Puidu tulekaitse (0)

Võrumaa Kutsehariduskeskus
EV-12
Sigrid Pau
PUIDU TULEKAITSE
Referaat
Juhendaja : Andres Kapp
Väimela 2012

SISUKORD

1. SISSEJUHATUS 3
2. IMMUTAMISMEETODITE LIIGITUS 4
2.1. Puidu ettevalmistamine immutamiseks 4
2.2. Immutamine vannides puidu eelneva kuumutamisega 5
2.3. Kapillaarimmutus 5
2.4. Difusioonimmutus 6
2.5. Surveimmutus vannis 6
3. TULEKAITSEVAHENDID JA NÄITED 7
3.1. Holz Prof 7
3.2. MP FR 8
4. KASUTATUD KIRJANDUS 9

1. SISSEJUHATUS

Üheks puidu, kui konstruktsioonmaterjali puuduseks võib lugeda tema suhteliselt kerget süttivust ja põlevust.
Puiduliikide tulepüsivus
Klass
Puiduliik
Püsivad
Tamm, lehis
Keskmiselt püsivad
Valge pöök, kask, saar
Mittepüsivad
Mänd, kuusk , haab , lepp, pöök
Rahuldav tulepüsivus saavutatakse puidust ehitiste krohvimisega, pindade pealistamisega lehtmetalliga ja pindade katmisega laki või värviga, mis sisaldavad tulekindlaid komponente.
Kõige usaldusväärsem puidu tulepüsivus saavutatakse puidu immutamisel tulekindlate immutusainetega, mida nimetatakse antipüreenideks. Antipüreenid võib kanda puidu pinnale või kasutada immutusmeetodit, mis tagab antipüreeni viimise sügavale materjalisse. Tavalisemad antipüreenid on ammooniumfosfaat, ammooniumsulfaat , booraks ja boorhape .
Puidu tulekaitse
Puidu süttimistemperatuur on ca 280C. Sel temperatuuril muutub puidu lagunemise eksotermiliseks.
Puidu kaitsmiseks süttimise vastu kasutatakse järgmisis võtteid:

• konstruktiivsed võtted seisnevad selles, et puitkonstruktsioonid eraldatakse kuumuse allikatest ( ahjud , korstnad jne) mittesüttivast materjalist katikutega;
  
• puitkonstruktsioonide krohvimine või vooderdamine mittesüttivate materjalidega;
  
• puidu immutamine antipüreenidega ( tuld tõkestavate ainetega), mis muudab puidu raskeltsüttivaks.
  
• puidu värvimine tulekaitsevärvidega, mis koosnevad vesiklaasist ( sideaine ), mingist mineraalpulbrist (täiteaine), ja pigmendist. Värv tekitab puidule mineraalse kooriku, mis eraldab ta õhuhapnikust;
  
• puidu võõpamine tulekaitsevõõbaga, mis koosneb tavaliselt savist , lubjast, vesiklaasist, kaltsiumkloriidist, veest jne. Võõp on pastataoline mass, mis võõbatakse 2-3mm kihina puidu pinnale.
  

2. IMMUTAMISMEETODITE LIIGITUS

Kõigi immutusmeetodite puhul tuleb puit eelnevalt ette valmistada vastavalt immutamise meetodile. Ettevalmistusoperatsioonid on koorimine, kuivatamine , mehaaniline töötlemine ja torkimine. Mõned nendest operatsioonidest on vajalikud kõigi immutamisviiside korral, teised aga ainult kindla immutusviisi või kindla puiduliigi korral.
Immutamise eesmärgiks on muuta puidu teatud omadusi, milleks võib olla lisaks bioloogilisele vastupidavusele ja tulekindlusele ka nt elektrijuhtivus, värvus, mehaanilised omadused jne. Olenevalt konkreetsest eesmärgist kasutatakse mitmesuguseid immutusaineid, mis erinevad nii oma füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest kui ka puidule avaldatava mõju poolest.

2.1. Puidu ettevalmistamine immutamiseks

Puidu koorimine on vajalik teostada kõigi immutamisviiside korral. Immutamisele kuuluva puidu pind peab olema sile ja täielikult puhastatud koorest ning niinest. Koorimise ajastamine summaarses tehnoloogilises protsessis sõltub immutamise viisist. Enne kapillaarimmutamist ja immutamist rõhu all (surveimmutus) peab puidu koorimine olema teostatud võimalikult tehnoloogilise protsessi algul. See on vajalik selleks, et kasutada aega, mis jääb koorimise ja immutamise vahele puidu kuivatamiseks. Puitu, mida immutatakse difusioonimmutamise meetodil, tuleb koorida vahetult enne immutamisprotsessi algust, et vältida puidu kuivamist.
Puidu kuivatamine viiakse läbi enne kapillaar- ja surveimmutamist. Puidu immutamiseks õlide ja orgaaniliste antiseptikumide kasutamisel ei tohi puidu niiskus olla suurem kui 25 % ja immutamisel vesilahustega mitte enam kui 30 %. Puidu eelnev kuivatamine on oluline ka seepärast, et pärast immutamist teostataval kuivatamisel võib tekkida puidus lõhesid. Lõhenemise tagajärjel võivad nähtavale tulla immutamata puidu seesmised kihid , mis on vastuvõtlikud mädanikele ja teistele puidukahjustustele.
Immutamisele mineva puidu kuivatamiseks kasutatakse kamberkuivatust, atmosfäärset kuivatust ja erandjuhtudel ka kuivatamist vedelikkudes. Saematerjali kuivatamiseks kasutatakse tavaliselt kamberkuivateid. Liipreid ja poste kuivatatakse tavaliselt atmosfääritingimustes.
Mehaaniline töötlemine on ette nähtud selleks, et anda materjalile nõutavad mõõtmed ja kuju ( saagimine , hööveldamine, avade puurimine poltide ja konksude jaoks jne). Mehaanilise töötlemise teostamine enne materjali immutamist suurendab immutatud puiduekspluatatsiooni aega ja alandab immutusaine kulu. Kui mingil põhjusel pole võimalik mehaanilist töötlemist läbi viia enne immutamist, siis tuleb pärast mehaanilise operatsiooni sooritamist pinda töödelda täiendavalt immutusvahendiga 2-3 korda.
Torkimine kuulub raskestiimmutatavate puiduliikide (kuusk, nulg ja teised lülipuidulised puiduliigid ) eeltöötlusoperatsioonide hulka. Selle operatsiooni kasutamine kindlustab ühtlase immutusvedeliku imendumise nõutud sügavusele. Torkimiseks kasutatakse pinke, mis on varustatud spetsiaalsete nugadega. Noad tungivad puitu kindlale sügavusele, mille tulemusel lõigatakse puidurakud läbi kergendades immutusvedeliku pääsu materjali sisemusse. Torkimise sügavus võib olla 10-20 mm ja sõltub nõutavast immutussügavusest. Nugade paiknemine torkimisvaltsil peab tagama immutatava materjali pinnal ühtlase torkimistiheduse.

2.2. Immutamine vannides puidu eelneva kuumutamisega

Puidu nõutav temperatuur saavutatakse tema hoidmisega kuumades vedelikes. Samuti on levinud teised puidu eelkuumutamise meetodid. Pärast kuumutamist asetatakse immutatav materjal külma immutusvanni, kus toimub puidu lõplik immutamine.
Edasisel puidu jahutamisel vannis, mis on täidetud immutusvedelikuga, toimub puidu
kapillaarsüsteemis rõhu alanemine. Rõhu alanemise peamiseks põhjuseks on temperatuuri langemine puidus, mille tulemusena toimub auru-gaasisegu mahu vähenemine ja veeauru kondenseerumine (küllastunud veeauru rõhk langeb järsult temperatuuri alanedes).
Vedeliku rõhku vannis võib lugeda võrdseks atmosfäärirõhuga. Kuna atmosfäärirõhk
on nüüd suurem kui rõhk puidu kapillaarsüsteemis, siis toimub immutusaine
imendumine puitu.

2.3. Kapillaarimmutus

Immutamist pealekandmisega materjali ja detailide pinnale kasutatakse peamiselt ehitus- ja remonttöödel ning teostatakse peamiselt kolmel viisil: lahuse pealekandmine pintsliga , materjali sissekastmine immutusvedelikku ja vedeliku pealekandmine pihustamisega. Sellise immutamismeetodi rakendamisel peab puit olema kuiv. Vedeliku pealekandmisel puidu pinnale toimub vedeliku imendumine puitu peamiselt kapillaarjõudude mõjul. Immutamise sügavust on võimalik tõsta 2 - 3 kordsel immutuslahuse pealekandmisel. Lahuse pealekandmiste vahe peab olema piisav selleks, et puit oleks võimeline uuesti vedelikku imema. Siiski tuleb jälgida, et iga eelnevalt pinnale kantud immutusvedelik ei kuivaks täielikult.
Immutamist lühiajalise kastmisega vannidesse kasutatakse samuti materjali korral, mis on eelnevalt kuivatatud. Vedeliku imbumine puitu toimub kapillaarjõu ja vähesel määral hüdrostaatilise rõhu mõjul. Immutuse sügavus sõltub immutusvedeliku viskoossusest, puidu imemisvõimest, immutamise kestvusest. Sellise immutusmeetodiga saavutatakse veidi suurem immutussügavus. Immutamise intensiivsuse tõstmiseks on otstarbekas immutusvedelikku eelnevalt soojendada .
Paneelimmutust kasutatakse unikaalsete puidust ehitiste ja konstruktsioonide kaitsetöötluseks ilma neid lahti monteerimata. Vertikaalsete või kaldsete pindade töötlemiseks kinnitatakse immutatavatele objektidele spetsiaalne immutuspaneel, mis koosneb tihedalt vastu immutatavat objekti asetatud seesmisest osast ja välimisest immutusainet mitteläbilaskvast osast. Immutuspaneeli seesmise kihi ülemine ots on asetatud immutusaine lahusesse, mis asub immutuspaneeli kohale paigaldatud paagis. Lahus liigub mööda paneeli ülevalt alla ja niisutab puud. Immutamine toimub kapillaarjõudude mõjul. Teatud juhtudel (kui puit on niiske) võib aset leida ka imbumine difusiooni mõjul. Üleliigse lahuse kogumiseks, mis voolab paneelilt,
paigutatakse immutuspaneeli alla kogumispaak.
Paneelimmutuse kestvus sõltub nõutavast immutussügavusest, immutatava puidu omadustest (tihedusest, poorsusest), immutusvedeliku omadustest ja ümbritseva keskkonna temperatuurist. Keskmiselt võib immutuskestvus kõikuda 15 kuni 30 ööpäevani.
Immutuspaneelid on tavaliselt piiratud mõõtmetega. Kuna erinevad immutatava objekti osad võivad olla väga erinevas seisukorras, siis tavaliselt paigaldatakse neile erinevad immutuspaneelid. Sellise tehnoloogilise lahendusega on võimalik saavutada immutatava objekti erinevatel osadel erinev immutussügavus, mis kindlustab tervele objektile ühtlase kasutuskestvuse.
Efektiivseks paneelimmutuse variandiks on ka objekti pinnapealne katkematu niisutamine immutusvedelikuga, kasutades perforeeritud toru. Eeliseks võib lugeda väiksemat töömahukust ja protsessi lühemat kestvust.

2.4. Difusioonimmutus

Immutamist pasta pealekandmisega kasutatakse peamiselt väikese koguse postide konserveerimiseks. Märg kooritud ümarmetsamaterjal määritakse igast küljest pastaga, asetatakse tihedatesse pakettidesse, kaetakse hoolikalt polüetüleenkilega kinni ja hoitakse soojal aastaajal 2-3 kuud. Seejärel paketid avatakse, immutatud postid kuivatatakse laoplatsil ja väljastatakse tarbijatele.
Bandaažimmutus leiab rakendust väga erineval otstarbel kasutatavate postide konserveerimisel. Selle immutamismeetodi erinevuseks võib lugeda seda, et immutus viiakse läbi ekspluatatsiooni käigus. Enne postide paigaldamist maapinda kaetakse posti see osa , mis kõige rohkem allub mädanikele (asub maa ja õhu piiril ) spetsiaalse hüdroisolatsioonmaterjalist lindiga (bandaažiga). Bandaaži seesmine pind määritakse kokku antiseptikumi pastaga ja bandaaž kinnitatakse ümber posti traadi või naeltega.
Materjali immutamine leotamisega immutuslahuses erineb kapillaarimmutamisest immutatava materjali algniiskuse ja immutamise kestvuse poolest. Kindla kontsentratsiooniga antiseptikumi lahusega täidetud vannidesse laaditakse märg materjal. Immutusaine sisseimendumine materjali toimub difusiooni teel. Immutamise kestvus sellise meetodi korral võib kõikuda 2-3 tunnist kuni mõne nädalani. Pikem immutamise kestvus tagab immutusvedeliku sügavama sissetungimise puitu. Selle immutamismeetodi puuduseks võib lugeda väikest tootlikkust, kuid samas tagab immutamine vannides hea tulemuse ka raskestiimmutatavate puiduliikide korral.

2.5. Surveimmutus vannis

Immutus eelneva kuumutusega. Valdavalt on kasutamist leidnud kahe (sooja ja külma) vanni kasutamine immutamisel. Immutatava materjali pakett kuumutatakse vannis, mis on täidetud kuuma immutusvedelikuga. Seejärel tõstetakse pakett kuumast vannist külma vanni, kus toimub immutusaine imbumine materjalisse.
Harvemini leiab rakendamist variant, kus kasutatakse ainult ühte (kuum-külma) vanni. Pärast paketi kuumutamist kuuma immutusvedelikuga täidetud vannis asendatakse kuum immutusvedelik kiiresti külmaga. Kuuma ja külma immutusvedeliku asendamine teostatakse vedeliku ümberpumpamise teel. Sellise meetodi kasutamisel saadava immutuse kvaliteet on veidi kõrgem kui eelmise variandi korral. See on seletatav soojendatud puidu ja õhu kontakti puudumisega immutusvedeliku asendamise ajal.
Kasutamist on leidnud ka variant, kus on ühendatud kuumutamine ja kamberkuivatus. Pärast kuivatamist kamberkuivatis nõutava niiskuseni (20-30%) asetatakse virnastatud saematerjal kohe külma immutusvedelikuga täidetud vanni. Immutamise järel kuivatatakse saematerjal uuesti kamberkuivatis juba ekspluatatsiooniniiskuseni.

3. TULEKAITSEVAHENDID JA NÄITED

Kasutusel on mitmeid tulekaitsevärve,  mida võib leida nii lahusti kui ka vee baasil. Sõltuvalt  koostisest on  pindade katmine   hingamisteedele ärritav või mitte. Paljud puidu tulekaitsevahendid on  head ka hallituse, mädanemise, seente jmt vastu. Kasutusel on nii paisuvad tulekaitsevaabad kui ka tulekaitsevärvid, mis takistavad pinnal süttida või piiravad tule levikut. Osad neist jätavad väga naturaalse pinna mulje. 
Pindadele kandmiseks peavad konstruktsioonid olema tolmuvabad ning tööde teostamisel peab temperatuur olema vähemalt  + 5 kraadi.  pinnale kandmine toimub vastavalt tootja poolt esitatud juhendmaterjalile, aga kasutatakse peamiselt, kas autoklaavimist, sissekastmist või  pihustamist. Pinda võib hiljem ka katta  viimistlusmaterjalidega.  Paljude toodete puuduseks  on nende vähene UV -kiirguse taluvus.

3.1. Holz Prof

Kasutusalad
Holz Profi kasutatakse erinevate hoonete puitelementide tuletundlikkuse klassi parendamiseks. Puidukaitsevahend toimib nii põlemise kui süttimise vastu ning sobib leht- ja okaspuidu töötluseks sise- ja välistingimustes. Toodet ei kasutata pindadel, mis on juba kaetud värnitsa, laki, värvi või muu hüdrofoobse ainega.
Eelised
Holz Prof on sügavimbuv ja seondub keemiliselt puiduga , tagades selle efektiivse ja pikaajalise kaitse. Toode muudab puidu raskestipõlevaks ja -süttivaks ning suurendab töödeldud puidu tugevusnäitajaid. Holz Prof kaitseb puitu lisaks tulele ka mädanemise, puidusine, hallituse, seente, puidukahjurite ja muude bioloogiliste lagundajate eest. Toode säilitab puidu tekstuuri ega takista õhutsirkulatsiooni. Ka ei mõjuta see puidu liimimise ega hilisema värvimise võimalusi. Holz Prof on tule- ja plahvatuskindel, lõhnatu, värvitu ja igati ohutu – see ei ole toksiline ega kantserogeenne .
Kasutusviis
Holz Prof kantakse mustusest, tolmust, puukoorest jm puhastatud pinnale pintsli ja/või rulli abil või vannis/ vaakumis . Töödeldava puidu niiskus ei tohi ületada 20% puidu massist. Õhutemperatuur ei tohi olla alla +50 (õhuniiskus ei tohi ületada 75%).  Reagendi (Holz Prof) temperatuur peab olema +150C...+250C, vajaduse korral võib seda soojendada kuni vajaliku temperatuurini. Reagendi õige temperatuur tagab hea ja ühtlase imbumise puitu.
Kuivamisaeg on 1–3 ööpäeva sõltuvalt õhutemperatuurist ja -niiskusest, puidutüübist ja viimistlusviisist. Immutatud ja kuivatatud pinda võib värvida või katta teiste dekoratiivvahenditega. Toode on puiduga lõplikult seondunud 7 ööpäeva möödudes. Peale immutamist ei tohi puidu pinda mehaaniliselt töödelda.
Mitte töödelda jäätunud  puitu! Mitte segada teiste vahenditega!
Enne kasutamist hoolikalt segada! (Toote põhja tekkiv sade ei mõjuta toote kvaliteeti)
Säilitamine
Holz Profi  tuleb  säilitada ja transportida hermeetiliselt suletud originaalpakendis ja toidukaupadest eraldi. Toote säilitustemperatuur ei tohi olla alla -50C. Säilimisaeg on 24 kuud.
Ohutusnõuded
Hoida lukustatult ja lastele kättesaamatus kohas. Kanda sobivat kaitseriietust, kindaid ja silmade või näokaitset. Silma sattumisel loputada kohe rohke veega. Halva enesetunde korral pöörduda arsti poole. Kasutada hästiventileeritavas kohas. Kõrvaldada koos teiste olmejäätmetega. 

3.2. MP FR

Kasutusvaldkond
MP FR on mõeldud puidu jt. teiste poorsete materjalide ja pindade ( kangas , papp, paber jms.) kompleksseks kaitseks süttimise, põlemise, leegi leviku, mädanemise, kõdunemise, sine jm. bakteriaalsete kahjustuste vastu nii siseruumides kui välitingimustes. Sobib kasutamiseks nii tööstuslikult kui kodustes oludes.
MP FR kasutatakse nii töötlemata kui eelnevalt antipüreeni või antiseptikuga töödeldud puidu, puitkonstruktsioonide ja -detailide töötlemiseks. Sobib kasutamiseks nii elamutes kui tööstus-, põllumajandus- jms. ehitiste puhul. Annab kaitse tule vastu 15-20 aastaks. Ei sobi kasutamiseks pindadel, mida on eelnevalt töödeldud laki, värvi vms. kilettekitava hüdrofoobse ainega.
Kasutamine
MP FR kantakse pintsli või pihustiga mustusest, tolmust jms. puhastatud puitpinnale mitte madalamal temperatuuril kui +5 C. Võimalik on töötlemiseks kasutada ka sissekastmist ning survetöötlust autoklaavis.
Pintsli või pihustiga töödeldes kantakse töödeldavale pinnale 2-3 kihti MP FRi 40-60-minutilise intervalliga. Töödeldud ja kuivanud pinda on 24 tunni pärast võimalik värvida või töödelda teiste materjalidega. 4-5 päeva pärast on vahendit puidust võimatu välja pesta. Mitte töödelda külmunud puitu! Külmunud toode on pärast sulamist kasutuskõlblik. Enne kasutamist segada.
Ladustamine ja transport
Toodet säilitatakse ja transporditakse tootja poolt hermeetiliselt suletud polümeertünnides, toiduainetest eraldi. Külmumise ja ülessulamise järel jäävad toote omadused muutumatuks. Garantiiaeg 36 kuud.

4. KASUTATUD KIRJANDUS

• http://www.kk.ttu.ee/puit/Puittoodete_tehnoloogia/Puidu_immutamine.pdf
  
• http://stud.sisekaitse.ee/Luht/parendamine/puitkonstruktsiooni_tulekaitse_parendamine.html
  
• http://www.holzprof.ee/index.php/et/products-et/holzprof-side-et
  
• http://www.multiprotect.ee/?s=44