Древесина в строительстве оказывается при пожарах более устойчивой, чем незащищенное железо и камни; последние при высокой температуре легко дают трещины, а железо (благодаря высокой теплопроводности сильно расширяется, довольно быстро теряет устойчивость, вследствие чего происходят внезапные обвалы строений. Древесина же при пожарах сравнительно медленно обугливается, и образовавшийся слой угля, обладающий еще меньшей теплопроводностью, чем древесина, предохраняет центральную часть детали от разрушения.

Тем не менее легкая воспламеняемость древесины от огня (точка воспламенения лежит в пределах 330-470°) требует принятая мер для повышения ее огнестойкости, что достигается путем обработки древесины огнезащитными веществами. Такая обработка производится или путем пропитки (наиболее эффективный способ защиты) или путем покрытия (покраски) древесины огнезащитными составами. Предохранение древесины от огня было известно еще древним грекам. Две тысячи лет назад во время войны между Митридатом Понтийским и Римом полководец Архелай защищал деревянные башни от огня осаждающих, пропитывая древесину квасцами. Римляне покрывали деревянные сооружения смесью глины и уксусной кислоты, в результате чего получался огнестойкий уксуснокислый Глинозем.

Химические вещества, которыми древесина пропитывается в настоящее время для придания ей огнестойкости, называются антипире нам и, Эти вещества плавятся при нагревании и докрывают поверхность древесины огнезащитной пленкой, превращающей доступ кислорода к древесине, или разлагаются с выделением большого количества негорючих газов, которые оттесняют кислород воздуха от поверхности древесины и разбавляют выделяющиеся из древесины горючие газы. В результате пропитанная огнезащитными составами древесина, подвергаясь действию огня, медленно разлагается, не давая пламени (тлеет, но не горит); после удаления огня тление прекращается, и древесина быстро гаснет. Огнестойкость древесины путем пропитки может быть повышена в 3-4 раза.

К антипиренам предъявляются следующие требования:

• они должны обладать высокой огнезащитной способностью и устойчивостью в химическом отношении, т. е. не изменять состава и свойства во время службы пропитанной ими древесины;
• должны быть мало гигроскопичными;
• не должны подвергаться выветриванию;
• не должны быть ядовитыми для людей и животных;
• не должны вступать в соединение с древесиной и металлами;
• не должны препятствовать склеиванию и лицевой отделке древесины;
• должны быть дешевыми.

Основываясь на учете свойств различных химических соединений и принимая во внимание перечисленные требования, можно прийти к выводу, что технически лучшие антипирены должны содержать группу аммония или борной и фосфорной кислоты. Действительно, наиболее употребительные в настоящее время антипирены представляют собой аммонийные соли и соли фосфорной или борной кислоты.

Бура (Na₂B4O₇ * 10Н₂О) является очень хорошим антипиреном. При нагревании она плавится, пенится, выделяя пары воды (при t = 350 - 400° теряет всю кристаллизационную воду), и при дальнейшем нагревании сплавляется в стекловидную массу, образуя пленку на поверхности древесины. Растворимость буры в воде увеличивается с нагреванием.

Фосфорнокислый аммоний [(NH₄)₂ НРО4 и (NH₄) Н2РО4] также хорошо защищает древесину от сгорания. При нагревании эта соль разлагается с выделением аммиака и фосфорной кислоты, плавится и покрывает древесину защитной пленкой. Фосфорнокислый аммоний довольно хорошо растворяется в воде, мало гигроскопичен, слабо действует на металлы и слабо выветривается.

Хлористый аммоний (NH₄CI) хорошо защищает древесину от горения; при нагревании выше 385° разлагается с выделением большого количества газов (NH3 и НСl). Он очень гигроскопичен, легко выветривается, вызывает коррозию металлов; эти недостатки сильно ограничивают его применение.

Сернокислый аммоний [(NH₄)₂SO₄] является хорошим антипиреном. При температуре 357° плавится и при дальнейшем нагревании разлагается на - аммиак и сернистый газ. Он хорошо растворим в воде, выветривается слабее и в меньшей степени вызывает коррозию металлов, чем хлористый аммоний.

Хлористый цинк (ZnCI2) обладает значительными огнезащитными свойствами; так как он является и антисептиком, то наиболее применим в тех случаях, когда требуется одновременно защита от огня и гниения. При температуре 365° он плавится, при 730° кипит. Хлористый цинк гигроскопичен и вызывает коррозию металлов.

Фосфорнокислый натрий (Na₂HP0₄ * 12Н₂0) обладает довольно хорошими огнезащитными свойствами. При t = 0° в 100 частях воды растворяется 2, 5 частиц безводной соли, а при t = 100° растворяется 100 частей. При нагревании плавится, покрывая древесину защитной пленкой.

Для пропитки применяют не отдельные соли, а их смеси, стараясь восполнить недостатки одной соли положительными качествами другой или удешевить пропиточный состав. Так, например, Институт пути Министерства путей сообщения рекомендует следующие пропиточные составы:

Рецепт 1 ( в весовых мастях):

• Сернокислый аммоний - 15
• Фосфорнокислый натрий - 5
• Бура - 3
• Фтористый натрий - 2
• Вода - 75

Рецепт 2 (в весовых мастях):

• Сернокислый аммоний - 20
• Бура - 5
• Вода - 75

Рецепт 3 (в весовых мастях):

• Сернокислый аммоний - 20
• Фосфорнокислый натрий - 10
• Фтористый натрий - 2
• Вода - 68

Рецепт 4 (в весовых мастях):

• Сернокислый аммоний - 23
• Фтористый натрий - 2
• Вода - 75

Пропитка древесины огнезащитными составами практически не отличается от пропитки воднорастворимыми антисептиками (хлористый цинк, фтористый натрий). Она может производиться путем вымачивания, способом горяче-холодных ванн или же в пропиточных цилиндрах под давлением. Для действенной защиты от огня в древесину необходимо вводить при пропитке 5-8% сухого антипирена по отношению к весу пропитываемой древесины.

Окраска древесины для предохранения от действия огня производится огнезащитными красками, состоящими из веществ, не способных гореть, плохо проводящими тепло и хорошо противостоящими действию огня. Их защитное действие основывается на том, что при нагревании краска плавится, пенится и покрывает поверхность древесины пленкой, которая препятствует доступу кислорода воздуха к древесине.

Огнезащитные краски разделяются по составу на две группы: 1) силикатные и 2) несиликатные. Более высокими защитными свойствами обладают первые. Основой их является жидкое стекло. В качестве примера защитных окрасок ниже приводится описание трех составов таких красок и способов покрытия ими.

1. Древесина покрывается смесью 20 частей жидкого стекла, 20 частей воды, 25 частей тяжелого шпата и 1 части цинковых белил. Мелкоразмолотый тяжелый шпат смешивают с цинковыми белилами и смесь разводят водой до получения густой массы, которую затем разводят жидким стеклом.
2. Древесина промазывается жидким стеклом, разведенным в равном количестве горячей воды; после 6-12 час. сушки ее покрывают смесью из жидкого стекла, мучного клейстера и минеральной краски. После 6 час. сушки обрабатывают поверхность известковой водой, после чего снова покрывают жидким стеклом. Если общий слой покрытия окажется недостаточным, повторяют покраску в том же порядке.
3. Древесину покрывают асбестовой краской следующего состава: 10 кг буры растворяют в 30 л горячей воды, прибавляют 20 кг тонко размолотой глины и 30 кг асбестовой ныли и хорошо перемешивают; затем прибавляют 10 кг жидкого стекла, нагревают смесь и оставляют в теплом месте на 3 часа; затем хорошо растирают, добавляют желаемый краситель и покрывают поверхность древесины.

Общим недостатком силикатных красок является их малая стойкость против атмосферных влияний; с течением времени жидкое стекло под действием углекислоты воздуха разлагается, что становится заметным по белому налету на поверхности окрашенных деталей и последующему шелушению краски. Защитные свойства при этом теряются.

Указанный недостаток силикатных красок обусловил появление красок второй группы, в состав которых не входит жидкое стекло (несиликатные краски). Эти краски являются более стойкими в отношении атмосферных влияний, но их защитное действие слабее. Оно основано также на образовании пленки при нагревании, которая изолирует древесину от кислорода воздуха. В качестве примера таких красок можно указать два рецепта: .

• Рецепт 1: льняного масла 1 весовая часть, портландского цемента 1, 5 части, свинцовых и цинковых белил 1, 5 части.
• Рецепт 2: асфальта 40%, смолы 10%, высыхающих масел 15%, мелкоизмельченного в порошок угля 10%, буры 12, 5% и сернокислого аммония 12, 5%.