+371 22841890

KOKSNES ĶĪMISKĀ APSTRĀDE

Foto: lv.kompass.com

Ķīmiska koksnes apstrāde ir veids, kā šobrīd tik pieprasītajam kokmateriālam iegūt vēlamās īpašības. Izmēru un formas noturība, dažādu krāsu un toņu variācijas, dažādi izturības rādītāji un daudzas citas pazīmes, kas nepieciešamas dažādu būvniecības projektu risināšanā, tostarp arī “North House” karkasa māju būvniecībā tiek izmantoti arī ķīmiski apstrādāta koksne.

Lai nebiedē vārds “ķīmisks“, jo koksnes ķīmiskā apstrāde tiek regulēta ar videi atbilstošām prasībām gan valstiskā, gan Eiropas Savienības mērogā. Ķīmiskā koksnes apstrāde tiek veikta divos veidos – ar impregnēšanu -kokapstrādes rūpnīcās, ražojot gatavus, dziļi apstrādātus kokmateriālus, vai arī – apstrādājot – būvniecības vietās, kokmateriālus apstrādājot manuāli ar ķīmiskiem aizsargpreparātiem.

Ķīmiskā apstrāde nodrošina koksnes īpašību maiņu, tās pastiprinot, cietinot, veidojot formu, krāsu, mitruma uzsūkšanas spēju un ugunsizturību. Koksne tiek aizsargāta no mitruma, uguns ietekmes, grauzējiem, sēnītēm, pelējuma un piešķirot dažādas fizikālas īpašības, lai nodrošinātu materiāla atbilstību noteiktu objektu būvniecībā.

Aizsardzība pret sēnīšu infekciju un kukaiņu bojājumiem
Dabiski koksne ir jūtīga pret mikroorganismu un kukaiņu iedarbību. Kā jau dabas sastāvdaļa, koksne ietilpst barības ķēdē un ir tīkama trupei, visa veida pelējuma un zilējuma sēnītēm, koksnes struktūru ārdošiem kukaiņiem un kokgraužiem. Ķīmiskās apstrādes mērķis ir nodrošināt drošu koksnes aizsardzību.

Apstrāde aizsardzībai pret uguni
Lai arī koks saskarē ar uguni deg, var pielāgot tā aizdegšanās spēju-ātrumu, nodrošinot aizkavētu aizdegšanās procesu. To var panākt ķīmiskā ceļā, uzklājot aizsarglīdzekli pret liesmām. Tam ir būtiska nozīme agrīnajā ugunsgrēka stadijā, pagarinot visas telpas aizdegšanās brīdi. Atsevišķos gadījumos telpas aizdegšanos iespējams novērst pilnībā. Impregnēšanā var tik izmantotas īpašas liesmu aizsargkrāsas. Pret liesmām izmantotās aizsargkrāsas saskarē ar uguni piebriest un izolē koka virsmu no uguns, tā kā tas ir efektīgs risinājums.

Ķīmiskā apstrāde izmēru stabilizēšanai
Izmēru stabilizēšana ir metode koka rukšanas un briešanas samazināšanai, kas tiek pielietota specifiskās jomās – koka skulptūru veidošanā, trauku u.c. priekšmetu veidošanā. Izmēru stabilizēšana aizkavē un novērš plaisu veidošanos koka materiālā, koks kļūst ciets un nemaina formu. Stabilizēšanai tiek izmantoti sveķi, kas piepilda visas šūnas un struktūru, rezultātā iegūstot gandrīz mitruma necaurlaidīgu materiālu, kuru iespējams nopulēt līdz spīdumam. Sveķus iespējams izmantot atkārtoti.

Stabilizēšanai nepieciešama koksne, kurs mitruma līmenis ir zem 10%, slapja koksne nestabilizēsies. Procesa laikā iespējams koksni krāsot jebkādā tonī, sveķiem piejaucot vajadzīgo daudzumu pigmenta. Pēc tam koksne tiek iegremdēta vakuuma stabilizācijas kamerā. Vakuuma jaudu palielina pakāpeniski, lai izvairītos no sveķu pārmērīgas saputošanās. Tikko no kokmateriāla pārstāj nākt sveķu burbuļi, vakuumu izslēdz un materiālu atstāj iesūkties ar sveķi. Par pabeigtu stabilizācijas procesu liecina tas, ka materiāls vairs nav spējīgs peldēt. Ja koks turpina peldēt, atkārto vakuuma un iesūkšanās procesu vēlreiz.  Lai nobeigtu procesu, koksnes gabalus ietin alumīnija folijā un liek konservēties iepriekš sakarsētā krāsnī ~90º pēc Celsija. Stabilizācijas process ir pabeigts, ja koksne kļuvusi cieta, pilnībā sausa un sveķi kristalizējušies. Pirms lietošanas ļauj nostāvēties 24-48 h, atkarībā no materiāla biezuma.

Cik dziļi koksnē iesūcas Tanalith E // Foto: iveja.lv

Cietības palielināšana
Šī metode lielākoties nepieciešama skuju koku materiāliem, lai iegūtu ozolam līdzvērtīgu cietību. Koksnes cietību var palielināt vairākos veidos, bet populārākās ir šīs – uguns cietināšanas metode, poliakrila uzklāšana vai epoksīda uzklāšana.
Cietināšana ar uguni (karstumu) – šai metodei tiek izmantots uguns radītais karstums, kas izspiež lieko mitrumu no koksnes. Darbā ar šo metodi ir jābūt pieredzējušam, pacietīgam, uzmanīgam un precīzam – uzturot vienmērīgu, atbilstošu karstuma temperatūru. Pārlieku augsta temperatūra liks kokmateriālam aizdegties.
Poliakrila sveķu uzklāšana
Uzklājot poliakrila sveķus saturošu materiālu, nemainās koka faktūra, bet materiāls tiek cietināts. Lielākoties pieejams koncentrētā veidā un, ievērojot ražotāju norādījumus, jāšķaida ar ūdeni. Materiālu uzklāj uz attīrītas mīkstās koka virsmas plānā kārtā. Pēc tam to novieto vēsā, sausā vietā nožūt. Lai panāktu lielāku cietību, klāj tik daudzas poliakrila kārtas, līdz panāk vēlamo cietības pakāpi.
Cietības palielināšana ar epoksīda uzklāšanu
Metodi pielieto, lai cietinātu esošus, uzbūvētus objektus, kad koka virsma kļuvusi irdenāka. Uzklājot epoksīda kārtu, šķiedras tiek sasaistītas un nocietinātas. Darbs ar epoksīda uzklāšanu ir ātrs, veicams amatiera spēkiem. Koksnei pirms uzklāšanas jābūt tīrai, bet galvenais nosacījums ir rīkoties atbilstoši epoksīda instrukcijai. Uzklāšana notiek manuāli, biezā kārtā, ar otu. Atkarībā no koksnes biezuma, tai jāļauj nožūt pāris stundu vai pat vairāku dienu garumā, līdz virsma ir pilnībā sausa. Tad epoksīds ir dziļi iesūcies koksnē. Paātrināt žūšanas procesu un palielinot cietību var panākt ar vides temperatūras samazināšanu.

Apstrāde mitruma atgrūšanai
Koksni iespējams apstrādāt, samazinot tās mitruma uzsūkšanās spēju un spraugu veidošanos. Eiropas standarti (EU 335-1, 351-1 un 599-1) nosaka vairākas  impregnēšanas materiālu klases, atkarībā no vides mitruma, kurā materiāls lietots.
1.klase – pielietojams situācijās, kad kokmateriāls vai koka izstrādājums atrodas zem pārsega un nav saskarē ar ūdeni un mitrumu.
2.klase – pielietojams situācijās, kad kokmateriāls vai koka izstrādājums atrodas zem pārsega, nav tiešā saskarē ar ūdeni, bet ir mitra vide var radīt gadījuma rakstura samitrināšanos.
3.klase – pielietojams situācijās, kad kokmateriālam vai koka izstrādājumam nav pārsega un nav arī tiešas saskares ar zemi, bet tas ir vai nu nepārtraukti pakļauts laika apstākļu iedarbībai vai ir pasargāts no laika apstākļiem, bet ir pakļauts mitrumam.
4.klase – pielietojams situācijās, kad kokmateriāls vai koka izstrādājums ir tiešā saskarē ar zemi un ūdeni, tāpēc pakļauts pastāvīgai samitrināšanai.
5.klase – pielietojams situācijās, kad kokmateriāls vai koka izstrādājums ir tiešā, pastāvīgā saskarē ar sālsūdeni.

Tā kā lielākā daļa impregnēšanas materiālu tiek uzskatīti par toksiskiem un videi bīstamiem, darbā ar tiem ir jārīkojas atbilstoši instrukcijām, piemērojot gan atbilstošus piesardzības pasākumus, gan arī personiskās aizsardzības pasākumus.

Ķīmiskos koksnes apstrādes līdzekļus var iedalīt pēc to izcelsmes veida:

  • ūdens bāzes;
  • eļļas bāzes;
  • organisko šķīdinātāju bāzes.

Vispopulārākais ķīmiskās apstrādes līdzeklis šobrīd ir veidots uz ūdens bāzes, ar vara savienojumiem. Citreiz var saturēt hromu, borskābi u.c. savienojumus. Gala rezultātā ūdens bāzes ķīmiskie koksnes apstrādes līdzekļi rada apstrādātu koksni ar sausu, krāsojamu virsmu, bez smakas.
Uz eļļas bāzes veidotie ķīmiskie apstrādes līdzekļi – populārākais ir kreozots (angļu val. – creosote). Lai arī kreozots ir efektīgs koksnes apstrādes līdzeklis un ūdenī nešķīstošs, tas  tiek atzīmēts kā kancerogēns un pielietojams tikai tad, ja dotajā situācijā nav līdzvērtīga apstrādes materiāla.

Populārākās koksnes ķīmiskās apstrādes metodes
Pieprasītākās metodes koksnes ķīmiskai apstrādei pašlaik ir divas – Betela (Betel process) metode un Rūpinga metode (Rüping process). Pārējās metodes ietver impregnēšanu ar izsmidzināšanu, koksnes acetilēšana, impregnēšana ar karsto eļļu, viegliem organiskiem šķīdinātājiem, silikona savienojumiem, iegremdēšana (pielieto slapjai koksnei) u.c.

Vairāk par Betela metodi
Metodes procesā tiek izmantoti metāla oksīdi, pielietojot vakuuma un spiediena ciklu maiņu. Metodi var dēvēt arī par pildīto šūnu metodi, jo vakuums rada iespēju katrai koksnes šūnai piepildīties ar impregnētāju, tādējādi ļaujot kokam to uzsūkt pēc iespējas vairāk.
Vispirms tiek radīts vakuums spiediena traukā, radot vakuumu arī kokā. Tad spiediena traukā tiek iepildīts impregnants. Kolīdz trauks ir pilns, vakuums tiek atslēgts, un tā vietā ieslēgts augsts spiediens (vairāk kā 1200 kPa), kas palīdz impregnētājam iesūkties koksnē. Pēc noteikta laika – atkarībā no kokmateriāla vai koka izstrādājuma izmēriem, tiek atjaunots normāls spiediens. Pēdējais darbs – ieslēdzot nelielu vakuumu, lai noņemtu impregnēšanas pārpalikumus – novērš kokmateriālu pilēšanu tos glabājot.

Rūpinga metode
Šajā apstrādes metodes procesā zem spiediena tiek izmantoti kreozota impregnētāji. Process sākas ar iepriekšēju spiediena izveidi – 100 – 700 kPa, kad gaiss koka šūnās tiek saspiests. Spiediena traukā iepildītais impregnants aizpilda tukšās koksnes šūnas. Pēc tam spiediens tiek normalizēts un saspiestais gaiss izvada lieko šķidrumu no šūnām. Līdzīgi kā Betela metodē, process tiek noslēgts ar vakuuma stadiju, kur liekais impregnētāja daudzums tiek izvadīts no koksnes.

Apstrāde mitruma atgrūšanai
Virsmas apstrāde ar sedzošu krāsu aptver vienu sistēmu ar dažādiem apstrādes veidiem, kam katram ir sava funkcija. Gruntēšanas uzdevums ir samazināt mitruma uzsūkšanas spēju, stabilizēt koka virsmu un sagatavot to nākamajam apstrādes posmam.

Ar eļļas krāsu apstrādāta virsma pietiekami labi atgrūž ūdeni. Āra apstākļos izmantotu koksni vajadzētu regulāri apstrādāt ar koka eļļu, lai novērstu tās izžūšanu, ūdens uzsūkšanu, plaisu veidošanās draudus un iekrāsojumu.

Ķīmiska iekrāsošana
Koksnes iekrāsošanu dažreiz mēdz dēvēt par ķīmisko beicēšanu. Piemēram, dzelzs vitriola šķīdums koka virsmai dod brūni pelēku toni. Virsma līdzinās novecojušam kokam, tādēļ šo metodi izmanto jauna koka patinēšanai.

Kokmateriālu ķīmiskā apstrāde kļūst arvien svarīgāka, jo nodrošina koksnes ilgmūžību, palīdz saglabāt meža resursus, ļauj būvniecībā izmantot it kā nederīgas koku sugas, ļauj izmantot alternatīvus materiālus, samazina vajadzību pēc pieprasījuma, sniedz ekonomiskus un sociālus ieguvumus. Kokmateriālu ķīmiskā apstrāde ir būtisks nosacījums ilgmūžīgas koka karkasa mājas izveidē.