حفظ الأخشاب

مادة النحاس القلوية الرباعية (ACQ) هي مادة حافظة تتكون من النحاس، ومبيد للفطريات ، ومركب أمونيوم رباعي (quat) مثل كلوريد ثنائي ديسيل ثنائي ميثيل الأمونيوم ، وهو مبيد حشري يُعزز أيضًا المعالجة الفطرية. وقد شاع استخدام ACQ في الولايات المتحدة وأوروبا واليابان وأستراليا بعد فرض قيود على مادة CCA . ^{[ 10 ]} ويخضع استخدامها لمعايير وطنية ودولية تحدد كمية المادة الحافظة المطلوبة لاستخدام نهائي محدد للأخشاب.

نظراً لاحتوائه على مستويات عالية من النحاس، يُعدّ الخشب المعالج بمادة ACQ أكثر تآكلاً بخمس مرات من الفولاذ العادي . لذا، من الضروري استخدام مثبتات تفي بمتطلبات معيار ASTM A 153 من الفئة D أو تتجاوزها، مثل المثبتات المطلية بالسيراميك، لأن الفولاذ المجلفن العادي وحتى أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الشائعة تتآكل. وقد بدأت الولايات المتحدة الأمريكية في فرض استخدام مواد حافظة للخشب خالية من الزرنيخ لجميع أنواع الأخشاب المستخدمة في المساكن تقريباً في عام 2004.

تتطلب معايير جمعية حماية الأخشاب الأمريكية (AWPA) لـ ACQ الاحتفاظ بنسبة 0.15 رطل/ قدم مكعب (2.4 كجم/م ³ ) للاستخدام فوق الأرض و 0.40 رطل/ قدم مكعب (6.4 كجم/م ³ ) للتلامس مع الأرض.      

حصلت شركة Chemical Specialties, Inc (CSI، المعروفة الآن باسم Viance) على جائزة التحدي الرئاسي للكيمياء الخضراء من وكالة حماية البيئة الأمريكية في عام 2002 لطرحها مادة ACQ تجارياً. وقد أدى استخدامها على نطاق واسع إلى القضاء على كميات كبيرة من الزرنيخ والكروم التي كانت موجودة سابقاً في مادة CCA.

مادة حافظة من أزول النحاس (يُشار إليها بـ CA-B و CA-C وفقًا لمعايير الجمعية الأمريكية لحماية الأخشاب/AWPA) هي مادة حافظة رئيسية للأخشاب تعتمد على النحاس، وقد شاع استخدامها في كندا والولايات المتحدة وأوروبا واليابان وأستراليا بعد فرض قيود على مادة CCA. ويخضع استخدامها لمعايير وطنية ودولية تحدد كمية المادة الحافظة المطلوبة لكل استخدام نهائي للأخشاب.

يشبه أزول النحاس مادة ACQ، مع اختلاف يتمثل في أن المادة الحافظة النحاسية المذابة تُعزز بمبيد حيوي مساعد من نوع أزول، مثل التريازولات العضوية كالتيبوكونازول أو البروبيكونازول ، والتي تُستخدم أيضًا لحماية المحاصيل الغذائية، بدلًا من المبيد الحيوي الرباعي المستخدم في ACQ. ^{[ 11 ]} ينتج عن المبيد الحيوي المساعد من نوع أزول النحاس منتج أزول نحاسي فعال عند مستويات احتفاظ أقل من تلك المطلوبة لتحقيق أداء ACQ مكافئ. ويشبه المظهر العام للخشب المعالج بمادة أزول النحاس الحافظة مادة CCA، مع لون أخضر.

يتم تسويق الخشب المعالج بأزول النحاس على نطاق واسع تحت العلامتين التجاريتين Preserve CA و Wolmanized في أمريكا الشمالية، والعلامة التجارية Tanalith في جميع أنحاء أوروبا والأسواق الدولية الأخرى.

يبلغ معدل الاحتفاظ القياسي وفقًا لمعيار AWPA لمركب CA-B 0.10 رطل/ قدم مكعب (1.6 كجم/م³ ⁾ للتطبيقات فوق سطح الأرض، و 0.21 رطل/ قدم مكعب (3.4 كجم/م³ ⁾ للتطبيقات الملامسة للأرض. أما مركب أزول النحاس من النوع C، والمُشار إليه بـ CA-C، فقد طُرح تحت العلامتين التجاريتين Wolmanized وPreserve. ويبلغ معدل الاحتفاظ القياسي وفقًا لمعيار AWPA لمركب CA-C 0.06 رطل/ قدم مكعب (0.96 كجم/م³ ⁾ للتطبيقات فوق سطح الأرض، و 0.15 رطل/ قدم مكعب (2.4 كجم/م³ ⁾ للتطبيقات الملامسة للأرض.            

كان الكريوزوت أول مادة حافظة للخشب تكتسب أهمية صناعية منذ أكثر من 150 عامًا، ولا يزال يُستخدم على نطاق واسع اليوم لحماية مكونات الأخشاب الصناعية التي تتطلب عمرًا تشغيليًا طويلًا. الكريوزوت مادة حافظة أساسها القطران ، وتُستخدم عادةً لأعمدة الكهرباء وعوارض السكك الحديدية . يُعد الكريوزوت من أقدم المواد الحافظة للخشب، وكان يُستخلص في الأصل من مُقطّر الخشب ، ولكن الآن، يُصنع الكريوزوت بالكامل تقريبًا من تقطير قطران الفحم . يُصنّف الكريوزوت كمبيد حشري ، ولا يُباع عادةً للجمهور.

في السنوات الأخيرة ، أُضيف زيت بذر الكتان إلى تركيبات المواد الحافظة في أستراليا ونيوزيلندا كمذيب ومادة طاردة للماء لمعالجة الأخشاب تغليفياً. تتضمن هذه الطريقة معالجة الطبقة الخارجية فقط (5  مم) من المقطع العرضي للخشب بمادة حافظة (مثل بيرميثرين بنسبة 25:75)، مع ترك اللب دون معالجة. ورغم أن هذه المعالجة ليست بنفس فعالية طرق CCA أو LOSP، إلا أنها أرخص بكثير، لأنها تستخدم كمية أقل بكثير من المواد الحافظة. يضيف كبار مصنعي المواد الحافظة صبغة زرقاء (أو حمراء) إلى هذه المعالجة. يُستخدم الخشب الأزرق جنوب مدار الجدي، بينما يُستخدم الخشب الأحمر في المناطق الأخرى. كما تشير الصبغة الملونة إلى أن الخشب مُعالج لمقاومة النمل الأبيض. وتُقام حالياً حملة ترويجية لهذا النوع من المعالجة في أستراليا.

تستخدم هذه الفئة من معالجات الأخشاب المذيبات النفطية ، أو الزيوت الخفيفة كالكيروسين ، كمذيب ناقل لتوصيل المركبات الحافظة إلى الخشب. وتُستخدم البيرثرويدات الاصطناعية عادةً كمبيد حشري، مثل البيرميثرين والبيفنثرين والدلتا مثرين. في أستراليا ونيوزيلندا، تستخدم التركيبات الأكثر شيوعًا البيرميثرين كمبيد حشري، والبروبيكونازول والتيبوكونازول كمبيدات فطرية. وعلى الرغم من استخدام مواد حافظة كيميائية، فإن هذه التركيبة لا تحتوي على مركبات المعادن الثقيلة.

مع تطبيق قوانين صارمة بشأن المركبات العضوية المتطايرة في الاتحاد الأوروبي، باتت مبيدات الأعشاب منخفضة الذوبان تعاني من عيوبٍ تتمثل في ارتفاع تكلفتها وطول مدة معالجتها باستخدام أنظمة استعادة البخار. وقد تم استحلاب هذه المبيدات في مذيبات مائية. ورغم أن هذا يقلل بشكل ملحوظ من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة، إلا أن الخشب يتمدد أثناء المعالجة، مما يُفقد تركيبات مبيدات الأعشاب منخفضة الذوبان العديد من مزاياها.

يُعالج الخشب المُعدّل بيولوجيًا ببوليمرات حيوية مُستخلصة من المخلفات الزراعية. بعد التجفيف والمعالجة، يصبح الخشب اللين متينًا وقويًا. وبهذه العملية، يكتسب خشب الصنوبر سريع النمو خصائص مشابهة للأخشاب الصلبة الاستوائية. تقع مرافق إنتاج هذه العملية في هولندا، ويُعرف المنتج تحت الاسم التجاري "نوبل وود".

يُصنع كحول الفرفوريل من مخلفات زراعية، مثل تفل قصب السكر . نظريًا، يمكن استخلاص هذا الكحول من أي مخلفات الكتلة الحيوية المخمرة، ولذلك يُمكن اعتباره مادة كيميائية صديقة للبيئة. بعد تفاعلات التكثيف، تتشكل بوليمرات أولية من كحول الفرفوريل. يُشرب الخشب اللين سريع النمو بهذا البوليمر الحيوي القابل للذوبان في الماء. بعد التشريب، يُجفف الخشب ويُسخن، مما يُحفز تفاعل بلمرة بين البوليمر الحيوي وخلايا الخشب. تُنتج هذه العملية خلايا خشبية مقاومة للكائنات الدقيقة. حاليًا، يُعد الصنوبر الشعاعي (Pinus radiata ) النوع الوحيد من الأخشاب المستخدم في هذه العملية . وهو أسرع أنواع الأشجار نموًا على وجه الأرض، ويتميز ببنية مسامية مناسبة جدًا لعمليات التشريب.

تُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي في صناعة البناء، وتحديدًا في مجال التكسية الخارجية للأخشاب. ويجري تطويرها حاليًا للوصول إلى خصائص فيزيائية وبيولوجية مماثلة لأنواع الأخشاب الأخرى المشبعة بالبوليفورفوريل. إلى جانب تشريب الأخشاب بالبوليمرات الحيوية، يمكن أيضًا تشريبها براتنجات مقاومة للحريق. ينتج عن هذا المزيج خشبٌ يتمتع بفئة متانة من الدرجة الأولى، وحاصل على شهادة سلامة من الحريق من الفئة الأوروبية B.

استُخدم التعديل الكيميائي للخشب على المستوى الجزيئي لتحسين خصائصه. وقد نُشرت العديد من أنظمة التفاعل الكيميائي لتعديل الخشب، لا سيما تلك التي تستخدم أنواعًا مختلفة من الأنهيدريدات ؛ ومع ذلك، فإن تفاعل الخشب مع أنهيدريد الخل هو الأكثر دراسة. ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}

تُحدد الخصائص الفيزيائية لأي مادة ببنيتها الكيميائية. يحتوي الخشب على وفرة من المجموعات الكيميائية تُسمى الهيدروكسيل الحر . تمتص مجموعات الهيدروكسيل الحر الماء وتطلقه بسهولة تبعًا لتغيرات الظروف المناخية التي تتعرض لها. وهذا هو السبب الرئيسي لتأثر ثبات أبعاد الخشب بالتمدد والانكماش. ويُعتقد أيضًا أن هضم الخشب بواسطة الإنزيمات يبدأ من مواقع الهيدروكسيل الحر، وهو أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل الخشب عرضة للتلف. ^{[ 30 ]}

تُحوّل عملية الأسيتلة مركبات الهيدروكسيل الحرة في الخشب إلى إسترات أسيتات . ^{[ 31 ]} ويتم ذلك عن طريق تفاعل الخشب مع أنهيدريد الخل ، المُستخلص من حمض الخل . عند تحويل مجموعات الهيدروكسيل الحرة إلى مجموعات أسيتوكسي ، تقل قدرة الخشب على امتصاص الماء بشكل كبير، مما يجعله أكثر استقرارًا من حيث الأبعاد، ولأنه يصبح غير قابل للهضم، فإنه يتمتع بمتانة فائقة. عمومًا، تحتوي الأخشاب اللينة بشكل طبيعي على نسبة أسيتيل تتراوح بين 0.5% و1.5%، بينما تتراوح هذه النسبة في الأخشاب الصلبة الأكثر متانة بين 2% و4.5%. تتجاوز عملية الأسيتلة هذه النسب بكثير، مع ما يصاحبها من فوائد. تشمل هذه الفوائد إطالة عمر الطلاءات، نظرًا لأن الخشب المُأسيتل يُشكّل طبقة أساسية أكثر استقرارًا للدهانات والطلاءات الشفافة. كما أن الخشب المُأسيتل غير سام، ولا يُسبب المشاكل البيئية المرتبطة بتقنيات الحفظ التقليدية.

أُجريت عملية أستلة الخشب لأول مرة في ألمانيا عام 1928 على يد فوكس. وفي عام 1946، وصف تاركو وستام وإريكسون لأول مرة استخدام أستلة الخشب لمنعه من الانتفاخ في الماء. ومنذ أربعينيات القرن العشرين، أجرت العديد من المختبرات حول العالم دراسات على أستلة أنواع مختلفة من الأخشاب والموارد الزراعية.

على الرغم من الكم الهائل من الأبحاث حول التعديل الكيميائي للخشب، وتحديدًا حول أستلة الخشب، لم يكن التسويق التجاري سهلًا. سُجّلت أول براءة اختراع لأستلة الخشب باسم سويدا في النمسا عام 1930. وفي وقت لاحق، عام 1947، سجّل ستام وتاركو براءة اختراع لأستلة الخشب والألواح باستخدام البيريدين كمحفز. وفي عام 1961، نشرت شركة كوبرز نشرة فنية حول أستلة الخشب بدون استخدام محفز، ولكن باستخدام مذيب عضوي مساعد ^{[ 32 ].} وفي عام 1977، في روسيا، اقترب أوتليسنوف ونيكيتينا من التسويق التجاري، لكن العملية توقفت، على الأرجح لعدم تحقيق الجدوى الاقتصادية. وفي عام 2007، حققت شركة تايتان وود، ومقرها لندن، ولديها مرافق إنتاج في هولندا، تسويقًا تجاريًا فعالًا من حيث التكلفة، وبدأت إنتاجًا واسع النطاق للخشب المُأستل تحت الاسم التجاري "أكويا". ^{[ 33 ]}

طلاء النحاس أو تغليفه هو عملية تغطية الخشب، وخاصة هياكل السفن الخشبية، بمعدن النحاس. ولأن النحاس المعدني طارد وسام للفطريات والحشرات كالنمل الأبيض، وللرخويات البحرية، فإن ذلك يحافظ على الخشب ويعمل أيضاً كإجراء مضاد للتلوث يمنع الكائنات المائية من الالتصاق بهيكل السفينة، مما يحافظ على سرعتها وقدرتها على المناورة. وللسبب نفسه، غالباً ما تحتوي دهانات قاع السفن البحرية الحديثة على كمية كبيرة من النحاس في تركيباتها، مع أنها لا تُنصح بها لهياكل الألومنيوم بسبب احتمالية حدوث التآكل الجلفاني . ^{[ 34 ]}

تتميز هذه الأنواع بمقاومتها للتلف في حالتها الطبيعية، وذلك بفضل احتوائها على مستويات عالية من المواد الكيميائية العضوية المستخلصة ، وخاصة البوليفينولات ، مما يمنحها خصائص مضادة للميكروبات. ^{[ 35 ]} المستخلصات هي مواد كيميائية تترسب في خشب القلب لبعض أنواع الأشجار أثناء تحولها من الخشب العصاري إلى خشب القلب ؛ وهي موجودة في كلا الجزأين. ^{[ 36 ]} تندرج أشجار صنوبر هيون ( Lagarostrobos franklinii )، وميرباو ( Intsia bijuga )، وأوكالبتوس ( Eucalyptus spp.)، وتوتارا ( Podocarpus totara )، وبوريري ( Vitex lucens )، وكاوري ( Agathis australis )، والعديد من أنواع السرو ، مثل خشب السيكويا الساحلي ( Sequoia sempervirens ) والأرز الأحمر الغربي ( Thuja plicata ). مع ذلك، فإن العديد من هذه الأنواع باهظة الثمن بشكل لا يسمح باستخدامها في تطبيقات البناء العامة.

استُخدم خشب صنوبر هيون في صناعة هياكل السفن في القرن التاسع عشر، إلا أن الإفراط في قطعه وبطء نموه الشديد جعلاه اليوم من الأخشاب النادرة. يتميز صنوبر هيون بمقاومته العالية للعفن، حتى أن الأشجار المتساقطة منه منذ سنوات عديدة لا تزال ذات قيمة تجارية. أما خشب ميرباو ، فلا يزال شائع الاستخدام في صناعة الأرضيات الخشبية، ويتميز بعمره الطويل في التطبيقات فوق سطح الأرض، إلا أنه يُقطع بطريقة غير مستدامة ، كما أنه شديد الصلابة والهشاشة للاستخدامات العامة. يُعد خشب آيرونبارك خيارًا جيدًا عند توفره، حيث يُحصد من الغابات القديمة والمزارع في أستراليا ، ويتميز بمقاومته العالية للعفن والنمل الأبيض . ويُستخدم غالبًا في صناعة أعمدة الأسوار وقواعد المنازل. لطالما استُخدم خشب الأرز الأحمر الشرقي ( Juniperus virginiana ) وخشب السنط الأسود ( Robinia pseudoacacia ) في صناعة أعمدة وقضبان الأسوار المقاومة للعفن في شرق الولايات المتحدة ، كما يُزرع السنط الأسود أيضًا في أوروبا في العصر الحديث. ويُستخدم خشب السيكويا الساحلي بشكل شائع في تطبيقات مماثلة في غرب الولايات المتحدة . استُخدم خشب التوتارا والبوريري على نطاق واسع في نيوزيلندا خلال الحقبة الاستعمارية الأوروبية ، حيث تم استغلال الغابات المحلية، حتى في صناعة أعمدة الأسوار التي لا يزال العديد منها قيد الاستخدام. استخدم الماوري خشب التوتارا لبناء قوارب الواكا (الزوارق) الكبيرة. واليوم، يُعدّ هذان النوعان من الأخشاب من الأنواع النادرة نظرًا لندرتهما، على الرغم من بيع أنواع أقل جودة منهما لأغراض تنسيق الحدائق. أما خشب الكاوري ، فهو خشب ممتاز لبناء هياكل وأسطح القوارب. وهو أيضًا من الأخشاب النادرة، حيث يستخدم النجارون وصانعو الأثاث جذوعًا قديمة (يزيد عمرها عن 3000 عام) تم استخراجها من المستنقعات. 

تعتمد المتانة الطبيعية أو مقاومة أنواع الأخشاب للعفن والحشرات دائمًا على خشب القلب (أو "الخشب الحقيقي"). أما خشب العصارة في جميع أنواع الأخشاب فيُعتبر غير متين دون معالجة بمواد حافظة.

تُعدّ المواد الطبيعية، المستخلصة من الأشجار المقاومة للتعفن بطبيعتها والمسؤولة عن المتانة الطبيعية، والمعروفة أيضًا بالمستخلصات الطبيعية ، من المواد الحافظة الواعدة للخشب. وقد وُصفت عدة مركبات بأنها مسؤولة عن هذه المتانة، بما في ذلك أنواع مختلفة من البوليفينولات ، واللجنين ، واللجنان ( مثل الجملينول وحمض البليكاتيك )، والهينوكيتيول ، والألفا-كادينول، وغيرها من السيسكويتربينويدات ، والفلافونويدات (مثل المسكيتول )، وغيرها من المواد. ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]} تُوجد هذه المركبات في الغالب في خشب القلب ، على الرغم من وجودها أيضًا بتراكيز ضئيلة في خشب العصارة . ^{[ 40 ]} أما التانينات ، التي ثبت أيضًا أنها تعمل كمواد واقية، فتوجد في لحاء الأشجار. ^{[ 41 ]} تمت دراسة معالجة الأخشاب بمستخلصات طبيعية، مثل الهينوكيتيول والتانينات ومستخلصات الأشجار المختلفة، واقتُرحت كطريقة أخرى صديقة للبيئة لحفظ الأخشاب. ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]}

استُخدم زيت التونغ لقرون في الصين ، حيث كان يُستخدم كمادة حافظة للسفن الخشبية. يتغلغل الزيت في الخشب، ثم يتصلب ليشكل طبقة مانعة لتسرب الماء يصل سمكها إلى 5  ملم. يُعدّ زيت التونغ فعالاً كمادة حافظة للأعمال الخارجية فوق الأرض وتحتها، إلا أن رقة الطبقة تجعله أقل فائدة عملياً. وهو غير متوفر كمعالجة بالضغط.

بتجاوز تجفيف الخشب في الأفران، قد تُسهم المعالجة الحرارية في جعله أكثر متانة. فمن خلال تسخين الخشب إلى درجة حرارة معينة، ^{[ 46 ]} قد يصبح من الممكن جعل ألياف الخشب أقل جاذبية للحشرات.

يمكن للمعالجة الحرارية أن تُحسّن خصائص الخشب فيما يتعلق بالماء، حيث تُقلّل من نسبة الرطوبة عند التوازن، وتُقلّل من تشوّه الرطوبة، وتُحسّن مقاومته للعوامل الجوية. فهو يتمتع بمقاومة كافية للعوامل الجوية بحيث يُمكن استخدامه دون حماية، في واجهات المباني أو في طاولات المطابخ، حيث يُتوقع تعرّضه للبلل. مع ذلك، يُمكن أن تُقلّل المعالجة الحرارية من كمية المركبات العضوية المتطايرة، ^{[ 36 ]} والتي تتميز عمومًا بخصائص مضادة للميكروبات. ^{[ 47 ]}

توجد أربع معالجات حرارية متشابهة  : ويستوود، التي طُوّرت في الولايات المتحدة؛ ريتيوود، التي طُوّرت في فرنسا؛ ثيرمووود، التي طُوّرت في فنلندا بواسطة مركز الأبحاث التقنية الفنلندي (VTT)؛ وبلاتوود، التي طُوّرت في هولندا. تعتمد هذه العمليات على تعقيم الخشب المعالج بالبخار المضغوط، وتعريضه للضغط والحرارة، بالإضافة إلى النيتروجين أو بخار الماء للتحكم في عملية التجفيف، وذلك على مراحل تتراوح مدتها بين 24 و48 ساعة عند درجات حرارة تتراوح بين 180  و230  درجة مئوية، حسب نوع الخشب. تُحسّن هذه العمليات متانة الخشب المعالج، وثبات أبعاده، وصلابته بمقدار درجة واحدة على الأقل؛ إلا أن لون الخشب المعالج يصبح داكنًا، وتطرأ تغييرات على بعض خصائصه الميكانيكية: تحديدًا، يرتفع معامل المرونة بنسبة 10%، وينخفض ​​معامل الكسر بنسبة تتراوح بين 5% و20%. ^{[ 48 ] [ 49 ]} لذا، يتطلب الخشب المعالج حفرًا للتثبيت بالمسامير لتجنب تشققه. وتُحدث بعض هذه العمليات تأثيرًا أقل من غيرها على الخصائص الميكانيكية للخشب المعالج. غالباً ما يستخدم الخشب المعالج بهذه العملية في التكسية أو التغطية، والأرضيات، والأثاث، والنوافذ.

لمكافحة الآفات التي قد تتواجد في مواد التعبئة والتغليف الخشبية (مثل الصناديق والمنصات )، يشترط المعيار الدولي لتدابير الصحة النباتية رقم 15 معالجة الخشب حرارياً عند درجة حرارة 56  درجة مئوية لمدة 30 دقيقة للحصول على ختم المعالجة الحرارية . ويُعدّ هذا الإجراء ضرورياً عادةً لضمان القضاء على دودة ذبول الصنوبر وغيرها من آفات الخشب التي قد تنتقل دولياً.

يمكن دفن الخشب والخيزران في الطين لحمايتهما من الحشرات والتلف. تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في فيتنام لبناء بيوت المزارع التي تتكون من هيكل خشبي، وسقف من الخيزران، وجدران من الخيزران المخلوط بالطين وقش الأرز. وبينما يتحلل الخشب الملامس للتربة عادةً بشكل أسرع من الخشب غير الملامس لها، فمن المحتمل أن توفر التربة الطينية السائدة في فيتنام درجة من الحماية الميكانيكية ضد هجمات الحشرات، مما يعوض عن تسارع معدل التحلل.

أيضًا، نظرًا لأن الخشب لا يتعرض للتلف البكتيري إلا في ظل نطاقات محددة من درجة الحرارة ومحتوى الرطوبة، فإن غمره في الطين المشبع بالماء يمكن أن يبطئ التلف، عن طريق تشبع الخلايا الداخلية للخشب بما يتجاوز نطاق تلف الرطوبة.

يُعدّ طلاء المواد الحافظة بالفرشاة طريقةً مُجرّبةً منذ القدم، ولا تزال شائعة الاستخدام في ورش النجارة الحديثة. وبفضل التطورات التكنولوجية، أصبح من الممكن أيضًا رشّ المواد الحافظة على سطح الخشب. يتغلغل جزء من السائل في الخشب بفعل الخاصية الشعرية قبل أن يجفّ الرذاذ أو يتبخّر، ولكن ما لم يتكوّن بركٌ صغيرة، يكون التغلغل محدودًا، وقد لا يكون مناسبًا للظروف الجوية القاسية على المدى الطويل. باستخدام طريقة الرش، يُمكن أيضًا تطبيق الكريوزوت المُستخلص من قطران الفحم، والمحاليل الزيتية، والأملاح المائية (بدرجات متفاوتة). يُمكن أن تُضيف المعالجة الشاملة بالفرشاة أو الرش باستخدام الكريوزوت المُستخلص من قطران الفحم من سنة إلى ثلاث سنوات إلى عمر الأعمدة. يُوفّر تطبيق طبقتين أو أكثر حمايةً أفضل من طبقة واحدة، ولكن يجب عدم تطبيق الطبقات اللاحقة إلا بعد جفاف الطبقة السابقة أو تشبّعها في الخشب. يجب تجفيف الخشب قبل المعالجة.

تتضمن عملية التغطيس غمر الخشب ببساطة في محلول من الكريوزوت أو أي مادة حافظة أخرى لبضع ثوانٍ أو دقائق. وتُحقق هذه العملية اختراقًا مشابهًا لعمليات التنظيف بالفرشاة والرش. وتتميز بتقليلها للجهد اليدوي. إلا أنها تتطلب معدات أكثر وكميات أكبر من المادة الحافظة، ولا تُناسب معالجة كميات صغيرة من الأخشاب. عادةً ما تكون عملية التغطيس مفيدة في معالجة إطارات النوافذ والأبواب. باستثناء نفثينات النحاس، لم يعد مسموحًا باستخدام أملاح النحاس كمادة حافظة مع هذه الطريقة.

في هذه العملية، يُغمر الخشب في خزان من خليط الماء والمادة الحافظة، ويُترك لينقع لفترة طويلة (من عدة أيام إلى أسابيع). طُوّرت هذه العملية في القرن التاسع عشر على يد جون كيان . يعتمد عمق ومدة الاحتفاظ بالمادة الحافظة على عوامل مثل نوع الخشب، ورطوبته، ونوع المادة الحافظة، ومدة النقع. يحدث معظم الامتصاص خلال اليومين أو الثلاثة أيام الأولى، ثم يستمر بوتيرة أبطأ لفترة غير محددة. ونتيجة لذلك، كلما طالت مدة بقاء الخشب في المحلول، كان امتصاصه أفضل. عند معالجة الأخشاب المُجففة، يتغلغل كل من الماء وملح المادة الحافظة في الخشب، مما يستدعي تجفيفه مرة ثانية. يمكن معالجة الأعمدة والركائز مباشرة في المناطق المعرضة للخطر، ولكن يجب معالجتها على ارتفاع 30 سم على الأقل (0.98 قدم) فوق مستوى الأرض المستقبلي.  

يتراوح عمق النقع خلال فترات النقع العادية بين 5 و10 ملم (0.20 إلى 0.39 بوصة ) ويصل إلى 30 ملم (1.2 بوصة ) في خشب الصنوبر. ونظرًا لانخفاض الامتصاص، يجب أن تكون قوة المحلول أعلى قليلًا من تلك المستخدمة في عمليات الضغط، حوالي 5% للخشب المجفف و10% للخشب الأخضر (لأن التركيز يتناقص تدريجيًا مع انتشار المواد الكيميائية في الخشب). يجب مراقبة قوة المحلول باستمرار، وتعديلها بإضافة الملح عند الضرورة. بعد إخراج الخشب من خزان المعالجة، يستمر المحلول في الانتشار داخله إذا كان يحتوي على نسبة رطوبة كافية. يجب تثبيت الخشب وتكديسه لضمان وصول المحلول إلى جميع أسطحه. (يجب وضع فواصل بين كل طبقة من الألواح المنشورة). لا يُستخدم هذا الأسلوب إلا نادرًا رغم شيوعه سابقًا في أوروبا القارية وبريطانيا العظمى .    

سميت عملية التكيين نسبةً إلى جون هوارد كيان ، الذي حصل على براءة اختراع هذه العملية في إنجلترا عام 1833، وتتألف من نقع الخشب في محلول حافظ من كلوريد الزئبق بنسبة 0.67% . لم تعد هذه العملية مستخدمة.

هذه العملية، الحاصلة على براءة اختراع من تشارلز أ. سيلي، تُعالج الأخشاب بغمرها في حمامات متتالية من مواد حافظة ساخنة وباردة. خلال الحمامات الساخنة، يتمدد الهواء داخل الأخشاب. وعند نقل الأخشاب إلى الحمام البارد (مع إمكانية تغيير المادة الحافظة)، يتولد فراغ جزئي داخل خلايا الخشب، مما يؤدي إلى امتصاص المادة الحافظة. يحدث بعض التغلغل خلال الحمامات الساخنة، لكن معظمه يحدث خلال الحمامات الباردة. تتكرر هذه الدورة مع تقليل ملحوظ في الوقت مقارنةً بعمليات النقع الأخرى. قد يستغرق كل حمام من 4 إلى 8 ساعات، أو أكثر في بعض الحالات. يجب أن تتراوح درجة حرارة المادة الحافظة في الحمام الساخن بين 60 و110 درجة مئوية (140 إلى 230 درجة فهرنهايت) ، وبين 30 و40 درجة مئوية (86 إلى 104 درجة فهرنهايت) في الحمام البارد (بحسب نوع المادة الحافظة ونوع الشجرة). يتراوح متوسط ​​عمق الاختراق الذي يتم تحقيقه بهذه العملية بين 30 و50 ملم (1.2 إلى 2.0 بوصة) . ويمكن استخدام كل من الزيوت الحافظة والأملاح القابلة للذوبان في الماء مع هذه المعالجة. ونظرًا لطول فترات المعالجة، فإن هذه الطريقة لا تُستخدم كثيرًا في صناعة حفظ الأخشاب التجارية اليوم.      

كما هو موضح في دليل أوليغ للتآكل، تتضمن هذه العملية استخدام حمامين كيميائيين أو أكثر يتفاعلان مع خلايا الخشب، مما يؤدي إلى ترسب مادة حافظة داخل هذه الخلايا. ومن المواد الكيميائية الشائعة الاستخدام في هذه العملية إيثانولامين النحاس، وثنائي ميثيل ثنائي ثيوكاربامات الصوديوم، الذي يتفاعل بدوره لترسيب ثنائي ميثيل ثنائي ثيوكاربامات النحاس. تتميز المادة الحافظة المترسبة بمقاومتها العالية للتسرب. ومنذ استخدامها في منتصف التسعينيات، توقف إنتاجها في الولايات المتحدة الأمريكية، لكنها لم تُطرح تجاريًا في كندا. ^{[ 50 ]}

في عملية التشريب بالخلايا الكاملة، يُقصد الحفاظ على أكبر قدر ممكن من السائل الممتص في الخشب خلال فترة الضغط، مما يضمن أعلى تركيز للمواد الحافظة في المنطقة المعالجة. عادةً ما تُستخدم محاليل مائية لأملاح المواد الحافظة في هذه العملية، ولكن من الممكن أيضًا تشريب الخشب بالزيت. ويتم تحقيق الاحتفاظ المطلوب بالمواد الحافظة عن طريق تغيير تركيز المحلول. حصل ويليام بورنيت على براءة اختراع لهذا التطوير في عام 1838، وهو التشريب بالخلايا الكاملة باستخدام المحاليل المائية. غطت براءة الاختراع استخدام كلوريد الزنك في الماء، والمعروف أيضًا باسم عملية بورنيت . وفي عام 1838 أيضًا، حصل جون بيثيل على براءة اختراع لعملية تشريب بالخلايا الكاملة باستخدام الزيت. وصفت براءة اختراعه حقن القطران والزيوت في الخشب عن طريق تطبيق الضغط في أسطوانات مغلقة. ولا تزال هذه العملية مستخدمة حتى اليوم مع بعض التحسينات.

على عكس عمليات الخلايا الممتلئة والفارغة الثابتة، تُعدّ عملية التذبذب عملية ديناميكية. ففي هذه العملية، يتغير الضغط داخل أسطوانة التشريب بين الضغط والفراغ في غضون ثوانٍ معدودة. وقد وردت ادعاءات متضاربة حول إمكانية عكس انسداد الحفر في خشب التنوب من خلال هذه العملية. مع ذلك، فإن أفضل النتائج التي تم تحقيقها باستخدام هذه العملية مع خشب التنوب لا تتجاوز عمق اختراق 10 مم (0.39 بوصة) . ويتطلب ذلك معدات متخصصة، وبالتالي تكاليف استثمارية أعلى.  

ابتكر الدكتور بوشيري الفرنسي هذه الطريقة عام 1838، وتتلخص في تثبيت كيس أو وعاء يحتوي على محلول حافظ على شجرة قائمة أو مقطوعة حديثًا مع بقاء لحائها وأغصانها وأوراقها، ما يؤدي إلى حقن السائل في عصارة الشجرة. ومن خلال عملية النتح، تُسحب المادة الحافظة إلى أعلى عبر خشب عصارة جذع الشجرة.

تتضمن عملية بوشيري المُعدّلة وضع الأخشاب المقطوعة حديثًا وغير المقشرة على منصات مائلة، مع رفع الجذع قليلًا، ثم تثبيت أغطية مانعة لتسرب الماء أو حفر عدد من الثقوب في الأطراف، وإدخال محلول كبريتات النحاس أو أي مادة حافظة أخرى قابلة للذوبان في الماء في الأغطية أو الثقوب من وعاء مرتفع. لا تخترق الزيوت الحافظة الخشب بشكل كافٍ بهذه الطريقة. يدفع الضغط الهيدروستاتيكي للسائل المادة الحافظة طوليًا إلى داخل الخشب العصاري، دافعًا بذلك العصارة خارج الطرف الآخر من الخشب. بعد بضعة أيام، يتشرب الخشب العصاري بالكامل؛ ولكن لسوء الحظ، لا يحدث تشرب يُذكر في الخشب الصلب. لا يمكن معالجة سوى الخشب الأخضر بهذه الطريقة. وقد شاع استخدام هذه العملية لتشريب الأعمدة والأشجار الكبيرة في أوروبا وأمريكا الشمالية، وشهدت عودة استخدامها لتشريب الخيزران في دول مثل كوستاريكا وبنغلاديش والهند وولاية هاواي.

طُوّرت هذه الطريقة (المختصرة HPSD) في الفلبين، وتتألف من غطاء ضغط أسطواني مصنوع من  صفيحة فولاذية طرية بسماكة 3 مم، مثبت بثمانية مسامير، ومحرك ديزل بقوة 2 حصان، ومنظم ضغط بسعة 1.4-14  كجم/م² ^. يُوضع الغطاء فوق جذع عمود أو شجرة أو خيزران، ويُدفع المادة الحافظة إلى داخل الخشب بضغط المحرك.