Биостойкость древесины
Cпособность древесины сопротивляться действию организмов, вызывающих ее биоразрушение, называют биостойкостью, причем различают биостойкость натуральную (естественную) и приобретенную. Натуральная биостойкость зависит в основном от породы древесины, ее состояния и условий эксплуатации (хранения). Приобретенная же обусловлена главным образом свойствами и количеством введенного в древесину специального защитного вещества.
Древесина в процессе хранения и при эксплуатации (в готовых изделиях) подвергается воздействию различных факторов: механических нагрузок, температуры и влажности окружающей среды, солнечного света, агрессивных жидкостей и газов, грибов, насекомых и т. д. Способность древесины сопротивляться разрушению от действия указанных факторов называют ее стойкостью. Что касается механических и других физических, а также химических факторов, то их действие на древесину и стойкость древесины по отношению к ним мы рассмотрели ранее. Теперь обратимся к наиболее разрушительному для древесины фактору — биологическому.
Основные причины биоразрушения древесины
Дерево — живой организм, и, умирая, оно «утилизируется» в природе до полного исчезновения. Поэтому для того чтобы остановить этот естественный процесс в изделиях из древесины, человек)' требуется немало усилий. В «переработке» принимают участие грызуны, насекомые, растения, включая простейшие, и микроорганизмы. Познакомимся сначала с главными действующими лицами этого процесса.
Гниение древесины.
Основной причиной разрушения древесины является гниение — биологическое разложение древесины дереворазрушающими грибами. Этот процесс становится возможным только в определенных, благоприятных для развития гриба условиях. Так, содержание свободной воды в древесине не должно составлять менее 18-20%, а минимальный объем воздуха в зависимости от экологических требований гриба — от 5 до 20%. Характер гниения зависит от того, какими ферментами гриб воздействует на древесину, какие компоненты клеточных оболочек и в какой последовательности он разрушает.
При деструктивном типе гниения разлагаются только целлюлоза, гемицеллюлоза и другие полисахариды, входящие в состав древесины. Интенсивность разрушения в этом случае зависит от содержания в древесине лигнина: чем меньше лигнина, тем интенсивнее происходит разрушение. Гриб воздействует своими ферментами на всю древесную массу, не оставляя незатронутых разложением участков ткани. В результате древесина растрескивается, крошится, а в конечной стадии гниения легко растирается в порошок. При этом древесина постепенно принимает светло- или темно-бурую окраску с красноватым или сероватым оттенком (бурая деструктивная гниль).
При коррозионном типе гниения разлагаются как полисахаридный комплекс клеточных оболочек, так и лигнин. Однако при поражении различными грибами этот процесс протекает неодинаково. В одном случае в древесине образуются пустоты, заполненные остатками белой не разложившийся целлюлозы (пестрая коррозионная гниль). В других случаях в конечной стадии разрушения древесина равномерно или полосами светлеет, приобретая белую, светло-желтую или «мраморную» окраску (белая коррозионная гниль). При коррозионном типе гниения, в отличие от деструктивного, разложению подвергается не вся древесная масса сплошь, а лишь отдельные участки, чередующиеся с непораженными участками. Поэтому для такой гнили характерны ямки, отверстия, пустоты различной формы и размеров. При коррозионной гнили древесина расщепляется на волокна, крошится, но долго сохраняет вязкость, и ее объем не уменьшается.
Различают три стадии гниения: I, И и III. На I стадии гриб распространяется главным образом в сердцевинных лучах и сосудах, не затрагивая оболочки клеток древесины. Под действием выделений гриба пораженная древесина приобретает оливковый, лиловато-серый («синева») или красновато-бурый оттенок. Физико-механические свойства древесины практически не меняются, страдает только внешний вид древесины. На второй стадии происходит интенсивное разрушение клеточных оболочек. И в пораженной древесине появляются мелкие трещинки или ямки. Разрастающийся мицелий гриба образует кремово-белые пленки или темноокрашенные скопления в виде характерных линий, штрихов или точек. Физико-механические свойства древесины резко ухудшаются. На третьей стадии завершается процесс разрушения древесной массы и полностью проявляются структура и окраска, свойственные тому или иному типу гниения. Пораженная древесина становится очень легкой, распадается на отдельные куски или расщепляется на волокна. У ядровой гнили выделяют и четвертую стадию — образование дупла.
Насекомые и другие технические вредители.
Насекомые повреждают ослабленные деревья и мертвую древесину при ее хранении в лесу, на складах (усачи, короеды, златки, сверлильщики, лжекороеды, рогохвосты, термиты и др.), а также деревянные конструкции, постройки, мебель, музейные экспонаты и т. д. В лесу особенно большой вред древесине хвойных пород наносят черные хвойные усачи и лестничный полосатый древесник. Они прогрызают в древесине еще стоящих ослабленных деревьев ходы, которые делают ее непригодной для строительства и переработки. Древесину в постройках, мебели и т. д. разрушают главным образом точильщики и домовой черный усач, которые живут в ней из поколения в поколение, приводя ее в полную негодность. Наиболее распространены точилыцики мебельный и домовый. Мебельный точильщик — это жук длиной 3-4 мм, распространенный практически повсеместно. Он откладывает яйца в щели деревянных перекрытий, оконных рам, плинтусов, стен деревянных домов, на неокрашенные, шероховатые части мебели, в старые летные отверстия, избегая гладкой, особенно полированной поверхности. Предпочитает хвойные породы. Домовый точильщик покрупнее — длиной 5-7 мм — и предпочитает старую древесину в местах, подверженных воздействию морозов или сильному увлажнению. В отличие от «всеядного» мебельного домовый точильщик .мебель не трогает. Заражение легко обнаружить по летным отверстиям в древесине и тончайшей пыли («бурой муке») на полу, окнах, мебели и т. д.
К техническим вредителям относят и некоторых морских двустворчатых моллюсков, разрушающих подводные деревянные части гидротехнических сооружений и судов (например, корабельный червь).
Факторы, влияющие на биостойкость древесины
Древесина различных пород в одних и тех же условиях ведет себя по-разному. В основном — за счет наличия в ней смолистых и токсичных веществ. Так, например, сосна проявляет большую стойкость к биологическим воздействиям, чем ель или пихта, что обусловлено большим количеством содержащейся в ней смолы, дуб более стоек, чем ясень из-за содержащихся в его древесине дубильных и других экстрактивных веществ.
В пределах одной породы биостойкость зависит от плотности — древесина с большей плотностью разрушается медленнее. Повышается стойкость древесины и с увеличением возраста. Сопротивление загниванию зависит и от того, из какой части ствола взята древесина. Как правило, ядро имеет большую стойкость, чем заболонь, так же как и древесина комлевой нижней части ствола по сравнению с верхней частью. Еще одна важная деталь: древесина, заготовленная в вегетационный период, более склонна к загниванию. Именно поэтому для строительства лучше использовать древесину зимней заготовки, а вовсе не потому, что влажность ее зимой меньше. Напротив, зимой влажность свежезаготовленной древесины на 20-25% выше, чем в разгар лета.
2004 июль-август «ДЕРЕВО.RU»