Eucalyptus wood treatment and leaching behavior of CCB (Chromated Copper Borate): a field test in Brazilian Midwest

Abstract

The use of Chromated Copper Borate (CCB) for wood treatment is known with several studies on a laboratory scale. However, there is a lack of field studies to analyze the effect of the CCB over time. This study aimed to evaluate the wood properties of Eucalyptus urophylla S.T. Blake x Eucalyptus grandis W. Mill ex Maiden (called E. urograndis), treated with CCB as well evaluate the leaching of chromium, copper and bore (Cr/Cu/B) in field test. The field experiment, with wood treated and untreated (no CCB application), was installed in 2016 and remained until 2018. Wood physico-mechanical properties were evaluated for each condition (treated and untreated) and at three different time: at 0, 1 and 2 years of field exposure. The elements (Cr/Cu/B) losses (leaching) were determined by the difference in the quantification of each element retained in the wood (retention), from year 0 (amount of original elements) in relation to years 1 and 2 of field exposure. The preservative treatment of E. urograndis wood with CCB was efficient to maintain its physical and mechanical properties (mass loss, basic density, rupture and elasticity modulus) during the 2 years of field exposure. The E. urograndis wood without CCB treatment showed reductions in the physical-mechanical properties, indicating their low natural durability. High leaching (close to 100%) for boron was observed. In addition, the total of CCB retention has not changed (statistically) after 2 years.

El uso de Borato de Cobre Cromatado (CCB) para el tratamiento de la madera se conoce a través de varios estudios a escala de laboratorio. Sin embargo, faltan estudios de campo para analizar el efecto de CCB a lo largo del tiempo. Este estudio tuvo como objetivo evaluar las propiedades de la madera de Eucalyptus urophylla S.T. Blake x Eucalyptus grandis W. Mill ex Maiden (denominada E. urograndis), tratada con CCB, además de analizar la lixiviación de cromo, cobre y boro (Cr/Cu/B) en pruebas de campo. El experimento de campo, con madera tratada y sin tratar, se instaló en 2016 y se mantuvo hasta 2018. Se evaluaron las propiedades físico-mecánicas de la madera para cada condición (tratada y sin tratar) y en tres momentos diferentes: 0, 1 y 2 años exposición de campo. Las pérdidas de elementos (Cr/Cu/B) (lixiviación) fueron determinadas por la diferencia en la cuantificación de cada elemento retenido en la madera (retención), desde el año 0 (número de elementos originales) en adelante en relación a los años 1 y 2. El tratamiento conservante de la madera de E. urograndis con CCB fue eficaz para preservar sus propiedades físicas y mecánicas (pérdida de masa, densidad básica, ruptura y módulo elástico) durante los 2 años de exposición en campo. La madera de E. urograndis sin tratamiento CCB mostró una reducción de las propiedades físico-mecánicas, lo que indica una baja durabilidad natural. Se observó una alta lixiviación (cercana al 100%) de boro. Además, la retención total de CCB no cambió (estadísticamente) después de 2 años.