Железнодорожные деревянные шпалы: чем их пропитывают, для чего обрабатывают дерево для железной дороги, процесс пропитки, полезные сведения и отличия от железобетонных

В процессе изготовления опорные элементы подъездных и магистральных путей в обязательном порядке покрывают специальными антисептиками. Предлагаем рассмотреть, чем пропитывают шпалы деревянные железнодорожные, зачем это делают, что за технологию используют, каких эксплуатационных характеристик добиваются.

Чем пропитывают шпалы деревянные железнодорожные

Это предохранительная мера, направленная на сохранение прочности нагружаемых участков пути, защиту от гниения и насекомых. Используются специальные химические составы. Чтобы обработать древесину, требуется специальное оборудование. поговорим об этом в статье.

Она дает максимальные результаты, если выбранные для ее проведения составы:

• хорошо и равномерно впитываются;
• создают неблагоприятную среду для развития бактерий;
• при правильной эксплуатации остаются безопасными для людей, животных, окружающей среды;
• отличаются стойкостью и неизменностью антисептических свойств;
• нелетучие, не выщелачиваются даже под длительным воздействием воды.

Также любое защитное вещество обязано поглощаться в рамках плановой нормы (для экономичности) и обладать достаточной глубиной проникновения в материал.

Сразу отметим, что несущие конструкции, выполненные из лиственницы, сосны, ели, березы, обладают целым рядом практических преимуществ, обуславливающих широту их применения. Так, они дешевле железобетонных и весят меньше, их проще транспортировать и укладывать. Еще они обладают естественной гибкостью, не проводят электричество, не разрушаются даже после многочисленных циклов замораживания-оттаивания, отлично сцепляются с балластным слоем.

Словом, они актуальны и о них мы подробно расскажем.

О пожаробезопасности

Как утверждают специалисты, шпалы, пропитанные креозотом, таят опасность не только для здоровья жильцов, но и их жизни. Дело в том, что древесина после обработки данным антисептиком становится легко воспламеняемой. В случае пожара такой дом сгорит менее чем за полчаса. Учитывая данный факт и вредоносность креозота, с 2003 года в европейских странах возводить дома для гражданского населения из этого строительного материала запрещено. У нас же ситуация обратная, а потому многие задаются вопросом, как убрать запах шпал? Подробнее об этом далее.

Для чего обрабатывают древесину

Опорным элементам пути необходимо в течение долгих лет выдерживать сильные вибрации и нагрузки от поездов, воздействие атмосферных явлений, подвижки грунта. Поэтому их долговечность повышают, покрывая защитными веществами и делая природный материал более устойчивым к влиянию негативных внешних факторов.

Составы для пропитки

Подробно рассмотрим, чем покрывают шпалы сегодня. В ходу 3 современных средства химической промышленности, каждое со своими преимуществами.

Креозот (каменноугольное масло)

Это то, чем пропитывали шпалы в СССР, – пропитка морально устаревшая и, что самое важное, токсичная. Активно используется еще с 50-х годов XX века. Представляет собой продукт дистилляции массы каменного угля дегтем, в результате чего получается фенольный эфир. Ему активно искали альтернативу (и нашли – в виде двух следующих веществ). В числе его достоинств:

• предотвращение разрушения природного материала;
• давно отработанная технология нанесения;
• эффективность, подтвержденная в долгосрочной перспективе;
• доступная стоимость.

Меняет окраску опорного элемента (тот становится более темным) и выделяет резкий запах, чем-то напоминающий дизтопливо. Уровень токсичности находится в пределах нормы строительных стандартов, но все равно сравнительно высок, поэтому с развитием химической промышленности задумались, чем его заменить, и нашли следующий вариант.

Элемсепт

Вот чем обрабатывают деревянные шпалы. Это антисептический состав с концентрированными оксидами меди, хрома, мышьяка. В готовом виде представляет собой порошок, поэтому перед использованием его нужно развести водой. Наносится с применением автоклавов, по следующей схеме:

• будущий опорный элемент ВСП проходит вакуумную просушку;
• все его стороны покрываются защитным средством (внимание, под давлением);
• воздух снова откачивается на некоторое время – для закрепления результата.

В итоге активные вещества проникают в натуральный материал как минимум на 2 мм, что позволяет увеличить прочностные характеристики породы и защитить ее от влаги, грибков и других угроз. Эффективность элемсепта выше, чем креозота, а токсичность ниже, поверхность после него становится чуть зеленоватой, неприятного запаха не содержит.

На что обратить внимание?

Несмотря на то что с пароизоляцией дом должен стать герметичным сооружением, неприятные запахи и вредные вещества в него не будут проникать, деревянные стены перестанут «дышать». Поэтому перед тем как убрать запах шпал из дома, следует побеспокоиться о качественной вентиляции. В противном случае теплообмен в помещении будет осуществляться не в полной мере, что приведет к накапливанию влаги. Чтобы этого не допустить, комнаты оборудуют регулируемыми отверстиями для проникновения в жилье свежего воздуха: микровентиляционными устройствами, форточками и окнами. В санузлах и кухнях обязательно наличие вытяжных каналов. Не помешают также дополнительные вытяжные вентиляторы. Это станет основой для формирования в доме благоприятного климата. Конечно, надеяться, что будет достигнута стопроцентная защита от ядов, не стоит. Тем не менее, если работы выполнены правильно, уровень проникновения токсичного вещества в жилое помещение будет максимально минимизирован.

ЖТК

Вот чем обрабатывают шпалы железнодорожные, когда хотят, чтобы в процессе их эксплуатации нагревающаяся древесина не выделяла в атмосферу канцерогены. Аббревиатура расшифровывается просто – жидкость термоконденсационная. Это нефтяной продукт, похожий на масло, выпускающийся по запатентованной технологии. Данное средство напрямую поставляется заводам-производителям элементов ВСП, в открытом доступе его нет.

Преимущества:

• продление срока службы опорных конструкций до 20 лет;
• защита без образования липкого слоя на поверхности, без сгустков и уплотнений – гладкость профиля не нарушается;
• отсутствует запах, цвет дерева практически не меняется (лишь немного светлеет, что не ухудшает визуальное впечатление);
• не токсично, не выделяет в атмосферу вредных веществ, а значит не способствует появлению онкологических заболеваний.

Эти плюсы и обуславливают широту использования ЖТК.

Итак, мы выяснили, чем пропитаны шпалы ЖД-путей, а теперь давайте посмотрим, как именно (то есть в какой последовательности) их обрабатывают при выпуске.

Средний срок службы после обработки деревянных шпальных опор

Это время достигает 15-20 лет, а при отсутствии повреждений полотна пути даже превышает данный показатель, и это для всех видов опорных конструкций, которые могут быть обрезными, то есть с пропилами всех четырех сторон, полуобрезными (уже только три поверхности) и необрезными (пропилены частично или только с противоположных концов).

О способе обработки

Судя по многочисленным отзывам, некоторые владельцы таких строений практически не задумываются над тем, как убрать запах шпал из дома. Причиной тому особый метод обработки древесины. В производстве шпал предусмотрена поверхностная (глубиной от 0,5 до 1 см) и сквозная пропитки (посредством давления антисептик воздействует на весь брусок). Если для строительства использовать шпалы, прошедшие поверхностную обработку креозотом, дом будет обеспечен достаточно хорошей вентиляцией, а вред от антисептика минимальным. Однако это не значит, что его нет совсем. Когда наступит жара, жильцы сразу почувствуют неприятный запах. Поэтому возводить дом из шпал или же воспользоваться другими строительными материалами, каждый решает для себя сам.

Пропитка как процесс

Наиболее распространенный способ – с использованием автоклава, то есть стального цилиндра с толстыми стенками, закрытого с торцов крышками в форме полусфер, а также снабженный запорными устройствами, предохранительными клапанами, датчиками и другим вспомогательным оборудованием для контроля и регулировки.

Технология пропитки древесины

Как писали ранее, выполняют с применением каменноугольного масла (креозота), элемсепта или ЖТК, с чередованием циклов давления (1) и вакуума (2) по одной из следующих схем:

• 1-1-2 – также актуален для столбов связи, ЛЭП-опор, мостовых брусьев;
• 1-2-1-2 – применяется в случае со сваями и подобными им конструкциями, эксплуатируемыми в воде (пресной);
• 2-1-2 – для тех объектов, которые будут установлены в море.

Все распространенные пропитки для деревянных шпал проникают в них достаточно глубоко, чтобы оказать свой положительный эффект.

Процесс пропитки древесины представлен на рисунке 1, далее в тексте как последовательность действий, и в виде схемы в таблице с временем в минутах на каждом этапе:

Подходящая (с влажностью до 22%) сосна, ель, распиливается, поступает на склад, проходит естественную сушку, проверяется на предмет соответствия стандартам.

Полученные таким образом заготовки загружаются в автоклав. Производительной считается его модель с объемом 70 м3 (длина 22 м).

Затем они заливаются выбранным составом – при температуре в 100 градусов Цельсия, под давлением в 8 атмосфер. В результате глубина проникновения вещества в хвойную породу составляет 5-8 мм, чего вполне хватает для достижения нужных свойств.

Почти готовые изделия просушиваются еще раз, для удаления излишков каменноугольного масла, элемсепта или термоконденсационной жидкости с их последующей утилизацией.

Технология изготовления в табличном варианте

Время каждого этапа может незначительно меняться – это не принципиально, главное, что предложенный метод полностью соответствует ГОСТам.

Вот актуальные критерии которых необходимо строго придерживаться:

• 78-2004 – устанавливает нормы геометрии и общего качества;
• 2770-74 – предъявляет требования;
• 20022.5-93 – регламентирует порядок нанесения с использованием автоклавов;
• 20022.0-93 – проверяет степень защищенности;
• 20022.14-84 – определяет уровень влажности.

Деревянные пропитанные шпалы – технические характеристики

Теперь предлагаем рассмотреть их размеры, типы, способность поглощения и другие конкретные технические параметры. При этом помните, что по геометрии и качеству они должны соответствовать ГОСТу 78-2004, а по технологии изготовления – 20022.5-93, при этом к самому антисептику предъявляются требования межгосударственного стандарта 2770-74.

Шпальные опоры с пропиткой – типы

Помимо пород (кедр, ель, сосна, дуб и даже береза), они также подразделяются по видам использования:

• I – на магистральных путях;
• II – на подъездных и станционных линиях.

Размеры

Наиболее наглядно габариты опорных конструкций представим с помощью таблицы

Параметры защищенности при консервации

Нужно, чтобы они полностью отвечали требованиям ГОСТов 20022.0.93 и 20022.14-84. Согласно им, предварительная влажность хвойной породе обязана не превышать 25% (на практике ограничиваются 22%). Тогда готовое изделие может эксплуатироваться в течение заявленного периода времени.

Нормы пропитки и поглощения

Важно не только то, чем мажут шпалы, но и то, как выбранный состав должен проникать в материал. Стандарты указаны в таблице ниже.

Если превысить рекомендуемые показатели или не выдержать их, это самым негативным образом скажется на ресурсе опорных конструкций.

Средний срок службы

Прошедшие необходимую защиту от бактерий и насекомых, готовые элементы могут использоваться до 15-20 лет (в зависимости от того, как нагружено полотно, а также от суровости климатических условий).

Период эксплуатации может быть и больше, если бы не комплексное влияние негативных биологических факторов. Да, материал удается уберечь от грибков и жучков-короедов, но ведь есть еще осадки, которые превращаются в губительную воду на полотне, а также сезонные смены замораживания и оттаивания.

Как выглядят идеальные деревянные пропитанные шпалы

В общем случае они:

• цветом в диапазоне от светло- до темно-коричневого (зависит как от примененного состава, так и от хвойной породы);
• не липкие на ощупь и без резкого запаха (иногда – с уловимым ароматом);
• идеальной геометрии – параллелепипед по своей форме – с поверхностями без щербин, трещин, вздутий и других деформаций.

Достижение таких характеристик возможно только если соблюдаются элементарные правила нанесения защитных веществ. В частности, каменноугольное масло и ЖТК нельзя смешивать – они эффективны только по отдельности. И с другими подобными жидкостями та же история.

О недостатках

Вопрос, как убрать запах креозота в доме, по мнению специалистов, достаточно важен. Обусловлено это тем, что антисептик очень вреден для здоровья человека. После длительного пребывания в доме из шпал могут развиться различные болезни печени, возникнуть проблемы с дыхательными органами, что повлечет появление астмы. Постоянные головные боли, аллергия и кожные заболевания для жильцов такого дома тоже не редкость. Болезни могут перерасти в хроническую форму. Кроме того, нарушается состояние нервной системы. Но самая большая опасность креозота заключается в том, что это химическое вещество может спровоцировать появление и развитие раковой клетки. Как утверждают специалисты, если в процессе пропитки шпал креозот попадет на кожный покров, у человека будут серьезные ожоги. Возникают они также и от паров, выделяемых под воздействием высокой температуры на складах со шпалами.

Дополнительные сведения: Сравнение железобетонных и деревянных шпал

У обоих вариантов есть свои недостатки и преимущества:

• Опорные конструкции, выполненные из хвойных пород, в среднем весят в 3 раза меньше, чем сделанные из ЖБИ – 80 кг против 270, – а значит не так сильно нагружают подушку грунта.
• Отлитые шпальные опоры устойчивые, но сравнительно сложны в монтаже, а брусья из дерева укладываются быстро, упруги, лучше сцепляются с подложкой.
• Срок службы деревянных (в зависимости от того, чем обрабатывают железнодорожные шпалы, как их нагружают, какие внешние условия действуют) составляет 15-20 лет, максимально достигает 40 лет, ресурс ЖБИ-конструкций доходит до полувека.
• Железобетонные отличаются повышенной электропроводностью, тогда как сосновые или кедровые будут диэлектриком.
• Первые в разы дороже вторых, а значит дольше выходят на самоокупаемость.
• ЖБИ способны обеспечить только однородный путь, тогда как с использованием их «конкурентов» колею возможно без труда увеличивать или уменьшать по мере необходимости.
• Бетонные более стойки к морозам, но из-за их жесткости быстрее изнашиваются в точках стыков.
• ЖБИ более технологичны (используют при монтаже путей самые современные скрепления: ЖБР 65/50; АРС-М,Ч, 44х360).
• Допустимая скорость движения на железобетонных выше.
• Каменные опоры экологичнее пропитанных из дерева.

Материал – дерево

Материал – бетон

Какую пленку использовать?

Некоторые владельцы домов из шпал для работ приобретают обычную пленку, которая используется в обустройстве теплиц. Однако, судя по отзывам, она быстро приходит в негодность. Поэтому целесообразнее обзавестись специальной полиэтиленовой пленкой, для которой предусмотрено стекловолоконное армирование. Также можно воспользоваться фольгированным вспененным полиэтиленом.

Как утверждают специалисты, по сравнению с парниковой пленкой, эта прослужит намного дольше. Кроме того, материал могут использовать те хозяева, которые на каркас установили не листы гипсокартона, а вагонку или оргалит. Если домашний умелец хочет сэкономить, ему достаточно только временно демонтировать конструкцию, а сами шпалы обтянуть вспененной полиэтиленовой пленкой. Затем поверх нее обратно крепят вагонку (оргалит и листы гипсокартона). Некоторые мастера рекомендуют для задувки швов использовать не монтажную пену, а шпаклевку-ветонит. По их мнению, обработанные этим веществом стены будут выглядеть более привлекательно.