|
Как уже упоминалось, существенное
влияние на долговечность древесины оказывает повышенная и особенно переменная
влажность.
Помимо влажности, возникающей от внешних причин (дождя,
сырости помещения, соприкосновения с грунтом и т. п.), древесина обладает
естественной влажностью — древесными соками, которые легко подвергаются
гнилостному брожению.
Для предохранения от загнивания и во избежание ухудшения
качества от неравномерного высыхания лесные материалы •подвергают
естественной или искусственной сушке, снижающейвлажность с 35% и более до
Юн-20%. Влажность k древесины в процентах определяется по формуле
Влажность древесины, предназначенной для
изготовления деревянных конструкций постоянного назначения, как правило, не
должна превышать 25%. Древесина с более высокой влажностью, но не более 30%, допускается
только в конструкциях, усушка которых не вызывает расстройства сопряжений,
значительного провисания элементов и связанных с этим дополнительных
напряжений. В элементах, длительно находящихся в увлажненном состоянии,
влажность древесины не ограничивается. Древесина, применяемая для
изготовления столярных изделий (двери, оконные переплеты), должна быть более
сухой, чем для плотничных конструкций (стены, полы).
Древесина способна усыхать, разбухать и коробиться. Эти
свойства древесины следует учитывать при ее применении для тех или других
элементо-в зданий или сооружений.
Усушка, или уменьшение размеров, различна у древесины
вдоль и поперек волокон. В продольном направлении она значительно меньше, чем
в поперечном, а в поперечном — больше в тангенциальном направлении и .меньше
в радиальном. Так, усушка сосновых лесоматериалов поперек волокон достигает
5%; вдоль волокон она не превышает 0,1%. Таким образом, бревна при высыхании
уменьшаются по диаметру, а доски — по ширине и толщине, почти не укорачиваясь
по длине. Выделение влаги из заболони происходит интенсивнее, чем из
внутренних, более плотных и менее доступных для притока воздуха слоев
древесины.
Вследствие указанных причин дерево от быстрой и
неравномерной сушки коробится. Доски искривляются; при этом доски, выпиленные
из частей ствола более удаленных от ядра, коробят: ся сильнее ( 6,а), чем
доски из средней части ствола, в которых наблюдается лишь большее усыхание
заболонных колец. Кроме того, в досках и брусьях при неравномерной и быстрой
сушке образуются трещины, направленные от периферии в сердцевине ( 6Дв).
Однако опасны лишь крупные трещины; образования -мелких трещин избежать почти
невозможно.
Сухая древесина под влиянием увлажнения разбухает и также
коробится. При этом изменение формы имеет обратный характер, так как
заболонные части разбухают сильнее, чем сердцевинные.
Дерево обладает малой теплопроводностью, что позволяет
делать стены из бревен значительно тоньше каменных. Так, для сосны
коэффициент теплопроводности поперек волокон равен 0,15 ккал/м град час,
вследствие чего толщина стен из брусьев или бревен достаточна лишь 15—20 см,
а кирпичных для тех же условий — 51 или 64 см.
Из механических свойств дерева наиболее существенным для
строительных целей является прочность, т. е. сопротивляемость древесины
растяжению, сжатию, изгибу и скалыванию. Эти свойства неодинаковы при работе
древесины в различных направлениях, и это необходимо учитывать при
использовании древесины в строительных конструкциях. Так, дерево особенно
хорошо сопротивляется растягивающим и несколько хуже сжимающим усилиям вдоль
волокон. Допускаемое напряжение при растяжении вдоль волокон в зависимости от
породы дерева, его плотности и влажности, наличия 'пороков и пр. изменяется
от 55 до 110 кг!см2, а поперек волокои — лишь от 12 до 36 кг!см2. Допускаемое напряжение при сжатии вдоль волокон составляет от 80 до 160 кг!см2.
Объемный вес древесины зависит от ее влажности и плотности
и колеблется в широких пределах: для сосны — от 400 до 600 кг/мъ, для дуба —
от 700 до 900 /сг/л*3.
Для увеличения срока службы дерева необходимо создать
условия, неблагоприятные для развития микроорганизмов, грибов и насекомых. С
этой целью применяют сушку, окраску и ан- тисептирование — последнее в виде
пропитки или поверхностных покрытий.
Простейший способ снижения естественной влажности—в о з-
душная сушка — состоит в том, что лесной материал складывают по сортам и
размерам на чистом, сухом, не поросшем травой месте в правильные штабели,
открытые действию ветра- Такая сушка длится для хвойных пород от 6 месяцев до
IV2 лет, и только после этого материал считается годным для строительства.
Высушенная таким способом древесина называется воз- душносухой и обладает
влажностью 12—18%.
Для более равномерной сушки лесных материалов торцы их
полезно окрашивать известью или мелом.
Искусственная сушка имеет целью уменьшить влажность
древесины в значительно более короткий срок. Искусственную сушку производят в
специальных камерах-сушилках при помощи горячего воздуха или электротоками
высокой частоты. Искусственная сушка продолжается всего несколько дней;
влажность древесины при этом обычно снижается до 10—12%.
Окраска изделий из высушенной древесины масляными
красками или пропитывание древесины разогретой олифой имеет целью
образование на поверхности пленки, препятствующей впитыванию влаги и развитию
гнилостных процессов.
Антисептирование особенно эффективно при воздуш- носухой
древесине, в которую антисептики проникают лучше, чем в сырую древесину. В
качестве антисептиков применяют креозотовое масло и фтористонатровые водные
растворы.
Креозотовое масло характеризуется хорошей антисептично-
стью по отношению £ грибам и хорошей устойчивостью против вымывания;
однако неприятный запах и невозможность последующей окраски обработанного
дерева ограничивают область применения этого антисептика. Креозотовое масло
наиболее широко применяется для антисептирования шпал.
Фтористый или кремнефтористый натрий в водных растворах
легко проникает в древесину, но и сравнительно легко вымывается водой.
Длительность защитного действия этих антисептиков на сырую или подвергающуюся
увлажнению древесину не превышает 3—4 месяцев. В дальнейшем защитные свойства
антисептика на поверхности древесины настолько снижаются, что древесина
становится доступной для заражения домовыми грибами и подвергается их
разрушительному действию. Таким образом, основным назначением такого
антисептирования является предупреждение заражения древесины грибами на
период, в течение которого влажность ее снижается до пределов, затрудняющих
ее загнивание.
Антисептирование производится путем покрытия или
опрыскивания деревянных поверхностей горячим раствором, для чего
порошкообразный антисептик, тщательно размельченный, растворяют в горячей
воде (3 кг антисептика на 100 л раствора). Для проверки глубины проникания
антисептика в древесину в раствор добавляют хорошо растворяющийся в воде
краситель в количестве 0,05 кг на 100 л раствора. При небольших размерах деревянных элементов возможно их антисептирование путем погружения в ванну с
раствором.
Наряду с отмеченными мероприятиями необходимо использовать
конструктивную профилактику, т. е. применять конструктивные решения, при
которых элементы зданий подвергаются при эксплуатации дальнейшей сушке и
защищены от увлажнения.
В трудах проф. С. И. Ванина, А. Н. Борщевского и других
советских ученых детально разработаны меры борьбы с гниением древесины в
конструкциях зданий и инженерных сооружений. Новые, упрощенные и вместе с тем
эффективные способы антисеп- тирования древесины керосиновым раствором
оксидифенила разработаны доц. А. И. Фоломиным.
Огнезащитные меры применяются с целью предохранить дерево
от воспламенения, замедлить его нагревание, воспрепятствовать распространению
огня, уменьшить интенсивность пламени. Решение этой задачи достигается
конструктивными мероприятиями (созданием защитных покровов) или применением
огнеупорных красок.
Защитными покровами служит штукатурка по войлоку, обшивка
асбестовым картоном, асбестоцементными плитами, кровельной сталью по войлоку,
смоченному в жидкой глине, и пр.
Покрытие огнезащитными красками имеет целью образование
при горении красочного слоя плотной пленки, препятствующей доступу к
древесине воздуха, необходимого для горения. В качестве такого средства
применяют силикатные краски, т. е. краски на жидком стекле, дающие при
высокой температуре прочную, огнеупорную пленку. Однако силикатные краски
мало устойчивы против действия кислорода воздуха, дождя и дымовых газов,
хрупки и недолговечны.
Активными огнезащитными веществами — антипирена- м и —
являются фосфорнокислый аммоний, выделяющий при нагревании негорючий газ
аммиак, и фосфорные кислоты, которые плавятся и покрывают древесину защитной
пленкой.
|