4. Разработка мероприятий по повышению долговечности деревянных конструкций

Гниение древесины - биохимический процесс, сопровождающийся ее разрушением. Возбудителем гниения являются грибы. Грибы относятся к простейшим растительным организмам, получающим необходимые для питания органические вещества от других живых или мертвых растений. Наиболее опасными для деревянных конструкций являются грибы, питающиеся и развивающиеся на мертвой, то есть срубленной, древесине. К ним относятся домовые грибы.

Гниение древесины, вызываемое домовыми грибами, состоит из двух этапов. На первом этапе целлюлоза, присоединяя к себе под влиянием ферментов гриба молекулу воды, превращается в глюкозу. На втором этапе глюкоза в процессе жизнедеятельности гриба окисляется и превращается в углекислоту и воду.

Таким образом, гниение древесины сопровождается на первом этапе потреблением воды, а на втором - ее выделением и увлажнением гниющей древесины.

Эти грибы поражают древесину как хвойных, так и лиственных пород.

Наиболее благоприятными условиями для развития дерево - разрушающих грибов являются: влажность древесины в пределах от 20 до 70% и температуры - от 15 до 35°. Для жизнедеятельности грибов необходим кислород , без которого гриб не растет (например, под водой).

Изменяя эти условия, можно предотвратить загнивание древесины. Замораживание останавливает развитие гриба, но не убивает его. Нагрев до 80° убивает грибницу, а при температуре выше 120° погибают споры; однако этим не исключается последующее заражение древесины.

Защиту от загнивания древесины осуществляют прежде всего конструктивными способами. Если они не могут быть достаточными, то прибегают к химическим способам защиты - антисептированию.

Конструктивная защита от гниения направлена на обеспечение воздушносухого состояния (влажность не выше 18%), деревянных конструкций во все время их эксплуатации, а также на скорейшее просыхание их при случайном увлажнении или при изготовлении из недостаточно просушенного леса. Конструктивная защита должна применяться во всех случаях, независимо от срока службы здания или сооружения.

Конструктивные меры защиты предусматривают:

1) предохранение древесины от непосредственного увлажнения грунтовой, эксплуатационной или атмосферной влагой;

2) обеспечение достаточной термоизоляции (с холодной стороны), а в необходимых случаях и пароизоляции (с теплой стороны) стен, покрытий и других ограждающих частей отапливаемых зданий во избежание их переохлаждения, промерзания и возникающего от этого конденсационного увлажнения древесины;

3) обеспечение систематической просушки древесины в закрытых частях зданий и во внутренних полостях ограждений путем создания в них осушающего температурно-влажностного режима.

Для защиты от конденсации или непосредственного увлажнения в местах соприкасания древесины с каменной кладкой и массивными металлическими частями конструкций (например, опорными башмаками) древесину изолируют несколькими слоями толя на мастике с обработкой, прилегающих к кладке или металлу сторон элемента антисептической пастой;

Антисептическая обработка элементов деревянных конструкций производится в тех случаях, когда конструктивными мерами нельзя предотвратить их длительное или периодическое увлажнение.

Способы антисептирования отдельных элементов выбираются в зависимости от функционального назначения сооружения, вида конструкций, состояния влажности древесины и пр .

Существует два вида антисептиков: маслянистые - водонерастворимые, трудно вымываемые и водорастворимые - легко вымываемые.

Типичными представителями маслянистых антисептиков являются креозотовое и антраценовое масла; водорастворимых - составы, главными компонентами которых являются фтористый и кремнефтористый натрий.

Маслянистые антисептики применяются для элементов, находящихся на открытом воздухе, в земле или воде (эстакады, мосты, подводные сооружения, сваи, столбы, стулья, шпалы и т. п.); для мелких элементов (обшивка цоколей, подкладки, вкладыши и т. п.) жилых и промышленных зданий. Не рекомендуются к применению для внутренних конструкций жилых зданий и складов пищевых продуктов, в подземных сооружениях, шахтах, около печных труб и горячих поверхностей.

Горение древесины

Борьба с пожарной опасностью ведется прежде всего конструктивными мерами, а в тех случаях, когда этого недостаточно, применяются химические меры защиты.

Воспламенение древесины при наличии открытого пламени происходит при t = 250 - 300°, самовозгорание древесины при t=350 - 400°. Однако температура самовоспламенения снижается до t = 150 - 160°, если нагрев древесины производится длительно (например, возле постоянно действующих печей, дымоходов и др.).

Процесс воспламенения и горения древесины можно разделить на три фазы: подготовку, пламенное горение и тление. Сначала древесина должна быть нагрета до температуры воспламенения; при этом начинается разложение ее с выделением летучих составных частей. Затем наступает бурное выделение горючих газов, их воспламенение и выделение большого количества тепла (около 3000 ккал/кг). Процесс заканчивается тлением угля, для которого необходим приток воздуха извне, чему способствует пористость материала. Например, лиственные породы, имеющие крупные поры сосудов, хорошо тлеют, тогда, как хвойные тлеют плохо.

Условия, затрудняющие воспламенение древесины и развитие пожара: массивность деревянных конструкций, отсутствие в них острых ребер и выступающих частей, острожка граней, плотность, отсутствие щелей и трещин, беспустотность ограждающих частей зданий, применение в них несгораемых утеплителей. Рекомендуются к применению конструкций с массивными клееными элементами, а также конструкции из круглого леса или из брусьев с закругленными ребрами, трудно воспламеняющиеся при пожаре. Гладкие, плотные деревянные поверхности (например, паркетные полы) трудно загораются даже при искусственном поджоге.

Условия, способствующие развитию пожара: наличие параллельно расположенных на близком расстоянии деревянных элементов, вызывающих взаимный обогрев при горении, а также усиленную тягу воздуха вдоль горящих элементов.

Пустоты в конструкциях, в особенности - воздушные прослойки, вызывают тягу и взаимный разогрев, приводящие к катастрофическому развитию пожара, поэтому к применению рекомендуются сплошные конструкции.

Распространение пожара ограничивают следующими мерами: соблюдением противопожарных разрывов в соответствии с нормами проектирования, разбивкой зданий большой протяженности огнестойкими брандмауэрами или огнезащитными зонами, устройством огнестойких дверных и оконных проемов, карнизов, устройством кровель из огнестойких материалов..

Огнезащита деревянных конструкций производится конструктивными способами путем нанесения слоя штукатурки, облицовкой гипсоволокнистыми листами и путем обработки конструкций антипиренами. Основные огнезащитные препараты содержат в своем составе аммонийные соли. Действие их основано на выделении из них при нагреве сильных кислот, которые обезвоживают древесину, оставляя малоактивный углерод, не поддерживающий активную пламенную фазу горения. При этом древесина теряет способность активно участвовать в развитии пожара.

Выбор способа огнезащитной обработки древесины производится в зависимости от степени пожароопасности зданий и сооружений с учетом необходимости введения определенного количества огнезащитных солей в древесину : при степени пропитки А, обеспечивающей невозгораемость древесины, содержание солей должно быть не менее 80 кг/м³; при степени Б, обеспечивающей замедленное горение древесины, - не менее 48 кг/м³ и при степени В, замедляющей возгорание древесины от открытого источника огня, - не менее 20 кг/м³.