На этой странице мы расскажем вам о таком свойстве дерева, как стойкость – что это значит и ее различиях в разных породах дерева, а также о необходимости и способах защиты древесины. Наши рассуждения основываются на научных исследованиях и выводах, которые были взяты из учебника по древесиноведению, написанным известным ученым и профессором Б.Н.Уголевым.
Эта статья написана для тех, кто собирается строиться и будет возводить именно деревянный дом: сруб из бруса или из бревна, чтобы глубже понять природу древесины и знать, как лучше обращаться с будущей постройкой.
Стойкость древесины
Древесина во время хранения и службы может разрушаться под действием физических, химических и биологических факторов. Способность древесины сопротивляться разрушению от действия указанных факторов называется ее стойкостью.
Стойкость против химических факторов имеет сравнительно ограниченное значение: она проявляется при соприкосновении древесины с кислотами, щелочами или с химическими агрессивными газами.
Физические (главным образом, температура и влажность среды) и биологические факторы действуют на древесину, в большинстве случаев, одновременно, причем разрушение древесины происходит преимущественно от воздействия биологических факторов (грибов).
Древесина одной и той же породы обладает различной стойкостью в зависимости от условий, в которых она эксплуатируется. В условиях, исключающих или крайне затрудняющих возможность развития грибов, древесина может сохраняться без разрушения весьма длительное время.
Древесина долго сохраняется не только в сухих помещениях, но и на открытом воздухе. Примером этому могут служить церковь Лазаря Муромского (14 в.) и другие памятники деревянной архитектуры, собранные ныне в музеях Кижи, Малые Корелы в Архангельске и знаменитые деревянные Терема в Костромской области.
Под землей древесина также может довольно долго сохраняться. Об этом свидетельствуют найденные в Керчи части греческих саркофагов (4-5 вв. до нашей эры). При раскопках древнего Новгорода (10 в. н. э.) обнаружены мостовые. Ядровая древесина сосновых лаг этой мостовой имела, примерно, такие же показатели механических свойств, как и современная древесина. Дальнейшие исследования археологической древесины показали, что степень ее разрушения, происходящего без участия грибов, зависит от породы.
Археологические раскопки мостовых в древнем Новгороде:
Ряды мостовой в вековых слоях земли древнего Новгорода
Мостовые лаги археологической сосны 1000-летней давности совпадают по показателям механических свойств с современной сосной
С высоты древняя мостовая Новгорода Великого выглядит почти как современная
По убывающей стойкости древесины в этих условиях, исследования породы расположились в таком порядке: можжевельник, сосна, дуб, ольха, ясень, клен, береза.
Хорошо сохраняется древесина и под водой, где нет доступа воздуха. Однако, при неблагоприятных условиях службы (контакт с сырыми материалами, высокая влажность среды, переменная температура), появляются многочисленные трещины, нарушающие ее целостность и способствующие заражению спорами грибов и их быстрому развитию.
Древесина различных пород при хранении и в службе разрушается с разной скоростью. В том, что древесина в зависимости от породы обладает различной стойкостью против биологических агентов, убеждают и результаты лабораторных исследований.
Существенно влияют на стойкость древесины против грибов содержащиеся в ней смолистые и ядовитые вещества. Так, стойкость древесины сосны выше, чем древесины ели и пихты, что объясняется различным содержанием смолы, а стойкость древесины дуба выше, чем ясеня из-за большего содержания дубильных и других экстрактивных веществ.
В пределах одной породы биостойкость зависит от плотности. У северного зимнего леса она выше, чем у аналогичных пород, произрастающих южнее, следовательно, и выше его биостойкость.
С увеличением возраста стойкость древесины повышается. Сопротивление загниванию зависит от положения древесины в стволе. Как правило, ядро имеет большую стойкость, чем заболонь. Замечено также, что ядро у хвойных пород имеет повышенную стойкость в своих наружных зонах. Стойкость древесины из нижней части ствола выше, чем из верхней части.
В таблице ниже приведены результаты испытаний природной стойкости древесины на полигоне Сенежской лаборатории ЦНИИМОДа. Плотность древесины, отобранной для испытаний, соответствовала средним значениям этого показателя для каждой породы.
Относительная стойкость к гниению древесины различных пород:
Согласно европейскому стандарту EN 350-2:1994, все породы по стойкости древесины против грибов делятся на 5 классов. К очень стойким относятся: тик (Индия), эвкалипт (Австралия), гринхарт (Юж. Америка). К стойким: дуб, акация белая, тис, каштан, махагони (Юж. Америка). К умеренно стойким: сосна, грецкий орех, лжетсуга. К малостойким: пихта, ель, вяз. К нестойким: ольха, береза, тополь, бук. Эта классификация основана на стойкости ядровой древесины; заболонь относится к нестойкой древесине. В стандарте также дана классификация пород по стойкости древесины против насекомых и морских древоточцев.
Способы и средства повышения стойкости древесины
Наиболее важное значение имеет повышение био- и огнестойкости древесины. Для защиты древесины от загнивания в службе применяются конструкционные и химические меры, заключающиеся в создании условий, неблагоприятных для развития дереворазрушающих грибов. Для нормальной жизнедеятельности грибов необходимо, чтобы влажность и температура находились в определенных диапазонах и было достаточно кислорода.
Конструкционные меры направлены, главным образом, на создание неблагоприятного для грибов влажностного и температурного режима. На этом же основаны и способы защиты древесины при ее хранении.
Так, затопление древесины на период хранения или дождевание (искусственное орошение) способствуют созданию в ней столь высокой влажности, что развитие грибов становится невозможным.
Для сохранения высокой влажности древесины бревен на лесосеке их торцы обмазывают гидроизолирующими составами. Как меру защиты древесины от гниения можно рассматривать и ее сушку при условии, что в службе данная древесина не подвергнется увлажнению.
Химические меры защиты заключаются в обработке древесины токсичными для грибов веществами - антисептиками.
Защита древесины от возгорания достигается пропиткой ее химическими веществами - антипиренами. Введенные в древесину антипирены разлагаются с выделением негорючих газов, оттесняющих воздух от ее поверхности, или кристаллизационной (химически связанной) воды, снижающей температуру горящей древесины. Покрытие при нагревании плавится и обволакивает поверхность древесины пленкой, преграждающей доступ воздуха.
Антисептики должны удовлетворять следующим требованиям:
1) обладать высокой токсичностью к грибам;
2) хорошо проникать в древесину;
3) не ухудшать физико-механических свойств древесины, а также ее способность склеиваться и окрашиваться;
4) быть устойчивыми к вымыванию из древесины;
5) не корродировать металлы;
6) при соблюдении элементарных правил техники безопасности быть безвредными для людей;
7) быть доступными и дешевыми.
Всему комплексу этих требований не удовлетворяет ни один из современных антисептиков. В каждом конкретном случае выбирают антисептик, характеристика которого соответствует условиям службы древесины и способам ее защитной обработки.
Так, например, опоры линий электропередачи, шпалы необходимо обрабатывать невымываемыми из древесины антисептиками; влияние антисептиков на окрашиваемость древесины в этом случае не имеет значения.
Детали домов можно пропитать невымываемыми, но не ухудшающими внешнего вида древесины, антисептиками.
Перечисленным выше требованиям, за исключением токсичности к грибам, должны удовлетворять и антипирены. Они дополнительно должны обладать высокой огнезащитной способностью и не повышать существенно гигроскопичность древесины.
Кроме средств однонаправленного действия разработаны комплексные биоогнезащитные средства.
По способности древесины пропитываться защитными средствами отечественные породы можно разбить на три группы: легкопропитываемые, умеренно пропитываемые и трудно пропитываемые. К первой группе относят заболонь сосны, березы и бука. Ко второй группе - заболонь граба, дуба, клена, лиственницы европейской, липы, ядро сосны, осину, кедр, ольху. К третьей - ель, лиственницу сибирскую, пихту, спелую древесину бука, ядро ясеня и лиственницы европейской.
Необходимый биозащитный эффект обычно достигается введением в древесину сравнительно небольшого количества антисептиков, что не ухудшает ее физико-механических свойств.
При огнезащите в древесину вводится значительно большее количество антипиренов, что может привести к заметному снижению показателей ее механических свойств.
Главная задача повышения биостойкости древесины – увеличение сроков ее службы. Для обеспечения заданного срока службы выбирают антисептик и способ пропитки, назначают величину поглощения и глубину пропитки.
Например, непропитанные опоры линий электропередачи служат в среднем 5-10 лет. Если их пропитать каменноугольным маслом, срок службы опор будет продлен до 30 лет; при значительном увеличении пропитки маслом до 140 кг/м3, можно получить срок службы 40-45 лет.
Регулярная обработка деревянных домов пропиткой для дерева каждые 10-20 лет может увеличить срок службы сруба до бесконечности, если он был изготовлен по всем правилам. Таким образом, защитная обработка древесины антисептиками и антипиренами, снижая затраты на ремонтные и восстановительные работы, потери от пожаров, способствует экономии древесины и сохранению лесов России.
Статьи, которые могут быть полезны вам при строительстве деревянного дома или бани:
- Комплектация дома из бруса под усадку
- Брус хвойных пород
- Для строительства деревянного дома нужна умелая и опытная бригада плотников
- Жизнь в частном доме... Житейская история
- Решили строиться с этой компанией, потому что доверяете рекламе на ТВ?
- Как бюджетно построить дом
- Срок службы дома из бруса
- Как построить хороший дом из бруса?
- Уход и обработка дома из бруса
- Пороки древесины и строительство деревянных домов
- Как определить качество бруса?
- Эксплуатация дома из бруса