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.