План:
1. Ремонт поврежденных поверхностей вставками из древесины.
2. Метод модифицирования древесины синтетическими полимерами.
Вопрос 1. Ремонт поврежденных поверхностей вставками из древесины
В старых домах деревянные балки перекрытий с течением времени приходят в негодность. Наиболее слабыми точками являются узлы вхождения балок в несущие стены, а также места расположения сантехнических приборов и прохождения труб через перекрытия. Каждая из этих зон характеризуется повышенной влажностью и высокой вероятностью протечек, в результате которых вода попадает на несущие деревянные балки перекрытий.
Взаимодействие дерева и влаги приводит к гниению и уменьшению прочностных характеристик. Жить в таких домах попросту опасно. Схожая ситуация и со стальными балками перекрытий первых этажей, расположенных над подвальными помещениями. Здесь из-за воздействия подвальной сырости, подтоплений, разрывов тепломагистралей и т.д. создаются благоприятные условия для появления коррозии и, соответственно, снижения прочностных свойств.
Решить эту проблему можно двумя способами. Первый — это усилить существующие деревянные перекрытия. Это можно сделать методом протезирования, при котором установленная деревянная балка усиливается стальными или деревянными протезами, концы которых крепятся внутри несущей стены.
Второй вариант — это полная замена перекрытий балки. И наилучший вариант — установка клееных деревянных балок. Перед реконструкцией необходимо подготовить проектную документацию, произвести оценку состояния имеющихся конструкций, учесть все особенности здания. В проекте должна быть отражена организация проведения работ по изменению конструктивных элементов.
При проведении ремонта по предупреждению развития грибковых заболеваний необходимо выполнять следующие требования.
Новая древесина, завезенная для ремонта, должна быть изолирована от поврежденной. Всю гнилую древесину следует удалить, предварительно опрыскав конструкции, пораженные домовыми грибами, и прилегающую к пораженным участкам здоровую древесину.
Из химических средств, используемых для уничтожения грибка, наиболее эффективны 5 - 10%-ный водный раствор медного или железного купороса, а также антисептическая паста марки 200.
Сгнившие элементы удаляются с захватом здоровых участков не менее чем на 40 - 60 см по длине. Поверхностную гниль удаляют, зачищая поверхность конструкций до слоев здоровой на вид древесины - с нормальным цветом и прочностью. Нужно создавать соответствующие условия для просушки древесины - продухи и интенсивную естественную вентиляцию.
Всю очищенную гнилую древесину, грибные налеты и другой органический мусор сжигают в топке котельной или в костре.
Наиболее интенсивно разрушается древесина в зданиях с погребами и ямами для домашнего обихода, с непроветриваемыми и неблагоустроенными подпольями, где скапливается влага от проходящих систем отопления и водопроводных труб.
В некоторых рубленых домах поражение древесины наблюдается вскоре после ввода их в эксплуатацию.
Например, деревянные рубленые дома, построенные в одном из поселков для служащих больницы, оказались пораженными домовым грибом через год после окончания строительства. При обследовании выяснилось, что подполья устроены без продухов, кирпичный цоколь местами соприкасался с грунтом. В домах были вырыты погреба, причем вынимаемая земля отбрасывалась к стенам, поэтому все нижние венцы касались земли или были ею засыпаны.
При выполнении работ по удалению пораженных участков деревянных конструкций подполья необходимо изъять также верхний слой земли толщиной 10 - 15 см с обязательным предварительным обеззараживанием его раствором медного или железного купороса, Грунт следует вывезти на свалку и закопать вне территории строительства.
Кирпичные поверхности, соприкасавшиеся с загнившими элементами деревянных конструкций и расположенные поблизости от них, также должны обеззараживаться после очистки от грибковых образований - их опрыскивают антисептиками, прогревают огнем паяльных ламп, соблюдая противопожарные требования.
При выполнении ремонта предусматривают конструктивные меры, обеспечивающие создание нормального режима для деревянных конструкций (выполнение гидроизоляции, устройство продухов, отмостков, защита от атмосферных осадков).
Работы по замене и антисептированию древесины выполняются квалифицированными рабочими под руководством технического персонала.
Химические способы защиты древесины, безусловно, эффективны, но они не всегда могут быть применены по ряду причин. Например, ограничения в их применении возникают из-за определенной токсичности препаратов, из-за технологических и организационно-производственных сложностей обработки лесоматериалов, изделий и конструкций. Поэтому стремятся с максимальным эффектом использовать конструктивные методы защиты древесины,
Вероятность и скорость биоразрушения древесины в конструкциях зависят главным образом от температурно-влажностных условий, в которых она эксплуатируется. Как правило, в области конструкционной защиты древесины изыскивают простые и доступные меры по устройству либо тепло -, пароизоляции, либо вентиляции, а также обеспечению надежных стыков, защите от атмосферных воздействий и т.п., направленных на поддержание «сухого» режима. Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации малоэтажных домов заводского изготовления показывает, что при соблюдении в процессе проектирования и строительства правил конструкционной противогнилостной профилактики эти дома могут служить длительное время.
Появляются новые типы индустриальных несущих и ограждающих конструкций, для изготовления которых используют древесину камерной сушки, плитные материалы. Эффективные утеплители, гидроизоляционные и герметизирующие материалы, с одной стороны, в значительной мере сняли остроту проблемы, а с другой - поставили ряд новых вопросов, связанных со спецификой проектирования и строительства зданий и сооружений с их применением. Так, например, широкое внедрение древесно-клееных конструкций при возведении зданий и сооружений потребовало разработки мер по предохранению их не столько от биоразрушения, сколько от расслаивания. При использовании древесно-плитных материалов для обшивок стеновых панелей, плит покрытий (перекрытий), а также в качестве основания под рулонную кровлю и полы требуется решать вопросы, связанные с защитой их от увлажнения и коробления. Кроме этого еще велика доля использования древесины как местного строительного материала при возведении сельхоззданий, индивидуальных домов, хозяйственных построек, навесов, автодорожных мостов и т.п., строительство которых ведется, как правило, с использованием недосушенной или даже сырой древесины. Таким образом, вопросы конструкционной защиты древесины не только не потеряли сегодня своей актуальности, но приобрели большую остроту.
Значение конструкционной профилактики трудно переоценить, если учесть, что она в ряде случаев является единственной и достаточной мерой защиты деревянных конструкций от неблагоприятных эксплуатационных воздействий. Конструкционная противогнилостная профилактика деревянных конструкций должна осуществляться во всех зданиях и сооружениях независимо от срока службы.
Основные требования конструкционной противогнилостной профилактики:
1) предохранение древесины конструкций от непосредственного увлажнения атмосферными осадками, грунтовыми и поверхностными водами, а также от промерзания и конденсационного увлажнения;
2) систематическая просушка древесины конструкций путем обеспечения осушающего температурно-влажностного режима (вентиляция помещения);
3) применение для конструкций древесины, которая прошла атмосферную или камерную сушку (при влажности менее 18% грибы не развиваются).
Особое значение для сохранности конструкций имеет искусственная (камерная) сушка древесины. Ценность такой сушки заключается в том, что под действием высокой температуры древесина становится менее гигроскопичной и стерильной, так как гибель грибов наступает значительно быстрее при действии повышенных температур во влажном воздухе. Так, в воздухе с относительной влажностью 100% при температуре 65°C гибель мицелия настоящего домового гриба происходит в 3 раза быстрее, чем в сухом воздухе.
Сохранность строительных конструкций из древесины в течение длительного времени эксплуатации обеспечивают также правильный выбор материалов по теплотехническим показателям, специальная защитная обработка отдельных компонентов и изделий в целом и точное определение температурно-влажностного режима помещений
Вопрос 2. Метод модифицирования древесины синтетическими полимерами
Впервые в России с применением уникальной технологии получен новый композиционный материал — полимер-модифицированная древесина (разработчик — фирма «Паритет»). Внешне этот материал выглядит как обыкновенная древесина.
Для обработки по данной технологии могут использоваться любые породы дерева, но для каждой из них разрабатывается свой технологический режим. Для этого берутся заготовки из дерева, высушенные обычным способом, имеющие остаточную влажность 2–10%.
Перед полимер-модификацией заготовки древесины подвергаются длительному и мягкому гидротермическому воздействию — для снижения влажности. Низкая влажность необходима для успешной полимер-модификации, потому что влага, оставаясь в структуре дерева, мешает полной ее пропитке, а под воздействием высокой температуры в процессе полимеризации влага закипает и переходит в пар, который вытесняет полимер наружу, снижая физико-механические свойства полимер-модифицированной древесины (ПМД). В этом случае модификация древесины произойдет не в полном объеме.
После уменьшения влажности древесины до минимально возможной, используя ее гигроскопичность и пористость, производится объемная пропитка высокопроникающим полимером, имеющим плотность меньше воды. Данный полимер используется для производства органического стекла, каучука, без осколочного стекла (триплекса) и т.д. Полимер, проникая в дерево, как вода в губку, затем переходит в твердое состояние (полимеризуется) под действием внешнего источника энергии. Дерево выполняет роль арматуры, а его поры, капилляры заполнены полимером, обволакивающим волокна целлюлозы, что приводит к образованию жесткой структуры. В результате получается полимер-модифицированное дерево (ПМД) с сохранением внешнего вида натурального дерева. Такое дерево не гниет, т. к отталкивает влагу, превосходя по этому показателю даже лиственницу.
ПМД при внешнем сходстве с натуральной древесиной приобретает полезные достоинства пластика, оставаясь экологически чистым продуктом, который слабогорюч, обладает хорошими теплоизолирующими и диэлектрическими свойствами. Как и дерево, сохраняет способность к механической обработке. После шлифовки ПМД имеет идеально гладкую поверхность, на которой видна красота натурального дерева.
Изделия из модифицированной древесины после шлифовки не требуют дополнительной обработки — покраски, покрытия лаком, натирания мастикой или воском.
Полимер-модифицированная древесина, получаемая при помощи высокой технологии как из ценных пород дерева (дуб, ясень, бук и т.д.), так и из менее ценных (сосна, липа, береза, кедр), а также малоценных (ольха, осина, тополь), лишена недостатков обыкновенной древесины. При обработке древесины по уникальной технологии получается модифицированный продукт, который не подвержен влагопоглощению, имеет высокую плотность, прочность, твердость, ударную вязкость, не боится грязи, влаги. ПМД обладает стабильностью форм и размеров, не подвержен короблению. Выдерживает температурные перепады от +150 до –150 °С.
В ходе научных исследований разработчиком впервые в России удачно осуществлен способ объемной (полной) окраски пород деревьев с одновременной модификацией.
Были получены образцы ПМД, окрашенные в различные цвета: охристый (бархатный), красно-коричневый (сандал, палисандр), темно-коричневый (орех), медно-красный (красное дерево), розовый, зеленый, зеленый с «плесенью» (малахит), бурый, желтый, синий, черный (мореный дуб). Например, сосна при объемном окрашивании дает эффект полосатого дерева с разделением на светлые и темные полосы. Цвет полос может быть любой из вышеперечисленных.
Среди экспертов по древесине и профессиональных столяров-краснодеревщиков был проведен специальный опрос, для которого предоставлялись образцы из полимер-модифицированного дуба, ясеня, сосны, березы, тополя без объемной окраски, ПМД с объемным окрашиванием, а также образцы из обыкновенного дерева этих пород. Все образцы были строганные и отшлифованные. Практически все специалисты, участвовавшие в опросе, отметили, что образцы сильно отличаются по весу и гладкости поверхности. При этом образцы их ПМД были самыми гладкими и создавалось впечатление, что их поверхность обработана порозаполнителем и грунтом, а сверху покрыта матовым лаком, хотя образцы из ПМД ничем дополнительно не обрабатывались.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что ПМД, обладая внешними признаками обыкновенной древесины, превосходит все существующие в природе породы. Любая порода дерева после полимер-модификации превосходит исходную (обыкновенную) по характеристикам в 2–3 раза. А такие недостатки обыкновенного дерева, как деформативность, усушка, коробление, водопоглощение, влагопоглощение, гниение, болезни, поедание насекомыми, у модифицированного дерева отсутствуют, вследствие чего эксплуатационные способности изделий из ПМД в агрессивной среде повышаются в 4–5 раз.
Основные свойства ПМД открывают следующие направления их использования: дачная и садовая мебель, уличные лестницы, площадки, дорожки, древесные напольные и уличные покрытия. Из ПДМ можно изготавливать высококачественный паркет, оконные рамы, входные дверные блоки, мебель, облицовочные панели, элементы строительных конструкций (при малой толщине материала), стоки животноводческих ферм и химических производств, морские и прибрежные сооружения, оборудование для спортивных залов. ПМД подходит для изготовления корабельной оснастки (палубы), для реставрации архитектурных памятников и предметов старины, для декорирования яхт, изготовления формоустойчивых моделей для литья.