Важно отметить, что успех всех методов защиты древесины зависит от умелого и добросовестного способа их применения; поскольку они включают химические процессы в больших масштабах, их эффективность должна зависеть от соблюдения мельчайших практических мер предосторожности, необходимых для исключения любых мешающих факторов. В случае креозотирования: чтобы перегнать креозот, извлечь сок или другую влагу из древесины, а затем ввести креозот надлежащим образом, необходимо, чтобы операции выполнялись под наблюдением опытных лиц с высокой репутацией.
ПАТЕНТОВАННАЯ СИСТЕМА КОНСЕРВАЦИИ.
Аппарат для консервации древесины компании Джона Бетелла и Ко.
Процесс г-на Бетелла был и продолжает испытываться на индийских железных дорогах. По словам д-ра Клегхорна, оказывается, что многие креозотированные шпалы, однако, «оказались сгнившими в центре, внутренняя часть была выедена, не оставляя ничего, кроме обманчивой оболочки, в некоторых случаях толщиной не более ½ дюйма», но он не указывает, были ли шпалы подготовлены в Англии или в Индии; потому что, если они были подготовлены в Индии, вполне вероятно, что использовались некоторые из твердых индийских пород древесины, в которые невозможно ввести креозот или любую другую консервирующую жидкость. Г-н Берт, имеющий крупные предприятия по консервации древесины в Лондоне для креозотирования, заявил около восьми лет назад, что после двадцатилетнего опыта, в течение которого он отправил полтора миллиона шпал только в Индию, помимо подготовки многих тысяч грузов древесины для других целей, он может с уверенностью утверждать, что случаи неудач были редкими и единичными.
Срез куска древесины, пропитанного креозотом, демонстрирует некоторые любопытные и весьма характерные особенности в зависимости от продолжительности процесса впрыскивания и количества введенного дегтя. В каждом случае введенный деготь следует по линиям и изгибам продольных волокон. При введении в достаточном количестве он полностью заполняет поры; когда же, напротив, процесс был выполнен неполно, что, однако, обычно достаточно, деготь скапливается в поперечных сечениях и закупоривает каналы, дающие доступ вредоносным агентам.
Эксперименты, проведенные М. Мельсенсом на дубовых блоках, подвергнутых воздействию паров жидкого аммиака, показывают, что консервирующие жидкости следуют точно по тому пути, по которому пошло бы гниение. В древесине, обработанной креозотом, деготь воздействует на самые части, первыми подвергающиеся повреждению, и на путь, по которому пошло бы гниение, что делает его невозможным. Методы инъекций, предложенные М. Мельсенсом в 1845 году, не подходили одинаково хорошо для всех видов древесины. Испытав деревянные блоки во всех видах состояния, обработанные и необработанные, сырые и сухие, здоровые и гнилые, М. Мельсенс обнаружил, что ольха, береза, бук, граб и ива пропитывались легко и полностью; ель иногда сопротивлялась процессу, внутренние слои оставались белыми; тополь и дуб оказывали очень большое сопротивление — действительно, с тополем процесс приходилось повторять.
Гниение шпал, подготовленных и неподготовленных, часто зависит от их формы. Использовались три формы: 1-я, полукруглая шпала, 10 на 5 дюймов; они сейчас используются почти повсеместно; 2-я, треугольная шпала, шириной около 12 дюймов с каждой стороны, использовавшаяся г-ном Кьюбиттом на Дуврской линии, но с тех пор от нее отказались; и 3-я, полуквадратная, 14 на 7 дюймов, использовавшаяся г-ном Брюнелем и до сих пор находящаяся в употреблении. Г-н Г. О. Манн в отчете о состоянии шпал железной дороги Пернамбуку заявляет, что справедливые средние образцы, извлеченные 1 декабря 1863 года (уложенные в 1857 году), показывают, что полукруглая промежуточная шпала находится в самом идеальном состоянии сохранности; фактически, почти такая же хорошая, как в день, когда ее уложили; в то время как квадратная распиленная или стыковая шпала не так хорошо выдержала воздействие климата.
Тип балласта, в который наиболее целесообразно укладывать шпалу, — еще один важный момент, на который следует обратить внимание. Около 12 миль железной дороги Пернамбуку полностью уложены креозотированными шпалами, в основном в белом песке. В этом типе балласта полукруглые шпалы с момента открытия первого участка линии в 1858 году по 1866 год подверглись износу не более чем на 1 процент, в то время как квадратные распиленные шпалы подверглись износу не менее чем на 50 процентов. Если бы последние были помещены во влажные выемки с балластом, удерживающим влагу, без сомнения, все они потребовали бы замены. Отсюда очевидно, что мелкий открытый песчаный балласт, обеспечивающий свободный дренаж во время дождей, лучше всего подходит для сохранения шпал в тропиках: он также оказался лучшим в большинстве стран.
Количество отзывов, данных в пользу креозота, очень велико, и они исходят от самых выдающихся инженеров всех стран, в дополнение к чему г-н Бетелл получил несколько медалей на международных выставках. Английские инженеры включают г-д Брюнеля, Грегори, Абернети, Юра, Хеманса, Хокшо и Кадворта; французские — ММ. Молино и Форестье; голландские — г-д Вальдорпа, Фрима и Фон Баумхауэра; и бельгийские — М. Крепена. Покойный г-н Брюнель прямо заявил, что, по его мнению, хорошо креозотированные лесоматериалы будут находиться в здоровом и пригодном состоянии по истечении сорока лет. М. Форестье, французский инженер департамента Вандея, отчитываясь перед жюри Французской выставки 1867 года, приводит ряд экспериментов, которые он недавно провел над многими кусками креозотированного и некреозотированного дуба, вяза, ясеня, шведской, норвежской и данцигской красной ели, норвежской белой ели, платана и тополя, и показывает, что в каждом случае, кроме тополя, сопротивление древесины как изгибу, так и раздавливающему весу значительно увеличивалось при креозотировании.
Д-ра Бранд, Юр и Летеби также свидетельствуют об эффективности этого способа консервации древесины.
Креозотирование широко применялось на всех основных железных дорогах Великобритании. В Англии — на Лондонской и Северо-Западной, Северо-Восточной, Юго-Восточной, Большой Западной и т. д. В Шотландии — на Каледонской, Большой Северной и т. д. В Ирландии — на Большой Южной и Западной, Мидленд и т. д. Оно также применялось и применяется в Бельгии, Голландии, Франции, Пруссии, Индии и Америке.
В период между 1838 и 1840 годами процесс сэра Уильяма Бернетта (бывшего генерального директора Медицинского департамента ВМФ) был впервые представлен широкой публике.
Этот процесс состоит во впрыскивании хлорида цинка в древесину в пропорции около 1 фунта соли на 9 или 10 галлонов воды, вводимой в древесину под давлением 150 фунтов на квадратный дюйм.
Покойный профессор Грэм так писал о его эффективности: «Проведя несколько экспериментов над древесиной, подготовленной раствором хлорида цинка с целью консервации, и уделив предмету самое пристальное внимание, я пришел к следующим выводам:
«Древесина, по-видимому, полностью и глубоко пропитана металлической солью. Я обнаружил ее в центре большого подготовленного блока.
«Соль, хотя и очень растворима, не покидает древесину легко при воздействии погоды или при закапывании в сухую или влажную землю. Она не выходит на поверхность древесины, как кристаллизующиеся соли. У меня нет сомнений, действительно, что большая часть солей останется в древесине на годы, когда она используется для железнодорожных шпал или подобных целей. Это может иметь существенное значение, когда древесина подвергается нападению насекомых, таких как белые муравьи в Индии, которые, я полагаю, будут отпугнуты ядовитой металлической солью. После длительного вымачивания в холодной воде или даже кипячения в воде тонкие щепки подготовленной древесины сохраняют заметное количество оксида цинка; что я подтвердил тестом г-на Топлиса и заметил, что древесину можно окрасить на постоянной основе, поскольку она заряжена металлической протравой.
«У меня нет сомнений, на основании неоднократных наблюдений, сделанных в течение нескольких лет, в ценных консервирующих качествах раствора хлорида цинка, применяемого в процессе сэра У. Бернетта; и я отнес бы его благотворное действие главным образом к небольшому количеству металлической соли, которая постоянно удерживается древесным волокном при любых условиях воздействия. Оксид цинка, по-видимому, изменяет и упрочняет волокно древесины, разрушает растворимость и предотвращает тенденцию к разложению азотистых принципов, которые она содержит, вступая с ними в химическое соединение».
Отчет жюри, составленный графом Вестфальским на Кельнской международной сельскохозяйственной выставке в 1865 году по подготовленным образцам древесины, содержит следующие замечания о процессе с хлоридом цинка:
1-е. Что хлорид цинка является единственным веществом, которое тщательно проникает в древесину и в то же время лучше всего подходит для ее консервации.
2-е. Что процесс пропитки древесины после рубки более полезен и рационален, чем делать это, пока дерево растет.
3-е. Что красный бук — единственная древесина, которая была пропитана равномерным и тщательным образом.
Следует, однако, отметить, что жюри были представлены очень скудные доказательства относительно процесса креозотирования. Креозотированные образцы были пропитаны под давлением от 60 до 65 фунтов на квадратный дюйм в течение трех или четырех часов и, следовательно, были обработаны неэффективно; в Англии давление на квадратный дюйм составило бы не менее 140 фунтов.
Д-ра Бранд и Купер из Англии и д-р Клегхорн из Индии также писали благоприятно о процессе сэра У. Бернетта.
В 1847 году мощный цилиндр конструкции Бернетта, герметично закрытый, был установлен рядом с лесопильными заводами на верфи Вулвича. Было обнаружено, что он вмещает самый крупный тип древесины с целью извлечения влаги и заполнения пор хлоридом цинка. Три образца древесины — английский дуб, английский вяз и данцигская ель — оставались неповрежденными в яме для грибка в Вулвиче в течение пяти лет; в то время как аналогичные, но неподготовленные образцы были обнаружены более или менее сгнившими.
Стоимость подготовки древесины этим процессом составляет 12 шиллингов за груз, помимо 2 шиллингов за выгрузку и погрузку: 1 фунт материала стоит 1 шиллинг, чего достаточно для 9 или 10 галлонов воды.
Предприятия сэра У. Бернетта и Ко. по гидравлическим аппаратам и резервуарам находятся на Нельсон-Уорф, Миллуолл, Поплар; их офис находится по адресу: 90, Кэннон-стрит, Лондон. Их условия —
«Для древесины, круглой или квадратной, включая доски, брусья, хмелевые шесты, брусчатку и т. д., против гниения, 12 шиллингов за груз в 50 кубических футов.
«Для парковых ограждений, столярных изделий, винных и других реек — по договоренности.
“For railway sleepers, 9 feet long, 10 inches by 5 inches, landing and reshipping included, 7d. each.
“For timber to be rendered uninflammable, 25s. per load.”
Фирма сэра У. Бернетта теперь продает свой запатентованный концентрированный раствор по 5 шиллингов за галлон: каждый галлон должен быть разбавлен 40 галлонами воды в соответствии с инструкциями в лицензии, за которую плата не взимается.
Читатель, вероятно, заметил, что этот процесс считается делающим древесину негорючей; тогда давайте посмотрим, какова будет стоимость получения огнестойкого дома.
Основным строительным материалом, который вызывает разрушение наших домов в результате пожара, является древесина — горючая древесина. Если поэтому (поскольку почти все наши дома являются «кирпично-деревянными» постройками) мы сделаем эту древесину негорючей, какова будет стоимость?
Ниже приводится приблизительная смета дополнительных расходов, включая прочие расходы и т. д.:—
Timber
and Deals.
Loads. Cost of
House.
£ Additional
expense.
£
25 1000 34
15 600 21
10 400 14
8 250 12
Когда Закон о строительстве заставит нас использовать эту таблицу в повседневной практике?
Хотя среди многих попыток сохранить древесину наиболее успешными оказались английские, следует упомянуть, что Франция, Германия и Америка уделили много внимания этому предмету.
В конце прошлого века Дюамель и Бюффон указали на возможность сохранения древесины, а также на средства сделать ее неизменной. Еще в 1758 году Дюамель проводил эксперименты по жизненному всасыванию растений и сделал некоторые любопытные наблюдения о различных кольцах растительного вещества, которые поглощают больше всего жидкости у разных растений. Он также пробовал эффект жизненного всасывания и давления (гравитации), действующих одновременно. Его процесс был пересмотрен Барралем в 1842 году.
Около 1784 года М. Миньерон изобрел процесс, о котором сейчас мало что известно, но древесина покрывалась определенными жирными веществами. Древесина, девять лет подвергавшаяся порче, была улучшена этим процессом. М. Миньерон получил одобрение Бюффона, Франклина и Академий. Его изобретение было снова привлечено к вниманию в 1807 году, когда было обнаружено, что лесоматериалы, подготовленные им в 1784 году и находившиеся под воздействием более двадцати лет, были совершенно здоровыми.
В 1811 году Каде де Гассикур заставил различные виды древесины впитывать растительные и минеральные вещества, а также определенные мази: он использовал металлические соли (железо, олово и т. д.).
В 1813 году М. Шампи погрузил древесину в ванну с салом при 334° и держал ее там два или три часа. Его эксперименты были впоследствии повторены г-ном Пейном.
Около 1832 года в Америке было предложено наносить пиролигнитную кислоту на поверхность древесины или вводить ее путем фумигации.
Био (написавший отличную биографию сэра Исаака Ньютона) заметил в 1831 году, что древесину можно пропитывать под давлением; но его процесс пропитки жидкостями был несовершенным, и его открытие остается непримененным.
Француз по имени Бреан сделал примерно в это время открытие, которое предшествовало методу Бушери, широко применяемому во Франции. Аппарат Бреана состоял из очень остроумной машины, которая, действуя давлением, заставляла жидкости проникать во все точки массы древесины большого диаметра и значительной длины. Его поэтому можно рассматривать как решившего проблему проникновения с научной, хотя и не с практически примененной точки зрения. Д-р Бушери свидетельствовал перед Академией наук в 1840 году о достоинствах изобретения Бреана, которое с модификациями Пейна, Брошара и Джемини применялось во Франции и Англии. Этот процесс был рекомендован Пейном в 1840 и 1844 годах и имитирован им во Франции, а позже Йенгатом и Баунером, которые использовали как воздушный насос, так и нагнетательный насос. Бреан получил три патента, а именно: 1-й, в 1831 году, на действие давлением; 2-й, в 1837 году, на жизненное всасывание; и 3-й, в 1838 году, на вакуум с помощью пара. Смесь льняного масла и смолы удалась ему лучше всего. Он придавал большее значение тщательному проникновению в древесину, чем выбору проникающих веществ. Он позаимствовал свой процесс у Дюамеля, но для создания необходимого всасывания в порах он создает частичный вакуум в пропитывающем цилиндре, заполняя его паром и конденсируя пар.
До метода Бушери немец Франц Молл в 1835 году предложил вводить в древесину креозот в виде пара, но процесс оказался слишком дорогим. Это была модификация испытаний Маконочи и Лукина в 1805 и 1811 годах. Подобный процесс возник с тех пор в Нью-Йорке: мы полагаем, г-н Ренвик из этого места предложил его.
Таковы были известные труды, когда д-р Бушери в декабре 1837 года посвятил свое время серии экспериментов над лесоматериалами с целью обнаружить какой-либо консервирующий процесс, который отвечал бы следующим требованиям: во-первых, для защиты древесины от сухой или влажной гнили; во-вторых, для повышения ее твердости; в-третьих, для сохранения и развития ее гибкости и эластичности; в-четвертых, для предотвращения ее гниения и трещин, которые возникают в результате этого, когда после использования в строительстве она остается подверженной изменениям атмосферы; в-пятых, для придания ей различных и стойких цветов и запахов; и шестое и последнее, для значительного снижения ее воспламеняемости.
Любопытное совпадение, что в Бордо в 1733 году Академия получила мемуар, касающийся циркуляции сока и цветных жидкостей в растениях; и именно в Бордо столетие спустя, а именно в 1837 году, М. Бушери впервые упомянул свой метод.
Процесс М. Бушери впервые обсуждался в Париже в июне 1840 года. Он состоит в том, чтобы заставить раствор сульфата меди проникнуть внутрь свежесрубленной древесины, чтобы сохранить ее от гниения; он иногда использовал хлорид кальция, пиролигнит железа (pyrolignite brut de fer), пруссиат железа, пруссиат меди и различные другие металлические соли. Как общее правило, используется сульфат меди; но когда желательно увеличить твердость древесины, берется пиролигнит железа (1 галлон железа на 6 галлонов воды); а когда цель состоит в том, чтобы сделать древесину гибкой, эластичной и в то же время негорючей, используется хлорид кальция. Жидкость поглощается деревом либо во время роста в земле, либо сразу после того, как оно было срублено. Не следует допускать прохождения более двух или трех месяцев до начала обработки лесоматериалов, но чем скорее они подвергаются процессу после рубки, тем лучше.
Говорят, что сульфат меди превосходит сулему. Процесс д-ра Бушери по инъекции древесины солями меди так же прост, как и легок. Для тех лесоматериалов, которые предназначены для столбов, он состоит в погружении основания ветви, снабженной листьями, в чан, содержащий раствор. Жидкость поднимается в ветви под действием листьев, и древесина пропитывается консервирующей солью. Что касается бревен, операция состоит в спиливании дерева, подлежащего обработке; закреплении у его основания доски, которая фиксируется с помощью винта, помещенного в центре, и которую можно затянуть по желанию, когда она помещена в центре дерева. Эта доска имеет на стороне, прикладываемой к нижней части дерева, довольно толстый щит из кожи, ткани, картона или другого вещества, предназначенный для создания пространства между ней и древесиной, достаточного для того, чтобы консервирующая жидкость оставалась в контакте со свежесрубленной поверхностью дерева. Жидкость доставляется туда из чана или другого резервуара с помощью наклонного шеста, сделанного на верхней поверхности дерева, в который вставляется трубка, адаптированная на другом конце к крану в верхнем резервуаре, содержащем раствор. Достаточно давления в 5 метров; так что в тот момент, когда сок дерева отсасывается, он выходит и заменяется жидкостью, насыщенной сульфатом меди. Пропорция сульфата меди в растворе должна составлять 1 фунт соли на 12½ галлонов воды. Как только операция заканчивается (а она длится несколько часов для самых сложных бревен), древесина готова к использованию.