9.8. Проблеми довговічності. Захист деревини від гниття

Деревина та вироби на її основі під час зберігання й експлуатації руйнуються під дією біологічних, хімічних та фізичних факторів.

Деревина різних порід залежно від хімічного складу та анатомічної будови має різну стійкість до гниття й займистості. Вітчизняні породи за стійкістю проти гниття поділяють на групи: найбільш стійкі (тис, кедр, дуб, карагач), середньостійкі (сосна, ялина, вільха) та малостійкі (береза, бук, осика, липа, клен).

Щоб запобігти загниванню деревини, вживають ряд конструктивних заходів, мета яких полягає у збереженні її від зволоження (деревину ізолюють від бетону, цегли, каменю, роблять отвори для провітрювання, захищають від атмосферних опадів). Якщо заходами конструктивного характеру не можна зберегти деревину від зволоження, її просочують антисептиками – хімічними речовинами, які вбивають грибні спори чи створюють середовище, в якому їхня життєдіяльність стає неможливою. До антисептиків ставиться ряд вимог, найголовнішими з яких є такі: вони мають знищувати грибні клітини, легко проникати в деревину, бути стійкими як з фізичного, так і з хімічного боку, безпечними в протипожежному плані й нешкідливими для здоров'я людини, не мати неприємного запаху, не знижувати сортність, міцність і якість деревини, бути дешевими й недефіцитними матеріалами.

Антисептики поділяють на розчинні й нерозчинні у воді.

До водорозчинних антисептиків належать фторид натрію, кремнефторид натрію, дінітрофенолят натрію, мідний купорос тощо. Як дезинфікуючі речовини використовують 15%-й розчин мідного купоросу, 10%-й розчин залізного купоросу, 5%-й розчин хлориду цинку, 10% – і розчини кухонної солі та хлорного вапна тощо.

До водонерозчинних належать маслянисті та кристалічні антисептики. Маслянисті антисептики добре вбивають гриби, глибоко проникають у деревину, довго зберігаються в ній і не вимиваються водою. Проте вони мають неприємний запах, а тому їх можна використовувати для просочування дерев'яних конструкцій, які перебувають на повітрі чи у воді (шпали, частини мостів, палі тощо). До маслянистих антисептиків належать креозотове та антраценове масла, карболеніум, кам'яновугільна смола тощо. Кристалічні антисептики, нерозчинні у воді, розчиняються в гасі чи скипидарі й у вигляді таких розчинів застосовуються для просочування деревини. До кристалічних антисептиків належать технічний окси-дифеніл, технічний пентохлорфенол тощо.

Деревину антисептують нанесенням на її поверхню антисептуючих розчинів чи паст, поверхневим випалюванням частини деталі, що антисептується, з наступним зануренням у відповідний розчин, послідовним навперемінним зануренням у гарячу та холодну ванну з антисептиками, просочуванням антисептуючою речовиною під деяким тиском. Спосіб антисептування вибирають залежно від зволоження дерев'яних виробів під час експлуатації (постійне чи змінне зволоження, глибоке чи поверхневе), від температурних умов, в яких вони перебувають, від виду деревної породи.

9.9. Поведінка деревини при нагріванні

При нагріванні деревини в ній починають відбуватися такі процеси:

1) Температура, менша 110С – висихання, початок виділення органічних речовин.

2) Температура 110 …150С – жовтіння поверхні, посилення виділення летких органічних речовин.

3) Температура 150 …250С – початок обвуглювання, поява коричневого кольору поверхні, інтенсивне виділення летких органічних речовин.

4) Температура 250 …300С – руйнування целюлози, інтенсивне обвуглювання, поява чорного кольору поверхні, інтенсивне виділення летких органічних речовин, спалахування при наявності відкритого полум’я.

5) Температура 350 …450С – самоспалахування.

Таким чином, термічний розпад деревини спостерігається в два етапи:

1) При температурах до 250 …300С виділення летких горючих компонентів з поглинанням тепла.

2) Другий етап це власне процес горіння який проходить з виділенням тепла.

Другий етап (горіння деревини) в совою чергу підрозділяється на два періоди:

1) Поверхневе горіння (горіння летких продуктів піролізу деревини).

2) Об'ємне горіння (горіння утвореного внаслідок піролізу вугілля).

Таким чином, поведінка деревини при нагріванні характеризується певною температурою, яка називається критичною, або температурою спалахування. Ця температура не є сталою. Критична температура залежить від породи деревини, її вологості, шорсткості поверхні, тривалості нагрівання та деяких інших факторів.

В деяких випадках користуватися критичною температурою незручно, тому використовують параметр часу спалахування при пожежі, який для незахищеної деревини складає 4 хв.

При пожежі дерев’яні елементи конструкцій після спалахування починають обвуглюватись. Після того як площа неушкодженої деревини в перерізі елементу зменшується до розмірів, при яких він втрачає несучу здатність, конструкція обвалюється. Для прогнозування поведінки дерев’яних несучих конструкцій важливе значення має величина швидкості обвуглювання. Для клеєної деревини швидкість обвуглювання складає 0.6 – 0.7 мм/хв, цільної 0.8 – 1 мм/хв.