingimused haruldaseks.
- Antiseptik viiakse puidu sisse kõrge rõhu all, see tungib sügavale materjali sisse, mida muude meetoditega on peaaegu võimatu saada.
- Viiakse läbi viimane õlidega immutamine, mis samuti teostatakse vaakumtingimustes. Pärast seda töödeldakse materjali kuivatamise ajal vees lahustuvate antiseptiliste ühenditega.
Seda immutusmeetodit kasutatakse siis, kui on vaja maksimaalset kaitset.
Ühes teostuses võib puitu või puittoodet leotada ja kasta kemikaalidesse. See meetod on erineval määral edukas olenevalt puidu liigist, selle algseisundist ja temperatuurist. See meetod annab parima tulemuse, kui vaakum rakendatakse esmakordselt puidule või puittootele.
Need immutusmeetodid toimivad hästi eraldi või kombineerituna. Kasutatav tehnika sõltub soovitud immutusefektist ja läbitungimissügavusest ning sellest, kas on vaja difusiooni rakuseina. See võib juhtuda leegiaeglustite, mõnede värvainete, biotsiidide, õlide, rasvhapete ja emulsioonide puhul, et leotada kemikaale ainult suures osas puidust.
See on keeruline, seda tehakse ainult spetsiaalsete seadmete abil.
Tagasi indeksisse
Autoklaav-difusioonimeetod ja külmvann
See puidu immutamise meetod põhineb asjaolul, et toorpuitu töödeldakse vaakumis spetsiaalsetes vannides. Materjali eelkuivatamine pole vajalik, protsess ise toimub 3 etapis:
Suurema osa puidust läbitungimise parandamine, näiteks kemikaalide imendumise suurendamine või töötlemiskiiruse kiirendamine on võimalik selliste meetoditega nagu kuumutamine, lõikamine, mikrotöötlus, plasmatöötlus, kompressioon, veetöötlus, aurutöötlus. , mikroorganismid, ensüümravi, keemiline töötlemine, spooni koorimisel suurenenud koorumine jne.
Ühes teostuses rullitakse lahti pidev spooni koorumise kontroll ja suurendatakse spooni pindala. Koorimistesti avamisel immutatakse spooni leotamise või pihustamise teel. Tšekkide avamisel saab vaakumit rakendada vaakumrulli abil. Pärast rulli ja immutusfaasi suletakse koorimiskontrollid ja immutuskemikaalid jäävad spooni sisse.
- Auruvaakumkuivatuse läbiviimine puidumassi kõikidele välisosadele.
- Surve all sisestatakse kaitsvad hajutavad ained, millel on vees lahustuvad omadused.
- Pärast töötlemist hoitakse puidumassi eritingimustes ladudes umbes 2-4 nädalat difusioonikompositsiooni ümberjaotamiseks, millele järgneb segu kõigi komponentide fikseerimine.
Meetodit, mil puit immutatakse spetsiaalsetes vannides, nimetatakse PRHV-ks. Seda kasutatakse antiseptikumide, leegiaeglustite pealekandmiseks puidust elemendid majade ehitamisel. Vaakum põhjustab puidumassi sees rõhulanguse teket. Materjal kastetakse esmalt kuuma, seejärel külma lahusesse. Kuumutamisel kogu õhk, mis on saadaval ülemised kihid, massi sügavustes, eemaldatakse, vedelik on võimeline auru kujul sügavale puitu tungima.
Ühes teostuses on polükarboksüülhapetel kaks või enam karboksüülrühma näiteks ristsidumiseks. tselluloos reaktsioonil tselluloosi hüdroksüülrühmadega. Kitosaan, tselluloos, ligniin ja hemitselluloos on vees suhteliselt lahustumatud. Kuid nende oligomeerid on vees lahustuvad ja leostuvad seetõttu välja, välja arvatud juhul, kui need on ristseotud, polümeriseerunud või puidu rakuseina külge kinnitatud. Polükarboksüülhapete, näiteks tselluloosi, reageerimise mehhanism on esterdamine difunktsionaalsete karboksüülhapetega, moodustades tsüklilise anhüdriidi vaheühendeid.
Antiseptiline immutamine tungib nii sügavale kui võimalik. Välise atmosfäärirõhu mõjul täituvad kõik poorid ja õõnsused täielikult kaitsvate ühenditega. Tehnoloogia on teostatav eritingimustes, sellist immutamist pole kohapeal võimalik oma kätega teha.
Leiutis on seotud tehnoloogiaga sügav immutamine peamiselt puitu lehtpuu parandada selle füüsikalis-keemilisi ja tarbijaomadusi. Kirjeldatakse puidu süvaimmutamise meetodit, mille puhul viiakse läbi eelevakueerimine rõhul 0,05-0,08 MPa ning immutuslahust ja puitu kuumutatakse ühes vaakumseadmes, sukeldades puitu immutuslahusesse või eraldi vaakumis. aparaadid, seejärel immutuslahuse ülekandmine puiduga vaakumseadmesse, säilitades samal ajal vaakumi, taluvad immutuslahusesse sukeldatud puitu vaakumis, misjärel tõstetakse rõhk vaakumseadmes atmosfäärirõhuni või tekitatakse. ülerõhk, immutuslahus eemaldatakse, peale puidu hoidmist, puit kuivatatakse, immutuslahuse komponendid kinnitatakse puidus fikseeriva koostisega, mis moodustab immutuslahusega suhtlemisel termiliselt stabiilseid ja vees mittelahustuvaid aineid. . Samal ajal töödeldakse fikseeriva kompositsiooniga "kuuma-külma vanni" meetodil ja puit kuivatatakse jääkniiskusesisalduseni 20-25%. Kavandatud meetod võimaldab saada paremate füüsikaliste ja keemiliste omadustega puitu. 2 n.c.p. f-ly.
Ühes teostuses teostatakse ristsidumine pärast valmistamist puittooted, näiteks. lõpuks tootmisliin. Eelistatavalt võib iga puittoode või iga puittoote osa olla täielikult või osaliselt immutatud.
Meetodit saab läbi viia per se tuntud seadmete abil. Kemikaalide immutamine, spoonide virnastamine, spoonide liimimine liimiga, puittoote valmistamine ja muud tüüpilised etapid võib läbi viia mis tahes tehnika tasemest tuntud meetodiga. Puitplaadi spooni saab omavahel ühendada näiteks mis tahes liimi või liimiga. fenoolformaldehüüd, karbamiidformaldehüüd, melamiin või nende kombinatsioonid või nimetatud vaik, mis on asendatud või osaliselt asendatud biofenoolidega, või bioadhesiivne või isekleepuv, või immutuskemikaalide kasutamine liimina.
Leiutis käsitleb kaitsvate tugevdavate kompositsioonide ja tehnoloogia väljatöötamist puidu, peamiselt lehtpuidu süvaimmutamiseks, et parandada selle füüsikalisi, keemilisi ja tarbijaomadusi.
Puidu eelised ehitisena ja struktuurne materjal hästi tuntud. Samal ajal on puit hügroskoopne, kergesti avatud atmosfääri hävitavatele mõjudele, madala biostabiilsusega ja suure tuleohuga.
Seda tüüpi liim ei vaja erinevalt fenoolvaigust ruumi rakuseina läbistamiseks. Ühes teostuses töödeldakse modifitseeritud spooni sidumise parandamiseks plasmaga. Leiutisekohast meetodit saab kasutada erinevaid valikuid rakendamine.
Leiutise eeliseks on see, et kemikaale on lihtne puitu immutada. Tänu leiutisele on võimalik pakkuda näiteks mitmesuguseid erinevaid puittooteid. puitplaat, spoon puulaud ja puidu modifikatsioonid. See leiutis pakub parema mõõtmete stabiilsuse ja bioloogilise tugevusega puittoote. Puidu või puittoodete on-line immutamine kemikaalide seina sisseviimiseks puitplaadid puidu omaduste muutmiseks erinevaid rakendusi väga mitmekesine.
Teadaolevatest puidu süvaimmutamise meetoditest on tõhusaimad ja olulisemad autoklaav-difusioonmeetodid (I.G. Romanenkov, F.A. Levites. Fire protection ehituskonstruktsioonid. M., Stroyizdat, 1991, lk 129-131). Autoklaav-difusioonimmutamise tüüpilise variandi rakendamisel on võimalik saavutada terve maltspuidu vesilahuste immutamise sügavus kuni 5 mm. Rohkem sügav tungimine Puidu immutamist takistavad selles lahustunud gaasid ja ennekõike süsihappegaas, mille lahustuvus ühes mahus vees temperatuuril 20°C on 0,88 mahuosa. Kontsentreeritud immutuslahustes võib esineda ka muid lahustunud gaase. Tööpaagist puiduga vaakumautoklaavi jõudes "keeb" immutuslahus koheselt sellest kiiresti eralduvatest gaasidest. Faasipiiril, immutusvedeliku ja vaakumi pinna vahel puitmaterjal, moodustub "gaasipadi", mis takistab või vähendab järsult vedeliku võimet tungida puidu pooridesse. Osa puidu rakkudesse ja õõnsustesse sattunud lahusest vabastab neis jätkuvalt selles sisalduva gaasi jääkkoguseid, kuna puit oli eelnevalt evakueeritud. Puidu rakkudesse ja õõnsustesse tekkivad gaasi-õhkkorgid pärsivad veelgi immutusprotsessi. Toiminguid tuleb korrata mitu korda, mis mitte ainult ei suurenda puidu immutamiseks kuluvat aega ja energiat, vaid toob kaasa ka tootlikkuse languse ning kui immutuskompositsioonides kasutatakse termiliselt või hüdrolüütiliselt ebastabiilseid ühendeid, võivad koostised muutuda ühest. vaakumimmutamise tsükkel teisele.
Leiutise eeliseks on meetodi kulutõhusus. See meetod ei nõua laevu kõrgsurve ja seda saab integreerida vineeri tootmisliiniga. Leiutisekohane meetod sobib erinevateks rakendusteks.
Leiutist kirjeldavad täiendavalt üksikasjalikud näited rakendamine, viidates lisatud joonistele 1-11, milles. Joonisel fig. 1 näitab üldist reaktsioonimehhanismi polükarboksüülhapete ja puitunud rakuseinas oleva madala molekulmassiga oligomeeri vahel.
Joonisel fig. 2 näitab kitosaani ristsidumise mehhanismi puiduraku seinas. Joonisel fig. 3 näitab kitosaani ristsidumise mehhanismi puitunud rakuseinas, et luua asendus. Joonisel fig. 4 on näidatud kitosaani ja sidrunhappe ristsidumise mehhanism puitrakkude seinas.
Patent RU 2011511 rakendab immutusvedeliku ja puidu vahelise rõhugradiendi loomise põhimõtet. Impregneerimisprotsess viiakse läbi hermeetiliselt suletud immutuskambris, mis on täidetud materjali ja immutusvedelikuga ning ühendatud anumaga, milles tekib sügav vaakum. Kiire (impulss)ühenduse hetkel vaakumkamber ja immutuspaak spetsiaalse seadme abil immutuskambris on rõhu järsk langus. Nagu mainitud patendis toodud tabeli andmetest tuleneb, on pakutud tehnoloogia rakendamise tulemusena kaitse- ja/või värvainelahuse neeldumine (puidu massiprotsentides) vahemikus 4,36% kuni 63,8%. , keskmiselt 30-31%), mis on puidu andmiseks täiesti ebapiisav nõutav tase tulekaitse, bioloogiline stabiilsus, mehaaniline tugevus ja muud omadused. Teatavasti (I.G. Romanenkov, F.A. Levites. Ehituskonstruktsioonide tulekaitse. Moskva, Stroyizdat, 1991, lk 251) on vaja sellesse 1 m 3 materjali kohta viia vähemalt 90-120 kg leegiaeglustit, mis , peaks enimkasutatavate leegiaeglustite maksimaalsel võimalikul kontsentratsioonil suurusjärgus 20-22%, moodustama 500-600 kg immutuslahust 1 m 3 puidu kohta, s.o. umbes 100-110%.
Joonisel fig. Joonisel 5 on näidatud vesinikperoksiidi abil saadud kitosaani oligosahhariidide erineva kontsentratsiooniga immutatud puidu protsentuaalne suurenemine. Joonisel fig. 6 näitab töödeldud puidu massi juurdekasvu ja mõõtmete paisumist nii radiaal- kui ka tangentsiaalses suunas enne ja pärast ühekordset leostumist.
Joonisel fig. 7 on näidatud erinevad puidu immutamise meetodid. Joonisel fig. 8 on kujutatud leiutisekohase meetodi graafik. Joonisel fig. 9 näitab tulemusi erinevaid ravimeetodeid puit. Joonisel fig. 11 näitab testi tulemusi. Selles näites avalikustatakse erinevad ristsidumise mehhanismid. Kahe või enama karboksüülrühmaga polükarboksüülhapped ristseotakse kitosaaniga reaktsiooni teel tselluloosi hüdroksüülrühmadega. Ükskõik, milline ristsildaja, nagu polükarboksüülhapped või madala molekulmassiga oligomeer, on kasutatud, on kolm võimalikku mehhanismi ja mis tahes või nende kombinatsioon võib ilmneda igal ajal.
Nagu on näidatud pakutud meetodi praktilise rakendamise näidetes pooltööstuslikus versioonis, ulatub immutuslahuse neelduvus 120-150% töödeldud puidu massist, mis on palju kõrgem kui keskmised standardid, mis tagavad maksimaalse. tulekaitse.
Prototüübiks valitud patendis FR 2658445 kirjeldatakse meetodit ja tehnoloogiat puidu või muude poorsete materjalide töötlemiseks nende geomeetriliste parameetrite stabiliseerimiseks, poorsuse ja hügroskoopsuse vähendamiseks töödeldava materjali ja immutamise vahel rõhuerinevuse tekitamise põhimõtet. rakendatakse ka vedelikku, mis on hästi tuntud ja praktikas kasutatav, näiteks antiseptikumid ja puidukaitse. Impregneerimiskompositsioonide keemiline olemus ja käitumine aparaadis tekkiva vaakumi tingimustes (diallüülftalaadi monomeerid, stüreen, polümerisatsioonireaktsiooni initsiaator) ei vaja nende degaseerimiseks vaakumtöötlust, kuna algselt ei sisalda need lahustunud gaasid, mis segavad immutamist. Samal ajal on puidu ja immutusvedeliku kohustuslik kuumutamise etapp enne immutamist, mis on kavandatud meetodis vajalik, vastunäidustatud diallüülftalaadi monomeeride, stüreeni, nende polümerisatsiooni initsiaatorite, kasutatud orgaaniliste lahustitega puidu immutamise tehnoloogias. , kuna temperatuuri tõus kiirendab polümerisatsiooniprotsessi.
Need kolm mehhanismi on kujutatud joonistel fig 2-4 kitosaani ristsidumiseks sidrunhappega. Tavaliselt keskenduvad mehhanismid kitosaani esterdamisele polükarboksüülhappega; polükarboksüülhape võib aga reageerida kitosaani protoneeritud aminorühmadega, kuid need moodustavad ainult soolasideme kitosaani aminorühmadega. Kuigi võivad toimuda mõlemad reaktsioonid, on esterdamine kõige tõhusam.
Joonisel fig. 2 on kitosaani ristsidumine suurema molekuli moodustamiseks. Kitosaani ristsidemed, kasutades ristsiduvat ainet ja katalüsaatorit, hõlbustavad reaktsioone, nii et kitosaan polümeriseerub osaliselt. See ristsidumise vorm viib lõpuks rakuseina mahu suurenemiseni ja kui reaktsioon on piisav, võib see olla piisav mõõtmete stabiilsuse parandamiseks.
Leiutise tehniline eesmärk on parandada puidu immutamise kvaliteeti ja vastupidavust, suurendada immutuslahenduste komponentide kinnitussügavust ja ühtlust.
Tehniline tulemus saavutatakse puidu süvaimmutamise meetodil, mis hõlmab immutuslahuste eelevakueerimist ja kuumutamist, puidu eelevakueerimist ja kuumutamist, puidu immutamist, töötlemist kinnituskompositsioonidega. Samal ajal toimub immutuslahuste ja puidu eelnev evakueerimine ja kuumutamine ühes vaakumseadmes, kastes puit immutuslahusesse või eraldi vaakumseadmetesse, seejärel viiakse immutuslahus puiduga vaakumseadmesse, säilitades samal ajal vaakum. Esialgne evakueerimine viiakse läbi rõhul 0,05-0,08 MPa. Impregneerimislahusesse sukeldatud puitu hoitakse vaakumis, misjärel tõstetakse rõhk vaakumseadmes atmosfäärirõhuni või tekib ülerõhk. Pärast immutamise lõpetamist immutuslahus eemaldatakse, puit kuivatatakse ja puitu töödeldakse fikseerivate kompositsioonidega, kasutades “kuum-külma vannide” meetodit. Kinnitusainetena kasutatakse kompositsioone, mis immutuslahustega suhtlemisel moodustavad termiliselt stabiilseid ja vees lahustumatuid aineid. Puidu kuivatamine teostatakse pärast puidu hoidmist jääkniiskuse sisalduseni 20-25%.
Meetod viiakse läbi järgmiselt.
Vaakumeelne etapp
Impregneerimislahus evakueeritakse eraldi vaakumseadmes, kuni saavutatakse konstantne ajas muutumatu rõhk suurusjärgus 0,05-0,08 MPa, lahust kuumutatakse ja vaakumit säilitades viiakse see sarnaselt puiduga vaakumseadmesse. - tolmuimejaga ja kuumutatud. Immutuslahuse ja puidu eeleemaldamine võib toimuda ühes vaakumseadmes, samal ajal kui puit kastetakse kuumutatud immutuslahusesse, mille järel tekib vaakum.
Selle tulemusena degaseeritakse immutuslahused ja puit, mis välistab puidus "gaasikorkide" tekkimise võimaluse selle järgnevas vaakumimmutamise protsessis ja tagab täieliku (läbi)immutamise ühe tsükli jooksul.
immutamise etapp
Pärast vaakumpuidu valamist arvutatud koguse degaseeritud immutuslahusega selle etteandmine peatatakse, immutusaparaat ühendatakse puiduga vaakumseadmest lahti. Hoidke vaakumit 3-4 tundi. Seejärel vabastatakse vaakum atmosfäärirõhuni või tekib immutusvedeliku kohale liigrõhk (kuni 2 atmosfääri) ja puitu immutatakse seni, kuni lahuse taseme langus lõpetab, s.o. kuni selle puidu imendumise lõpuni. Kuni immutusprotsessi lõpuni peab puit olema alati immutusvedeliku kihi all. Immutamise lõppedes eemaldatakse immutuslahus.
Vananemise ja kuivamise etapp
Immutamise ajal ei ole immutuslahusel aega tungida ja ühtlaselt jaotada töödeldud materjali kõigis anatoomilistes struktuurides. Seetõttu hoitakse immutatud puitu ööpäeva kl toatemperatuuril järgneb kambris kuivatamine.
Nagu teada, toores puit kask (lauad, puit) praktiliselt ei allu "sunnitud" kuivatamisele, kuna see on pragunemise, kõveruse, pikisuunaliste ristdeformatsioonide all. Isegi kui täheldatakse kõige leebemaid kuivatamisviise kuivatuskambrites, on tagasilükkamise määr 50-60%.
Kavandatavate meetoditega töödeldud kase-, lepa-, papli- ja muude lehtpuude puit kuivatatakse kergesti ja defektideta igat tüüpi kuivatites isegi kõige karmimate temperatuuritingimuste korral. Kõige rohkem varajased staadiumid kuivamisel, kuna osa töödeldud puidust aurustub rakkudes, õõnsustes, juhtivates kimpudes ja muudes struktuursetes ja anatoomilistes elementides, jõuab immutuslahuse kontsentratsioon küllastuspiirini ja immutuslahusesse sisestatud ainete mikrokristalliseerumisprotsess. puit algab. Toimub tugevdamine, rakuseinte omamoodi "tsementeerimine", puidu tsellulooskiud immutuskompositsiooni komponentide mikrokristallidega. Materjal kõveneb, kaotab pragunemisvõime, kõverdumisvõime, piki- ja põikisuunalised deformatsioonid. Tegelikult saab puidust juba kuivamise vahefaasis kvalitatiivselt uus materjal. Edasine kuivatamine (vastavalt vajadusele tehnoloogiline režiim 25-30% niiskus) muutub võimalikuks sõita rasketes tingimustes, vähendades aega ja säästes energiaressursse 3-4 korda.
Pärast konvektiivset kuivatamist 25-30% niiskuse tasemeni tehakse puidule viimane tehnoloogiline operatsioon - sellesse sisestatud komponentide fikseerimine.
fikseerimise etapp
Puit laaditakse immutusvannidesse, valatakse kuuma kinnituslahusega ja immutatakse kuum-külmvanni meetodil. Imendunud lahuse kogus määrab fikseerimisprotsessi lõpuleviimise.
Kinnitamise olemus taandub konvektiivkuivatuskambrist väljatõmmatud kuuma (t~70°C) puidu sukeldamisele, mis viiakse koheselt koos kinnituslahusega külma vanni.
Kinnituslahuse "F-1" tüüpiline koostis.
Kuuma puidu järsu jahtumise tõttu, kui see on sukeldatud F-1 lahusega külma vanni, tekib puidu õõnsustes harvendamine, s.o. tekib vaakum. Selle sügavus ei ole nii oluline kui vaakumimpregneerimisel, kuid piisab 60-80 kg kinnituslahuse imamisest 1 m 3 puidu kohta. Astudes keemilisele interaktsioonile eelnevalt sisse viidud ainetega (ammofoss, karbamiidfosfaat), muutuvad kinnituslahuse komponendid praktiliselt lahustumatuteks, keemiliselt vastupidavateks ja kõrge sulamistemperatuuriga sooladeks: alumiiniumfosfaadid, magneesiumammooniumfosfaat, magneesiumoksalaadid. Kõik need ained on ka tõhusad leegiaeglustid, antiseptikumid ja "tsementeerivad" materjalid. Puidus moodustuvad need lahustumatud ühendid tekitavad ületamatu barjääri nii algselt sissetoodud komponentide teel väljapoole kui ka atmosfääri niiskuse, sademete ja muude atmosfääri hävitavate komponentide teel puu sees, s.t. rolli mängida kaitsev ekraan, samal ajal tsementeerides, tugevdades puitu, kaitstes seda tule ja biokahjustuste eest. Puit läbib täiendava lõpliku kuivatamise.
Puidu vaakumimmutamiseks sobivate immutus- ja kinnituslahuste kemikaalide valikul peavad olema täidetud järgmised tingimused ja nõuded: komponentide keemiline ühilduvus ja lahuste stabiilsus nende säilitamise ja töötamise tingimustes; ökoloogiline puhtus nii koostisainete kui ka koostiste ohutus valmis; kompositsioonide kõrged funktsionaalsed omadused; komponentide kättesaadavus ja suhteliselt madal hind; preparaatide põhikomponentide kõrge lahustuvus ja nende hüdrolüütiline stabiilsus; lahuste piisavalt kõrge termiline stabiilsus, lenduvate ja gaasiliste toodete puudumine lahustega töötamisel ja töödeldud puidu töötamise ajal; töödeldud puidu värvi, tekstuuri, esteetiliste omaduste säilitamine; mittehügroskoopsus; võõraste lõhnade puudumine; ühilduvad liimikompositsioonid ja värvimismaterjalid.
Võttes arvesse ülaltoodud nõudeid, võib näiteks välja pakkuda järgmise immutus- ja kinnituskompositsioonide koostise:
Impregneerimiskoostis: 1 - ammofoss, 2 - uurea fosfaat, 3 - antiseptikumid, 4 - vahueemaldajad (pindaktiivsed ained), 5 - vesi;
Kinnituskoostis: 1 - bischofiit, 2 - alumiiniumsulfaat, 3 - oksaalhape, 4 - vesi. Olenevalt modifitseeritud puidu otstarbest (koos määratud eesmärk puidu omadused on omavahel seotud: põlevus, kõvadus, puidu töödeldavus, sobivus liimide ja värvide ja lakkidega, hügroskoopsus, UV-kindlus, niiskuskindlus, biolagunemine jne) saab valida ka teisi koostisi nii immutus- kui ka kinnituskoostistest (vt Näited ). muutumas keemiline koostis immutus- ja kinnituslahused, nende kontsentratsioonid, töötlemisviisid ja -aeg ning muud protsessi parameetrid, on võimalik saada etteantud omadustega puitu.
Kinnituslahustega töötlemise tulemusena on välistatud immutuslahuste funktsionaalsete komponentide puidust väljapesemise võimalus, saavutatakse rakuseinte ja muude puidu anatoomilise struktuuri elementide tugevdamine ja kõvenemine, selle tugevusparameetrid suurenevad järsult, hügroskoopsus väheneb, biostabiilsus suureneb jne. Üle veerandi saadud puidu kogumassist langeb mineraalkomponendile. Sisuliselt luuakse sel viisil puidu baasil "mineraliseeritud puit" - uus struktuur- ja ehitusmaterjal.
Kavandatava tehnoloogia kõige täielikum ja ühtlaseim immutamine saavutatakse lehtpuidu (kask, pärn, tamm, haab, pappel, lepp) töötlemisel. Vaigustsoonid, mis hõivavad olulise osa puidumassist okaspuud, takistavad immutuslahuste tungimist puitu.
Näide 1. Hinnanguline kogus puitu suhtelise õhuniiskusega 18-25% asetatakse autoklaavi, seade suletakse ja evakueeritakse jääkrõhuni 0,08-0,05 MPa. Samal ajal immutuslahus evakueeritakse ja kuumutatakse kuni selle täieliku degaseerimiseni aparaadis, mis suhtleb immutusautoklaaviga tolmuimetava puiduga. Protsess loetakse lõppenuks, kui saavutatud vaakum püsib muutumatuna 20-30 minutit.
Pärast seda viiakse kuum immutuslahus süsteemis vaakumit säilitades üle autoklaavi koos puiduga sellises koguses, et immutusmaterjal oleks alati immutusvedeliku kihi all. Säilitades lahuse temperatuuri vahemikus 60-70 °C ja vaakumis 3-5 tundi, kuumutatakse saematerjali, mille järel immutusautoklaavis vabaneb vaakum, rõhk tõstetakse 1,6-2,0 atm-ni ja immutusprotsess algab. viiakse läbi seni, kuni puit ei ima immutuslahust, mis võtab aega 3 kuni 6 tundi.
Selle immutamisetapi lõpus viiakse rõhk autoklaavis atmosfäärirõhuni, liigne immutuslahus pumbatakse reservpaaki, puit eemaldatakse ja hoitakse, et võrdsustada immutuslahuse kontsentratsioon kogu immutuslahuse massis. puit toatemperatuuril üheks päevaks. Seejärel viiakse läbi immutatud puidu kamberkuivatus.
Niiskuseni 23% immutatud puidu kambris kuivatamisel, seejärel fikseerimislahusega töötlemisel "kuum-külm" vannide meetodil ja lõplik kuivatamine 8% niiskuseni, saime "mineraliseeritud" kasepuidu tihedusega 0,78 g / cm 3 (780 kg / m 3).
| Selles näites on fikseeritud järgmised parameetrid: | |
| 1. Puidu suhteline õhuniiskus | 24,0%; |
| 2 Impregneerimislahuse temperatuur enne valamist: | |
| esialgne | 16°C |
| ülim | 70°С |
| 3. Vaakumiaeg (degaseerimine) | 2 h 20 min |
| 4. Esialgne vaakum (üle külm lahus) | 0,06 MPa |
| 5. Kuumutage kuumutatud lahus vaakumiga | 0,012 MPa |
| 6. Ime tolmuimejaga üle tolmuimeja | 0,073 MPa |
| 7. Puidu tolmuimemise aeg | 1 h 30 min |
| 8. Puidu soojenemisaeg kuuma immutuslahuse all | 5 h |
| Joonis 9. Puidu immutamise aeg pärast vaakumi vabanemist ja rõhu suurenemist kuni 2 atm | |
| 10 h |
Pidamine välimus, tekstuur, rohkem väljendunud aastarõngaste muster, modifitseeritud kasepuit on praktiliselt mittesüttiv, kõrge kõvadusega, kuid sobib igat tüüpi puidutöötlemiseks, on hästi lihvitud ja poleeritud, ühildub liimide ning värvide ja lakkidega, ei ole hügroskoopne, vastupidav ultraviolettkiirgusele, atmosfääri niiskusele, biolagunemisele.
Näide 2. Vaakumseadmesse laaditakse 1 m 3 (645 kg) kasetala mõõtmetega 60×80×3400 mm ja puidu esialgse niiskusesisaldusega 27%. Puidu virn kinnitatakse klambritega, aparaat suletakse ja täidetakse ˜2 m 3 retsepti nr 1-"P" järgi valmistatud immutuslahusega.
Impregneerimislahus valmistatakse ainete ülaltoodud komponentide järjestikuse lahustamisega vees ja sellele puuduva koguse vee lisamisega, et saavutada immutuslahuse kontsentratsioon vahemikus 23-26% (massi järgi), immutuslahuse tihedus. lahused on ˜1,14-1,17 g/cm 3 .
Pärast immutuslahuse valamist autoklaavi puiduga lülitatakse sisse kütteseade ja lahuse temperatuur viiakse 75-80°C-ni. Puitu kuumutatakse kuumas immutuslahuses 3-5 tundi, mille tulemusena pehmenevad puidu struktuursed ja anatoomilised elemendid, lülitub sisse vaakumpump ning algab puidu ja immutuslahuse sünkroonne degaseerimise protsess. Vaakumit järk-järgult suurendades reguleeritakse immutuslahuse keemise intensiivsust ja jahutamisel viiakse rõhk immutuskambris tasemele 0,05-0,08 MPa. Tolmuimemisprotsess kestab 3-4 tundi. Degaseerimise lõpetamist hinnatakse vaakumi languse lakkamise järgi süsteemis pärast seda, kui vaakumventiilid on suletud ja vaakumpump. Sellest hetkest algab puidu immutusprotsess, mille jaoks vabastatakse vaakum, tõstetakse rõhk aparaadis 1,2-1,3 MPa-ni ja puitu immutatakse kuni immutuslahuse taseme languse lõpetamiseni (juhtimine - veemõõturiga). ). Protsess lõppeb 4-5 tunniga. Pärast puidu immutusprotsessi lõppu, kuni immutuslahuse taseme languse peatumiseni pumbatakse ülejääk varupaaki, ülejäänud töödeldud puidust eraldunud immutuslahusel lastakse ära voolata, aparaat laaditakse maha, puit kantakse üle konvektiivsele kuivatuskamber. Ülaltoodud toimingute tulemusena leitakse immutuslahuse alg- ja lõppmahu erinevuse järgi puitu neeldunud lahuse kogus.
Kõigi ülaltoodud toimingute tegemisel sama puiduga, immutuslahusega, temperatuuri tingimused ja kõik muud tingimused, välja arvatud etapp eelsoojendada puitu kuuma immutuslahusega, on võimalik lisada puitu 43-47 kg / m 3 leegiaeglustite-antiseptikumi “kuiv” komponente (norm 90-120 kg / m 3), mis on täiesti ebapiisav. puit mittesüttiv, tule- ja biokaitse, tugevusomadused.
Näide 3 Valmistatakse järgmise koostisega immutuslahus:
Järgnevad toimingud on sarnased näites nr 2 kirjeldatutega, ainsa erinevusega, et immutuslahuse vaakum- ja kuumutamisprotsess ning puidu vaakumprotsess viiakse läbi erinevates seadmetes. Esimeses aparaadis kuumutatakse immutuslahust ja degaseeritakse vaakum, tõstes vaakumit autoklaavis jääkrõhuni vahemikus 0,05-0,08 MPa.
Teise autoklaavi laaditakse 220 kg (~0,3 m 3) kaseplaate suhtelise õhuniiskusega 31% ja sortimendi standardmõõtudega 40 × 280 × 3300 mm, fikseeritakse etteantud asendis ja evakueeritakse jääkrõhuni 0,048. MPa, mille järel mõlema autoklaavi rõhku langetamata pumbatakse kuuma degaseeritud immutuslahust esimesest autoklaavist teise koos puiduga. Impregneerimislahuse temperatuuri hoitakse 60-65°C juures 3 tundi ja peale puidu kuumutamist, säilitades ettenähtud vaakumit, hoitakse seda veel 1 tund. Seejärel vabastatakse vaakum, autoklaavis luuakse ülerõhk (~1,3 MPa) ja puit immutatakse etteantud immutuslahuse neeldumistasemeni, teostades kõik tehnoloogilised toimingud kirjeldatud näites nr 2.
| Järgmised parameetrid on fikseeritud: | |
| 1. Puidu algmaht ja mass | 0,3 m 3 (220 kg) |
| 2. Puidu esialgne niiskus | 31% |
| 3. Geomeetrilised parameetrid materjalist | 40×280×3300 mm |
| 4. Autoklaavi sisestatud lahuse esialgne maht | 600 l |
| 5. Lahuse mass ja tihedus | m = 688 kg, p = 1,147 |
| 6. Degaseeritud lahuse temperatuur | 68°С |
| 7. Degaseerimise (vaakum) aeg | 1 h 20 min |
| 8. Vaakum aparaadis puiduga pärast | 0,12 MPa |
| immutuslahuse valamine | |
| 9. Enne immutamist vaakum | 0,073 MPa |
| 10. Puidu kütteaeg Σ | 4 tundi |
| 11. Puidu immutamise protsessi aeg | 5,5 tundi |
| 12. Liigne surve immutamise ajal | 0,3 MPa |
| 13. Puidu sisse imendunud lahuse kogus | 167,4 kg |
| 14. Puitu sisestatud ainete hulk | 40,5 kg (135 kg/m) |
| 15. Kuivatatud puidu tihedus pärast immutamist | 0,74 (740 kg/m). |
Kõik järgnevad immutatud puidu kuivatamise, kinnituslahusega töötlemise, lõpliku kuivatamise toimingud on sarnased eelnevalt näites nr 2 kirjeldatuga.
Vastu võetud puit tihedusega 762 kg/m 3 ja omadused selliste parameetrite poolest nagu tulepüsivus, põlevus, bakteritsiidne, kõvadus (Shore'i järgi), ilmastikukindlus, hügroskoopsus sarnane näite 2 järgi töödeldud puiduga. Puit säilitas oma Värskelt saetud puidu välimus ja loomulik varjund, mis on tingitud olemasolust suur hulk mikrokristalne kaltsiumfosfaat.
1. Puidu süvaimmutamise meetod, mida iseloomustab asjaolu, et eelevakueerimine toimub rõhul 0,05-0,08 MPa ning immutuslahuse ja puidu kuumutamine ühes vaakumseadmes, kastes puit immutuslahusesse või eraldi vaakumseadmetes, seejärel immutuslahuse viimisel puiduga vaakumseadmesse vaakumit säilitades hoitakse immutuslahusesse sukeldatud puitu vaakumis, misjärel tõstetakse rõhk vaakumseadmes atmosfäärirõhuni või tekib liigrõhk. loodud, immutuslahus eemaldatakse, pärast puidu hoidmist, puit kuivatatakse, immutuslahuse komponendid on fikseeriva koostisega puidus fikseeritud lahus, mis immutuslahusega koosmõjul moodustab termiliselt stabiilse ja vee -lahustumatud ained.
Laadimine...