Universitatea “TRANSILVANIA” Brasov

Facultatea de Industria Lemnului

Catedra de Tehnologia Lemnului

Studiu referitor la solutii de tratare si finisare pentru mobilier de gradina din lemn de rasinoase

C U P R I N S

Necesitatea alegerii temei

Obiectivele temei

2.1 Influientele unor tratamente de protectie biologica a lemnului folosit pentru mobilierul de gradina

2.2 Rezistenta diversilor adezivi si materiale de finisare in cazul utilizarii mobilierului de gradina

Metodologia de lucru

3.1 Specii care se folosesc pentru mobilierul de gradina

3.2 Substantele de protectie fo 535j95f losite

3.3 Adezivii folositi

3.4 Materialele de finisare folosite

Incercari de durabilitate

4.1 STAS-urile dupa care s-au ales substantele si tehnologiile de protectie

4.2 Motivul pentru care s-au ales substantele si tehnologiile de protectie

4.3 Epruvetele utilizate

4.4 Conditii de lucru

Concluzii

Necesitatea alegerii temei

Datorita structurii complexe, respectiv structura sa chimica, structura anatomica si structura peretelui celular, lemnul, este un material higroscopic si instabil dimensional la variatiile de umiditate ale aerului, putin rezistent la actiunea daunatoriilor si factoriilor de mediu.Este un material anizotrop pe cele trei directii de crestere a sa : longitudinala radiala si tangentiala.

Toate acestea duc la limitarea domeniului de utilizare a lemnului .

Lemnul se descompune fotochimic sub actiunea radiatiilor ultraviolete si are o rezistenta scazuta la abraziunea determinata de particulele mici de praf antrenate de aer.

In natura mai actioneaza negativ asupra lemnului si umiditatea atmosferica, variatiile de temperatura ale aerului, inghetul si dezghetul, ploaia , zapada si chiar vantul.

In cadrul mobilierului de gradina , in tara noastra cel mai folosit este lemnul de rasinoase datorita tehnologiei mai usoare de prelucrare, al costului mai redus al materiei prime si chiar a existentei destul de numeroase a lemnului de rasinoase in zona tarii noastre.

Obiectivele temei

2.1 Influienta unor tratamente de protectie biologica a lemnului

Utilizarea metodelor specifice biologiei pntru a impiedica degradarea lemnului de catre agentii biodaunatori reprezinta un aspect particular de combatere a organismelor biodaunatoare.

Organismue daunatoare se numesc acele organisme care prin activitatea lor aduc direct sau indirect daune omului.

Combaterea biologica consta in utilizarea organismelor vii si a produselor pe care acestea le secreta la combaterea organismelor daunatoare.

In protectia biologica se folosesc insecte pradatoare sau sterilizate, preparate biologice si preparate integrate

Preparatele biologice sunt realizate din produse ale microorganismelor zoopatogene si ciupercilor entomopatogene si din produse hormonale.

La aplicarea tratamentelor biologice cu produse biologice trbuie sa se ia in considerare natura complexelor biocenotice(care iau nastere prin activitatea organismelor biologice), dinamica populatiilor speciilor biodaunatoare care intra in competitie in competitie in vederea alegerii celor mai eficienti pradatori si paraziti.

Preparate biologice :

pe baza de virusuri – dintr-un virus de poliedroza nucleara s-au realizat micro-organisme zoopatogene.

pe baza de bacterii – bacteriile fac parte din aceeasi grupa a microorganismelor zoopatogene ca si virusii si au un rol important in patologia gandacilor de scoarta la arbori.

din ciuperci entomopatogene – din micelii si spori ai ciupercii Metarrhizium anisopliae

In tara noastra s-au facut experimentari de aplicare a unor tratamente biologice la lemn. Astfel s-a testat efectul tratamentelor biologice pe busteni de cvercinee atacati de insecte xilofage.S-au utilizat busteni de stejar atacat de insecte xilofage , vizibil si localizat sub scoarta si in alburn.

S-au obtinut urmatoarele rezultate :

bustenii de cvercinee martor au continuat sa fie degradati.

Preparatul Bactospιne in forma de pulbere umectabila cu apa aplicat in concentratie de 10% in apa a avut o eficacitate mai buna decat varianta in forma de pasta , la aceeasi concentratie .

Preparatul Metarrzium , in forma de pulbere umectabila cu apa a prezentat o eficacitate asemanatoare preparatului Bactospιne – pasta la concentratie de 10%.

Protectie fungicida s-a mai realizat pe arborii de pin proaspat doborati cu spori de Trichoderma harzianum Rifai impotriva ciupercilor care produc albastreala si decoloratii ale lemnului de pin in stare foarte umeda .

In domeniul protectiei lemnului se considera mai necesara si eficienta protectia preventiva decat cea de combatere.

Cercetariile facute pe plan international asupra impactului preparatelor biologice aspra insectelor folositoare , a fluturilor, pasarilor, pestior si a omului au dovedit ca acestea au o activitate reziduala slaba. Acest fapt se explica prin distrugerea microorganismelor din preparatele biologice de catre radiatia ultravioleta din lumina solara si incapacitatea unor bacterii de a supravietui in comunitatea bacteriilor existente in ecosistemul forestier.

2.2 Rezistenta diversilor adezivi si materale de finisare in cazul utilizarii

mobilierului de gradina

Rezistenta diversilor adezivi pentru mobilierul de gradina este dat de norma EN 204 care clasifica adezivi pentru lemn in functie de rezistenta lor.

Rezistenta incleierii se face la mediu climateric normal (232)^oCsi(505)% umiditate relativa a aerului.

Conform normei EN 204 adezivii din clasa D3 si D4sunt pentru urmatoarele domenii de utilizare :

D4 : - Domeniu interior, cu influienta repetata si de lunga durata a apei sau condensului.

Domeniu exterior, expus conditiilor meteo, cu o prealabila protejare a suprafetei.

D3 : - Domeniu interior, cu influienta repetata dar de scurta durata a apei sau condensului

si / sau influienta de lunga durata a umiditatii mari a aerului.

Domeniu exterior ferit de conditii meteo.

Conform normei EN 205 clasele D3 si D4 au anumite cerinte privind rezistenta incleierilor si modul de tratare a epruvetelor(conditionare si imersie) :

Materialele de finisare trebuie sa-i confere lemnului o rezistenta mai buna la actiunea apei, radiatiilor solare, la abraziunea determinata de particulele de praf antrenate de aer, la variatiile de temperatura si chiar la actiunea factorilor mecanici si chimici.

Metodologia de lucru

3.1 Specii care se folosesc pentru mobilierul de gradina

Speciile lemnoase des folosite pentru mobilier de gradina sunt : Pin , Salcam , Molid , Brad , Larice , Plop , Fag , etc.

Durabilitatea naturala si impregnabilitatea unor specii lemnoase , conform normei europene EN 350-2 , este prezentata in tab.3-1

Tab. 3-1

Nota Semnificatia notatiilor din tabel este urmatoarea :

Clase de durabilitate naturala fata de atacul fungiilor:3-durabilitate medie; 4-putin durabil; 5-nedurabil .

Clase de durabilitate fata de atacul insectelor xilofage : S-nedurabil ; SH-duramen sensibil.

Clase de durabilitate fata de atacul termitelor : S-nedurabil.

Capacitatea de tratare(impregnare) : 1-lemn usor impregnabil ; 2-lemn mediu impregnabil ; 3-lemn greu impregnabil ; 4-lemn practic neimpregnabil.

v – variabilitate neobisnuita a proprietatii considerate pentru o anumita specie.

Mobilierul de gradina este considerat ca fiind lemn deasupra solului , neacoperit , si conform normei EN 335–1/1992 se incadreaza in clasa de risc 3.

Tab. 3-2 Cerintele de durabilitate si posibilitatiile de utilizare a speciilor lemnoase

Tab. 3-3 Clase de durabilitate naturala a lemnului fata de ciuperci lignicole , definite de EN 350-1 , cf. rezultatelor incercarilor in teren ,dupa EN 252

Tab. 3-4 Clase de durabilitate naturala a lemnului fata de ciuperci lignicole , definite de EN 350-1 , cf. rezultatelor incercarilor in laborator ,dupa EN 113

Ca metoda de verificare a durabilitatii lemnului, se ia :

Valorile pierderilor de masa , PM [%] , se calculeaza cu relatia :

PM = 100 (m₀ – m₁) / m₀ ‚ [%]

in care :

m₀ este masa epruvetei, in stare uscata , inainte de incercare, in g

m₁ este masa epruvetei, in stare uscata , dupa incercare, in g

3.2 Substante de protectie folosite

S-au folosit urmatoarele solutii :

solutie de sulfat de cupru (CuSO₄) , concentratie 10%

Romalit N , comncentratie 5% , produs romanesc , nelavabil format din substanta fungicida - sulfat de cupru - si cea de fixare – bicromat de sodiu , in urmatoarele proportii :

sulfat de cupru (CuSO₄5H₂O) ……….55%

bicromat de sodiu (Na₂Cr₂O₇2H₂O)….45%

3.3 Adezivii folositi

Pentru incleierea imbinariilor s-au folosit adezivii :

BASICOLL B400 + 5% intaritor VERHARDER D4 (adeziv PVAC+I ) cu urmatoarele caracteristici :

- adeziv pe baza de izocianat ;

- faza deschisa 8…15 min. la 20^oC ;

- corespunde normei EN 204 in domeniul D4;

- consum specific : C_sp = 120…150 g/m²;

JOWATON (adeziv PU)

- adeziv pe baza de izocianat ;

- faza deschisa 5 min. la 20^oC ;

- corespunde normei EN 204 in domeniul D4;

- consum specific : C_sp = 120…150 g/m²;

3.4 Materiale de finisare folosite

Pentru finisarea suprafetelor s-au utilizat urmatoarele materiale de finisare:

Ulei de in sicativ;

Email alchidic , seria 5400 EMALUX ;

Lac acrilo- poliuretanic pe baza de apa .

Emailul se dilueaza cu : diluant D551 (D509) , white spirt sau petrosin cu concentratie de (10…15)%.

OBS. : Pentru etaseizarea imbinarilor s-a folosit silicon transparent.

Incercari de durabilitate

4.1 STAS-urile dupa care s-au ales substantele si tehnologiile de protectie

STAS 9302/1-88

Prescriptii Tehnice generale

Materialul lemnos

Lemnul trebuie sa fie sanatos, portiunile de lemn care prezinta coloratii de ciuperci, rascoacere si putregai trebuie sa fie eliminate prin sectionare la o distanta de cel putin 20 cm. de ultima zona vizibila atacata .

Inainte de aplicarea tratamentelor de protectie chimica , lemnul rotund trebuie sa fie cojit ; nu se admite nici o urma de coaja .

Daca sunt de facut prelucrari mecanice, se vor efectua, dupa care praful, rumegusul si impuritatiile trebuie indepartate prin periere .

Lemnul pentru protectie chimica trebuie sa aiba U<25%.

Produse de protectie chimica

Solutiile trebuie sa aiba actiune fungicida, fungistatica, insecticida, insectifiga, precum sicombinatiile caestora .

Produsele pot fi aplicate in starea in care au fost livrate, aduse in solutie, diluate sau amestecate.

Temperatura de aplicare a solutiilor de protectie chimica este de minim 18^oC, in cazul produselor solubile in apa si in solventi usor volatili.

In cazul produselor organice de protectie chimica sau a solvenentilor organici temperatura de aplicarea acestora trebuie sa fie cu minim 30^oC sub temperatura de inflamabilitate.

Pentru apa cu solvent, acestae trebuie sa aiba duritatea totala normala.

STAS 9302/3-88

Se refera la impregnarea la presiune atmosferica in produse fluide.

Impregnarea in profunzime la presiune atmosferica conform STAS 9302/3-88 cu procedeul de protectie chimica a lemnului : bai calde-reci (bai duble), cu produse de protectie solubile in apa si solventi organici.

Metode de verificare

Absorbtia de produs de protectie se determina prin cantarirea esantioanelor inainte si dupa impregnare

q – cantitatea de produs de protectie absorbit [kg/m³] ;

Q – cantitatea de solutie de impregnare absorbita [kg] ;

c - concentratia de produs de protectie in solutia de

impregnare ;

Adancimea de patrundere se determina cu ajutorul unui burghiu tubular.

se sectioneaza sau cu burghiu tubular ;

se urmareste culoarea patrunsa ;

precizie de 0.5 mm.

Calitatea impregnarii

Este corespunzatoare daca indeplineste conditiile :

absorbtia medie de produs de protectie este de 110% fata de cantitatea prevazuta in documentatia tehnica a produsului.

adancimea minima de patrundereeste de 1 mm la bai duble cu lemn greu impregnabil si solutie cu apa.

STAS 10975/3-78

Protectia produselor de lemn impotriva factorilor climatici

Se stabileste metoda de incercare la actiunea directa a factorilor climatici , in poligoane ,a produselor din lemn , executate in conditii de protectie climatica.

Produsul de lemn incercat este mobilierul de gradina iar poligonul este amplasat in zona :

-alpina si subalpina – simbol A.

Principiul

probele se iau in numar de 3

inainte de incercare , probele se conditioneza timp de 7 zile la temperatura de 202^oC si umiditate relativa a aerului de 65

Aparatura

Poligon de incercare de circa 2000 m² dotat cu fundatii , suporti si panouri pentru expunerea probelor.

Aparatura necesara inregistrarii temperaturii, umiditatii relative a aerului precipitatiilor si a radiatiei solare.

Mod de lucru

probele se expun direct pe sol

la intervale de 30 zile probele se vor examina in vederea constatarii : integritatii probei, functionalitatii probei , deformatiilor, fisurilor sau crapaturilor, calitatii imbinarilor, calitatii peliculei de finisare, aparitiei agentilor de biodegradare si gradul lor de dezvoltare.

se face caracterizarea din punct de vedere climatic al perioadei de incercare.

durata de incercare in poligon trebuie sa fie cel putin egala cu termenul de garantie al probelor incercate, dar nu mai mica de 12 luni.

In buletinul de incercare se va face descrierea din punct de vedere climatic al perioadei de incercare cu referiri la media lunara a temperaturii si umiditatii relative a aerului, totalul precipitatiilor pe luni, media zilnica a duratei de stralucire a soarelui pe intreaga perioada de incercare.

4.2 Motivul pentru care s-au ales substantele si tehnologiile de protectie

Substantele de protectie au fost alese pentru ca : sunt de productie romaneasca , usor de achizitionat, au o tehnologie de aplicare simpla (chiar si prin pensulare), preturi mici si caracteristici bune pentru domeniul ales.

S-a ales procedeul bai duble datorita posibilitatii efectuarii acestui procedeu in laborator, cost redus, si capacitate mare de retinere a substantelor chimice folosite.

4.3 Epruvetele utilizate

Cadru : picior , traversa

. Epruvete netratate :

-8 bucati , dintre care :

-2 bucati incleiate cu adezivul PVAC+Intaritor D₄

-2 bucati incleiate cu adezivul PU 100%

-2 bucati incleiate cu PVAC+ I avand cordon de silicon , pentru protectie

-2 bucati incleiate cu PU avand cordon de silicon , pentru protectia incleierii

II. Epruvete tratate :

-8 bucati , dintre care :

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru si incleiate cu adezivul PVAC+I

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru si incleiate cu adezivul PVAC+I avand cordon

de silicon

-2 bucati tratate cu solutia Romalit N si incleiate cu adezivul PVAC+I

-2 bucati tratate cu solutia Romalit N si incleiate cu adezivul PVAC+I avand

cordon de silicon pentru protectia incleierii

-8 bucati , dintre care :

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru si incleiate cu adezivul PU 100%

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru si incleiate cu adezivul PU avand cordon

de silicon

-2 bucati tratate cu solutia Romalit N si incleiate cu adezivul PU

-2 bucati tratate cu solutia Romalit N si incleiate cu adezivul PU avand cordon

de silicon pentru protectie

Placa de masa

I. Epruvete netratate :

-8 bucati , dintre care :

-2 bucati incleiate cu adezivul PVAC+I , fiind finisate cu ulei de in , in doua straturi

-2 bucati incleiate cu adezivul PVAC+I , fiind finisate cu ulei de in , in doua

straturi , avand cordon de silicon pentru protectia incleierii

-2 bucati incleiate cu adezivul PU , fiind finisate cu ulei de in doua straturi

-2 bucati incleiate cu adezivul PU , fiind finisate cu ulei de in un strat si un strat email.

II. Epruvete tratate :

-8 bucati dintre care :

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu PVAC+I si finisate cu ulei de in

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu PVAC+I si finisate cu ulei de in

avand cordon de silicon

-2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu PVAC+I si finisate cu ulei de in

-2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu PVAC+I si finisate cu ulei de in ,

avand cordon de silicon

-8 bucati dintre care :

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu adezivul PU , finisate cu ulei de in

2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu adezivul PU , finisate cu ulei de in , avand cordon de silicon

-2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu adezivul PU , finisate cu ulei de in

-2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu adezivul PU , finisate cu ulei de in , avand cordon de silicon .

-8 bucati dintre care :

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu PVAC+I ,finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu PVAC+I ,finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca , avand cordon de silicon

2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu PVAC+I ,finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca , avand cordon de silicon

2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu PVAC+I ,finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca.

-8 bucati dintre care :

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu adezivul PU , finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca.

-2 bucati tratate cu sulfat de cupru , incleiate cu adezivul PU , finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca , avand cordon de silicon

2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu adezivul PU , finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca , avand cordon de silicon

2 bucati tratate cu Romalit N , incleiate cu adezivul PU , finisajul constand in 2 straturi ulei de in si 2 straturi vopsea alba opaca.

4.4 Conditii de lucru

Modul de aplicare al adezivilor

daca la 1 m²..128.5 ml

la 0.0030 m²X₁

0.0030 m² reprezinta suprafata scobiturii

X₁=ml

ml/m²

la 0.0030m²………………X₂

1 m² …………………138.4

X₂ ml/scobitura

Solutii de tratare - Rezultatele obtinute in urma tratarii

Tab. 1 Tratare cu solutie CuSO₄ concentratie = 10%

V_picior = 0.045 0.200 = 0.004 m³

daca la 0.0004 m³ ……………….8g sare

la 1 m³ …………………….X g sare

20.000 g sare adica 20 kg sare/ m³ lemn molid.

Daca la un volum de 0.0004 m³………….80 g solutie

la 1 m³ ……………Y g solutie

g solutie/ m³ lemn adica 200 kg solutie/ m³ lemn

Placa mesei

V_{placa mesei} = 2^.0.10 0.02 = 0.00018 m³

Daca la V = 0.00018 ……………2 g sare

1 m³ ………………..Y₁ g sare

g sare adica 11.11 kg sare/m³

daca la V = 0.00018 ……………………22 g solutie

la 1 m³ ………………………..Y₂ g solutie

g solutie adica 122.22 kg solutie /m³ lemn

Cadru

V_cadru = 0.011 0.045 = 0.0002 m³

daca la 0.0002 m³ …………………….2.5 g sare

1 m³ ………………………..Z g sare

=12.500 kg sare/m³ lemn

daca la un volum de 0.0002 m³ ………………….25 g solutie

1 m³ ……………………Z₁ kg solutie

g solutie adica 125 kg solutie CuSO₄/m³ lemn molid

Durata de incalzire

t_c = c^.q pentru sectiuni patrate

t_c = pentru sectiuni dreptiunghiulare

q = 2.75 pentru U = 10 %

Tab 2 Solutia de tratare -Romalit N-

Picior

Epruveta 2P

V = 0.0004 m³ ………………..1.2 sare

1 m³ …………………..x

x = kg sare/m³ lemn

V = 0.0004 m³ ………………..27 g solutie

1 m³ ………………….y

y = kg solutie

conform concentratiei : kg sare

Epruveta 2Pa

x = kg sare/m³ lemn

y = kg solutie/m³ lemn

c = kg sare/m³ lemn

Epruveta 2P1F

x = kg sare/m³ lemn

y = kg solutie/m³ lemn

c = kg sare/m³ lemn

Epruveta 2P1Fa

x = kg sare/m³ lemn

y = kg solutie/m³ lemn

c = kg sare/m³ lemn

Cadru

Epruveta 2P1Aa

V = 0.0002 m³

x = kg sare/m³ lemn

y = kg solutie/m³ lemn

c = kg sare/m³ lemn

Placa de masa

Epruveta 2P2A2Fa

x = kg sare/m³ lemn

y = kg solutie/m³ lemn

c = kg sare/m³ lemn

Cantariri finale – picioare

tratate cu Romalit N

2P1Fa M₁ = 141 g

2P M₁ = 167 g

2Pa M₁ = 170 g

2P1F M₁ = 154.5 g

tratate cu CuSO₄

1Pb M₁ = 136.5 g

1P M₁ = 134 g

1P1F M₁ = 180.5 g

1P1Fa M₁ = 179 g

netratate

Nr 1 M₁ = 146 g

Nr 2 M₁ = 149.5 g

Nr 3 M₁ = 151 g