Федеральное агентство по образованию РФ

Ульяновский государственный университет

Экологический факультет

Б.П.Чураков

ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ

ОТ БИОПОВРЕЖДЕНИЙ И ВОЗГОРАНИЯ

(КОНСЕРВИРОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ)

Ульяновск, 2008

Введение

Несмотря на появление новых современных строительных материалов, древесина, в долгосрочной перспективе, будет оставаться наиболее распространенным и, главное, легко возобновляемым строительным материалом, широко используемым как в промышленном, так и в гражданском строительстве.

Древесина, наряду с металлами и силикатными материалами (бетон, кирпич), составляет группу самых используемых человеком материалов. Однако, в отличие от неорганических металлов и силикатных материалов, древесина, будучи органическим материалом природного происхождения, служит источником углеродного питания для многих живых организмов, т.е. древесина активно подвергается биологическим повреждениям. Утилизирующие древесину организмы являются источником биоповреждения деловой древесины, деревянных построек, мебели и других изделий из древесины. Ни одно деревянное строение или изделие не может избежать поражения биологическими агентами и реже – огнем.

Одной из главных задач, стоящих перед специалистами в области защиты древесины, является изучение и анализ биоповреждающих ситуаций и создание эколого-технологических основ защиты древесины от биоповреждений на основе обобщения практического опыта и результатов фундаментальных исследований.

Значение проблемы биоповреждения древесины и изделий из нее многопланово и трудно поддается оценке. В экономическом выражении общая сумма потерь от биоповреждений оценивается в миллиарды рублей.

Не менее значительным является социальный аспект, который трудно поддается каким-либо оценкам. Это ущерб памятникам культуры и архивным документам, ущерб, причиняемый техническим устройствам, сооружениям и т.д.

Очень важен также экологический аспект проблемы, касающийся взаимоотношений человека и окружающей среды. Человек насыщает биосферу новыми материалами, изделиями и препаратами, одни из которых биосфера отторгает и разрушает, другие вовлекаются в биоценозы и становятся ее компонентами. Человеку выгодно, чтобы материалы и изделия служили определенный срок и только затем разрушались под влиянием деятельности живых организмов.

Легкость физико-химической обработки древесины позволяет не только изменять присущие ей в том или ином случае недостатки, но и придавать ей новые качества, не свойственные естественной древесине.

Существует несколько способов придания древесине новых свойств. Наиболее широкое распространение получила пропитка древесины различными веществами, токсичными для грибов или насекомых. Эти методы объединяются под названием «консервирование древесины».

Под пропиткой древесины понимают введение в нее различных веществ с целью улучшения ее природных свойств и придания ей новых качеств. Поэтому, изучая пропитку древесины, необходимо усвоить не только методы введения в древесину разнообразных пропиточных веществ в различном их состоянии, но и происходящие при этом явления, связанные со структурой древесины и законами движения жидкостей в капиллярных системах.

В последние годы сделано достаточно много в повышении стойкости древесины и продлении сроков ее службы в различных строительных конструкциях. Вместе с тем в области использования древесины имеется ряд неразрешенных проблем. Прежде всего, необходимо, чтобы потребитель был уверен в максимальном сроке службы и экономичности приобретенной древесины и изделий из нее, а поставщик мог обеспечить ее конкурентоспособность.

Автор выражает большую благодарность доценту кафедры лесного хозяйства Ульяновского государственного университета, к.б.н. Митрофановой Н.А. за техническую редакцию при подготовке учебника к изданию.

Глава 1. Общие сведения о древесине как строительном материале

С давних пор человек познал и оценил достоинства древесины, которая удовлетворяла его разнообразные потребности и нужды: служила строительным, поделочным материалом, топливом и т.д.

Мировые запасы древесины составляют около 380 млрд. м3, в том числе 1/3 хвойных пород. Лесопокрытая площадь планеты равна 3,4 млрд. га (Углев).

В России, располагающей большими лесными ресурсами, древесина всегда считалась строительным материалам, заслуживающим особого внимания. Лесопокрытая площадь РФ составляет 774 млн. га, а запасы древесины –82 млрд. м3, в том числе 4/5 хвойных пород. Это означает, что на долю России приходится более 1/5 лесопокрытой площади планеты и мировых запасов древесины, в том числе почти половина запасов наиболее ценной древесины хвойных пород.

Практически нет такой отрасли народного хозяйства, которая не потребляла древесину. Большой спрос на древесину и расширение потребления ее в будущем с особой остротой ставит вопрос о рациональном использовании лесных богатств как о важной части общей проблемы охраны природы.

Древесина является одним из наиболее замечательных природных материалов. Широкое и разнообразное применение ее в самых разнообразных отраслях народного хозяйства обусловлено рядом присущих древесине положительных свойств. К ним относятся:

1. малые объемный и удельный веса, с которыми связаны плавучесть древесины и удобство водного транспортирования;

2. слабая проводимость тепла и электричества;

3. прочность древесины;

4. хорошее поглощение вибраций и ударов по сравнению с другими строительными материалами;

5. незначительная изменяемость размеров при переменах температуры;

6. легкость обработки простыми инструментами;

7. экономическая доступность древесины;

8. разнообразие видов древесины, обусловливающее различие ее физико-механических свойств и т.д.;

9. широкое, почти повсеместное распространение древесины;

10. возобновляемость запасов древесины.

Древесина, как восстанавливаемый природный ресурс, имеет неоспоримое преимущество перед ископаемыми ресурсами. Следует также отметить возможность повторного использования древесины.

В условиях ограниченности запасов топлива важное значение приобретает малая энергоемкость получения древесины, которая в несколько раз ниже, чем у других конструкционных материалов.

Древесина становится сырьем для получения жидкого и газообразного топлива, продукции органического синтеза, кормовых продуктов для сельского хозяйства и в перспективе - продуктов питания.

Проф. Б.Н. Уголев считает, что немалую роль при оценке древесины, как материала будущего, играют ее неповторимые эстетические свойства.

Однако наряду с этими положительными свойствами древесине присущи некоторые недостатки, которые в ряде случаев ограничивают, а в иногда и совершенно исключают возможность ее применения.

Например, с изменением влажности древесина изменяет свою форму и степень электропроводности. Под действием биологических объектов древесина разрушается (грибы, насекомые и др.). Древесина горюча и даже огнеопасна; не обладает достаточной сопротивляемостью кислотам, щелочам, некоторым солям; подвержена механическому разрушению и т.д.

Однако, необходимо отметить, что отрицательные свойства древесины условны. Например, плохая теплопроводность древесины в одних случаях является положительным свойством (в строениях), в других отрицательным – (некоторые деревянные части машин, подшипники и т.д.). Твердость древесины для изготовления ряда деталей – полезное свойство, а в карандашных обкладках – вредное.

Несмотря на значительный рост применения конкурирующих материалов, древесина все еще сохраняет свое значение и является ведущим материалом в отдельных отраслях промышленного и гражданского строительства. Несомненно, что она будет удерживать это место до тех пор, пока ее ресурсы не истощатся и стоимость ее не повысится.