حفظ الخشب

In moist and oxygenated soil, there are few treatments that enable vulnerable wood (softwood here) to resist for long against bacterial or fungal degradation

Detail of sample in photo above

حفظ الخشب Wood preservation أوالتشريب impregnation عملية يتم فيها إدخال مواد في مواد أخرى، كما في إدخال بعض المواد الكيميائية في الخشب لجعله أكثر مقاومة لمختلف العوامل الفيزيائية أوالبيولوجية ولوقاية الخشب من تأثير تقلبات حرارة الجوومن تأثير الحشرات والفطور والنار وغيرها. وتتم عملية التشريب بإدخال مواد كيميائية مذابة في الماء أوفي مذيبات عضوية في الخشب بطرائق مختلفة.

ولكيقد يكون التشريب ناجعاً يجب حتى تنفذ محاليل التشريب إلى داخل أغشية الخلايا الخشبية إلا حتى هذه المحاليل كثيراً ما تتوضع على السطح الداخلي لجدران الخلايا المذكورة فقط دون حتى تتعداه.

إن للبنية المسامية للمادة المشرَبة والتي تمثلها البنية التشريحية للخشب علاقة كبيرة بسهولة أوبصعوبة التشريب، فالأخشاب الراتنجية، كخشب الصنوبر مثلاً، تكون صعبة التشريب لأنها لا تحتوي على أوعية يمكن حتى تنفذ عبرها محاليل التشريب؛ أما الأشجار الكثيرة الأوراق، كالبلوط والزان والحور، فإن أخشابها تحتوي على أوعية تساعد على مرور المحاليل عبرها، ولهذا فإن تشريبهاقد يكون سهلاً؛ هذا وإن الطبقات المحيطية من الخشب تكون أسهل تشريباً من الطبقات المركزية.

المواد الكيميائية

تقسم المواد الحافظة للخشب إلى ثلاثة أصناف رئيسية، وهي المواد ذات الأساس المائي، والمواد ذات الأساس الزيتي، والمذيبات العضوية الخفيفة.

زرنيخات النحاس المكرومة

إن زرنيخات النحاس المُكَرْوَمة CCA هي تعبير عن مزيج من عناصر النحاس والزرنيخ (وذلك على شكل زرنيخات النحاس الثنائي) مع الكروم. يعد النحاس مبيد فطريات أوّلي، والزرنيخ كمبيد فطريات ثانوي ومبيد حشري، في حين حتى الكروم هوعامل تثبيت، ويفيد في الوقاية من الأشعة فوق البنفسجية.

لمعالجة الخشب يضاف عادة محلول من CCA باستخدام دورات متتابعة من التفريغ وتطبيق الضغط، يهجر بعدها الخشب المعالج ليجف. تهجر هذه المادة عادة أثراً ذا لون أخضر على الخشب المنشور.

تعد هذه المادة من المواد المحظور استعمالها في بلدان عدة، لتأثيرها الضار على البيئة، وذلك في أستراليا وأوروبا والولايات المتحدة الأمريكية.

نحاس قلوي رابعي

إن النحاس القلوي الرابعي (ACQ) تعبير عن مادة حافظة للخشب، حاوية في هجريبها على النحاس، وهومضاد للفطريات، وعلى مركب أمونيوم رابعي مثل اثنا عشري ثنائي ميثيل كلوريد الأمونيوم، وهومبيد حشري.

انتشر استخدام مركبات النحاس القلوي الرابعي (ACQ) كمواد حافظة للخشب، خاصة بعد حظر استخدام مركبات زرنيخات النحاس المكرومة CCA في أوروبا وأستراليا والولايات المتحدة.

أزولات النحاس

تعد مركبات الأزول المرتبطة مع النحاس إحدى أنواع المواد الحافظة للخشب، والتي ظهرت كإحدى البدائل لمركبات زرنيخات النحاس المكرومة CCA، كما أنها شبيهة بمركبات النحاس القلوي الرابعي (ACQ) من حيث الأداء.

تتضمن المواد الحافظة للخشب من أزولات النحاس وجود مركبات تريازول عضوية مثل بروبيكونازول Propiconazole أوتيبوكونازول Tebuconazole أوإيميداكلوبريد Imidacloprid وذلك كمبيدات مع وجود عنصر النحاس. على الرغم من ذلك، ظهرت أنواع هجرز على وجود المبيدات الثلاثة الأخيرة دون وجود عنصر معدني من النحاس، وتسمى هذه المواد الحافظة PTI، كاختصار للأحرف الأولى من المبيدات المذكورة.

البورات

تستخدم مركبات مثل حمض البوريك وأملاح البورات كمواد حافظة للخشب ذات فعالية جيدة. تتميز هذه المواد بأنها غير ضارة للإنسان حيث حتى سمية البورون منخفضة، كما أنها لا تحوي على عناصر ثقيلة مضرة بالبيئة.

السيليكات

تعد المواد المبنية على مركبات مثل سيليكات الصوديوم أوسيليكات البوتاسيوم من المواد الحافظة للخشب كإحدى البدائل عن المواد المذكورة أعلاه.

التاريخ

A modern wharf piling bored by bivalves known as shipworms.

طرق التشريب

تختلف كيفية التشريب الواجب اتباعها باختلاف الغاية من التشريب فقد تكون الغاية من التشريب حفظ سطح الخشب فقط، وقد تكون هذه الغاية حفظ طبقات الخشب المحيطية والداخلية معاً. وتختلف كيفية التشريب أيضاً باختلاف رطوبة الخشب أوجفافه، فإذا كان الخشب رطباً تستعمل للتشريب محاليل مائية، وإذا كان جافاً تستعمل محاليل محضَّرة بمذيبات عضوية، إذ إذا هذه الأخيرة لا تسبب انتفاخ الخشب، وبهذا يُحال دون تغير شكله بعد تبخر المذيب.

تشريب الأخشاب الرطبة

يُجرى تشريب الأخشاب الرطبة بإحدى الخطتين الآتيتين:

1ً ـ الطريقة الأولى: تبتر الشجرة وتجرَّد من أغصانها، ثم توضع على الأرض وتعرض من جهة طرفها الأكبر قطراً لتأثير محلول مائي مطهر موضوع في خزان على ازدياد عدة أمتار من سطح الأرض فينفذ هذا المحلول بعمل الضغط المائي السكوني pression hydrostatique في الخشب ويطرد النسغ ويحل محله. وتُنهى العملية حين نفوذ المحلول من طرف الشجرة الأصغر قطراً. ويتطلب تشريب المتر الطولي من عمود الخشب (24) ساعة تقريباً.

2ً ـ الطريقة الثانية: يجرَّد جذع الشجرة من قشوره ثم توضع على سطحه طبقة ثخينة من معجون مطهر فتنفذ المواد المطهرة في الطبقة السطحية من الخشب بالحلول osmose والانتشار diffusion، ويكون نفوذها بطيئاً إذ تتطلب حماية محيط العمود الخشبي بكامله مدة (4-5) أشهر.

تشريب الأخشاب الجافة

إن تشريب الأخشاب الجافة هوالأكثر تطبيقاً حينما يراد حتىقد يكون نفوذ سائل التشريب عميقاً أومتوسط العمق، ويجب حتى تراوح رطوبة الخشب حين تشريبه بين 8٪ و25٪ وذلك بحسب الحالة. ويكون تشريب الأخشاب الجافة إما سطحياً وإما متوسط العمق وإما عميقاً.

التشريب السطحي

يطبق محضَّر التشريب في هذه الحالة على الخشب مباشرة عن طريق الرذ pulverisation أوالطلي. وتتبع هذه الطريقة لوقاية سطح الخشب بالطلاء (الدهان) أوبالبرنيق vernis.

التشريب المتوسط العمق

تغمس بتر الخشب في هذه الحالة في محاليل مائية مدة قد تطول قليلاً أوكثيراً (يمكن حتى تمتد هذه المدة إلى عدة أيام) وذلك تبعاً لهجريز محلول التشريب ولعمق طبقة الخشب المراد وقايتها. ويستعمل هذا النوع من التشريب كثيراً لتعقيم الخشب أولجعله غير قابل للاحتراق، كما يستعمل لتشريب الخشب بمركبات فنولية لتحسينه ولإعطائه خواص معينة.

التشريب العميق

يطبق هذا التشريب حينما يراد تشريب الخشب تشريباً عميقاً ينفذ إلى كافة طبقاته، ويجري بإحدى الطريقتين الآتيتين:

طريقة بِتِل Bethell

توضع الأخشاب في الصاد الموصد autoclave ثم يُخلّى الهواء ويُدخل بعد ذلك محلول التشريب دون إيقاف التخلية. ومتى امتلأ الصاد الموصد بالمحلول المذكور يسمح بدخول الهواء للصاد الموصد لإعادة الضغط فيه إلى مقداره الطبيعي فينفذ قسم من محلول التشريب إلى داخل الخشب، ثم يُزاد الضغط في الصاد الموصد لحدود 4كغ/سم2 وبذلك يستمر نفوذ محلول التشريب في الخشب.

طريقة روپنگ Ruping

إن طريقة بتل السابقة تستهلك كمية كبيرة من محلول التشريب فهماً بأن ما يتوضع من هذا المحلول في فراغات الخشب ليس له عملياً أي فائدة، لهذا يفضل اتباع خطة روبنگ التالية منعاً لاستهلاك كمية كبيرة من محلول التشريب:

يوضع الخشب في الصاد الموصد، ثم يحمل ضغط الهواء في داخل الجهاز المذكور حتى يصبح بحدود 4كغ/سم2 ثم يُدخل محلول التشريب ويحمل ضغط الهواء بعد ذلك ليصبح معادلاً لضعفي الضغط المذكور فينفذ محلول التشريب في الخشب ويضغط الهواء الذي في داخله، ومتى عاد الضغط في الصاد الموصد لمقداره الطبيعي يتمدد الهواء الداخلي فيطرد قسماً من المحلول المتوضع في فراغات الخشب. وتُنهى العملية بإعادة التخلية فتُستعاد بذلك كمية من محلول التشريب. وتدعى هذه الطريقة طريقة الخلايا الفارغة لأن فراغات الخشب لا تكون حاوية إلا على قليل من محلول التشريب، ولهذا فإن هذه الكيفية تسمح بتوفير نسبة من محلول التشريب تتراوح بين 40-50٪.

التقنيات الحديثة

Wood acetylation

This bridge made from acetylated wood near Sneek, the Netherlands, is designed to carry heavy traffic.

عمليات الضغط

Late 19th century pressure treatment

عمليات التشريب

انظر أيضاً

Koppers chemical and materials company
Leaky homes crisis in New Zealand
Nanotoxicology

المصادر

^ راتب محملجي. "التشريب". الموسوعة العربية. Retrieved 2012-05-02.
^ Lebow, Stan (April 2004). "Alternatives to Chromated Copper Arsenate for Residential Construction" (PDF). US Department of Agriculture. Report Research Paper FPL−RP−618.

مراجع للاستزادة

M.Dedieu, Technique de l’injection des bois (Maison de la chimie 1945).

وصلات خارجية

Non-CCA wood preservatives

Non-CCA Wood Preservatives: Guide to Selected Resources - National Pesticide Information Center

Arsenate

Case Studies in Environmental Medicine - Arsenic Toxicity
CPSC Test coatings to reduce arsenic emissions from pressure treated wood

Borate

Borate Treated Lumber in Modern Applications
Analysis of Borate as an Insecticide in Wood

Sodium silicate

Brief cutout from The Columbia Encyclopedia
Albite (sodium aluminum silicate) mineral

متفرقات

FAQ from the Forest Products Laboratory of the US Forest Service
Information from the U.S. Environmental Protection Agency
The American Wood Protection Association (AWPA, formerly the American Wood Preservers' Association)
American Lumber Standards Committee (ALSC)

نطقب:Wood products