Чем покрывают деревянные шпалы
Чем пропитывают шпалы: виды составов, их плюсы и минусы, вред для здоровья
Выяснение того, чем пропитывают шпалы, целесообразно в разных ситуациях, например, когда хочется использовать такую древесину в строительстве или приходится подолгу находиться в непосредственной близости к железнодорожным путям.
С какой целью обрабатывают древесину?
Себестоимость деревянных заготовок, используемых при прокладке железной дороги, очень мала, но эта дешевая древесина обладает недостаточным эксплуатационным ресурсом. Сюда стоит добавить чрезвычайно агрессивные условия применения: постоянную вибрацию, контакт с атмосферными проявлениями и почвой, высокое давление.
Качество и характеристики готовых шпал регулируются ГОСТ 78-2004. Чтобы срок службы изделий соответствовал данным нормативам, их пропитывают специальными составами, существенно увеличивающими потенциал древесины. Подобные химические «коктейли» надежно защищают волокнистую структуру продукции от разрушительного воздействия влаги и физического износа.
Железнодорожные шпалы эксплуатируются в неблагоприятных условиях
Чем пропитывают шпалы: ключевые виды защитных составов
Кроме креозота, классического примера защитной смеси для данной отрасли, химическая промышленность предлагает воспользоваться преимуществами относительно новых наименований – элемсепта и ЖТК.
Креозот — классическая пропитка для железнодорожных шпал
Креозот
Этим составом обрабатывают деревянные заготовки уже более 50-ти лет, ядовитую жидкость добывают из древесного и каменного угля посредством дистилляции дегтя.
Шпалы, пропитанные подобной смесью, обретают характерный черный оттенок с заметными примесями коричневого, присутствует сильный запах, напоминающий дизельное топливо. Несмотря на то, что соединение токсично, уровень «сомнительных» примесей позволяет использовать его при прокладке железнодорожных путей (если оценивать только в рамках государственных нормативов).
Причиной широкого распространения этого решения является эксплуатационная оправданность – пропитка действительно предотвращает преждевременное разрушение древесины, обладает дешевой себестоимостью и всесторонне продуманной в течение нескольких десятилетий технологией нанесения.
Железнодорожная шпала, пропитанная креозотом
Элемсепт
Представляет собой бессолевую разновидность антисептика, в его состав входят концентрированные оксиды хрома, мышьяка, меди. Шпалы пропитывают этим средством, предварительно разведенным водой, по особой методике, чередующей воздействие вакуумом и давлением. В результате заготовки обретают зеленоватый оттенок. Вещество малотоксично, не имеет специфического запаха.
Вещество изготавливается в виде порошка, для пропитки древесины разведенной субстанцией необходимы автоклавы. Вся процедура сводится к трем ключевым этапам:
В результате активный состав проникает как минимум в 2-миллиметровый слой древесины. Преимущество решения – высокое качество пропитки.
Железнодорожные шпалы, обработанные Элемсептом
Термоконденсационная жидкость представляет собой один из результатов нефтепроизводства, рецептура его изготовления и состав защищены патентным правом. Светлая древесина, пропитанная ЖТК, обретает коричневатый оттенок, лиственница и аналогичные ей породы становятся темно-коричневыми. Вещество не пахнет и не выделяет токсичных соединений.
В отличие от креозота, субстанция не создает риска развития у человека онкологических заболеваний, с помощью термоконденсационной жидкости можно добиться более эстетичного образа заготовок. Пропитка не образует уплотнений и сгустков, поверхность шпал не становится липкой. Использование ЖТК и креозота создает практически одинаковый по длительности эксплуатационный ресурс древесины, но первое решение гораздо безопаснее.
Шпалы, обработанные термоконденсационной жидкостью
Можно ли строить из обработанных шпал?
Такой стройматериал привлекает крайней дешевизной, поэтому многие умельцы задаются вопросом – стоит ли его использовать для возведения бытовых или жилых сооружений. Первое, что вызывает сомнения – это запах креозота (подобная пропитка встречается наиболее часто), который стремятся замаскировать подручными средствами. Но нельзя забывать о опасности для здоровья, что несут в себе подобные соединения. Поэтому лучше воздержаться от такой экономии даже при строительстве гаража или подсобных помещений.
Креозот, элемсепт, ЖТК – это ключевые вариации соединений, используемых для придания шпалам долговечности и устойчивости к разрушительному воздействию природной среды. Их используют при прокладке железных дорог, так как в подобных условиях они соответствуют государственным нормативам безопасности и оправдывают потенциальные риски за счет достойных эксплуатационных свойств.
Чем пропитывают деревянные железнодорожные шпалы
Согласно отчетному сборнику Федеральной службы Государственной статистики 2019 года, деревянные шпалы не только не теряют своих производственных позиций, но и увеличивают их. За три последних года количество изготовленных в России деревянных шпал составило (в миллионах кубических метров):
Открытые данные за 2019 год позволяют говорить о том, что тенденция к росту сохраняется. По сравнению с 2018 годом, выросло производство шпал:
из хвойных пород — на 11,3%;
из лиственных пород — на 19,9%.
Картинка (график или таблица)
При этом на 5,8% сократилось производство шпал, обработанных креозотом и другими консервантами (6,8 тысяч кубических метров). Стоит отметить, что отрицательный процент в этом случае говорит о том, что классические заводские способы и материалы пропитки уступают место современным методикам и экологичным средствам, которые не только улучшают качество ВСП, но и снижают негативные последствия при утилизации деревянных шпал.
Методы обработки деревянных шпал
Прежде чем формировать рельсошпальную решетку, деревянные конструкции обрабатываются специальными химическими составами. Зачем это нужно? Без пропитки железнодорожные шпалы быстрее растрескиваются под влиянием температур, влажности и нагрузки на полотно.
Для того чтобы состав проник в труднодоступные зоны, применяют следующие способы обработки:
Накалывание. Метод заключается в намеренном образовании ряда мелких трещин перед пропиткой креозотом, что снижает напряжение в периферической зоне. При этом прочность самих шпал может незначительно понижаться (на 8%).
Высокое давление. Древесина подсушивается и помещается в автоклав, после чего применяется методика ГОСТ «вакуум-давление-вакуум». Используемые составы: креозот, каменноугольные масла, антисептики, элемсепт.
Низкие температуры. Требуется предварительное накалывание шпал для повышения качества пропитки труднопропитываемых зон и увеличения срока службы (наколы образуют мелкие трещины, снижая напряжение в периферической зоне, и исключают появление глубоких трещин). Применяются эмульсионные антисептики на водной основе и ускоренная атмосферная сушка. Способ считается одним из самых экологичных за счет минимизации выбросов в атмосферу.
Чем пропитывают деревянные железнодорожные шпалы
Существует множество составов, которые применяются для пропитки деревянных железнодорожных шпал и помогают продлить срок их службы: креозот, эмульсионные антисептики на водной основе, элемсепт и т.д. Рассмотрим подробнее некоторые из них.
Креозот
Бесцветное маслянистое вещество, состоящее из смеси фенолов. В качестве сырья используется каменноугольный деготь.
хорошо консервирует древесину;
предохраняет от гниения;
выделяет вредные для живых организмов пары;
Пропитанные креозотом шпалы нельзя использовать на железных дорогах ЕС (присвоен класс опасности 3), их сложнее утилизировать.
Каменноугольные масла
Эффективно консервируют древесину, препятствуя разрушению. Являются аналогом креозота и обладают теми же преимуществами и недостатками.
Элемсепт
Порошкообразное вещество с высокой концентрацией хрома, мышьяка и оксида меди. Деревянные шпалы проходят обработку в автоклаве, элемсепт нужно предварительно развести в воде.
уровень проникновения — 2 миллиметра без предварительного расщепления;
защищает от грибков и влаги;
выделяет меньше вредных паров, чем креозот.
необходимо сложное оборудование;
недостаточно исследований о воздействии испарений на живые организмы;
Эмульсионные антисептики на водной основе
Для пропитки в заводских условиях готовится специальная лиофобная эмульсия, которая состоит из масляных фракций, биоцидов и щелочи.
глубокая пропитка — более 2 мм;
не вредит атмосфере и живым организмам;
можно утилизировать любыми способами;
не требует специальных механизмов для просушки.
технология запатентована, требуется разрешение правообладателя.
Такой современный способ пропитки деревянных шпал существенно увеличивает обороты предприятий благодаря штабельной форме обработки и сушки.
В интернет-магазине «Портал-К» можно купить востребованные средства для обработки конструкций ВСП по выгодной цене. Для получения более подробной консультации обратитесь к менеджерам по телефону 8 (800) 775-87-95 или закажите обратный звонок на сайте.
Утилизация железнодорожных шпал: основные методы и перспективы
Утилизация деревянных шпал вызывает некоторые трудности у транспортной отрасли. По закону эти изделия, исчерпавшие собственный ресурс, должны отвозиться на специальные промышленные полигоны. Но количество последних ограничено, многие из них переполнены.
Транспортной компании остается складировать старые и снятые железнодорожные шпалы в непредназначенных для этого местах. А это становится причиной наложения штрафов, привлечения к административной, дисциплинарной и материальной ответственности. Если нарушение повлекло причинение вреда жизни и здоровья граждан, ответственных лиц могут привлечь к уголовной ответственности. Грамотная и эффективная утилизация шпал позволяет предупредить эти нежелательные последствия.
Зачем нужна утилизация деревянных шпал?
Действительно, речь идет о дереве, а значит, угроза для окружающей среды и людей минимальна. Это заблуждение, которое опровергается простым экспериментом. Достаточно подойти к железной дороге, найти установленные или снятые после использования деревянные шпалы, несколько минут постоять возле них. Появляется легкая тошнота, может немного закружиться голова.
Причина такого недомогания – пропитка деревянных шпал. Перед установкой их обрабатывают специальными жидкостями – антисептиками. На 70% они состоят их ароматических углеводородов. В результате такие отходы автоматически относятся к 3 классу опасности с соответствующим последствиями.
Удалить пропитку можно, например, термическим способом. Но поскольку в ее основе содержится креозотное вещество, при горении в атмосферу выделяются токсичные вещества, а именно: ацетон, бутанол, фенолы и другие.
Эти токсины опасны тем, что становятся причиной появления и развития у людей и животных онкологических заболеваний. Несмотря на это, сжигание – это один из основных методов утилизации железнодорожных шпал.
Основные методы утилизации железнодорожных шпал
Как указано выше, термический способ – один из основных. Он не экологичный, но дешевый. В результате в окружающую среду попадают токсичные летучие вещества. Ведь более 80% пропитки –это углеродное масло, которое имеет следующий состав:
Все они, попадая в воздух, являются причиной интоксикаций людей в тяжелых формах. И, как описано выше, постоянное нахождение неподалеку от таких мест утилизации, становится причиной появления и развития онкологических заболеваний. Альтернатива этому методу – переработка деревянных шпал с предварительной нейтрализацией пропитки.
Применение в строительстве
Следующий метод утилизации основан на повторном использовании отработавших шпал при строительстве. Тот факт, что они не пригодны для динамических нагрузок, не означает, что они не подойдут где-то в строительстве в качестве вспомогательных элементов несущих и других конструкций.
Особенно часто их используют дачники и сельские жители. Но предварительно требуется очистка от креозола, которым пропитаны эти шпалы. В противном случае, частое или постоянное пребывание возле источника паров углеродного масла может негативно сказаться на самочувствии и здоровье. Поэтому утилизация деревянных шпал, пропитанных креозотом, лучше, чем использование их в строительстве.
Получение газа и угля
В первом случае для утилизации и получения газа применяются газогенерирующие установки. В зависимости от ее размеров, шпалы предварительно измельчаются. После этого они помещаются в специальную камеру, в которой отсутствует кислород.
Под воздействием сложных процессов, повторяющихся циклично, а также температуры в 400 o C материал распадается, образуя газ. Последний выделят оксид углерода и водород, которые сжигаются в специальной камере. В остатке – дымовая газы, в которых содержится только вода, а также углекислый газ.
Несмотря на то, что метод позволяет не только получать, но и хранить тепло, эффективность таких установок невелика. За счет большого потребления дизельного топлива отмечается низкая экономичность.
Получение древесного угля также не отличается экономичностью и эффективностью. Такая переработка состоит из следующих этапов:
Кардинально проблему с утилизацией и этот метод не решает. Это дорогая технология, которая применяется локально, не может заменить массовую утилизацию отработанных деревянных шпал.
Биодеградация и пиролиз
Первый заключается в биологическом разложении маслянистых веществ с помощью групп выделенных микроорганизмов, взаимодействующих друг с другом. Использование с этими организмами безвредно для окружающей среды, безотходно и относительно дешево.
Пиролиз позволяет выделить углеродное масло, предотвращает выброс токсинов в атмосферу. Это обеспечивается за счет жестких условий, в которых протекает сам процесс. В процессе сжигание образуется тепло, которое минимизирует энергетическое потребление установки. Кроме того, избыточное тепло может направляться на нужды хозяйств.
Проблемы утилизации железнодорожных шпал
В настоящее время проблема утилизации списанных деревянных железнодорожных шпал становится все более острой. Обращение этого типа отходов затруднено из-за вредных пропитывающих веществ, которые они содержат, в первую очередь креозот. Он очень токсичен, обладает мутагенным и канцерогенным действием.
До настоящего времени наиболее часто используемые методы утилизации деревянными шпалами включали главным образом их сжигание или повторное использование для создания элементов малой архитектуры в приусадебных участках, что практикуется и по сей день. Но эти действия представляют прямую угрозу для окружающей среды и здоровья человека.
Другие способы использования деревянных шпал включают, в меньшей степени, их использование для производства заменителей топлива и компостов. Однако, когда речь идет об утилизации отходов такого типа, наилучшим решением в свете применимых правил является их хранение на полигонах для опасных отходов.
Но такое решение имеет много недостатков, поэтому оно не широко используется. Альтернативой хранению являются инновационные решения бельгийских и финских производителей, которые представили на рынке реакторы, где процесс газификации одновременно включает нейтрализацию ядовитых углеводородов.
Чем грозит использование железнодорожных шпал на участке
Сайт RMNT рассказывал вам о разновидностях пиломатериалов. К железнодорожным шпалам отношение очень неоднозначное! Мы против их использования на дачах и приусадебных участках, но примеры такого выбора всё равно приведём.
Железнодорожная шпала — это балка из дерева. Согласно ГОСТу, который действует в нашей стране, изготавливают их из сосны, пихты, ели, кедра, берёзы и лиственницы. Шпалы всегда пропитываются маслами и антисептиками ещё в процессе производства, поэтому максимально надёжно защищены от гниения, долговечны.
Важно! В старых шпалах содержится вредный для человека и природы каменноугольный креозот. Задумайтесь над этим, минимизируйте контакты членов семьи, растений и животных со шпалами! Покраска и покрытие лаком снизят потенциальный вред от пропитки креозотом.
Чем вреден креозот? Он может вызвать появление на коже бородавок, папул, пигментации, ороговевших участков. В самом худшем случае это вещество, в составе которого есть фенол, приводит к раку кожи. В Евросоюзе нелицензированное использование креозота запрещено.
В России для прокладки основных железнодорожных путей применяются шпалы 1 типа, которые имеют длину 275 сантиметров (плюс, минус 2 сантиметра), толщину 180–185 сантиметров, высоту пропиленных боковых сторон — 150 сантиметров. Есть шпалы второго типа, они тоньше и применяются на подъездных путях и станциях. Для домашних DIY-проектов подходят оба типа, но, повторимся, о потенциальном вреде забывать нельзя!
Первый пример применения железнодорожных шпал на участке — строительство подпорных стенок. Фотопримеры таких проектов портал Rmnt.ru уже приводил в отдельной статье. Процесс строительства деревянных подпорных стен проще, чем каменных. Между собой шпалы скрепляются либо специальными шпильками, либо винтами. Работать нужно только в перчатках!
Делают из железнодорожных шпал и бордюры вдоль садовых дорожек, клумб и цветников.
Строят из шпал и высокие, приподнятые грядки. В таком случае владельцы часто решают сэкономить и распиливают толстые балки на более тонкие доски.
Кофейный, журнальный столик из покрашенных шпал. Брутально, грубовато, зато недорого и эксклюзивно.
Каминная полка. Шпалу можно облагородить, чтобы выглядела декоративней, а можно установить над камином в натуральном виде.
Ступени на участке со склоном. Один из самых недорогих, простых и доступных способов обустроить подъём.
Садовая скамейка. Дополнительно требуются только ножки-подставки, на которых будет лежать железнодорожная шпала. При желании всегда можно покрасить.
А ещё из деревянных шпал строят гаражи, сараи, бани, делают основание, фундамент для бытовок и других построек. Есть целые дома, построенные из такого материала. Выбор, безусловно, очень спорный, специалисты однозначно против строительства жилья из шпал. Но для хозяйственных построек шпалы используют, ведь материал доступен по цене и долговечен.
Видео по теме
Шпалы
Часть I. Шпалы: факты.
Постоянная смена железнодорожных шпал и модернизация путей с заменой типов скреплений на более современные ведётся в России повсеместно. Рынок железнодорожных шпал в стране огромен. По данным ОАО «РЖД» на 2015 год, протяжённость железнодорожных путей составляет 85200 километров. Это значит, что при эпюре 1840 шпал на один километр, в пути уложено порядка 157 миллионов штук железнодорожных шпал. А ведь к этому надо добавить подъездные пути необщего пользования, принадлежащие сторонним организациям, и составляющие порядка 40000 километров, что дополнительно даёт ещё в среднем 64 миллиона штук шпал.
Ежегодно, десятки тысяч шпал изготавливаются и распространяются по стране, чтобы удовлетворить потребности отрасли для строительства новых, модернизации и ремонта уже введённых в эксплуатацию путей.
На самом раннем этапе развития железных дорог, дерево было доминирующим материалом, используемым при изготовлении шпал. В течение 20-го века начинают использоваться новые материалы в ответ на необходимость восприятия повышенных осевых нагрузок и высоких скоростей. На сегодняшний день существуют следующие разновидности железнодорожных шпал:
Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки предлагаемых к использованию материалов.
Часть II. Шпалы деревянные
С момента появления в 1837 году первой в России общественной железной дороги и почти до конца 20-го века, дерево являлось доминирующим материалом при изготовлении шпал.
Деревянные шпалы просты в укладке и дальнейшем обслуживании, не требуют каких-либо специальных машин и механизмов. Материалоёмкость скреплений для них также низка и дешева. На закрепление одной шпалы требуется пара подкладок и десять костылей.
Вторым важным составляющим компонентом в изготовлении деревянных шпал является их пропитка. Качественную пропитку шпалы можно выполнить только в автоклаве под давлением, требования к пропитке прописаны в ГОСТ 20022.5-93. Однако, всё качественное дорого и зачастую шпалы пропитываются в «макалках» путём кратковременного погружения в емкость с пропитывающей жидкостью. Естественно, говорить о сроке службы такой шпалы даже в 7 лет не приходится.
Часть III. Шпалы железобетонные
Железобетонные шпалы впервые появились в России в начале прошлого века, а в конце 1950-х годов их начали производить массово. Для изготовления таких шпал бетон заливается в специальные формы, с предварительно напряженными металлическими арматурами, затем утрамбовывается и затвердевает.
Безусловно, железобетонные шпалы имеют большое количество плюсов:
Но есть и существенные минусы:
Но несмотря на все минусы, железобетонные шпалы все же являются самым распространенным типом шпал.