Лекции по "Коррозии строительных материалов"

 Ложное  ядро и пятнистость характерны для  растущего дерева. Однако изменение окраски нередко наблюдается и у срубленной древесины при ее хранении. В частности, к ним относятся химические и грибные окраски.

 К химическим окраскам относятся желтизна, оранжевая окраска, продубина, чернильные пятна, дубильные потеки. Окраска проникает на глубину 1…5 мм, но мало влияет на физико-механические свойства древесины, ухудшая только внешний вид пиломатериалов. '

 Грибные окраски (гнили) поражают отмирающую и мертвую древесину. На отмирающей при медленном подсыхании образуется прелость вследствие поражения складскими грибами: плесень, цветной налет глубиной 1…2 мм, цветная заболонь, синева, коричневая ипи желтая окраска (в виде лимонно-желтых пятен и полос в отличие от химической окраски). Эти окраски развиваются за счет содержимого реагента.

 Более опасными являются изменения окраски древесины, связанные с формированием гнили у растущего дерева и мертвой древесины.

 Гнили у растущего дерева — пестрая, белая и бурая — образуются под воздействием грибов. Белая, пестрая (коррозийные) бурая (деструктивная) гнили развиваются постепенно с появлением пятен и полос до появления мягкой гнили, имеющей трухляво волокнистую структуру и легко ломающейся пальцами. Гнилая древесина почти полностью теряет свои позитивные механические свойства, сильно понижается плотность; она непригодна к исполь-зованию в строительстве.

 

 

 Гнили мертвой древесины являются одним  из самых опасных пороков. Они могут развиваться после вторичного увлажнения в лежалой древесине и открытых деревянных сооружениях, особенно распространена бурая деструктивная гниль, вызываемая грибами заборным, столбовым, шпальным и др. Древесина становится бурой, появляются поперечные и продольные трещины; древесина быстро приобретает трухлявость и распадается на куски.

 В закрытых, плохо проветриваемых помещениях с  высокой влажностью и умеренной температурой развивается бурая деструктивная гниль под воздействием так называемых домово-шахтных грибов, настоящего домового гриба (грибница ватообразная с каплями желтоватой жидкости), пленочного домового гриба (плодовое тело пленчатое распростертое), белого домового гриба (плодовые тела белые, мягкие, распростертые с большими угловатыми порами), шахтного или пластинчатого домового гриба (развивается в подземных сооружениях).

 Эти разновидности  грибов делают древесину непригодной  для применения, опасной для окружающих древесных материалов.

 Водослой  — участок древесины, сильно пропитанный водой, расположенный на месте ядра, спелой древесины, ложного ядра или радиальной пятнистости. Как правило, водослой связан с очагами гнили.

 Водослойная древесина отличается повышенными  усушкой и разбуханием; после высыхания образуются трещины.

 Грибные ядровые пятна  и полосы — измененная окраска в зоне ядра, вызываемая грибами в растущем дереве, наблюдается на торцах и продольном разрезе. Этот порок называют также темнина или краснина. Ухудшая внешний вид пиломатериалов, на механические свойства почти не оказывает заметного влияния.

 Значительное  влияние на снижение механической прочности  древесины оказывают пороки, именуемые трещинами и представляющие собой разрывы древесины вдоль волокон. Они характерны как для растущего дерева, так и для мертвой древесины, хотя их вид и размеры различные.

    Трещины, образуются в растущем дереве от усыхания ядра, раскачивания ветром, от мороза, а также при высыхании срубленного дерева.

    По  форме и расположению трещины делятся на сквозные и несквозные, на сомкнутые и разошедшиеся. Они могут располагаться как на одной плоскости (простые), так и на нескольких (сложные).

 Трещины продольные — метиковые, простые и сложные. Эти трещины проходят через сердцевину ствола, находясь обычно в пределах зоны ядра ипи спелой древесины. Они идут по длине ствола от комля до зоны живых сучков, расширяясь от периферийной части ствола к сердцевине.

 Простые метиковые трещины расположены  по одному диаметру и идут по длине ствола в одной плоскости; сложные — по одному диаметру, но по спирали или по нескольким диаметрам (тогда по длине ствола идут по нескольким плоскостям) (рис. 2).

 Отлупные  трещины (неполные и кольцевые) — внутренние трещины, проходящие в зоне ядра или спелой древесины между годичными слоями. Отлуп как порок особенно часто встречается у дуба, осины, пихты, тополя, ели. Как и метиковые, отлупные трещины образуются при раскачивании дерева ветром и при резкой смене температуры.

 Метики  и отлуп, возникнув в растущем дереве, увеличиваются в своих размерах в срубленном дереве при его высыхании.

 

 

 Морозные  трещины — открытые радиальные трещины в растущем дереве, видимые на поверхности ствола (чаще в комлевой части дерева) и распространяющиеся до сердцевины. Возникают зимой при резком охлаждении стволов. Они поражают толстые стволы клена, бука, дуба, ясеня, а иногда осину и липу. 

 

    Рис.2. Метиковые трещины в бревне:

    а) метик простой, б) и в) метики сложные 

    Пороки  формы ствола:

• сбежистость — характеризуют значительное и резкое уменьшение диаметра ствола от комля к вершине, в пиломатериалах ведет к перерезанию волокон; сильно понижает пределы прочности при поперечном изгибе;

      – кривизна – отклонение продольной оси сортамента от прямой линии и может быть односторонней и разносторонней, причем искривление ствола возможно в одной или нескольких плоскостях;

      – закомелистость – резкое увеличение диаметра комля ствола по сравнению с диаметром сортамента (в 1 – 2 раза и более). Этот порок также уменьшает выход пиломатериалов и шпона.

 Пороки строения древесины:

   – наклон волокон (косослой) — волокна располагаются не параллельно оси ствола, а винтообразно, по спирали. Косослой оказывает отрицательное влияние на качество древесины, ее физико-механические свойства. Наклон волокон более 5% значительно снижает предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон и поперечном изгибе. С изменением влажности древесина с наклоном волокон склонна к значительному короблению и скручиванию.

 – крень — бывает сплошная и местная. Характерна для комлевой части наклонных и искривленных стволов хвойных пород. Это резкое утолщение поздней зоны годичных слоев при эксцентричном расположении сердцевины. Плотность древесины сильно развитой крени на 15…40% выше нормальной  (кремнина) мешает механической обработке древесины;

 – свилеватость (волнистая и путаная) — неправильность в строении древесины, резковолнистое или беспорядочное расположение древесных волокон. Встречается преимущественно у лиственных пород в нижней комлевой части ствола (у осины, клена, ясеня, березы, тополя и др.). Свилеватость снижает прочность древесины при растяжении, изгибе, сжатии, но увеличивает прочность при скалывании. Свилеватую древесину используют в качестве отделочного строительного материала.

 

 

 Повреждения насекомыми (червоточина).

 Червоточиной называют повреждения древесины в виде поверхностных бороздок, внутренних ходов (каналов) и отверстий, проделанных насекомыми, а чаще всего их личинками (жуками-короедами, жуками-усачами, долгоносиками, домовыми жуками-точильщиками, некоторыми разновидностями муравьев, бабочками (древоточцами и стеклянни-цами), термитами и др.).

 Степень пораженности древесины этим пороком  определяют количеством отверстий на 1 м лесоматериала, а в фанере — количеством отверстий на один лист.

 Существуют  дефекты, которые возникают в основном при неправильных режимах обработки древесины.

 Трещины усушки образуются в срубленной древесине и пиломатериалах при несоблюдении установленного режима сушки.

 Различают трещины торцовые, пластовые, кромочные, сквозные. Трещины усушки имеют меньшую толщину, чем метиковые и морозные, но также снижают прочность и сортность древесины.

   11.4 Защита древесины от гниения,  поражения насекомыми и возгорания.

   Долговечность и надежность Ск из древесины зависит  от условий хранения и сушки, условий эксплуатации ДК.

   Сушка древесины. Сушка уменьшает возможность гниения древесины и повышает прочность. Различают естественную сушку и искусственную.

   Естественная  сушка производится на открытом воздухе, под навесом или в закрытых помещениях с тем, чтобы материал принял воздушно-сухое состояние (15…20% влажности). Такая сушка длится недели и даже месяцы; она не исключает поражения древесины грибами. Ее достоинством является отсутствие расхода тепловой энергии и топлива.

   Искусственная сушка осуществляется в короткие сроки, за несколько суток или даже часов, и полностью исключает возможность заражения грибами, обеспечивая высокое качество древесины.

   Камерная  сушка производится в сушилках периодического и непрерывного действия в течение нескольких суток. Теплоносителем служат нагретый воздух, пар или дымовые газы с температурой 70…80 ⁰С.

   Сушка в электрическом  поле высокой частоты. Древесина быстро и равномерно прогревается между электродами и высушивается в 10…20 раз быстрее, чем при камерной сушке.

   Более дешевый способ – сушка в жидких средах, в частности, в ваннах с петролатумом при температуре 130…140 ⁰С. За несколько часов влага в древесине вскипает,превращается в пар с давлением выше атмосферного и удаляется; при этом материал не растрескивается и не коробится. Продолжительность сушки 8…12 часов.

   Основным  методом защиты древесины  от гниения считают  обработку ее химическими  веществами – антисептиками.

    Антисептики должны быть нетоксичными для людей, не понижать прочность древесины.

    Для воздушных условий эксплуатации (в помещениях) применяют водорастворимые антисептики, а для конструкций из дерева, контактирующих с водой (шпалы, столбы, сваи) – нерастворимые в воде масляные антисептики.

 

    

     Водорастворимые – соли  и смолы следующих видов.

    Фторид  натрия – NaF технический – белый порошок без запаха, не изменяет цвет древесины, рабочая концентрация 2…3%. Принято подкрашивать розовым красителем для контроля.

    Кремнефторид – Na₂SiF₂ – порошок белого или серого цвета; растворяют в горячей воде до концентрации 2,4%. Применяют совместно с NaF.

    Препараты ХХЦ (хлорид цинка и натриевый или калиевый хромпик) и МХХЦ (хлорид цинка, хромпик и медный купорос) – трудно вымываются водой, но окрашивают древесину в желто-зеленый цвет и вызывают коррозию черных металлов.

    Существует  несколько наименований высокотоксичных антисептиков на основе арсенитов (солей мышьяка) в виде жидкостей и паст.

     Масляные  антисептики – каменноугольное масло, антраценовое масло, сланцевое масло и др. Все перечисленные продукты представляют собой жидкости темно-коричневого цвета с резким запахом и сильными антисептическими свойствами. Они не выщелачиваются водой, не заставляют корродировать металл, но окрашивают древесину в темно-бурый цвет.

     Применяют для глубокой пропитки деревянных элементов, находящихся на открытом воздухе, в  земле или в воде (шпалы, части  мостов, сваи, подводные сооружения и пр.).

     Антисептические пасты готовят из водорастворимого антисептика (фторид или кремнефторид натрия), связующего вещества (битума, глины, жидкого стекла и др.) и наполнителя (торфяного порошка).