Горение представляет собой процесс окисления, при котором продукты разложения древесины, нагретой до температуры воспламенения, вступают во взаимодействие с кислородом воздуха.
Горение древесины сопровождается интенсивным выделением тепла. Начавшись в определенном месте, горение продолжается до тех пор, пока имеется достаточный приток кислорода воздуха и сама теплота сгорания не рассеивается, а идет на прогревание новых участков материала до температуры воспламенения.
Температура воспламенения древесины (момент вспышки горючих газов) различных пород дерева колеблется в сравнительно небольших пределах: 250—300°. Однако длительный нагрев при температуре 120—150° сопровождается медленным и постепенным обугливанием древесины с образованием теплоемкого и самовоспламеняющегося на воздухе угля, что опасно для незащищенных деревянных элементов, подвергающихся нагреванию от печей, дымоходов и т. п.
Воспламеняемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, геометрической формой сечения деревянного элемента, скоростью воздушного потока (тяга), положением элемента в тепловом потоке (вертикальное, горизонтальное) и т. п.
Для нагрева поверхности мокрой древесины до температуры термического разложения необходимо дополнительное количество теплоты на испарение воды. Поэтому такая древесина труднее воспламеняется. Замедляющим фактором является также повышенная теплопроводность мокрой древесины; загоревшийся поверхностный слой ее скорее охлаждается.
Круглые и массивные элементы горят хуже, чем прямоугольные с малыми поперечными сечениями, с острыми ребрами и относительно развитой боковой поверхностью.
Нестроганная поверхность деревянного элемента подобно рыхлой древесине воспламеняется быстрее, чем гладкие поверхности древесины.
При температуре 130—280° в древесине происходят химические процессы, связанные с ее разложением и поглощением тепла, а при дальнейшем повышении температуры (свыше 280°) процесс разложения проходит с выделением тепла. Выделяющиеся при этом горючие газы воспламеняются на воздухе при температуре 400 — 450° и горят светящимся пламенем. Чтобы замедлить процесс разложения древесины, затруднить воспламенение выделяющихся продуктов разложения, устранить пламя и помешать его распространению по поверхности деревянного элемента или конструкции, древесину подвергают огнезащитной обработке.
Защищают все открытые поверхности деревянных конструкций, находящихся в зоне возможного воспламенения: стропила, деревянные кровли, полы и потолки междуэтажных перекрытий, настилы чердачных перекрытий, перегородки, лестницы и т. д.
При химической реакции, протекающей вследствие нагрева пропитанной древесины, происходит разложение огнезащитных солей с выделением сильных кислот — серной, фосфорной, соляной и др. Эти кислоты дегидратируют пропитанную древесину, извлекая кислород и водород, входящие в ее состав. Остающийся углерод не расходуется на образование калорийных газов типа метана и на другие вещества, получающиеся при термическом разложении непромитанной древесины, а идет на образование труднолетучего угля. Последний в силу своей малой теплопроводности эффективно защищает от сильного нагрева последующие необугленные слои древесины.
Таким образом, в результате пропитки огнезащитными растворами солей древесина, подверженная действию огня, медлен но, без пламени, разлагается (тлеет, но не горит); после удалс ния пламени тление прекращается. Огнезащитные краски и обмазки частично задерживают воспламенение древесины. При действии высокой температуры древесина под покровным слоем краски (обмазки) подвергается сухой перегонке, выделяющиеся при этом продукты разложения — горючие газы — выходят наружу, вспучивают и разрывают пленку. Горение газовых струек происходит на значительно удаленном от поверхности древесины расстоянии, что существенно уменьшает подогревающее действие пламени и замедляет скорость горения древесины.
Огнезащитный эффект обмазки, кроме того, может быть объяснен теплоизолирующим действием относительно толстого и теплоемкого покровного слоя, сохраняющегося до момента его отрыва от обуглившейся поверхности древесины.
Из всех существующих способов обработки древесины огнезащитными веществами наилучший эффект дает автоклавная пропитка (с применением вакуума и давления) при расходе 80—100 кг сухой соли на 1 м3 древесины
Глубокая пропитка получается при поглощении 100 и более процентов раствора от веса обрабатываемой древесины. Хороших результатов можно достичь при пропитке в горяче-холодных ваннах.
Глубокой пропитке подвергают отдельные деревянные элементы ответственных конструкций, для обработки которых применяют:
Вещества эти хорошо растворяются в воде (растворимость при температуре + 10° около 40%), не горючи и не летучи. Из всех огнезащитных солей они являются наиболее эффективными и широко используются в составах для глубокой пропитки и обработки поверхности древесины. Аммофос и диаммонийфосфат не вызывают коррозии черных металлов.
В огнезащитные составы для пропитки древесины часто входит соляровый дистиллят нефти или так называемый «соляровый контакт» (вязкая темная сиропообразная жидкость с удельным весом 1,10 содержащая около 40% сульфатонафтеновых кислот). Соляровый контакт легко растворяется в воде, он не горюч и не летуч.
Для получения раствора, обладающего одновременно огнезащитными и антисептическими свойствами, в огнезащитные составы добавляют фтористый натрий.
Значительно проще, хотя и менее эффективна огнезащитная обработка древесины методом поверхностной пропитки погружением ( на 2—3 часа) деревянных деталей з водный раствор солей- или двух-трехкратным нанесением на обрабатываемую поверхность (краскопультом или кистями) водных огнезащитных растворов и окрашиванием поверхностей деревянных элементов конструкций специальными огнезащитными красками или покрытием теплоизолирующими обмазками.
Поверхностной пропитке подвергают главным образом готовые здания и сооружения, а также отдельные деревянные элементы и сборные конструкции жилых и других зданий заводского изготовления. Для пропитки используют фосфорнокислый, сернокислый аммоний и другие вещества.
Ниже в качестве примера приводится рецептура огнезащитного состава для обработки поверхности древесины путем нанесения покровного слоя при помощи гидропультов или малярными кистями:
фосфорнокислый аммоний (100%-ный)—20% к весу раствора, сернокислый аммоний (98%-ный)—5% к весу раствора, соляровый контакт—3% к весу раствора, вода—72% к весу раствора.
Данный состав применяют для обработки деревянных деталей, находящихся внутри здания.
Огнезащитный раствор наносят на поверхность следующим образом. На подготовленную, т. е. заранее очищенную от остатков коры, луба, извести, цемента, старой краски и т. п., поверхность наносят в два-три приема из гидропультов или малярными кистями огнезащитный раствор. Поверхности деревянных элементов обрабатывают при температуре воздуха не ниже + 10° с перерывами в 3—4 часа, чтобы ранее нанесенный слой раствора успел впитаться древесиной.
Пропитка отдельных деревянных элементов, подлежащих сборке, производится после их полной механической обработки (опиловки, устройства гнезд, врубок и т. п.). Если при сборке конструкции необходимо снять часть покровного слоя, высверлить отверстия, выдолбить гнезда и т. п., то обнаженные участки нужно промазать огнезащитным раствором не менее трех раз.
Огнезащитного эффекта при поверхностной пропитке достигают нанесением водного раствора соли в количестве 1,0-1,2 кг на 1 м2 обрабатываемой поверхности.
(сокращенное наименование ПХВО) представляет собой раствор перхлорвиниловой смолы органических растворителях (ацетоне, толуоле и др.) с добавлением пластификаторов (хлорпарафина и др.). Эта краска бывает разного цвета, она атмосферостойка, нерастворима в воде не вызывает коррозии металла, горюча, после улетучивания органических растворителей дает негорючую пленку; применяете в качестве огнезащитного покрытия для незащищенных от увлажнения конструкций и сооружений.
представляет собой смесь силиката натрия (жид кого стекла) с наполнителем (мелом), пигментом (для подцветки), техническим глицерином и эмульсией хлорпарафина. Краска СК-ХЭМ бывает разных цветов (кроме белого). Она негорючая, быстросохнущая, дает пленку повышенной стойкости по отношению к действию углекислоты. Применяется она для поверхностей, защищенных от увлажнения.
Подготовленные для окраски, (поверхности (очищенные от пыли, грязи, старой краски) обрабатываются краскопультом или кистями в два приема. Каждый нанесенный слой сушится не менее 12 час. Расход краски составляет 600 г на 1 м2 обрабатываемой поверхности.
состоит из грунта и алюминиевой подцветки. Составляют эту краску обычно на месте. Грунт представляет собой раствор хлорлакойля в органическом растворителе (лаковый керосин) с добавкой пигмента (сурика железного); подцветка представляет собой раствор хлорлакойля в смеси органических растворителей (лаковый керосин и толуол с добавкой алюминиевой пудры.
Краска ХЛ горюча, но после улетучивания органических растворителей дает негорючую пленку; применяется она для окраски деревянных кровель.
Краску ХЛ наносят следующим способом: покрывают поверхность слоем грунта, затем сразу же сырую окрашенную поверхность посыпают песком. Через 48 час. (не ранее) по песчаной посыпке наносят второй слой грунта, выдерживают не менее 48 час, после чего за один прием наносится алюминиевая подцветка.
Расход грунта при двукратном нанесении на 1 мг поверхности составляет 800-900 г, песка 1,5 кг, алюминиевой подцветки 200 г. Песок и алюминиевую подцветку применяют для придания покрытию атмосферостойкости.
обычно имеют сметанообразную консистенцию. Их наносят на обрабатываемую поверхность малярными кистями. Нанесенный в два приема покровный слой, высыхая, образует корку толщиной в 2—З.мм. Расход обмазки в зависимости от ее состава равен 700—800 г на 1 м2 поверхности (за один раз).
Обмазки приготовляют на месте работы, применяют их для огнезащиты скрытых деревянных элементов зданий и сооружений (стропил, обрешетки и т. д.), защищенных от попадания нa них воды.
Для обмазки часто применяют суперфосфат—сульфитную глиняную обмазку (сокращенное наименование СС-Г), представляющую собой смесь (по весу): суперфосфата (25%), сульфитного щелока (15%), глины (25%) и воды с пигментом (35%).
Обмазки на основе глины, извести, гипса и т. п. являются простейшим и общедоступным средством защиты древесины.
Прочность сцепления обмазок с древесиной невелика и они cравнительно скоро разрушаются. Поэтому их необходимо периодически возобновлять.
