Коррозия деревянных конструкций
Коррозия деревянных конструкций – это разрушение струк-
туры древесины при воздействии агрессивной среды.
Древесина в условиях слабоагрессивной среды является дос-
таточно долговечным и прочным строительным материалом,
обладающим рядом положительных свойств:
- прочностью (прочность на изгиб и сжатие до 16 МПа, на
растяжение до 12 МПа);
- высокой стойкостью в слабоагрессивной среде;
- хорошим восприятием ударных и вибрационных нагру-
зок;
- небольшим объемным весом;
- малым коэффициентом линейного расширения (не требу-
ется устройство деформационных швов);
- высокой теплозащитой за счет малой теплопроводности
(коэффициент теплопроводности у сосны 0,14 Вт/м
у дуба 0,18 Вт/м, а следовательно обеспечивается дополнительное
теплосбережение;
- легко подвергается обработке, следовательно, можно
придать любую форму.
Наряду с достоинствами, конструкции из дерева имеют опре-
деленные недостатки:
- возгораемость;
- подверженность гниению в определенных температурно-
влажностных условиях (коррозия древесины); - гигроскопичность (проницаемость для влаги), вследствие чего происходит набухание, а при высыхании растрескивание;
- неоднородное строение (сучки, косослой и т.д.).
Для нормальной эксплуатации деревянных конструкций не-
обходимо обеспечивать определенный температурно-
влажностный режим в помещениях, где они эксплуатируются.
В процессе эксплуатации контролируется влажность дере-
вянных конструкций. Необходимо учитывать, что в зимний пе-
риод допустимое значение увеличения влажности составляет в
среднем 5-10%.
Изменение содержания влаги в древесине вызывает появле-
ние напряжений, связанных с изменением объема материала.
Трещины от усушки ослабляют болтовые соединения, снижают
несущую способность, способствуют скалыванию во врубках.
Различают несколько видов разрушения древесины. Это кор-
розия в кислотно-щелочных средах (химическая коррозия),
гниение (поражение грибами), плесневая коррозия, поражение
насекомыми, а также химические, механические и температур-
ные повреждения.
Условия, способствующие разрушению деревянных
Конструкций
Интенсификация разрушения деревянных конструкций про-
исходит при сочетании следующих эксплуатационных условий:
- влажность древесины 25-70%;
- температура от –3 до +40С;
- застойный воздух;
- наличие грибных спор (практически повсеместно);
- неправильное чередование или отсутствие некоторых
слоев в многослойной конструкции;
- недостаточная теплозащита ограждающих конструкций;
- применение сырой, не антисептированной древесины;
- закупорка элементов (например, торцов балок);
- увлажнение конструкций в ходе строительства и эксплуа-
тации;
- нарушение температурно-влажностного и вентиляцион-
ного режима в помещениях.
Виды разрушения древесины
Химическая коррозия деревянных конструкций
Основным показателем агрессивности окружающей среды
является величина рН. В кислой среде при рН<7 разлагаются
нити целлюлозы древесины, и теряется ее прочность, а в щелоч-
ной среде при рН>7 растворяется основное связующее вещество
древесины – лигнин, составляющее 20-30% от общей массы, и
частично целлюлоза.
Хвойные породы являются более стойкими к растворам ки-
слот и щелочей за счет наличия смол. Интенсивность воздейст-
вия кислот и щелочей возрастает с повышением температуры.
Гниение древесины
Несмотря на долговечность древесины, деревянные конст-
рукции подвергаются биологическому разрушению, происхо-
дящему вследствие ее гниения, которое наносит наибольший
ущерб и является результатом жизнедеятельности дереворазру-
шающих грибов. Грибы подразделяют на две основные группы:
- паразиты, поражающие живую древесину;
- сапрофиты, поражающие мертвую древесину.
Гниение – это биологический процесс, медленно протекаю-
щий во влажной среде при температуре от 0° до +40°С. Благо-
приятными условиями для развития гниения является непод-
вижность воздуха, т.е. отсутствие проветривания.
Заражение деревянных конструкций спорами дереворазру-
шающих грибов происходит повсеместно – одно созревшее пло-
довое тело выделяет десятки миллиардов спор. Непосредствен-
ное разрушение производят невидимые невооруженным глазом
грибные нити (гифы) толщиной 5-6 мм, проникающие в толщу
древесины.
Различают более 1000 разновидностей дереворазрушающих
грибов. В зданиях наиболее часто встречаются настоящий домо-
вой гриб (Merulius lachimans), белый гриб (Poria vopararia) и др.
Питательной средой для грибов служит целлюлоза древеси-
ны. Микроорганизмы выделяют особый фермент –
цитазу, которая переводит нерастворимую целлюлозу в растворимую глюкозу:
Глюкоза окисляется кислородом воздуха с образованием ди-
оксида углерода и воды:
Различают два основных типа гниения деревянных конструк-
ций: деструктивное и коррозионное.
При деструктивном (трухлявом) гниении разрушается цел-
люлоза, древесина растрескивается и превращается в отдельные
призмы. Внешние признаки проявления деструктивной гнили –
потемнение древесины и образование продольных и поперечных
трещин на пораженных поверхностях. Эти трещины являются
важным диагностическим признаком. На начальной стадии
гниения древесина приобретает желтоватый оттенок. Далее ста-
новится более темной и менее твердой. В заключительной ста-
дии приобретает темно-коричневый цвет, заметно теряет в массе
и объеме, покрывается взаимно перпендикулярными трещина-
ми. Древесина при этом теряет прочность, растрескивается,
крошится, легко растирается в пыль.
Коррозионное (нитевидное) гниение представляет собой раз-
рушение лигнина, при котором образуется масса несвязанных
между собой волокон древесины. Внешние признаки проявления
гниения – высветление древесины. На начальной стадии пора-
женные участки имеют вид бледно-желтых или бледно
-коричневых полосок и пятен. Во второй стадии пятна увеличи-
ваются, на них появляются белые штрихи вдоль волокон. В за-
ключительной стадии в местах белых высветлов образуются уг-
лубления, древесина становится мягкой, легко расщепляется на
отдельные волокна, не крошась и сохраняя вязкость, несколько
уменьшается в объеме.
Плесневая коррозия
Развитие на деревянных конструкциях даже безвредных пле-
сеней является угрожающим признаком возможности развития
также и грибов –разрушителей древесины, так как условия,
способствующие развитию плесени, схожи с условиями разви-
тия дереворазрушающих грибов, споры которых всегда имеются
в воздухе в достаточном количестве для заражения древесины.
Плесень сама по себе не имеет практического значения, как
разрушитель древесины, она растет на ее поверхности и питает-
ся веществами, содержащимися в древесной клетке или пыле-
выми загрязнителями. Прочность деревянной конструкции при
этом не снижается. Плесень вызывает изменение цвета и разру-
шение лакокрасочных покрытий. Типичным представителем
является грибок синевы. Наличие плесневой коррозии опреде-
ляется визуально. Внешние признаки проявления плесневого по-
ражения древесины – изменение цвета древесины, в заключи-
тельной стадии наличие поражающих грибков и грибниц в виде
мха разного цвета.
Общими признаками поражения древесины грибами являют-
ся:
- спертый грибной запах в помещении;
- изменение цвета конструкции;
- наличие грибных образований на поверхности конструк-
ции (грибниц, пленок, плодовых тел);
- потеря прочности, высыхание, растрескивание;
- глухой звук при простукивании конструкции.
Разрушение деревянных конструкций насекомыми
Помимо поражения древесины дереворазрушающими гриба-
ми в процессе эксплуатации преждевременный износ деревян-
ных элементов может быть вызван разрушительным действием
насекомых, преимущественно жуков (дровосеки, долгоносики,
точильщики, термиты), а также перепончатокрылых (рогохво-
сты), чешуйчатокрылых (бабочки), ложносетчатокрылых (тер-
миты), ракообразных (морской рачок, мокрица).
В большинстве случаев насекомые, закончив цикл развития
во влажной древесине, после высыхания вторично ее не заселя-
ют. Основными вредителями древесины являются не сами насекомые, а их личинки, которые питаются древесиной, прогрыза-
ют в ней ходы различных размеров (диаметром от 1 до 10 мм),
превращая ее в труху.
В зависимости от глубины повреждения червоточины услов-
но подразделяются на:
- поверхностные, проникающие в тело конструкции на
глубину не более 5 мм;
- неглубокие (на глубину до 15 мм);
- глубокие (более 15 мм).
Для борьбы с насекомыми необходимо:
- проводить тщательный отбор древесины для деревянных
конструкций, поступающих со склада;
- вывозить заготовленную древесину из леса до начала пе-
риода лета жуков;
- не использовать зараженную вредителями древесину для
деревянных конструкций и т.д.
Общими признаками наличия жуков-древоточцев являются:
- наличие летных отверстий и выпадение из них бурой
мучной массы;
- глухой звук при простукивании;
- шум в конструкции.