Drewno naturalne to materiał, który ma bardzo wysoką odporność na działanie różnego rodzaju kwasów. Aby rozpoczął się proces oddziaływania tych substancji na materiał, stężenie jonów wodorowych powinno wystąpić przy pH2. Jakie kwasy działają na drewno? Na co powinniśmy uważać w szczególności?
Jak kwasy działają na drewno?
W momencie, gdy dochodzi do zwiększenia stężenia jonów wodorowych, w drewnie dochodzi do przemiany celulozy w hydrocelulozę. Może to prowadzić do pęcznienia materiału, jednak tylko w normalnej temperaturze. Jeśli zwiększy się ona do około 50 stopni Celsjusza, wówczas celuloza przemienia się w glukozę.
Jednym z rodzajów kwasów, które oddziałują na drewno, są kwasy mineralne. Ich działanie i wysokie stężenia wpływają na wytrzymałość materiału. Im wyższa jest temperatura oraz czas oddziaływania, tym większe zniszczenia nastąpią w strukturze drewna i jego głębszych warstwach.
Kwasy mają utrudnione zadanie w przypadku drzew szpilkowych, które są bogate w żywice. W przypadku kwasu azotowego dochodzi do zniszczenia ligniny i wydzielania kwasów: mrówkowego, szczawiowego i octowego. Znaczenie ma tutaj przede wszystkim temperatura i stężenie roztworu. W przypadku kwasów oddziałujących na zimno, zniszczenia i rozpoczęte procesy będą nieznaczne. Kwasy dopuszczone do materiału w wysokich temperaturach mogą wywołać zdecydowanie więcej szkód. Roztwory o wyższej wartości procentowej działają niszczycielsko praktycznie na wszystkie rodzaje i gatunki drewna.
Kolejną substancją jest kwas dwuchromowy, na który drewno nie jest odporne. Wysoka odporność materiału z różnych gatunków drewna występuje w przypadku oddziaływania takich kwasów jak fluorowodorowy. Na drewno mogą oddziaływać również kwasy: ortofosforowy czy fluorokrzemowodorowy. Aby zatrzymać jego szkodliwe właściwości, drewno pokrywa się powłoką z asfaltu.
Kwasy mlekowy i octowy mają podobne działanie, jednak w przypadku pierwszego nich, jest ono mocniejsze. Powodują one mocne pęcznienie, a przy stężeniu 15% może dojść nawet do zniszczenia włókien. W przypadku zastosowania podgrzanych kwasów będziemy mieli do czynienia z procesem rozpuszczania pentozanów.
Podobne działanie mają kwas siarkowy i solny. Obydwa zastosowane w wysokich stężeniach będą prowadziły do zwęglenia drewna. W mniejszych stężeniach drewno traci swoją wytrzymałość i odporność na zginanie. Kwas siarkowy zastosowany w normalnej temperaturze nie będzie miał żadnego działania na strukturę drewna. Dopiero zastosowany pod wysokim ciśnieniem może okazać się szkodliwy. Kwas solny doprowadza natomiast do pęcznienia drewna i rozpoczyna procesy rozpuszczania niektórych substancji.
Jak działają opary kwasów i zasad?
Oddziaływanie kwasów i zasad na drewno jest zależne od różnych czynników, takich jak wilgotność powietrza, temperatura, pH oraz stężenie roztworów. Dużo zależy również od tego, czy zastosowane substancje są zimne, czy też gorące.
W przypadku drewna bogatego w żywicę, roztwory zastosowane przy niskiej wilgotności i względnie normalnej temperaturze powietrza, nie będą silnie oddziaływały na strukturę materiału. W przypadku gorących oparów może dochodzić do poważnych zmian i rozkładów. Substancja, która skutecznie rozpuszcza żywice oraz tłuszcze zawarte w drewnie jest amoniak.
Interesujące jest również oddziaływanie chloru, który wnika do głębokich warstw drewna, jednak jego działanie jest nieznaczne. W przypadku zastosowania jego oparów dla drewna wilgotnego dochodzi do powstawania kwasu solnego, który w wysokiej temperaturze i stężeniu prowadzi do zwęglenia. Inną substancją jest bezwodnik kwasu siarkowego, który prowadzi do hydrolizy włókien i wybiela je.
Chlorowodór oddziałuje na drewno dosyć mocno, szczególnie jeśli jest ono wilgotne. Wówczas w jego strukturze powstaje kwas solny. Aby zapobiec wchłanianiu przez drewno oparów chlorowodorowych, można zastosować wióry i trociny. Inną substancją jest fluorowodór, który oddziałuje na strukturę drewna, nie powodując w niej zniszczeń.
Działanie pary wodnej na strukturę drewna powoduje kruchość włókien. Para wodna musi być jednak przegrzana, aby wystąpiły takie procesy. Kolejne substancje oddziałujące na drewno to tlenki azotu, które mimo wnikania w głębokie warstwy drewna, nie powodują widocznych uszkodzeń. Tlenki azotu działają z korzyścią dla drewna, ponieważ pozbywają się szkodników.
Zasady o pH 8-10 powodują przede wszystkim pęcznienie drewna. Dochodzi również do spalania węglowodanów i procesów zmydlających obecne w drewnie żywice. Zasady oddziałują na drewno tym silniej, im bardziej jest ono rozdrobnione. Istotne informacje, które zostały potwierdzone w obserwacjach, są takie, że drewno iglaste jest dużo bardziej odporna na korozję biologiczną niż drewno liściaste. Drewno iglaste dorównuje swą odpornością niektórym stopom metali.
Jak zaimpregnować drewno, aby ochronić je przed szkodliwym działaniem kwasów?
Dobrze dobrana, chemiczna impregnacja drewna, szczególnie przeznaczonego do elementów konstrukcyjnych, jest podstawą odporności i długiej żywotności materiału. Impregnat zapewni włóknom drewna odpowiednia wytrzymałość i zapobiegnie wchłanianiu szkodliwych substancji, między innymi roztworów kwasów i zasad, które mogłyby prowadzić do rozkładu lub pęcznienia. Oprócz tego zyskujemy również odporność na korozję biologiczną oraz zagnieżdżanie się szkodników.
Przed wykonaniem impregnacji należy pamiętać o odpowiednim przygotowaniu materiału. Przede wszystkim trzeba go oszlifować i dokładnie wysuszyć. Warto pamiętać, że zakupienie już zaimpregnowanego drewna może nie wystarczyć i będzie konieczne wykonanie dodatkowej impregnacji.
Aby wykonana przez nas impregnacja była skuteczna, musimy dobrać odpowiedni preparat. Musi on być odporny na warunki, w których drewno będzie zamontowane. Dodatkowo ważny jest sam sposób wykonywania impregnacji i odpowiednie przygotowanie drewna. Powinniśmy wziąć pod uwagę również budowę i gęstość wybranego materiału, ponieważ gdy jest ona wyższa, preparaty chemiczne trudniej się wchłaniają.