Konserwacja drewna.pdf

Drewno w budownictwie

årodki i metody impregnacji

KONSERWACJA DREWNA

Miros¸aw Piotrowski

Anna Dydycz

Grupa ATLAS

Drewno jest materia¸em o szerokim zastosowaniu.

W zaleýnoæci od jego przeznaczenia drewno

wymaga pokrycia rýnymi pow¸okami malarskimi

zabezpieczajcymi je przed zniszczeniem

(dzia¸aniem ognia, grzybw domowych

albo owadw Ð technicznych szkodnikw drewna)

oraz zachowujcych jego pi«kno.

Drewno jako materia¸ o niejednorod-

nej anizotropowej budowie, podlegaj-

cej procesom niszczenia i rozk¸adu, jest

jednym z materia¸w porowatych naj-

trudniej poddajcych si« zabiegom kon-

serwacji i ochrony przed czynnikami nisz-

czcymi. åwiadczy o tym ogromna rýno-

rodnoæ i rwnoczeænie niedoskona¸oæ

ærodkw i metod stosowanych w konser-

wacji, mimo ýe prby rozwizywania pro-

blemw ochrony drewna i ograniczenia

jego ujemnych w¸aæciwoæci podejmowane

by¸y od pocztku jego stosowania. Wszel-

kie zabiegi w stosunku do drewna, czy to

w celu zapobieýenia procesom niszcz-

cym przez modyfikacj« jego w¸aæciwoæci,

czy w celu wzmocnienia os¸abionej tymi

procesami struktury, wiý si« z przesyce-

niem porowatej materii drewna odpo-

wiednim ærodkiem impregnujcym.

sowa impregnacj« ogniochronn, znacz-

co wp¸ywajc na popraw« bezpieczeÄstwa

uýytkowania. Drewno jest materia¸em pal-

nym, dlatego w zaleýnoæci od jego w¸aæci-

woæci fizycznych okreælany jest stopieÄ pal-

noæci drewna. Drewno mi«kkie o g«stoæci

pozornej <650 kg/m 3 (sosnowe, æwierko-

we, jod¸owe) zaliczane jest do materia¸w

¸atwo zapalnych, natomiast drewno twar-

de (z drzew liæciastych) oraz materia¸y

drewnopochodne o g«stoæci pozornej

>800 kg/m 3 naleý do materia¸w trudno

zapalnych. StopieÄ palnoæci drewna zaleýy

takýe od wymiarw konkretnego wyrobu.

Zadaniem powierzchniowych ærod-

kw ognioochronnych jest obniýenie

stopnia palnoæci drewna albo wyrobu

drewnopochodnego uzyskiwany przez:

NAJLEPSZE GATUNKI

W budownictwie najwi«ksze znacze-

nie ma drewno drzew iglastych, g¸w-

nie sosny, æwierka i jod¸y. Najtrwalsze

drzewo modrzewia ze wzgl«du na nie-

wielk dost«pnoæ surowca jest wykorzy-

stywane g¸wnie do prac meblarskich

i wykoÄczeniowych. Natomiast rzadziej

uýywane drewno drzew liæciastych Ð d«-

bu, jesionu, klonu, buka, wizu, olchy

i brzozy Ð ktre znajduje zastosowanie

wsz«dzie tam, gdzie elementy musz

mie wi«ksz wytrzyma¸oæ, twardoæ

i ma¸ æcieralnoæ. Najlepsze i najzdrow-

sze drewno pochodzi z drzew æcinanych

zim, kiedy niska temperatura i suche

powietrze chroni æwieýy materia¸ przed

atakiem owadw i grzybw, przede

wszystkim sinizny ýywicej si« zawarto-

æci komrek drzew iglastych. Niektrzy

leænicy kieruj si« teý przy wyborze ter-

minu æcinki fazami ksi«ýyca.

opnianie momentu zapalenia si«

materia¸u,

redukcj« szybkoæci powierzchniowego

rozprzestrzeniania si« p¸omieni,

OBNIûY PALNOå DREWNA

Obok najcz«æciej przeprowadzanych

zabiegw impregnacji utwardzajcej

drewno o obniýonych w¸aæciwoæciach me-

chanicznych, moýemy rwnoczeænie zasto-

redukcj« intensywnoæci spalania si«

materia¸w ¸atwopalnych.

WYMOGI DLA åRODKîW OCHRONY

Jak wynika z doæwiadczeÄ i dotych-

czasowych badaÄ nad impregnacj

drewna budowlanego i drewna obiek-

tw zabytkowych Ð na proces nasycenia,

rozmieszczenie impregnatu oraz sposb

wizania ze struktur drewna wp¸yw

maj takie czynniki, jak w¸aæciwoæci

drewna, rodzaj uýytych tworzyw i roz-

puszczalnikw, stosowane metody nasy-

cania, zachodzce procesy chemiczne

i zjawiska fizyczne oraz æcis¸e wsp¸za-

leýnoæci mi«dzy tymi czynnikami. Aktu-

alnie na rynku znajduj si« dopuszczone

do stosowania w budownictwie impre-

gnaty solne rozpuszczalne w wodzie

oraz impregnaty na bazie rozpuszczalni-

kw naftopochodnych. Od ærodkw

uýywanych do konserwacji i ochrony

drewna wymaga si«, aby:

by¸y nieszkodliwe dla ludzi i zwierzt,

NAJLEPSZE I NAJZDROWSZE DREWNO POCHODZI Z DRZEW åCINANYCH W PORZE CHüODNEJ, KIEDY NISKA TEMPERATURA

I SUCHE POWIETRZE CHRONI åWIEûY MATERIAü PRZED SINIZN

nie wydziela¸y substancji toksycz-

nych, zarwno podczas normalnej

Drewno w budownictwie

eksploatacji, jak i w warunkach poýa-

rowych,

Ü zapewnia¸y wysok skutecznoæ bio-

chronn wobec sprawcw rozk¸adu

klasycznego (grzybw domowych)

i szarego pleæniowego (grzyby ple-

æniowe) oraz wobec owadw,

Ü oznacza¸y si« wysok penetracj

w pod¸oýe,

Ü nie posiada¸y negatywnego wp¸ywu

na wytrzyma¸oæ zabezpieczonego

materia¸u, jego zapalnoæ oraz wy-

gld pow¸ok malarskich stanowicych

jego wykoÄczenie,

Ü zapewnia¸y wysok toksycznoæ w sto-

sunku do szkodnikw biochemicz-

nych przy rwnoczesnym braku lub

co najwyýej niskiej szkodliwoæci dla

organizmw sta¸ocieplnych i uciýli-

woæci w warunkach stosowania,

Ü nie zmienia¸y barwy zabezpieczanego

materia¸u,

Ü nie pogarsza¸y w¸aæciwoæci mechanicz -

nych drewna,

Ü zachowywa¸y swe w¸aæciwoæci ochron-

ne przez co najmniej 3 lata.

Naleýy rwnieý zwrci uwag« na

waýn aprobat« techniczn ITB oraz po-

zytywn ocen« higieniczn PZH. Zasad-

niczy wp¸yw na wprowadzenie koniecz-

nej iloæci ærodka na odpowiedni g¸«bo-

koæ ma stopieÄ zagroýenia, rozk¸adu

i uszkodzenia drewnianego obiektu

oraz zastosowana metoda impregnacji.

Rozrýnia si« dwie zasadnicze grupy

metod nasycania: metody impregnacji

powierzchniowej i g¸«bokiej.

biega rwnieý przenikaniu wilgoci

w struktur« drewna, ktre nadal j ch¸o-

nie tymi powierzchniami, a do ktrych

dotarcie ærodkami impregnacyjnymi przy

zastosowaniu metody powlekania jest

praktycznie niemoýliwe.

Metoda powlekania (smarowania).

Polega ona na wielokrotnym nanosze-

niu roztworu impregnacyjnego na po-

wierzchni« drewna za pomoc p«dzli,

szczotek bd powlekania. Do tak nasy-

conego drewna opnianie odparowa-

nia rozpuszczalnikw uzyskuje si« po-

przez okrycie powierzchni drewna foli

poliestrow lub polietylenow, ktre

stwarzaj korzystne warunki dla wnika-

nia w g¸b tkanki drzewnej.

Metoda opryskiwania. Rýni si« ona

od metody powlekania w zasadzie rodza-

jem uýytych narz«dzi s¸uýcych do nano-

szenia impregnatu oraz tym, ýe moýe by

stosowana takýe w trudno dost«pnych

miejscach, z¸oýonych konstrukcjach wi«-

by dachowej i impregnacji duýych po-

wierzchni. Opryskiwanie przeprowadza

si« za pomoc elektrycznych lub pneuma-

tycznych opryskiwaczy rýnego typu. Za-

biegi te naleýy powtarza kilkakrotnie, aý

do naniesienia wymaganej iloæci prepara-

tu. Kolejne malowania czy natryski nale-

ýy wykonywa dopiero po wyschni«ciu

uprzednio naniesionej warstwy.

Metoda nasycania w kpielach gor-

co-zimnych. Polega ona na ogrzaniu za-

bezpieczonego drewna w roztworze

impregnatu i szybkim przeniesieniu go

do zbiornika zawierajcego zimny im-

pregnat, w ktrym drewno pozostaje

do ostygni«cia.

Kpiel zimna polega na zanurzeniu

elementw drewna w roztworze o st«ýe-

niu 20%. Drewno naleýy obciýy, aby nie

wyp¸ywa¸o na powierzchni«. Orientacyjny

czas nasycenia drewna sosnowego nie

struganego w roztworze o temperaturze

20¡C ilustruje tabela obok. Kpiel gorco-

zimna polega na zanurzeniu drewna naj-

pierw w gorcym 20% roztworze o tem-

peraturze 60-65¡C przez 2 godziny, a na-

st«pnie szybkim przeniesieniu drewna do

roztworu o takim samym st«ýeniu i tem-

peraturze 15-20¡C i zanurzeniu na mini-

mum 5 godzin.

W czasie ogrzewania drewno traci

cz«æ powietrza, ktre pod wp¸ywem

DREWNO JEST MATERIAüEM O BARDZO NIEJEDNORODNEJ BUDOWIE,

TRUDNO PODDAJCYM SI¢ ZABIEGOM KONSERWACJI I OCHRONY

ciep¸a uchodzi z jego komrek. Nato-

miast podczas och¸adzania nast«puje

zmniejszanie si« ciænienia (w porwna-

niu z atmosferycznym) w komrkach

drewna, co z kolei jest przyczyn g¸«b-

szego wnikania impregnatu aý do wy-

rwnania ciænieÄ. Podgrzanie roztworu

impregnacyjnego (szczeglnie wodnych

roztworw i ærodkw oleistych) zwi«k-

sza g¸«bokoæ wnikania, a takýe zuýycie

impregnatu. årodki oleiste o wysokim

punkcie zap¸onu podgrzewa si« do tem-

peratury 70-90¡C, a oleiste o niskim

punkcie zap¸onu oraz roztwory wodne

soli do temperatury 50-60¡C.

Stosowanie roztworw rozcieÄczo-

nych zwi«ksza g¸«bokoæ ich wnikania,

lecz zmusza zarazem do powtarzania za-

biegu kilkanaæcie razy, przy rwnocze-

snym zwi«kszaniu kaýdorazowo procen-

towego udzia¸u tworzywa. Jest to szcze-

glnie waýne, gdyý jednorazowa impre-

gnacja niskoprocentowym roztworem po-

zostawia w drewnie niewielk tylko iloæ

suchej ýywicy. Powtrzenie zabiegu moýe

by dokonane dopiero po znacznym lub

zupe¸nym odparowaniu rozpuszczalnika.

kiej, w ktrej wykorzystywane s zja-

wiska kapilarnego przemieszczania

si« roztworw, dyfuzji, osmozy i elek-

troosmozy,

Ü impregnacji prýniowej i prýniowo-

ciænieniowej, a takýe jej odmiany

z wykorzystaniem ciænienia hydrosta-

tycznego.

Kpiele d¸ugotrwa¸e. Naleý one do

bezciænieniowych sposobw impregnacji

drewna. G¸«bokie nasycenie roztworem

uzyskiwane jest poprzez d¸ugotrwa¸e za-

nurzenie ca¸ego obiektu w roztworze

impregnacyjnym, podczas ktrego na-

st«puje kapilarne przemieszczenie si«

roztworu w g¸b drewna. Wymaga to

jednak odpowiednich pojemnikw, du-

ýej iloæci impregnatu oraz hermetyzacji

ca¸ego procesu, aby nie dopuæci do nad-

miernego wzrostu lepkoæci substancji

impregnujcej na skutek ubytku roz-

puszczalnika.

Metody dyfuzyjne. Przy metodach

dyfuzyjnych s praktycznie wykorzysty-

wane zjawiska dyfuzji oraz osmozy, kt-

re wyst«puj wwczas, gdy mamy do

czynienia z drewnem o duýej wilgotno-

æci i przy uýyciu ærodkw rozpuszczal-

nych w wodzie, ktre b«d stopniowo

dyfundowa¸y w materia¸ drzewny. Pro-

ces nasycania w metodach dyfuzyjnych

ustaje po wyschni«ciu drewna, wznawia

si« zaæ przy powtrnym nawilgoceniu

zaimpregnowanego materia¸u. Korzyst-

ne warunki dyfuzyjnego nasycania

METODY POWIERZCHNIOWE

W praktyce konserwatorskiej znisz-

czone drewno najcz«æciej nasyca si« roz-

tworami substancji utwardzajcych, kt-

re nanosi si« na powierzchni« drewna za

pomoc p«dzla, zastrzykw, powleka-

nia, natryskiwania, cz«æciowego lub ca¸-

kowitego krtkotrwa¸ego zanurzania.

Jednak impregnacja powierzchniowa

zniszczonego drewna obiektw zabyt-

kowych nie spe¸nia skutecznie roli przy-

wracania utraconych przez drewno w¸a-

snoæci mechanicznych. Zawarty we wn«-

trzu zniszczonej struktury py¸ drzewny

ogranicza znacznie przenikanie po-

wszechnie stosowanych roztworw im-

pregnacyjnych w g¸b drewna. Nie zapo-

deska 2 cm 1,5 godz.

bale 5 cm 6 godz.

METODY Gü¢BOKIE

Metody g¸«bokie impregnacji drewna

s sposobem na uzyskanie wi«kszego

lub nawet ca¸kowitego nasycenia masy

materialnej drewna. W grupie tej wyrý-

niamy metody oparte na:

kraw«dziaki 10 cm 18 godz.

drewno okrg¸e 10-12 cm 36 godz.

CZAS NASYCANIA DREWNA SOSNOWEGO W ROZTWORZE ZIMNEGO IMPREGNATU

impregnacji bezciænieniowej g¸«bo-

Drewno w budownictwie

IMPREGNAT OCHRONNY MOûNA WPROWADZI W OTWORY WYLOTOWE

PO OWADACH LUB W OTWORY SPECJALNIE NAWIERCONE

wzgl«dem powierzchni cia¸a sta¸ego,

powoduj szybk i ¸atw infiltracj« im-

pregnatw w porowat struktur« drew-

na. Zalet tej metody jest zatem stosun-

kowo krtki czas potrzebny do wykona-

nia zabiegu a moýliwoæ wprowadzenia

wi«kszej niý przy innych metodach ilo-

æci ýywicy, zapewnia uzyskanie wysokiej

wytrzyma¸oæci mechanicznej drewna,

nawet przy duýym stopniu zniszczenia.

Zjawisko dyfuzji, polegajce na samo-

rzutnym wyrwnaniu st«ýeÄ w uk¸adzie,

wykorzystuje si« w impregnacji utwar-

dzajcej drewna archeologicznego wo-

dorozcieÄczalnymi substancjami z grupy

glikoli polietylenowych. Stosowane sub-

stancje rozpuszczalne w wodzie, uzupe¸-

niane w miar« wyparowywania wody

czystym preparatem, dyfunduj w g¸b

drewna, dopki wilgotnoæ w nim nie

obniýy si« do 35%. Ca¸kowite zastpie-

nie wody substancj utwardzajc jest

procesem d¸ugotrwa¸ym, a czas trwania

zabiegu uzaleýniony jest od wielkoæci

obiektu i wilgotnoæci drewna.

Wymienione w dalszej cz«æci artyku¸u

metody s metodami prýniowymi lub

prýniowo-ciænieniowymi. Naleýy do

nich kilka sposobw impregnacji dzia¸a-

jcych na podobnych zasadach. Jednak

nie ma tutaj tak wyranego podzia¸u, jak

przy metodach powierzchniowych. Rý-

nic naleýy upatrywa w sposobie budo-

wania komr oraz w zestawach urz-

dzeÄ towarzyszcych im podczas prac.

Metoda nasycania pod zmniejszonym

ciænieniem. Niewtpliwie najbardziej

skutecznym sposobem pozwalajcym na

ca¸kowite przesczenie substancj

utwardzajc nawet bardzo zniszczone-

go drewna jest metoda nasycania pod

zmniejszonym ciænieniem. Proces prze-

biega w sztywnej metalowej komorze,

najcz«æciej w kszta¸cie walca hermetycz-

nie zamkni«tego pokryw, zaopatrzone-

go w prýniomierz i wizjery pozwalajce

na kontrol« przebiegu procesu oraz dwa

zawory. Jeden z nich po¸czony jest

z olejow pomp prýniow, usuwajc

powietrze z komory, drugi ze zbiorni-

kiem cieczy impregnujcej. Przy prowa-

dzeniu zabiegu nasycania z udzia¸em in-

nych czynnikw fizycznych mog by za-

instalowane dodatkowe urzdzenia.

Metoda prýniowa. Pierwszym techno-

logicznym procesem przy prýniowej im-

pregnacji drewnianych obiektw lub in-

nych materia¸w porowatych jest usuni«cie

powietrza z komory i drewna za pomoc

olejowej pompy prýniowej. Drewniany

obiekt umieszczony w hermetycznej komo-

rze naleýy obciýy lub w inny sposb za-

bezpieczy przed wyp¸yni«ciem. Rozmiary

i forma pojemnika powinny zabezpiecza

minimum przestronnoæci, co pozwala na

maksymalne powi«kszenie wydajnoæci

urzdzenia i zmniejszenie iloæci impregna-

tu, ktry musimy wprowadzi do komory.

Metody prýniowo-ciænieniowe. Me-

tody te s modyfikacjami metod prý-

niowych. Czynnikiem uzupe¸niajcym

jest tutaj wytworzenie dodatkowego ci-

ænienia, pod ktrym poddawany jest im-

pregnat, co umoýliwia jeszcze lepsze

przesczenie drewna. Metody te stosuje

si« g¸wnie w impregnacji drewna prze-

mys¸owego. Metoda prýniowo-ciænie-

niowa polega na wytworzeniu podci-

ænienia w specjalnym autoklawie wype¸-

nionym drewnem i wyssaniu powietrza

znajdujcego si« we wn«trzu komrek

drewna, a nast«pnie wprowadzeniu im-

pregnatu i zwi«kszeniu ciænienia do 0,7-

0,8 MPa. Kontrol« procesu nasycania

i iloæ wch¸oni«tego roztworu naleýy

przeprowadzi dla kaýdej partii zabez-

pieczonego materia¸u metod wagow,

waýc drewno przed i po impregnacji.

Impregnacja gazem. Innowacyjnym

rozwizaniem impregnowania drewna

jest technika impregnowania gazem. Po-

lega ona na wt¸oczeniu substancji

ochronnych w jeszcze g¸«bsze warstwy

w¸kien drzewa niý by¸o to dotychczas

moýliwe. Nowa metoda jest przyjazna

dla ærodowiska, pozwala na skrcenie

czasu sk¸adowania i suszenia oraz umoý-

liwia impregnacj« gatunkw drewna

niemoýliwych do konserwacji dotychcza-

sowymi metodami. Technika opiera si«

na zastosowaniu ãnadkrytycznego dwu-

tlenku w«glaÒ. Dwutlenek w«gla w sta-

nie ãnadkrytycznymÒ (w formie p¸ynnej)

ma w¸aæciwoæci znacznie lepsze od zwy-

k¸ej cieczy. Zachowuje bowiem typowe

zdolnoæci gazu do przenikania w mikro-

pory drewna. Po zakoÄczeniu procesu

impregnacji gaz po prostu wyparowuje,

pozostawiajc w drewnie impregnat.

Metoda ta umoýliwia impregnowanie

szczeglnie twardych gatunkw drewna

(np. eukaliptusa) lub delikatnych, mi«k-

kich rodzajw oraz gotowych produk-

tw drzewnych, na przyk¸ad laminowa-

nego drewna meblowego, sklejek czy

p¸yt wirowych.

Bogata rýnorodnoæ metod nasyca-

nia daje duýe moýliwoæci takiego wybo-

ru, aby w konkretnym przypadku za-

pewni jak najlepszy efekt koÄcowy. Re-

zultat zabiegu uzaleýniony jest jednak

od w¸aæciwego doboru substancji impre-

gnujcej, ochronnej lub zmieniajcej

ujemne w¸aæciwoæci drewna.

wyst«puj przy wilgotnoæci powyýej

35%. Dyfuzyjne sposoby impregnacji

obejmuj nast«pujce metody:

Ü suchej impregnacji,

Ü pastowania,

Ü bandaýowania,

Ü zastrzykow metod« Cobra,

Ü nawiercania otworw,

Ü osmotyczn.

Metody te polegaj na:

Ü powlekaniu past grzybobjcz po-

wierzchni drewna,

Ü stosowaniu bandaýy, ktrych we-

wn«trzna strona pokryta jest ærod-

kiem toksycznym, zewn«trzna zaæ

ærodkami izolacyjnymi chronicymi

drewno przed utrat wilgoci,

Ü wprowadzaniu do drewna rozpusz-

czonego w wodzie preparatu w po-

staci luno umieszczonego w wywier-

conych otworach bd wstrzykiwane-

go pod ciænieniem za pomoc rýnych

aparatw.

Podczas wstrzykiwania pod ciænie-

niem antyseptyk wprowadzany w stanie

st«ýonym rozchodzi si« drog dyfuzji

w wilgotnym drewnie. Metoda osmo-

tyczna jest odmian pastowania zasto-

sowan do nasycania æwieýo æci«tych

d¸uýyc na zr«bach leænych. Okorowane

po æci«ciu drewno pokrywa si« past

grzybobjcz, uk¸ada na legarach

w stosy i zabezpiecza przed utrat wil-

goci i wymyciem toksycznych sk¸adni-

kw przez wody opadowe.

Iniekcja. W celu g¸«bszego wprowa-

dzenia impregnatw stosuje si« wstrzyki-

wanie za pomoc strzykawki bd grusz-

ki lekarskiej w otwory wylotowe po owa-

dach lub w otwory specjalnie nawierco-

ne. Jednak wype¸niajcy kana¸y py¸

drzewny stanowi powaýn przeszkod«

w penetracji impregnatu w g¸b, nawet

dla roztworw o niskiej lepkoæci. Wyni-

kajca std koniecznoæ bardzo powol-

nego wprowadzania impregnatu i cig¸e-

go nape¸niania strzykawki czyni ten spo-

sb niezwykle pracoch¸onny. Przeciw-

dzia¸a temu w pewnym stopniu nasyca-

nie drewna przed wprowadzeniem w¸a-

æciwego impregnatu samym rozpuszczal-

nikiem, ktry rozprzestrzeniajc si« zwil-

ýa szybciej drewno i u¸atwia przenikanie

substancji utwardzajcej. Pami«ta jed-

nak naleýy, ýe zabieg ten zmniejsza pro-

centow zawartoæ ýywicy w roztworze.

Metoda elektroimpregnacji (elektro-

osmozy). Innym sposobem g¸«bokiego

nasycania przez zanurzanie jest tak

zwana metoda elektro-impregnacji.

Wykorzystuje si« w tym celu zjawisko

elektroosmozy, wywo¸ane przep¸ywem

prdu sta¸ego mi«dzy elektrodami pod-

¸czonymi do dwch przeciwleg¸ych po-

wierzchni obiektu. Zjawiska elektroki-

netyczne, wymuszajc ruch cieczy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: