При пропитке древесины растворами антисептиков увеличивается долговечность конструкций и изделий, эксплуатируемых в условиях переменной и избыточной влажности. В настоящее время все большее внимание уделяется вопросам предохранения древесины от разрушения как различными насекомыми, так и грибами.
Лиственница имеет высокую стойкость против гниения. В ряде случаев изделия из непропитанной лиственницы служат больший срок, чем из пропитанной древесины других пород. Однако знание способности древесины лиственницы пропитываться распространенными антисептиками очень важно для решения возможности ее практического использования. Ниже приведены данные (СибТИ) о пропитываемости лиственницы в зависимости от влажности древесины, концентрации растворов и длительности вымачивания.
При вымачивании древесины лиственницы в течение 30 суток в 3%-ном холодном растворе антисептика ХМ-5 средняя глубина пропитки заболони поперек волокон составила 2,4-6,2 мм, т. е. 0,1-0,2 мм в сутки, а вдоль волокон по заболони глубина пропитки 8,2 - 10 мм; по ядру 20,4-21,0 мм.
Вымачивание древесины в течение того же времени в 5%-ном растворе пентахлорфенолята натрия (ПХФН) дало среднюю глубину пропитки боковой поверхности заболони 2,2 мм, ядра - 1,2 мм. Глубина пропитки вдоль волокон по заболони составила 27,5 мм, по ядру 26,7 мм.
При вымачивании древесины лиственницы в 3%-ном растворе ФХМ получена средняя глубина пропитки по заболони в радиальном направлении по хрому и мышьяку - 2,1 мм, по фтору - 6,4 мм.
Приведенные данные свидетельствуют о низкой способности древесины лиственницы к пропитке различными антисептическими препаратами.
Обработка сырых лиственничных столбов доналитовой пастой с последующей выдержкой в течение 50-70 суток в укрытых штабелях обеспечивает глубину проникания антисептика на 9,3- 12,2 мм. Выдержка изделий в водном растворе доналита в течение 10-15 дней обеспечивает глубину проникания антисептика в древесину 6 мм, при 25 днях - 10 мм, при 45 днях - 15 мм. Пропитка методом горяче-холодных ванн дает привес антисептического раствора к весу сухой древесины, равный 10,9-15,1%, к весу сырой - 7,4-12,7%. Пропитка древесины лиственницы под давлением в течение 3 ч при 8 атм с предварительным прогревом в течение 1-3 ч без наколов не имеет преимуществ по сравнению с пропиткой методом горяче-холодных ванн.
В настоящее время есть данные об улучшении пропитываемости за счет удаления из древесины лиственницы арабогалактана, образующего пробки в проводящих элементах. В экспериментальных работах арабогалактан удаляли из образцов трехкратной циклической обработкой древесины горячей водой.
Смолы удаляли экстрагированием спиртобензольной смесью. Пропитка образцов велась 5%-ным раствором железного купороса и антраценовым маслом. Результаты пропитки показали, что предварительная циклическая обработка древесины горячей водой, в процессе которой удаляется значительная часть арабогалактана и происходит частичный распад гемицеллюлоз, значительно улучшает проницаемость ядровой древесины лиственницы (и сосны) водорастворимыми и маслянистыми антисептиками. Удаление только смолы дает меньший эффект.
Исследования возможности пропитки древесины лиственницы в столбах ведутся в настоящее время в СибНИИЛП. Полученные данные показывают техническую возможность пропитки столбов под давлением с торца, однако рекомендаций по этому вопросу еще нет.
Как и всякий консервируемый материал, столб, брус, шпала в результате пропитки должны получить достаточно глубокую со всех сторон защитную оболочку в зоне заболони и в зоне ядра. Практика показывает, что удовлетворительным качеством пропитки можно считать проникновение антисептика на глубину 12-15 мм.
Сортименты для эксплуатации при переменных температурновлажностных условиях пропитывают, как правило, масляными антисептиками. По данным А. М. Баракса, пропитка рекомендуется способом полного поглощения. Давление жидкости около 8 атм, продолжительность пропитки под давлением - 180 мин. Накалывание шпал перед пропиткой на глубину 15-16 мм, осуществляемое специальными машинами по определенной сетке, позволяет при указанных выше режимах обеспечить защитный слой антисептика на полную глубину накола.
Накол позволяет пропитывать древесину лиственницы по ядру и заболони при сокращении времени на пропитку. Пропитка антипиренами требует введения на 1 м3 древесины 50-75 кг антипирена. Практика показывает, что для пропитки лиственницы это возможно методом горяче-холодных ванн при машинном наколе по сетке. При этом достигается потеря веса древесины при поджигании по методике Всесоюзного института авиационных материалов (ВИАМ) ниже нормы для трудносгораемых материалов.
Пропитка антипиренами без накола не дает необходимых результатов.
Заслуживают внимания предложения о введении накалывания для снижения растрескивания крупных сортиментов из лиственницы в процессе их эксплуатации в переменных температурновлажностных условиях.
Для уменьшения растрескивания крупных сортиментов, эксплуатирующихся при переменной влажности, применяют различные обмазки торцов, скобы, обвязки, пропитку маслом. Сравнительные исследования показали, что накалывание и пропитка сортиментов в определенном сочетании дают наибольший эффект в борьбе с растрескиванием крупных лиственничных сортиментов.
Испытания с лиственничными шпалами подтвердили, что шпалы с наколами после сушки имеют значительно меньше трещин и меньший их размер. Еще меньше шпалы растрескиваются при предварительном накалывании и пропитке каменноугольным пропиточным маслом.
Объяснение этому явлению может быть дано на основании графика высыхания шпал во времени.
Наколотые и пропитанные до сушки шпалы высыхают медленнее и равномернее по сравнению с непропитанными, и особенно, не наколотыми. Из непропитанных шпал наколотые теряют меньше в весе, чем ненаколотые. Наколотые и пропитанные шпалы сохнут равномерно и теряют в весе в активный период сушки ежемесячно почти одинаковое количество влаги. Равномерное высыхание с замедлением поверхностного испарения приводит к значительному уменьшению напряжений в наружных слоях древесины и снижению растрескивания.
Накалывание крупных сортиментов (шпал) с высокой начальной влажностью в процессе последующей сушки снижает напряжение в периферийных слоях древесины, пропитка каменноугольным маслом замедляет испарение влаги из поверхностных слоев, а совместное действие этих видов обработки уменьшает количество трещин и в ряде случаев позволяет почти полностью избежать растрескивания.
На железных дорогах нашей страны из-за появления трещин в процессе эксплуатации выбраковывается до 50% шпал. Разработанные предложения помогут значительно увеличить срок службы изделий из древесины. В первую очередь это относится к шпалам из лиственницы.
Режимы пропитки древесины масляными антисептиками на шпалопропиточных заводах рекомендуются для пропитки наколотых шпал, брусьев для строительства мостов, гидротехнических сооружений, свай и т. д.
Накалывание производится со всех четырех сторон по установленной сетке на глубину не менее 15 мм.
Пропитанные с накалыванием для уменьшения растрескивания шпалы и брусья из лиственницы при прочих равных условиях, как показал опыт их эксплуатации, служат на 30-50% дольше сосновых.