Корозія (руйнування) деревини

зміст:

Відео: Зараження і руйнування деревини грибами шкідниками

Все про деревину

властивості деревини

Відео: 0 броні за 4 пуття корозії? руйнування помилки.

корозія деревини

 корозія деревини - це руйнування деревини під впливом зовнішнього агресивного середовища. корозія деревини може протікати з різною швидкістю. Швидкість корозії (руйнування) деревини залежить від чинників навколишнього середовища: біологічних (ураження різними мікроорганізмами, комахами, грибами і т.п.) і кліматичних (вплив вологості повітря, ультрафіолетового випромінювання, коливань температури, кисню повітря, опадів).

Все про деревину

Деревина - це волокнистий матеріал з яскраво вираженою анізотропією. У всіх порід деревини механічні характеристики дуже відрізняються поперек і вздовж волокон. Більш поширене визначення - це внутрішня частина дерева, тобто лежить під корою. Деревина складається з клітин, різних за формою і розмірами, але тісно зрощених між собою. Спочатку (в молодих пагонах) клітина дерева відрізняється досить високою еластичністю, а її оболонка легко пропускає воду. Згодом міцність оболонки значно збільшується, а влагопроницаемость зменшується. Утворюються органічні високомолекулярні сполуки: лігнін, целюлоза, геміцелюлоза. Лігнін в деревині грає роль затверджувача, тобто надає деревині жорсткість. Целлюлозная оболонка просочується лігніном, відбувається явище здерев`яніння. До складу деревини, крім лігніну, целюлози і геміцелюлози, входять ще масла, смола, віск і ін. Клітини деревини поділяються на три групи: провідні (трахеї і судини), механічні (ліброформовие волокна) і запасаються (паренхімні).

У деяких порід деревини на поперечному зрізі стовбура добре помітні річні кільця, серцевинні промені, навіть кільцеві порожнини (тобто судини, по яких відбувається рух вологи по стовбуру). Вони більш характерні для листяних порід. Залежно від розташування проводять клітин все породи деревини поділяються на: розсіяно-судинні та кольцесосудістие. У неуважно-судинних порід судини рівномірно розподілені по річного шару (вільха, береза, граб, осика та ін.). До кольцесосудістим породам відносяться клен, ясен і ін. Великі судини у них утворюють суцільне кільце на поперечному зрізі стовбура і розташовуються в ранній зоні річних кілець. Судини можуть займати до 40% від загального обсягу і забезпечують газо- і влагопроницаемость деревини. Основною складовою частиною будь-якої деревини є волокна ліброформа, які займають близько 70% обсягу.

Хімічний склад різних порід практично нічим не відрізняється. Вуглець займає більшу частину - майже 51%, 43% кисню, 6,4% водню і 0,1 азоту.

Розглянемо характеристики деяких порід деревини.

береза - досить тверда порода. Відрізняється хорошою в`язкістю і пружністю. Березу часто використовую в якості сировини для виготовлення фанери. Основний недолік даної породи деревини - схильність до викривлення при періодичному або постійному впливі підвищеної вологості (особливо тонких листів пиломатеріалу).

Відео: Руйнування деревини жуками топографами

сосна володіє відносно невеликою об`ємною масою, малою кількістю сучків і хорошими фізико-механічними властивостями. Деревина сосни добре обробляється різанням. Крім того, вона просякнута смолистими речовинами, які надають консервирующее вплив (менше схильна до корозії деревини, в порівнянні з деякими іншими породами, менше вбирає вологу). Стовбур сосни ідеальний для використання при будівництві будинків «зі зрубу», тому що за своєю природою рівний, не вимагає великих зусиль при обробці і має низку цінних властивостей.

модрина відрізняється високою водостійкістю (стійка до впливу вологи і води). Деревина модрини одна з найміцніших і твердих, крім того, надзвичайно стійка до гниття і викривлення. Відрізняється високою щільністю, тому має досить велику вагу. При попаданні у воду відразу ж тоне. Завдяки своїй високій стійкості до процесів гниття, деревина модрини часто використовується в районах з підвищеною вологістю, з неї можуть бути виготовлені палі, паркетні, статева дошки. За зовнішнім виглядом при належній обробці зовні схожа на ясен.

ялина за своїми характеристиками значно поступається сосні. В першу чергу, на стовбурі цього дерева досить велика кількість сучків, які не дозволяють швидко і акуратно обробити деревину. При впливі підвищеної вологості з часом загнаівается і руйнується, тобто піддається корозії деревини. Серед достоїнств ялинової деревини можна відзначити ті, що матеріал трохи тепліше, в порівнянні з сосною, тому що має більш рихлу структуру.

дуб завдяки своїм хорошим фізико-механічними властивостями широко використовується в різних видах промисловості і в меблевому виробництві. Має високу міцність і твердість. Деревина стійка до виникнення гнильних процесів. Але при знижених температурах стає досить крихкою і починає розтріскуватися. Дуб добре обробляється і просочується, досить легко гнеться і відрізняється красивою текстурою.

властивості деревини

Деревина - це анізотропний матеріал, тобто має різні властивості в залежності від розташування волокон.
Всі властивості даного матеріалу можна розділити на: фізичні, механічні та хімічні.

Фізичні властивості деревини

До фізичних властивостей деревини відносяться: теплові показники, вологість матеріалу і властивості, обумовлені зміною вологості, зовнішній вигляд (колір, блиск текстура), електричні і звукові.

Теплові властивості деревини обумовлюються її теплопровідністю, теплоємністю, тепловим розширенням і температуропроводностью. Саме завдяки своїм тепловим властивостями деревина є настільки цінним матеріалом. Її використовують в різних галузях промисловості. З неї виготовляють меблі, безліч будівельних матеріалів, використовують для будівництва будинків.

Теплопровідність, як, втім, і всі інші властивості, багато в чому залежить від породи дерева. Але, в порівнянні з багатьма іншими будівельними матеріалами, теплопровідність деревини незначна. Це пояснюється тим, що матеріал має безліч пір, кожна з яких всередині заповнена повітрям. Залежить величина теплопровідності від її вологості, щільності і спрямованості волокон (теплопровідність уздовж волокон практично в 2 рази вище, ніж поперек).

Вологість деревини дуже важлива і є одним з основних показників її якості та довговічності. Під вологістю деревини мається на увазі відношення маси вологи до сухої маси, виражене у відсотках. Вода в дереві може перебувати в двох станах: пов`язаному та вільний. Пов`язана волога входить до складу стінок клітин, а вільна - заповнює міжклітинний простір і самі клітини. Розрізняють мокру деревину або сплавних (вологість якої становить 60-100%), недавно зрубану (45-50%), повітряно-суху (20-30%), кімнатний-суху (7-18%), абсолютно суху (0%) . Зі зміною вологості можуть бути пов`язані такі властивості і здатності деревини: викривлення, вологопоглинання, усушка, щільність, розбухання, проникність.

Даний будівельний матеріал має здатність передавати, проводити крізь свою товщу звук, тобто звукопроводностью.

Електропровідність деревини безпосередньо залежить від її вологості. Сухий матеріал є діелектриком, тобто ізолятором і струм не пропускає, а у вологому середовищі ток проходити може.

Зовнішній вигляд деревини характеризується її кольором, текстурою, блиском і макроструктурою. Колір залежить від породи дерева, місця його зростання, повітря та інших факторів. За кольором, наявності вкраплень в деяких випадках можна судити про стан та якість матеріалу. Хороша деревина не повинна мати досить однорідним квітів. Вкраплення можуть свідчити про протікання гнильних процесів, біокоррозіі.  Кожна порода відрізняється своєю неповторною текстурою, малюнком, який виникає в результаті розвитку і зростання стовбура (судини, річні кільця і т.п.).

Механічні властивості деревини

Широке використання деревини визначається багато в чому її механічними властивостями: зносостійкість, міцністю, деформативністю, експлуатаційними характеристиками, здатністю утримувати кріплення і ін.

Дана речовина досить міцне і тверде. Завдяки своїй зносостійкості і теплових характеристиках (особливо при правильній обробці), застосовується для будівництва будинків, різних споруд, виготовлення меблів. Важливим, навіть унікальним, показником вважається здатність деревини утримувати різні кріплення: цвяхи, скоби, шурупи та ін. Завдяки цьому матеріал зручний у використанні, деталі легко і швидко скріплюються між собою.

Деревина, не дивлячись на свій відносно невелику вагу, дуже міцний матеріал. Але міцність при стисненні і розтягуванні дуже відрізняється, в залежності від того, в якому напрямку йде навантаження. Міцність уздовж волокон більше, ніж поперек. Міцність деревини в значній мірі залежить від її вологості. Повністю сухий матеріал міцніший, в порівнянні з вологим.

Більшістю механічних властивостей листяних порід вище, ніж у хвойних. Але випробування на статичний вигин і стиск показали перевагу хвойної деревини.

Хімічні властивості деревини

Хімічні властивості деревини обумовлюються її елементарним складом. Повністю суху речовину містить в своєму складі близько 49 - 49,5% вуглецю, 44 - 44,2% кисню, 6 - 6,3% водню і близько 0,1 - 0,3% азоту. Саме ці хімічні елементи формують органічні складні сполуки, такі як: лігнін, целюлоза, геміцелюлоза (в абсолютно сухій деревині даних сполук 90-95% від загальної маси). Решту масу представляють смоли і дубильні речовини, які можна отримати з деревини за допомогою розчинників (ефіри, вода, спирти). Також до складу даного будівельного матеріалу входять неорганічні компоненти, отримані з золи, після того, як лісоматеріал згорить.

У хімічній промисловості деревину використовують як сировину лісохімічна, целюлозно-паперова і гидролизная галузі. З деревини виробляють целюлозу, з якої потім виготовляють папір, лакофарбові матеріали (На нітроцелюлозні основі), пластичні маси і ін. Нетривалий нагрівання целюлози до температури 200 ° С не надає згубного впливу, небезпечні тільки температури вище 274 ° С. Целюлоза визначає такі властивості лісоматеріалу, як механічна міцність і пружність. Лігнін впливає на твердість і жорсткість, є колоїдів і може надавати сполучна вплив.

корозія деревини

Корозійна стійкість деревини має дуже велике значення, тому що матеріал широко використовується в багатьох галузях народного господарства. Вироби експлуатуються як всередині приміщень, так і на відкритому повітрі. У деяких випадках важлива довговічність даного будівельного матеріалу, наприклад, при будівництві будинків з зрубу.

Корозія (руйнування) деревини протікає під впливом багатьох чинників. У природних умовах матеріал старіє і руйнується в результаті впливу кліматичних явищ і біологічних факторів. Цілісність структури деревини порушується і при впливі на матеріал механічних навантажень, різних хімічних сполук.

Деревина піддається корозії (руйнування) при впливі на неї солей, лугів, кислот та інших сполук, що знаходяться в будь-якому агрегатному стані (газ, рідина, тверде речовина). Газоподібні агенти надають агресивний вплив тільки на той шар матеріалу, який просочений вологою (утворюються хімічні розчини). Частинки деяких солей осідають в порах деревини, приводячи до ослаблення і подальшого руйнування зв`язків між волокнами матеріалу.

Швидкість корозії деревини в основний мірою визначається температурою, концентрацією і ступінь агресивності руйнує її середовища, а також її породою. При впливі деяких сильних неорганічних кислот або їх солей руйнується одна з основних складових деревини - целюлоза. В результаті гідролізу целюлози деревина втрачає свою міцність. Серед усіх складових целюлоза відрізняється найбільшою стійкістю. На целюлозу практично не надають агресивного впливу більшість розчинників (ефір, ацетон, спирт), розбавлені розчини лугів і мінеральних кислот, органічні кислоти. При впливі на матеріал лугів і їх розчинів, відбувається поступове руйнування лігніну, і, частково, целюлози (сірчанокислий солі високих концентрацій, солі цинку, заліза і алюмінію надають подібне вплив на деревину).

Слабкі розчини мінеральних кислот (з концентрацією до 5%) і пил солей калію надають лише незначне агресивна дія на поверхневий шар деревини, не руйнуючи її структури і не надаючи згубного впливу на міцність матеріалу. У подібних умовах використання деревини більш доцільно, в порівнянні з металом, бетоном або залізобетоном, тому що вона володіє хімічною стійкістю. При підвищенні концентрації і температури мінеральних кислот, деревина вже піддається корозії більш активно, і швидкість руйнування зростає зі збільшенням даних показників. Під впливом мінеральних кислот дерево спочатку змінює забарвлення (поступово темніє), потім відбувається руйнування основних складових і втрата зв`язків між волокнами. Міцність значно зменшується.

У дуже слабких корозійних середовищах деревина має гарну стійкість. Листяні породи хімічно менш стійкі, в порівнянні з хвойними. Це обумовлено наявністю в складі хвойних порід смолистих речовин. Завдяки смолам деревина не руйнується при впливі нейтральних солей будь-яких концентрацій і їх розчинів, барію, аміаку, гидроокисей кальцію, слабо концентрованих соляної, оцтової, плавиковою і фосфорної кислот.

Кисень не призводить до корозії деревини. Досить довговічний матеріал на повітрі і під водою (за умови відсутності значних коливань температури і вологості). Деревина має високу стійкість до атмосферної корозії,  але з часом руйнується при попаданні на неї прямих сонячних променів (відбувається деструкція лігніну і матеріал сіріє), різких коливаннях вологості і температури. Змінюється забарвлення, волокна розпушуються, поступово зменшується маса матеріалу, створюються сприятливі умови для проживання комах і грибів.

Процес корозії деревини прискорює біологічний фактор. Різні гриби, бактерії, водорості і рослини руйнують деревину зсередини. Для багатьох джерелом харчування є лігнін, целюлоза і інші складові компоненти. Найбільш нешкідливими вважаються бактерії, вони завдають непрямий збиток деревині, а ось комахи і гриби безпосередньо руйнують структуру і цілісність матеріалу. Розрізняють три основні групи грибів, що вражають деревину: дереворазрушающие, плісняві та деревоокрашивающие.

Сприятливими умовами для поселення в поверхневих шарах деревини пліснявих грибів є підвищена температура і вологість. Поява цвілі свідчить про несприятливі умови зберігання та експлуатації пиломатеріалів. Продуктами життєдіяльності цвілевих грибів є кислоти (фумарова, винна, глюконова і ін, які руйнують їх середовище проживання, тобто деревину.

Деревоокрашивающие гриби поселяються і проявляються на деревині при її повільному висиханні. Поразка характеризується зміною природного забарвлення матеріалу.

Дереворазрушающие - самий небезпечні вид грибів. Вони поселяються на вологій, сирої і живій деревині і виробах з неї, руйнують структурні компоненти (целюлозу, лігнін, геміцелюлози та ін.).

Часто біологічну корозію деревини, викликану тими чи іншими факторами, можна визначити візуально або за запахом. Синювата забарвлення хвойних порід деревини може свідчити про початок гнильних процесів. Про це говорить і затхлий стійкий запах прілого листя.