Автоклавная пропитка древесины антипиренами

Технологии противопожарной обработки древесины,
виды антипиренов и их применение в промышленности

У процесса возгорания древесины есть определенная последовательность: в начале пожара под воздействием высокой температуры происходит обезвоживание древесины, затем, по мере возрастания температуры, начинают выделяться горючие газы, которые, при развитии пожара, соприкасаясь с нагретым воздухом, воспламеняются, что способствует дальнейшему горению.

Огнезащитные составы (антипирены), которыми пропитывается древесина, предохраняют ее от возможного возгорания, а если такое случается, замедляют скорость распространения пламени. Механизм действия огнезащитных пропиток таков: под действием пламени компоненты антипирена преобразуются в газообразное вещество и твердые продукты. Испаряясь, газообразное вещество охлаждает древесину, забирает у нее тепло и препятствует горению, а обуглившиеся твердые вещества образуют сплошную пленку, которая блокирует поступление кислорода, необходимого для поддержания огня. Таким образом, у пропитанной антипиреном древесины обеспечивается эффективная огнезащита как внутренней структуры, так и поверхности.

При выборе антипиренов для пропитки древесины следует обращать особое внимание на то, какой группе защитной эффективности они соответствуют согласно ГОСТ Р 53292-2009 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытания». Пропитки, соответствующие II группе огнезащитной эффективности, только препятствуют возгоранию, в то время как пропитки, относящиеся к I группе, обеспечивают полноценную защиту конструкций и элементов из древесины на всех стадиях пожара.

Отдавая предпочтение определенной огнезащитной пропитке, кроме показателя группы огнезащитной эффективности, необходимо также учитывать особенности горения каждого типа древесного материала, то есть принимать к сведению сорт, тип и плотность обрабатываемой древесины. К примеру, дубовая доска тяжело возгорается, даже будучи необработанной антипиренами, а вот необработанные ель и сосна воспламеняются и сгорают довольно быстро.

В настоящее время на российском рынке представлено большое количество антипиренов, предназначенных для обработки древесины. Их можно подразделить на две группы:

• Огнезащитные покрытия: лаки, краски, пасты, обмазки, которые используются преимущественно для защиты непросматриваемых конструкций, поскольку приме­нение таких покрытий ухудшает декоративные свойства древесины. Огнезащитные покрытия, как правило, наносятся на поверхность деревянных конструкций или изделий кистью. Следует отметить, что подобный метод нанесения обеспечивает лишь поверхностную защиту, поскольку используемые составы не проникают в глубь древесины, а остаются на поверхности конструкций или изделий.
• Огнезащитные пропиточные составы (пропитки). В отличие от огнезащитных покрытий, использование пропиточных составов позволяет сохранить текстуру и естественную красоту древесины, поэтому пропитки находят все большее применение. Обработка древесины огнезащитными пропиточными составами выполняется в промышленных условиях: пиломатериалы пропитываются анти­пиренами в автоклаве под давлением. При такой обработке огнезащитный состав проникает глубоко в поры древесины и заполняет их. При воздействии высокой температуры поверхность такой древесины возгорается в несколько раз медленнее, чем поверхность древесины, обработанная кистью, а пропитка, находящаяся глубоко в порах, препятствует распространению пламени.

После пропитки обработанную древесину выдерживают в комнатных условиях в течение не менее 12 часов, после чего подвергают сушке в печах.

Определяя степень эффективности огнезащитной пропитки, нанесенной в автоклаве под давлением, обратимся к сравнительным тестам скорости воспламенения и горения древесины хвойных пород (рис. 1 и 2).

Рис. 2. Схема развития пожара в здании, несущие конструкции и элементы которого пропитаны огнезащитным составом

Рис. 1. Схема обычного течения пожара

В первом случае образцы не были пропитаны огнезащитным составом, а во втором древесные панели были пропитаны огнезащитной пропиткой в автоклаве.

В обычных условиях, когда деревянные конструкции строений не обработаны огнезащитным составом, с момента начала пожара до выхода деревянной конструкции из строя (обрушения, образования сквозных трещин и значительных дефектов) проходит от 15 до 20 мин.

Если же несущие конструкции и элементы были пропитаны огнезащитным составом, скорость воспламенения древесины замедляется и до момента разрушения конструкций проходит около 40-50 мин.

Таблица. Примеры огнезащитных составов для обработки
древесины

Следует отметить, что в последнее время предприятия, занимающиеся промышленной обработкой древесины, все чаще отдают предпочтение антипиренам нового поколения на водной основе, поскольку при условии их применения создается возможность для нанесения на пропитанную древесину последующего финишного декоративного покрытия. Подобное ранее не представлялось возможным, поскольку традиционные ингибиторы горения создавались на кислотной основе, вследствие чего любое взаимодействие с лакокрасочным слоем приводило к повреждению последнего. Поэтому антипирены на кислотной основе выпускали в нескольких цветовых решениях.

Одно из неоспоримых достоинств водорастворимых огнезащитных составов - безопасность для внутренней отделки зданий, офисной и гостиничной мебели. Этим можно объяснить их возросшую популярность в России и странах Европы.

В частности, в ЕС этот класс антипиренов уже сертифицирован для тушения возгораний двигателей внутреннего сгорания в автомобилях и лодках, а также пожаров, возникающих из-за воспламенения пищевого масла в гостиничных комплексах и предприятиях общественного питания. Следует подчеркнуть, что огнезащитные пропитки на водной основе не повышают гигроскопичные свойства древесины, не способствуют развитию коррозионных процессов в металлических деталях и соединениях, не наносят вред окружающей среде и здоровью человека.

Подготовлено специалистами ООО «Вуд Протект Технолоджи»

Антипирены (ингибиторы)

Антипирены (от греч. anti - противодействие, и руr - огонь), или ингибиторы (лат. inhibere - задерживать - вещество, замедляющее или предотвращающее течение какой-либо химической реакции) - вещества, которые противодействуют горению материалов. При пропитке антипирены проникают в структуру древесины, что помогает предохранить ее от возгорания в случае воздействия высокой температуры и замедлить скорость распространения пламени, если произошло возгорание.