Содержание:
- Материалы для производства
- Основные виды пропиток
- Методы обработки
- Особенности пропитки разных пород
- Технические характеристики
- Сравнение деревянных, бетонных и композитных шпал
- Можно ли использовать пропитанные шпалы в строительстве
- Выбор и хранение
- Подведем итог
Железнодорожные деревянные шпалы быстро разрушаются: дерево гниет из-за влаги, перепадов температур, его атакуют насекомые, он становится благоприятной средой для развития бактерий. Без специальной обработки рельсовые опоры служат не больше 5 лет. Чтобы продлить долговечность железной дороги, сократить частоту ремонтов, деревянные элементы обрабатывают специальными составами. Пропитка продлевает срок их службы до 20-25 лет, но это не предел.
Материалы для производства
При изготовлении железнодорожных шпал используют сосну, ель, лиственницу, березу. У каждой породы — свои особенности:
- Сосна прочная, хорошо поддается пропитке. При соблюдении технологии деревянные элементы железной дороги прослужат до 20 лет.
- Плотность ели ниже. За счет особой структуры она хорошо противостоит гниению. Ель податливая в обработке, что упрощает железнодорожное строительство. Срок службы обработанных опор для рельсов — 25 лет.
- Лиственница превосходит сосну и ель по плотности. Она практически не впитывает влагу. Ее природные смолы создают дополнительный барьер против гнили. Обработка может увеличить долговечность лиственных шпал до 30-40 лет.
- Береза быстро гниет, поэтому не подходит для капитального железнодорожного строительства. В основном ее используют для обустройства временных путей.
Дерево востребовано для производства опор для рельсов. Оно дешевле бетонных аналогов — затраты на строительство ЖД-путей станут ниже. Деревянные конструкции легче железобетонных, поэтому их транспортировка и монтаж проще. Дерево не проводит электрический ток, это важно для современных электрифицированных железных дорог.
Основные виды пропиток
В основном опоры пропитывают креозотом, ЖТК, элемсептом. Задача — увеличить стойкость изделий к неблагоприятным воздействиям: биологическому разрушению, гниению, насекомым-вредителям. Обработанные опоры лучше противостоят давлению от проходящих поездов.
Креозот (каменноугольное масло)
Маслянистая жидкость желтоватого цвета с резким запахом. Технология получения — дистилляция каменного угля дегтем. Плюсы — доступная цена, простое нанесение, хорошие защитные свойства. Однако вещество токсичное. При длительном контакте с незащищенной кожей вызывает раздражение.
Из-за токсичности применение каменноугольного масла регламентировано. С 2003 года в странах ЕС запрещено нелицензированное использование вещества. Но креозот до сих пор применяется в России, здесь требования к экологической безопасности не столь жесткие.
ЖТК (жидкость термоконденсационная)
Жидкость по консистенции напоминает масло. Ее получают по технологии переработки нефтепродуктов. Содержит масляные фракции, модификаторы и антисептические компоненты.
Преимущества:
- не выделяет токсичных веществ даже при сильном нагреве;
- нет резкого запаха, как у других защитных средств;
- равномерно, экономично наносится по всей поверхности;
- не изменяет естественный цвет дерева;
- обеспечивает длительную защиту — не менее 20 лет.
Элемсепт
Антисептик с содержанием оксида меди, хрома и мышьяка. Форма — порошкообразная. Перед использованием порошок разводят водой до нужной консистенции. Элемсепт наносят в специальных автоклавах под высоким давлением. Он проникает на глубину до 2 миллиметров. Расщепление не требуется.
Элемсепт нетоксичен. Производители контролируют концентрацию активных веществ, поэтому он безопасен для окружающей среды. Эффективность защиты от грибков, влаги и других разрушительных воздействий — на высоком уровне. Элемсепт практически не меняет естественный цвет дерева: после его нанесения шпалы только слегка темнеют.
Другие средства
- Эмульсионные антисептики на водной основе. Благодаря низкому содержанию летучих органических соединений безопасные при нанесении и эксплуатации. Распределение равномерное. Эмульсионные антисептики надежно защищают от биологических повреждений.
- Борные соединения хорошо противостоят грибкам. Токсичность низкая. Вещества часто используют в зонах с высокой влажностью, где риск развития микроорганизмов максимален.
- Биоцидные составы с наночастицами проникают глубоко в древесину. Устойчивы к вымыванию. Для них характерен широкий спектр противомикробного действия.
Методы обработки
От технологии обработки деревянных шпал зависит долговечность железнодорожного полотна. Основные методики — автоклавирование, накалывание, импрегнация под давлением и вакуумом. Выбор технологии влияет на срок службы рельсовых опор, их стойкость к внешним воздействиям.
Автоклавная пропитка
Автоклав — промышленное оборудование. Включает герметичную камеру высокого давления.
Этапы:
- помещение шпал в камеру, создание вакуума (он удаляет воздух из дерева);
- подача защитного вещества, благодаря высокому давлению оно проникает вглубь структуры;
- запуск режима вакуума для удаления излишков средства.
Цикл повторяют несколько раз для закрепления результата. При автоклавировании антисептики проникают в структуру дерева на 5-8 мм.
Время обработки зависит от типа состава, породы дерева, требуемой глубины проникновения. Продолжительность цикла занимает от 3 часов до суток.
Метод накалывания
Это механическая обработка изделий. Суть — создание небольших отверстий на поверхности шпал. Они служат каналами для глубокого проникновения защитных компонентов.
Накалывание выполняют специальными ножами толщиной 3 миллиметра. Они аккуратно разделяют древесные волокна. Расстояние между наколами — 75 мм по длине и 6 мм по ширине. В местах наколов минимальная толщина защитного слоя — 5 мм.
Метод накалывания сокращает время обработки рельсовых опор в автоклаве, снижает риск растрескивания материала. Технология эффективна при работе с плотными породами дерева, например, елью, лиственницей.
Импрегнация под давлением и вакуумом
Технология схожа с автоклавной пропиткой, но здесь процесс регламентирован:
- вакуум в камере удаляет воздух из пор древесины;
- подается антисептический раствор под давлением более 12 бар;
- происходит финальное вакуумирование;
- сушка.
Импрегнированные шпалы используют для строительства и ремонта разных железнодорожных путей: магистральных линий, временных подъездов, ЖД веток заводов. Они эффективны в условиях высокой влажности, при прокладке дороги в болотистой местности или районах с обильными осадками.
Особенности пропитки разных пород
Породы делят на три группы:
- Легкопропитываемые (сосна, кедр, береза). Их структура рыхлая, она хорошо впитывает защитные составы.
- Среднепропитываемые (лиственница). Их плотность повышена, поэтому компоненты хуже проникают вглубь.
- Труднопропитываемые породы (ель, пихта). Их структура особо плотная, что существенно затрудняет проникновение защитных веществ.
Важно учитывать строение дерева. Заболонь — это наружный, молодой слой. Его особенность — повышенная влажность, лучшая способность к впитыванию. Ядро — центральная, более старая часть ствола. Его структура плотнее, поэтому процесс пропитки требует особого внимания. Чтобы защитный слой был равномерный, используют предварительное накалывание и повышенное давление.
Технические характеристики
В среднем обработанные деревянные шпалы служат 20-30 лет. Срок эксплуатации зависит от качества сырья, интенсивности использования путей и условий эксплуатации. Например, в регионах с частыми осадками рельсовые опоры придут в негодность быстрее.
Глубина проникновения защитного состава должна быть не меньше 5 мм. Нормы поглощения антисептических средств регламентированы стандартами: ГОСТ 20022.0-93 и ГОСТ 20022.5-93.
Вид обработанных шпал зависит от используемого средства. При применении креозота изделия меняют цвет на черный. Современные антисептики практически не изменяют природный оттенок дерева. Используемый состав также определяет запах. У каменноугольной смолы он резкий, у экологичных веществ — слабый или нейтральный.
Сравнение деревянных, бетонных и композитных шпал
- Деревянные. Материал податлив, поэтому изделия проще обрабатывать, монтировать. Масса одной шпалы — примерно 80-85 кг, что упрощает доставку, монтаж. Древесина хорошо амортизирует вибрации, удары. Она устойчивая к перепадам температур. Недостаток — небольшой срок службы (5-20 лет) из-за чувствительности к внешним факторам.
- Железобетонные. Служат до 50 лет. Не гниют. Обеспечивают стабильное положение рельсовой колеи. Есть и минусы: вес около 250 кг усложняет транспортировку, монтаж. Бетонные шпалы хорошо проводят электрический ток. Они уязвимы к ударным нагрузкам. Из-за повышенной жесткости ускоряется износ рельсов в местах стыков.
- Композитные. Срок службы — более 50 лет. Композит устойчив к коррозии, термостойкий, не впитывает влагу. По сравнению с деревом и железобетоном композит менее прочный, дорогой.
Деревянные шпалы производят из возобновляемых ресурсов, но при использовании токсичных пропиток они могут загрязнять почву и водоемы. Бетон экологически нейтрален, но его сложно утилизировать. Изделия из композита экологичные благодаря возможности вторичной переработки.
Деревянные шпалы дешевле аналогов, но требуют затрат на замену и обслуживание. Бетонные дороже, но окупаются длительным сроком службы. У композитных — самая высокая стоимость.
Можно ли использовать пропитанные шпалы в строительстве
Пропитанные шпалы содержат опасные химические вещества, канцерогены. Испарения токсичных веществ усиливаются при повышении температуры, что особенно опасно в жилых помещениях. Их вдыхание вызывает головные боли, аллергию, заболевания дыхательных путей, раздражение кожи.
Современные качественные материалы предлагают более безопасные решения:
- брусья;
- бетонные блоки;
- металлические конструкции;
- композиты.
При любом использовании пропитанных шпал необходимо обеспечить изоляцию от жилых помещений и исключить прямой контакт с людьми и животными.
Выбор и хранение
Мы рекомендуем выбирать сертифицированную продукцию. Проверьте документ: в сертификате должна быть информация о производителе, дате изготовления, составе пропитки. Проверьте соответствие продукции ГОСТам.
Важно состояние древесины. Недопустимы трещины, сколы и другие дефекты. Поверхность должна быть ровной, без следов гниения. Цвет — однородным, без пятен, непропитанных участков.
Чтобы шпалы прослужили дольше, площадка для их хранения должна быть очищена от мусора, растительности. Изделия укладывают в штабели на основание. Расстояние между штабелями — не менее 1,5 метров: воздух будет свободно циркулировать, вероятность гниения станет ниже.
Подведем итог
От качества обработки зависит устойчивость шпал к влаге, грибкам и другим разрушительным факторам. Современные методы значительно продлевают срок службы конструкций. Важно, чтобы нанесение выполнялось в соответствии с установленными регламентами. При нарушении технологии срок службы рельсовых опор снижается.
Мы наносим составы для защиты шпал с соблюдением всех технологических норм, с учетом требований ГОСТов. Продаем безопасные и долговечные материалы, качество которых подтверждаем декларацией о соответствии.
