Грунтовки, антисептики и финишные покрытия для дерева в тяжелых условиях эксплуатации

Древесина – очень ценный строительный и отделочный материал. Разные ее сорта и виды характеризуются приемлемыми конструкционными (прочность, твердость, пр.) и декоративными (цвет, структура) свойствами.

«Поражающие факторы» для строительной и отделочной древесины

Слабое место практически любой химически необработанной древесины – ее сравнительно низкий срок службы, особенно в тяжелых условиях эксплуатации, характерных для наружного применения. Ведь она – это, по сути, омертвевшие части живого организма (дерева), которые имеют биологическую основу (целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы, смолы и дубильные вещества). Мертвая древесина не обладает многими системами защиты, характерных для живого, растущего дерева. В омертвевшем состоянии, благодаря своей «дышащей» (влаго- и воздухопроницаемой) структуре она стает подверженной действию многих разрушающих факторов, как атмосферной, так и биологической природы. К таким факторам относятся:

• колебания влажности, приводящие к ее периодическим разбуханиям и пересыханиям (изменение объема, геометрических размеров), следствием чего становится потеря структуры, «сухое» растрескивание (т.н. «рассыхание»);
• сезонные колебания атмосферной температуры, приводящие к летнему «выпотеванию» смолистых веществ и зимнему «морозному» растрескиванию древесины (вследствие «расклинивания» замерзшей внутренней влагой);
• разложение красящих веществ жестким ультрафиолетом солнечного света, которое приводит к обесцвечиванию (выгоранию) древесины, приобретению ею непривлекательного серого цвета;
• гниение, вызванное биологическим поражением плесневыми грибками и грибницами высших грибов, приводящее к таким порокам древесины, как:
  1)плесневое окрашивание, или синева (не снижает конструкционной прочности древесины, но уменьшая ее декоративную ценность, способствует разрушению и отслоению клеев, красок, лаков; обычно является начальным этапом грибкового поражения древесины, «открывает ворота» для проникновения более агрессивных «древесноядных» грибов);
  2)древесная (трещиноватая, волокнистая) гниль, как результат работы грибницы домового, штабельного гриба, трутовика и других видов; характеризуется практически полной потерей древесиной своей структуры, конструкционной прочности и декоративной ценности;
• поражение древесноядными насекомыми – ксилофагами, которые образуют в древесине каналы – червоточины, делая его более доступным для других видов поражения (грибкового, атмосферных факторов).

Одним из широких заблуждений является возможность бактериального (микробного) поражения древесины. На самом деле, цельная древесина бактериями практически не поражается, по причине высокой биологической стойкости ее лигниноцеллюлозного комплекса. Она становится доступной бактериям только после ее «проедания» грибами (в виде гнилостной древесной трухи) или в искусственно измельченном, размолотом состоянии (т.н. тырса). Потому очень часто применяемый термин «антисептики» (то есть противомикробные средства), для средств химической защиты древесины в корне ошибочен. Эти химические средства практически всегда имеют только фунгицидное (противогрибковое), инсектицидное (против насекомых) и альгицидное (против обрастания водными растениями) действие.

Способы, виды и средства обработки древесины в гидротехническом строительстве

В рамках гражданского гидротехнического строительства, на территории Украины как правило, применяются:

• в качестве строительной древесины – обычно дуб, реже бук, акация, ясень, в виде столбов, свай, пиломатериалов;
• в качестве отделочной древесины – обычно террасная доска из твердых пород дерева, как местных (те же дуб, бук, акация, ясень), привозных (кедр, лиственница), тропических (тик, мербау, палисандр и другие).

В гидротехническом строительстве применение древесины характеризуется тяжелыми условиями эксплуатации, а именно:

• наружным расположением конструкций (сооружений) под открытым небом;
• близостью или постоянным соприкосновением с водой (пресной, соленой, сточной);
• доступностью биологическим факторам поражения (плесневые, древесные грибы, насекомые – ксилофаги).

Для компенсации систем биологической защиты, существовавших в живом дереве, существенного продления срока службы строительной и отделочной древесины, в рамках гидротехнического строительства обычно применяется ее физико-химическая консервация (обработка). Которая может выполняться следующими способами:

1. Сплошная импрегнация (пропитка), обладающая наилучшими защитными качествами и их временной стойкостью. Как правило, применяется в массовом производстве и промышленном строительстве. В качестве пропиточных препаратов применяются составы на основе солей металлов (медный, железный купорос), креозот и т.д. Ее относительные недостатки – необходимость крупногабаритного промышленного оборудования (пропиточных емкостей, камер), затратность по времени, высокий расход препаратов, цена.
2. Поверхностная изоляция (покрытие). В качестве покрывных препаратов применяются разнообразные биоцидные и изолирующие вещества, с их частичным проникновением в пористый массив древесины (биоциды и фунгицыды, грунтовки, лазури, фасадные и террасные масла,) или поверхностным отвердеванием (лаки и краски). Данный способ, в сравнении с полной импрегнацией, обладает меньшими защитными свойствами и их временной стойкостью, но которые могут быть увеличены по времени воздействия путем обновления изолирующего покрытия. Поверхностная изоляция – технологически более простой способ обработки древесины, широко доступный в гражданском строительстве, даже в бытовых условиях, с применением простейших малярных инструментов. Часто, кроме консервирующих (защитных) свойств, покрывные препараты выполняют также декоративные функции (различные лазури и масла, лаки, краски).

По целевому назначению, физико-химическая обработка древесины бывает:

• Биоцидная (как правило, комплексная фунгицидно-инсектицидная, а иногда и альгицидная). В качестве биоцидов применяются креозот, медный, железный купорос, пропиконазол, перметрин и другие препараты.
• Изолирующая абсорбируемая, механизм действия которой состоит в вытеснении воздуха и влаги из пористой структуры верхнего слоя (до 10 мм и более) древесного массива, минимизации условий для его разрушения под действием атмосферных факторов, угнетении грибковой флоры и насекомых – ксилофагов. В качестве проникающих изолирующих препаратов применяются различные легко абсорбируемые древесиной водоотталкивающие смолы и парафины, органические (льняная, конопляная олифа, масло тунгового дерева) и минеральные (специальные нефтяные) масла. Такие вещества, как фасадные лазури и террасные масла, масла на основе парафинов, кроме защитных свойств, обладают отличными декоративными качествами, позволяют проявлять, выделять текстуру древесины, изменять в некотором диапазоне ее колеровку, придавать поверхности блеск, шелковитость, гладкость и т.д.
• Изолирующая поверхностная, с образованием внешней воздухо- и влагонепроницаемой, твердой или эластичной пленки. Как правило, сначала по поверхности обработанной (строганной, шлифованной) древесины применяются более дешевые грунтовки. Они служат для заполнения поверхностных пор, уменьшают поверхностную гигроскопичность (впитываемость) древесины, создают гладкую, высоко адгезивную поверхность, чем сокращают расход более дорогого финишного покрытия. В качестве «финиша» выступают декоративные лаки и краски для наружного применения (акриловые, алкидные, силикатные), которые образуют прочную, стойкую к атмосферным и биотическим воздействиям защитную пленку, часто с отличными декоративными свойствами (цветовая гамма, рисунок, текстура, блеск и матовость). Кроме прочего, лакокрасочные покрытия защищают древесину от воздействия жесткого ультрафиолетового излучения, приводящего к ее обесцвечиванию («выгоранию»).
• Противопожарная огнезащитная обработка антипиренами – веществами различной природы (солевые, фосфорорганические вещества), снижающие условия для горения (как правило, доступ кислорода) в очаге возгорания древесины. В качестве антипиренов выступают как поверхностные огнезащитные покрытия - пасты, обмазки (применяются там, где не нужны ее высокие декоративные качества), так и огнезащитные пропитки (органо-растворимые и водорастворимые).

Некоторые особенности и нюансы

Физико-химическая обработка строительной и отделочной древесины в рамках гидротехнического строительства является практически обязательным мероприятием. В первую очередь обрабатываются все наземные и надводные части деревянных конструкций, доступных для атмосферного кислорода, влаги, инфицирования плесенью, грибницами, проникновения ксилофагов. Также требуют обработки подводные и подземные части деревянных свай, которые могут обрастать водной растительностью, колониями моллюсков, поражаться живущими в воде или грунте насекомыми и червями.

При планировании тех или иных видов обработки древесины следует учитывать их физико-химическую совместимость. Так, на обработанную террасными и фасадными маслами древесину нельзя наносить лакокрасочное покрытие (будет отслаиваться и вспучиваться), под акриловые, алкидные, силикатные лаки и краски необходимо подбирать соответствующие по составу (совместимые) грунтовки.

Широко распространенные в продаже комплексные грунтовки – антисептики на самом деле являются больше маркетинговым ходом, чем реально полезным продуктом. Имеющиеся в их составе биоцидные вещества (как правило, только фунгициды) не отличаются большой глубиной проникновения в древесину, больше служат для противогрибковой защиты самого слоя грунтовки, чем глубины древесного массива. Потому биоцидную пропитку древесины и ее грунтование под финишное лакокрасочное покрытие оптимально разделить по времени и по действующим препаратам.

Распространенные отбеливатели древесины, позволяющие выровнять ее тон, устранить (обесцветить) местные загрязнения, потемнения, в т.ч. плесневую «синеву», на самом деле приносят больше вреда, чем пользы. Они изготовляются на основе гипохлорита натрия, общеизвестной «хлорки», которая разрушает структуру древесины, делая ее пористой, как губка, доступной для проникновения атмосферного воздуха и влаги, а за ними – агрессивных грибков.

В завершение следует напомнить, что практически все виды физико-химической обработки древесины обладают ограниченным временем действия. Оно связано с постепенным физико-химическим разложением веществ (окисление, растворение, воздействие ультрафиолета), их испарением (масла), физическим старением, повреждением ЛК пленочных покрытий и др. Но в то же время, во многих доступных случаях, при наружном (надземном, надводном) расположении деревянных сооружений или их частей, оно может быть многократно подвергнуто восстановлению и обновлению. Таким образом, грамотный и регулярный уход за деревянными сооружениями, конструкциями, декоративными деревянными покрытиями (настилами) позволит значительно, на десятки лет продлить срок их службы, сделать его сопоставимым со сроком службы металлоконструкций, каменных или железобетонных сооружений.