2 . Protecția și conservarea lemnului Lemnul este unul din primele materiale utilizate de om și în același timp un material mereu modern, cu multiple… [307754]

2 . [anonimizat], ce ocupă o pondere îsemnată în ansamblul materialelor utilizate în prezent.[anonimizat], [anonimizat] o emană, prelucrarea ușoară și diversă cu consumuri energetice și costuri relativ mici. [anonimizat], reciclabil și regenerabil.

Proteția lemnului reprezinta ansamblul de masuri si tratamente menite sa îmbunătățească rezistența lemnului la acțiunea factorilor de degradare de natură biotică și abiotică în vederea obținerii unor performanțe superioare în utilizare și prelungirii duratei de viața în operă (in conditiile de utilizare date).

Conservarea lemnului reprezintă pastrarea nealterata a [anonimizat] a [anonimizat].

[anonimizat] :

A.

După natura agentului de degradare:

•Protecție împotriva agenților biologici (biotici) [anonimizat]:-împotriva ciupercilor;-împotriva insectelor;-împotriva dăunătorilor marini;

•Protecție împotriva factorilor climatici;

•Protecție împotriva focului (protecție ignifugă).

B.

După principiul de acțiune:

•[anonimizat];

•[anonimizat];

•[anonimizat], de regulă împotrivaagenților biologici.

C.

După momentul în care se aplică tratamentul de protecție:

•[anonimizat],în general înaintea punerii lemnului în operă;

•[anonimizat].agenților biologici, a focului și afactorilor climatici(de mediu).

[anonimizat] :

A.

După natura agentului de degradare:

•Protecție împotriva agenților biologici (biotici) [anonimizat]:

-împotriva ciupercilor;-împotriva insectelor;-împotriva dăunătorilor marini;

•Protecție împotriva factorilor climatici;

•Protecție împotriva focului (protecție ignifugă).

B.

După principiul de acțiune:

•[anonimizat];

•[anonimizat];

•[anonimizat], de regulă împotrivaagenților biologici.

C.

După momentul în care se aplică tratamentul de protecție:

•[anonimizat],în general înaintea punerii lemnului în operă;

•[anonimizat].

2.1 Bioprotectia chimica a lemnului

Clase de durabilitate naturală față de atacul fungiilor:

2- -durabil

3-durabilitate medie

4-puțin durabil

Clase de durabilitate față de atacul insectelor xilofage :

S-nedurabil (sensibil, susceptibil la atac)

X-specia trebuie tratată corespunzător

5. Evaluarea măsurilor necesare de bioprotecție funcție de aspectele anterior mentionate în conformitate cu SR EN 460. Luarea deciziei privind tipul de tratare necesar pentru cele două specii lemnoase.

Protecția împotriva biodegradării, numită bioprotecția lemnului este cea mai importantă parte a protecției lemnului, ce se referă la protecția împotriva agenților biotici de degradare.Este de evidențiat faptul că, pentru a fi economică și cu eficiență maximă, bioprotecția se impune și se practică în general varianta protecției preventive în scopul măririi durabilității naturale a lemnului. Este de asemenea important de subliniat că o serie de metode și produse moderne pot oferi un efect cumulat de protecție a lemnului față de acțiunea diverșilor agenți naturali distructivi. Aceasta se realizează de multe ori prin combinarea mai multor substanțe sau principii de protecție.Dacă se iau în considerare și factorii abiotici: radiațiile UV, apa etc., este necesară și o finisare cu produse rezistente la acțiunea acestor factori.

2.1.1 Clasificarea agenților de biodegradare

1. Fungii lignicole

– Ciuperci de mucegai și albăstreala

– Ciuperci de putregai (ciuperci xilofage)

2. Insecte xilofage

– Coleoptere (de lemn uscat) – gandaci

– Isoptere – Termite

3. Biodăunători marini

– Moluște

– Crustacee

4. Bacterii

1.Fungii – ciuperci

Sunt organisme vegetale fara clorofila care nu pot sintetiza materie organică. Ele se instalează și se dezvoltă pe medii organice pe care le degradează.Fungii , (Ciuperci) lignicole , colonizează și degradează materiale lignocelulozice respectiv lemnul.

Pot folosi drept sursa de hrană:

– compuși chimici mic-moleculari, ușor asimilabili(zaharuri, amidon)

– compușii chimici principali ai lemnului pe care îi scindează în compuși asimilabili cu ajutorul unui sistem enzimatic propriu.

Fungii lignicole parazite atacă arborii pe picior.

Fungii lignicole saprofite atacă lemnul ca material (brut,prelucrat).

Fungii de mucegai și albastreală produc discolorari (pete, colorații) superficiale sau penetrante fară afectarea rezistențelor fizico-mecanice; atac concentrat în zona de

alburn pentru material cu umiditate mare.

Fungii de putregai (ciuperci xilofage) conduc la putrezirea lemnului descompunându-se sub acțiunea ciupercilor sau a altor microorganisme rezultând o înmuiere, pierdere de masa si de rezistență progresivă si adesea o schimbare de textură și culoare , lemnul devenind friabil, sfarâmicios și cedează la solicitari minime.

Ciupercile de mucegai produc pete superficiale de diverse culori – discolorări.

Acestea nu afectează compușii chimici principali ai lemnului , iar rezistențele fizico-mecanice nu sunt afectate.

Afectează însă negativ aspectul , reducând valoarea economica a materialului lemnos , putând fi modificată (crescută) permeabilitatea lemnului.

Mucegaiul reprezintă dezvoltarea fungica pufoasa sau prăfoasă pe suprafața lemnului cu umiditate mare și se păstrează în condiții de umidiate ridicată.

Ciupercile de albăstreală apar pe cheresteaua debitată din buștenii deja atacați de aceste ciuperci , in cele mai frecvente cazuri apărând pe alburnul lemnului de rășinoase și pe fag.

Se impune tratarea provizorie a buștenilor / cherestelei umede cu produse speciale ANTI BLUE.

Albastreala reprezintă colorația fungică albastru – gri pâna la negru.

Albastreala superficiala poate fi îndepărtată prin rindeluire pe o grosime de maxim 2 mm.

Albastreala penetranta este colorația în profunzime ce nu poate fi îndepartata prin

rindeluire superficială.

Ciupercile de putregai degradeaza lemnul în profunzime afectând compușii chimici principali (celuloza, hemiceluloze , lignina) și scindându-i în compuși mic-moleculari asimilabili cu ajutorul sistemului enzimatic propriu reducând drastic rezistențele fizicomecanice.

Aceste ciuperci sunt de mai multe feluri , regăsindu-se ca și:

Ciuperci de putregai brun având culoare bruna, cu multiple fisuri și crapaturi interne in direcția fibrelor și perpendicular pe acestea ce duc la dezagregarea in fragmente cubice.

Ciuperci de putregai alb ce au culoare deschisa , albicioasa , tendință de defibrare , rupere cu smulgere de fibre. Aceste ciuperci poseda un sistem enzimnatic complex ce permite degradarea tuturor compușilor chimici principali(celuloza, hemicelulozele și lignina).

Ciupercile de putregai moale produc o închidere de culoare și înmuiere progresivă a lemnului de la suprafață spre interior producând degradarea selectiva a celulozei și hemicelulozelor. Este u tip de putregai caracteristic lemnul aflat în contact cu solul și/sau apa dulce.

2. Insecte xilofage

Insectele xiloface sunt insecte ce găsesc in lemn adăpost si hrană. Acestea degradează lemnul prin saparea unor galerii ce afectează integritatea structurala și rezistențele fizico-mecanice.

Coleopterele de lemn uscat (gândacii comuni) atacul prin galeriile de zbor ce apar pe suprafață când adultul parasește lemnul (dupa ce degradarea a avut loc).

Formarea de rumeguș în jurul galeriilor de zbor indica un atac activ. În interiorul lemnului se formeaza un sistem de galerii în profunzime ce afectează rezistențele fizico-mecanice.Lemnul puternic degradat are aspect buretos și se sfarma ușor.

Termite sunt furnicile albe cu corp moale care ataca lemnul în contact cu solul (in general). Atacul este realizat de insectele adulte lucratoare începând în interiorul lemnului, în direcția fibrelor fiind adesea nesesizabil pe suprafață.

Termitele traiesc în zone climatice calde și umede.

3.Biodăunători marini

Moluștele sapă galerii in lemn pentru adăpost si hrană , degradând celuloza. Acestea nu părăsesc lemnul lemnul atacat.

Moluștele se gasesc in mari din zone tropicale si temperate cu salinitate scăzută.

Crustaceele se raspândesc in zona de atac de la lemnul infestat le lemnul sănătos , degradând celuloza.

2.2 Protectia lemnului impotriva factorilor de mediu

Ne place lemnul. Are personalitate, îmbătrânește cu grație, este excelent izolator natural, se poate prelucra în aproape orice formă și se poate integra în clădirea și grădina noastra aproape oriunde, dar are nevoie de ajutorul nostru pentru a se menține tânăr.

Lemnul reacționează la factorii de mediu și sub acțiunea lor continuă poate suferi degradări permanente.

Cu cât este de esența mai tare, cu atât este mai puțin sensibilă la factorii de mediu și, pe cale de consecință, mai scumpă. Tecul și mahonul, de pildă, sunt cele mai rezistente și durabile esențe lemnoase. Dintre esențele europene, stejarul și fagul sunt cele stabile și rezistente, iar molidul și pinul sunt cele mai moi și mai sensibile.

2.2.1 Factorii externi care influentează lemnul

a) Apa

Lemnul reacționează la variațiile de umiditate mărindu-și volumul în mediul umed și contractându-se în mediul uscat. Schimbul de umiditate între lemn și mediu se oprește fie pentru că mediul este stabil / închis și s-a ajuns la un echilibru între absorbția și cedarea de apă, fie pentru că suprafața lemnului este tratată special pentru a rezista indiferent de condițiile de umiditate.

Schimbul acesta de apă în sine nu este atât de periculos pe cât este stagnarea umidității sau a secetei, caz în care lemnul se umflă excesiv din cauza apei și ajunge să dezvolte mucegaiuri, carii, insecte, etc, respectiv se usucă atât de tare încât devine sensibil la șocuri mecanice, adică casant.

b) Temperatura

Temperatura este factor degradant pentru lemn atât în raport cu umiditatea, cât și singură.

Alături de umiditate, temperatura este unul dintre factorii favorizanți pentru apariția mucegaiurilor, dar și pentru întreținerea insectelor și rozătoarelor.

Temperatura ridicată singură accelerează deteriorarea chimică a lemnului, iar temperatura extremă (focul) afectează iremediabil orice esență.

c) Lumina

Radiațiile ultraviolete distrug lignina – liantul propriu al lemnului, iar lemnul capătă o tentă gri și devine fragil, poros și mai vulnerabil la apă și umiditate. În plus, elementele rezultate în urma distrugerii ligninei constituie nutrienți pentru ciupercile ce distrug lemnul.

d) Poluarea

Substanțele nocive provenite din procesele industriale și alte activități umane, sunt prezente în aer mai ales în zonele aglomerate si găsesc în precipitații un vehicul excelent și un mijloc ideal pentru a se tranforma în substanțe corozive, distructive pentru lemn.

Crăpături , fisuri , defibrare Diferentiere lemn târziu / lemn timpuriu

2.2.2 Tratarea lemnului impotriva factorilor de mediu

Pentru a putea avea o tratare corectă a lemnului este necesară urmarea unor pași importanți. Acești pași sunt:

Este necesară curățirea suprafeței de grăsime si praf.

Se șlefuiește cu șmirghel și se curață din nou pentru a îndepărta praful provenit din șlefuire.

Se aplică stratul de ground care asigură protecția împotriva cariilor , ciuperciilor , dar și întărirea fibrelor și o culoare uniformă.

Se aplica lazuri , vopseluri sau lacuri cu ajutorul pensulei sau a pistolului pentru vopsit. Lazurile pot avea suplimentar substanțe biocide.

Pentru o colorare uniforma si un grad corespunzator de acoperire a suprafeței (rugozitate finala mică) se recomandă minim 2 straturi de lazură cu slefuire intermediară.

Pentru o rezistență mai buna la apă si/sau o acoperire mai bună a texturii, sau obținerea gradului de luciu/mat dorit se poate aplica suplimentar un lac de acoperire sau lazură de acoperire cu un conținut mai ridicat de substanță peliculogenă.

2.2.3 Materiale peliculogene pentru exterior

Materialele peliculogene pentru exterior preferate sunt:

– pe baza de rasini alchidice (produse cu solvent)

– pe baza de polimeri acrilici reticulabili (lazuri hidro-diluabile)

Caracteristici importante ale peliculogenelor pentru exterior:

– pelicule elastice

– pelicule rezistente la apa

– permeabilitate redusa fa_a de vaporii de apa (nu complet impermeabile).

Rașina peliculogena de bază este rășina alchidică rezultata prin modificarea unei rășini esterice glicero-ftalică (GF) cu uleiuri sicative.

Tipuri de rășin alchidice:

Rășini alchidice fara ulei – rășini GF

Rășini alchidice slabe: conținut de uleiuri sicative < 40 %

Rășini alchidice medii: conținut de uleiuri sicative 40-60 %

Rășini alchidice grase: conținut de uleiuri sicative 60-70 %

Uleiuri alchidice: conținut de uleiuri nesicative > 70 %, ( se folosesc ca și plastifianți).

2.3 Protecția lemnului la acțiunea apei în condiții de exterior

În lemn apa se poate gasi sub trei forme:

Apa libera , care circulă prin țesături – poate favoriza manifestarea unor defecte – acțiunea înghețului si dezghețului , crăpături la uscare etc.,

Apa de higroscopicitate – fixată prin procese de absorbție pe pereții țesuturilor vegetale , are o influență hotărâtoare asupra tuturor proprietăților lemnului,

Apa lagată chimic – se găsește în compoziția substanțelor ce alcătuiesc masa lemnoasă în proporția cea mai mică și nu are influență asupra caracteristicilor lemnului.

Umiditatea pentru care lemnul a cedat apa liberă se numește punctul de saturație respectiv apa de saturație. Umiditatea variază în timp în funcție de condițiile de păstrare a lemnului , temperatura , umiditatea aerului , presiunea atmosferica ect., ajungându-se ca presiunea vaporilor din materialul lemnos sa fie egală cu presiunea vaporilor din atmosferă. Pentru conditiiile climatice din țara noastră , umiditatea relativă (masa de apă conținută raportată la masa materialului lemnos la umiditatea respectivă) a lemnului păstrat in aer (uscat in aer) variază intre 12 – 15 %. Modificările de volum ale lemnului la variațiile de umiditate se datorează apei de higroscopicitate și caracterului liofil al structurii , detrminând procesul de lucru al lemnului. Astfel la creșterea umiditații , lemnul suferă o mărire de volum denumită umflare , respectiv la scăderea umiditații , o reducere de volum denumită contragere. Lucrul lemnului nu este aceași pentru toate esențele , fiind mai mare la esențele de foioase , pentru că acestea prezintă cantitatea de apă de saturație mai mare.

Umflarea si contragerea lemnului sunt procese reversibile si diferă în funcție de direcția de măsură (longitudinal , radial si tangențial).

Umiditatea prea mare duce la instabilitatea dimensională a lemnului, la formarea de tensiuni în lemn, tensiuni între vopsea și lemn și tensiuni în însăși pelicula de vopsea. Umiditatea exagerată provoacă crăparea și exfolierea vopselei, și de aceea vopseaua își pierde funcția sa de protecție.

Bariera care oferă o bună protecție la ploaie.

2.4 Pretratamente fizico – chimice ale suprafețelor lemnoase

Produsele de protecție se pot prezenta , în forme diferite , cum sunt: solide (paste , pulberi) , soluții , emulsii , produse de finisare. În funcție de tipul de produs , aceste produse mai pot conține pigmenți , coloranți , materiale de adaosuri cu roluri diferite.

Substanțele chimice toxice simple de protecție a lemnului sunt mai puțin folosite in prezent. Utilizarea lor , ca atare sau prin dizolvare într-un solvent adecvat , la locul de protectie a lemnului , se face mai mult în cazul pieselor de mari dimensiuni , la capacitați de producție mari și pentru tratamente preventive cu efecte de scurtă durată.

Efectele suplimentare pe care le pot oferii lemnului tratat , produsele complexe de protecție , comparativ cu substanțele chimice simple , pot fi sintetizate astfel:

Capacitatea de fixare pe lemn ;

Spectrul larg de toxicitate , efect insecto-fungicid ;

Posibilitatea de finisare bioprotectoare ;

Posibilitatea realizarii simultane a protecției biologice

2.4.1 Finisarea suprafeței

Lemnul neprotejat expus in condiții de exterior își va schimba relativ rapid aspectul placut prin modificari de culoare , asperizarea suprafeței , apariția petelor de mucegai și a depunerilor de diverse impuritați. Mai mult , în condiții adecvate de temperatura și umiditate este foarte posibilă o degradare mai avansată , care va afecta si proprietațile fizico-mecanice prin atacul ciupercilor de putregai si al insectelor. Aceste efecte sunt rezultatul unui proces complex de degradare datorita acțiunii simultane a luminii , a apei , fungiilor , prafului și a altor impuritați mecanice din atmosferă , precum si a poluanțiilor gazosi din aer.

Metodele de protecție a lemnului împotriva degradarii diverșilor factori de mediu urmăresc contractarea factorilor cheie în acest proces și pot fi clasificați în:

Pretratamente fizico – chimice ale suprafețelor in vederea finisarii ;

Modificarea chimică a lemnului ;

Metode de acoperire a suprafeței cu materiale peliculogene cu efect protector UV.

Procesul finisarii cuprinde grupul de operații prin care suprafețele sunt înnobilate cu pelicule de lacuri sau vopsele ori folii de materiale plastice. Prin operația de finisare suprafețele devin rezistente la acțiunea agenților fizico – chimici și la degradarile mecanice , aspectul estetic si valoarea estetica a acestora îmbunatațindu-se.

Finisarea mobilei este de doua tipuri :

Finisare transparentă ;

Finisare opacă .

Finisarea transparentă formează pelicule care evidențiază desenul și textura , culoarea naturală a lemnului. Finisarea peliculei se definește prin procedee de finisare în raport cu gradul de luciu al peliculei de lac care poate avea un luciu înalt (luciu ogilindă) , mătăsos , mat , semimat , mat adânc , prin finisarea transparentă se urmăresc valorile decorative ale lemnului masiv sau furnirelor.

Finisarea transparenta se face cu lacuri nitrocelulozice , poliesterice sau poliuretanice peste care se aplica un strat de peliculă de ulei sau ceara care îi dă un aspect lucios , mat ,semilucios sau lucios oglindă.

Finisarea opacă formează pelicule prin care structura , culoarea si desenul lemnos sunt acoperite cu substanțe peliculogene pigmentate cum ar fi vopselurile pe baza de ulei , emailurile nitrocelulozice sau lacurile colorate puternic.

În afara procedeelor de finisare prin pelicule care au o grosime de 25 – 300 µm , în industria mobilei se mai intalnesc si alte procedee de finisare a suprafețelor cum ar fi acoperirea cu folii din materiale plastice (PVC sau pe baza de fibre celulozice).

2.4.1.1 Defecte de finisare

Bulele de aer pot apărea în lac încă înainte de a fi aplicat sau pot apărea în timpul aplicării. Dacă timpul necesar dezaerării nu este suficient , temperatura în spațiul de lucru nu este potrivita (prea mare sau ventilația prea puternică) atunci uscarea intervine înainte ca aerul să iasă din peliculă.

În timpul agitării , înainte de utilizare , lacul este amestecat cu o cantitate de aer. Pentru a evita ca acesta să rămână în peliculă , amestecul are nevoie de un timp de relaxare înainte de aplicare.

Un alt mod de a îndepărta aerul este filtrarea sau folosirea de substanțe antispumante. Uneori , amestecul cu aerul apare chiar în pompă. În acest caz , pompa va trebuii verificată si recalibrată.

Vara , când temperatura creste mult peste cea recomandată (20 grade C), defectul apare frecvent. Este bine să se folosească diluanți mai lenți , pentru a întârzia uscarea și a permite aerului să iasă din peliculă.

Când lemnul este foarte uscat , o parte din apă este înlocuită cu aer. Cantitatea de aer care iese din lemn este mai mare si o parte din aceasta poate rămân în peliculă. Este recomandat să se folosească lemn cu umiditatea recomandată pentru lemnul folosit la interior de 8 – 12 % (excepție fac instrumentele muzicale) , iar piesele de mobilier în alb să fie ținute înainte de finisare în zonă cu temperatură și umiditate controlată.

O pulverizare incorectă , adică de la o distanță prea mică , vâscozitate prea mică sai temperatură lacului prea scazută , poate duce la apariția bulelor. Distanța între piesă si pistol trebuie sa fie de minim 25 cm. Iar presiunea 2,8 – 3 atm la pulverizarea manuală.

2.4.2 Șlefuirea in alb

Șlefuirea în alb este o etapă foarte importantă în procesul de finisare și are ca obiective calibrarea obiectelor la dimensiunea cerută , îndepărtarea zgârieturilor , smulgerilor , urmelor de creion , resturilor de adeziv și a altor defecte ale suprafeței de lemn , îndepărtarea rugozității datorate umezelii , asigurarea adeziunii între suprafață și finisaj , reducerea consumului de material de finisare , obținere unei mobile de calitate. Uneori se folosesc tehnici speciale de șlefuire pentru a scoate în evidență structura lemnului și frumusețea lui naturală. Structura lemnului de stejar pentru pardoseli este un exemplu.

O șlefuire incorect făcută este deseori cauza defectelor de finisare observate pe produsul finit. Atenția acordată pregătirii în alb a suportului lemnos , este invers proporțională cu numărul defectelor apărute în timpul finisării.

Șlefuire se face in general cu benzi adezive. Se poate face și manual sau mecanic în funcție de dotările și de specificul piesei din lemn. O bandă de șlefuire constă într-o bază (hârtie , material textil sau o combinție a celor doua elemente) pe care sunt fixate cu adeziv granulele abrazive.

Benzile obișnuite , pentru suprafețe , au fie baza combinată (hârtie și material textil), fie numai material textil. Cele folosite pentru șlefuirea profilelor au ca bază un material textil elastic.

Materialele adezive lipite pe bandă pot fi naturale sau artificiale. Abrazivele artificiale sunt mai dure si au o utilizare mai vastă decât cele naturale. Alegerea materialului abraziv depinde de scopul pentru care este folosită banda abrazivă. Cele mai comune materiale abrazive folosite sunt oxidul de aluminiu , zirconul si carbonatul de siliciu.

Materialele abrazive sunt mărunțite , sortate în funcție de dimensiuni și lipite pe suport. În funcție de numărul granulelordintr-un inch pătrat , banda primește un număr care reprezintă finețea ei (40 , 80 , 150 , 300 etc.). Numărul va fi cu atât mai mare cu cât particulele vor fi mai multe , deci mai mici ca dimensiune. Un număr mic de particule va însemna șlefuire grosieră iar un număr mare o șlefuire fină.

În cazul șefuirilor mecanice , bemzile abrazive sunt montate pe mașina , pe niște role si sunt întinse pentru a se creea o anumită tensiune în bandă.

Pentru ca șlefuirea să fie de calitate , tensiunea nu trebuie să fie foarte mare. Cu cât tensiunea este mai mare , cu atât calibrarea abraziunii este mai scăzută. Pentru a evita întinderea benzii și a crește timpul ei de viață , tensiunea trebuie redusă dupa terminarea procesului de șlefuire.