Классификация повреждений деревянных строительных конструкций, включая клееные конструкции. Критерии классификации: причина-следствие, природа и способ устранения причины, характеристика следствия.
advertisement
ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра строительных конструкций Реферат на тему: "Классификация повреждений деревянных строительных конструкций, включая клееные конструкции. Критерии классификации: причина-следствие, природа и способ устранения причины, характеристика следствия." Выполнил: студент гр. ПГС-06-2 Ялалов Д.Р. Проверил: Патраков А.Н. г. Пермь, 2010 Содержание 1. Дефекты деревянных конструкций 2.Влажность древесины 3.Усушка, коробление, растрескивание, разбухание древесины при высыхании. 4. Повреждение древесины насекомыми и меры борьбы с ними. 5. Способы защиты древесины от гниения. Антисептирование 6. Способы защиты древесины от гниения (загнивания) 7. Конструктивная профилактика 8. Литература Повреждения Дефекты Биоповреждения Дефекты Вызванные ошибками при проектирован ии несоблюдение проекта и правил производства работ Нарушение правил эксплуатац ии зданий Огневое воздействие Биоповреждения Повреждение древесины насекомыми Влажность Усушка, коробление, растрескивание, разбухание древесины при высыхании Гниение древесины Дефект — отдельное несоответствие конструкций какому-либо параметру, установленному проектом или нормативным документом (СНиП, ГОСТ, ТУ, СН и т.д.). Повреждение — неисправность, полученная конструкцией при изготовлении, транспортировании, монтаже или эксплуатации. Поверочный расчет — расчет существующей конструкции по действующим нормам проектирования с введением в расчет полученных в результате обследования или по проектной и исполнительной документации геометрических параметров конструкции, фактической прочности строительных материалов, действующих нагрузок, уточненной расчетной схемы с учетом имеющихся дефектов и повреждений. . 1 - слабый грунт; 2 - котлован; 3 - жесткое включение значительных размеров; 4 - новое сооружение; 5 - старое сооружение; 6 - шов примыкания Рис. 18 . Трещины в растянутом стыке деревянной конструкции Рис. 19 . Повреждения деревянных наслонных стропил Рис. 20. Повреждения деревянных стропил ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ Категория Признаки силовых состояния конструкцию конструкции 1 Нет 2 3 4 Признаки воздействия внешней среды на конструкцию Волосные усадочные трещины в конструкциях Ослабление креплений отдельных болтов, Большие щели между хомутов, скоб досками наката и балками перекрытия Продольные трещины в конструкциях. Следы протечек, мокрые Сдвиги и отслоения в швах и в узлах пятна в конструкциях. Гниль конструкций заметные на глаз. Прогибы в мауэрлате и в концах изгибаемых элементов превышают стропильных ног, предельные значения СНиП II-26-80 снижающая прочность до 15 % Глубокие трещины в элементах. Трещины, в Гниль в местах заделки работающих на скалывание торцах по балок в наружные стены. ширине более 25 % от толщины элемента. Гниль в мауэрлате, Сильное обмятие и зазоры более 3 мм в стропилах, обрешетке, рабочих поверхностях врубок. Смятие накате, снижающая древесины вдоль волокон по линии болтов и прочность до 25 % воздействий на Категория Признаки воздействия Признаки силовых воздействий на состояния внешней среды на конструкцию конструкции конструкцию нагелей на 1/2 их диаметра. Потеря местной устойчивости элементов конструкций. Прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета 5 Прогибы изгибаемых элементов более 1/50 Поражение гнилью и жучком пролета. Быстроразвивающиеся деформации. строительных конструкций, Сквозные трещины в накладках стыков по приводящее к снижению их линии болтов ферм. Трещины в растянутых прочности более 25 % элементах, выходящие на кромки. Надломы и разрушения отдельных конструкций. Скалывание врубок. Потеря устойчивости конструкций (поясов ферм, арок, колонн) Дефекты деревянных конструкций Дефектами деревянных конструкций, как и конструкций из других материалов, являются любые несоответствия деревянных конструкций требованиям ГОСТ, ТУ, норм проектирования, проекту. Дефекты конструкций, вызванные внешними воздействиями, называют повреждениями. Дефекты деревянных конструкций могут возникнуть из-за ошибок при проектировании, отступлений от проекта при производстве строительных работ, нарушений правил эксплуатации зданий, воздействия пожара. Для древесины характерны биоповреждения, вызванные жизнедеятельностью домовых грибов и насекомых. Дефекты деревянных конструкций, вызванные ошибками при проектировании В последнее время распространились крыши сложных форм: вальмовые и мансардные с переломом скатов, пирамидальные, с перепадами по высоте, сложным планом. Архитекторы, разрабатывающие проект, не учитывают возможностей создания нормальных стропильных конструкций. Наиболее надежной в эксплуатации является кровля по наслонным стропилам, однако они требуют, кроме наружных стен, промежуточные опоры, однако во многих случаях в проектах нужных промежуточных опор для крыши нет. Встречаются проекты, в которых вентиляционные и дымовые трубы находятся в зоне разжелобков. Не всегда конструкторы справляются с проектированием сложных крыш, а во многих случаях архитекторы обходятся без конструкторов, решая стропильную систему. В результате в проекте появляются элементы крыш, обладающие недостаточной несущей способностью и большой деформационностью, не обеспечивающие водопроницаемость кровли и необходимый температурно-влажностный режим в чердачных помещениях. Лучшей кровлей является та, в которой нагрузка, действующая на крышу, передается наиболее коротким путем через несущие элементы крыши и наименьшее количество узлов сопряжения на стены здания. При проектировании конструкций крыши главным является не только подбор сечения несущих элементов, но и разработка их узлов сопряжения. Узлы сопряжения деревянных элементов должны быть просты в изготовлении, четко фиксировать места передачи усилий, воспринимать все действующие вертикальные и горизонтальные нагрузки, исключать появление распора там, где это возможно, препятствовать попаданию и застою влаги в узлах. Для нормальной длительной эксплуатации деревянных конструкций необходимо исключить их увлажнение от атмосферных вод, протечек санитарно-технических систем, а также обеспечить нормальный температурно-влажностный режим и воздухообмен в чердачных помещениях и ограждениях мансард. При проектировании деревянных конструкций следует учитывать. Что для образования и развития процесса гниения древесины нужно сочетание ряда факторов: -наличие спор дереворазрушающих грибов; -наличие кислорода; -температура от 0 до 50град.; -наличие влаги. Если устранить хотя бы один из перечисленных факторов развитие грибов станет невозможным. Первый фактор устранить нельзя, так как в воздухе и на конструкциях всегда имеется большое количество спор грибов. Устранить возможность контакта конструкции с воздухом, если она расположена не в воде, также не представляется возможным. Иметь постоянно температуру среды ниже 0град. и выше 50град. также невозможно. Таким образом, при проектировании деревянных конструкций нужно использовать влияние фактора влажности. Необходимо проектировать деревянные конструкции так, чтобы исключить увлажнение древесины(влажность ее должна быть не более 20%). Так, как процесс гниения древесины сопровождается интенсивным выделение воды, то необходимо обеспечить деревянные конструкции достаточным для удаления влаги воздухообменом. Для исключения увлажнения древесины атмосферными водами прежде всего нужно обеспечить целостность кровельного покрытия. Целостность кровельного покрытия зависит от жесткости обрешетки и стропильной системы и правильного выбора материала кровельного покрытия. Нельзя делать уклоны кровли вне пределов допускаемого для выбранного кровельного материала. Если применять кровлю из кровельной стали. То при уклонах меньших 16град. стоячие фальцы следует делать только двойными, а лежачие – с пропайкой. Вторым условием исключения увлажнения деревянных конструкций является обеспечение нормального температурно-влажностного режима в чердачных помещениях, стеновых ограждениях перекрытиях. Температурно-влажностный режим должен исключить образование конденсации паров на деревянных элементах. В современной стропильной практике устройства кровли получили распространение так называемые подкровельные материалы. При кровлях из металла укладывается гидроизоляционная противоконденсатная пленка. Эта пленка состоит из полипропиленовой ткани, заламинированной с двух сторон полипропиленовой пленкой. С нижней стороны пленки присоединен влагопоглощающий нетканый материал – вискоза. Ламинирование с двух сторон обеспечивает паронепроницаемость с одной стороны и гидроизоляционность с другой. Конденсируемая влага не стекает, а удерживается в ворсистом материале. Влага, попавшая в пространство между кровельным покрытием и пленкой, стекает наружу по зазору, образованному контррейкой, прибитой к стропильной ноге. Этот зазор должен вентилироваться через надкарнизную щель и щель в коньке. При так называемом «дышащем» кровельном покрытии(натуральная черепица, ондулин, катерпал и др.) используется «дышащая» пленка. Эта пленка представляет собой трехслойный материал: арматурная сетка из лавсановых полос и двух внешних слоев, изготовленных из полиэтиленовой пленки. Двухстороннее ламинирование обеспечивает пленке гидроизоляционные свойства. Пленка имеет микроперфорацию, которая делает ее паропроницаемой. В утеплении ограждения мансард для исключения попадания влаги из помещения в утеплитель изнутри ограждения укладывается пароизоляционная пленка. В утепленных ограждениях между гидроизоляционной пленкой и утеплителем оставляют зазор 20-40 мм. Этот зазор сообщается у карниза и у конька с наружным воздухом. Также необходимо в проекте разработать надежное примыкание кровли к трубам, слуховым окнам и лазам, местами прохода и крепления антенн. Любая недоработка в проекте конструкции кровли приводит к увлажнению деревянных элементов крыши и сокращению их срока службы. Нормальный температурно-влажностный режим чердака или утепленной кровли должны исключать или уменьшать до минимума возможность таяния снега на кровле при отрицательной температуре наружного воздуха. Если это не соблюдается, то на свесах кровли, в настенных и подвесных желобах появляются наледи, а также сосульки на карнизах и наледи на тротуарах. В местах наледей на кровле создается напор воды и появляются протечки кровли. Если применяется греющий провод в желобах, на свесах, в водосточных трубах, то необходимо проектировать и ливневую канализацию с обогревом. В противном случае на тротуарах и вокруг здания будут образовываться наледи. При проектировании крыш и совмещенных утепленных кровель необходимо добиться того, чтобы при отрицательной температуре наружного воздуха температура кровли была не выше 0град. Нормативных требований к теплотехническому расчету, обеспечивающему эти условия, нет. Предоставляется, что в этих расчетах нужно принимать температуру поверхности кровли -0,5 град., температуру наружного воздуха -3град., толщину снегового покрова из свежевыпавшего снега 0,05 м или уплотненного 0,2 м. Теплопроводность свежевыпавшего снега можно принять 0,12 ВТ/(м град), а для плотного снега 0,46 ВТ/(м град). Эти расчеты позволят определить минимально допустимую степень утепления ограждения покрытия мансарды и минимально допустимую температуру воздуха на чердаке. Для обеспечения максимально допустимой температуры воздуха в чердачных помещениях необходимо создать требуемое сопротивление теплопередачи чердачного перекрытия, утеплить двери и лазы на чердак из лестничных клеток, снизить теплопотери труб системы отопления, проходящих в чердачных помещениях, предусмотреть достаточное количество слуховых окон с жалюзийными решетками. Расположение слуховых окон должно обеспечивать сквозное проветривание чердачных помещений. Деревянные балки межэтажных перекрытий обычно наглухо заделываются в кирпичных стенах без учета необходимости обеспечения вентиляции пространства вокруг конца балки. Это может привести к быстрому загниванию опорного конца балок. В наружных кирпичных схемах должно быть исключено образование конденсата в гнездах балок. Конструкция гнезд для балок в наружных стенах зависит от толщины стены. Если толщина стены равна двум кирпичам, что характерно для многих зданий постройки ХХ века, то балка должна заделываться в стену наглухо. Глухая заделка предусматривает обертку с четырех сторон конца балки утеплителем и гидроизоляционным материалом, плотно примыкающим к кладке стены. Торец балки остается открытым и ничем не покрывается, кроме водорастворимым антисептиком. При наружных стенах толщиной 0,64м и более, а также в случае утепления снаружи стен толщиной в два кирпича гнездо балки следует сделать открытым.В гнездо устанавливается ящик из антисептированных досок. Торец гнезда утепляется. Во внутренних стенах любой толщины гнезда для балок следует предусматривать всегда открытыми. Балки должны опираться на слой гидроизоляции. К сожалению, открытую заделку балок в стенах ранее применяли редко, а в настоящее время балки перекрытий в основном делают с глухой заделкой. Это отрицательно сказывается на долговечности деревянных балок. Нельзя покрывать сверху деревянные балки чердачных перекрытий гидроизоляционным или пароизоляционным материалом, так как это нарушает воздухообмен у поверхности балок, что может привести к их загниванию. При проектировании стропильной системы для дома с рубленными деревянными стенами следует правильно располагать выступы на концах стропильных ног, опираемых на верхний конец сруба. Если стропильная система имеет прогон, опираемый на стойки, или средняя стена имеет значительно большее количество венцов, чем наружная стена, то уступ на стропильной ноге должен располагаться с внутренней стороны наружной стены. Если отсутствует коньковый прогон, опираемый на стойки(стропильная система должна при этом иметь ригель), то уступ должен располагаться с внешней стороны наружной стены. Если это не соблюдать, то при осадке сруба верхние венцы наружных стен будут смещаться либо внутрь в первом случае, либо наружу – во втором. При строительстве деревянных срубов часто применяют бревна, обработанные по скобу. Сруб из таких бревен выглядит привлекательно, но на самом деле противоречит эстетике конструкции из бревна с естественным сбегом. Кроме того бревна, обработанные под скобу (цилиндрованные), теряют наружный слой наиболее устойчивый к атмосферным осадкам. Нижний венец сруба из бревен или бруса должен быть изолирован от кирпичного или бетонного цоколя слоем гидроизоляции. Однако при этом нельзя весь нижний венец покрывать гидроизоляцией, так как это исключит воздухообмен у поверхности венца и приведет к быстрому загниванию. Защиту нижних венцов от атмосферных вод лучше всего сделать в виде дощатого цоколя с обеспечением вентиляции пространства между срубом и обшивкой цоколя. Учет в проектах деревянных конструкций перечисленных мероприятий позволит уже на стадии проектирования устранить возможность появления значительного количества дефектов деревянных конструкций. Дефекты деревянных конструкций, вызываемые несоблюдением проекта и правил производства строительных работ Недостаточная квалификация рабочих, особенно у плотников, приводит к появлению большого количества дефектов деревянных конструкций. Произвольно меняются сечения деревянных элементов, шаг балок перекрытий и стропильных ног. Особенно много ошибок при возведении деревянных конструкций встречается в исполнении узлов сопряжений. Как уже отмечалось, для деревянных конструкций очень часто применяется древесина повышенной влажности. Нормами допускается древесина до 40% только для элементов, в которых усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливаемости соединений. Часто производят неэквивалентную замену сечений деревянных элементов при отсутствии предусмотренных проектом сечений пиломатериалов и бревен. При обследовании деревянных конструкций строящихся зданий часто встречаются замены сечений балок, перекрытий, стропильных ног и прогонов, причем замена во всех случаях связана была с уменьшением размеров поперечных сечений элементов. В узлах сопряжения элементов площадки передачи усилий редко были перпендикулярны к усилиям. Как уже отмечалось, это приводит к появлению сдвигающих усилий там, где они по проекту не должны быть, и распору в конструкции, которая должна быть безраспорной. Если делают врубку в мауэрлате из бруса для опирания стропильной ноги, то во врубке появляется возможность скопления влаги и развития грибов. Мауэрлат из бруса имеет горизонтальную площадку для опирания стропильной ноги, поэтому врубка в нем только ухудшает условия его работы. При осуществлении соединения стойки стропильной системы с лежнем с помощью шипа также создаются условия скопления влаги в вырубленном гнезде. Гнезда для шипа также ослабляют сечение лежня и прогона. Более рациональным является соединение с помощью стального штыря, установленного в просверленной скважине. В прогоне приходится сверлить сквозную скважину сверху, в которую забивается штырь. Верхняя часть скважины в прогоне после забивки штыря должна быть заделана антисептической пастой. Если этого не сделать, то в скважине может скапливаться влага. Обследования показывают, что не всегда в узлах сопряжения деревянных элементов ставятся все предусмотренные проектом соединительные элементы: болты, нагели, гвозди. скобы, скрутки. Это приводит к снижению несущей способности конструкций. При отсутствии в лобовой врубке страховочной шпильки в случае разрушения площадки скалывания произойдет обрушение деревянной фермы. При техническом обследовании деревянных конструкций всегда отмечают наличие трещин от усушки древесины, однако количественной оценки влияния трещин на работу деревянных конструкций обычно не делают. При производстве работ не всегда осуществляется защита от влаги в месте контакта древесины с кирпичной кладкой, бетоном и стальными конструкциями, где может образоваться конденсат. Также не всегда в должной мере выполняется защита деревянных конструкций от биоповреждений и огня. Нельзя допускать в процессе строительства увлажнение атмосферными водами деревянных конструкций, в особенности совмещенных покрытий с утеплителем. Для этой цели следует не вести работы в период выпадения атмосферных осадков и укрывать пленкой деревянные конструкции в перерывах между работами. Если допущено увлажнение утеплителя и подшивки совмещенных покрытий, то практически невозможно продолжить устройство кровли без полного удаления увлажненного кровельного покрытия, утеплителя, подшивки и досок. В замкнутом пространстве увлажненные элементы совмещенного покрытия быстро поражаются гнилью. Увлажнение элементов утепленной кровли может происходить и без замачивания ее атмосферными водами при неправильном применении подкровельных материалов. Так, если подкровельную пленку расположить поверх контррейки, то образуется замкнутое пространство между кровлей и пленкой, ограниченное обрешеткой , из которого затруднен выход влаги при «дышащей» кровле и не возможен при кровле из металла. Если применять местами пароизоляционную пленку, которая должна лежать под утеплителем, на микроперфорированную пленку, которая должна располагаться выше утеплителя, то будет происходить конденсация паров на пароизоляционной пленке и увлажнение утеплителя. Дефекты деревянных эксплуатации зданий конструкций, вызываемые нарушением правил Главным дефектом деревянных конструкций, который появляется в результате нарушения правил эксплуатации здания, связан с ухудшением температурновлажностного режима в помещениях, приводящего к повышению влажности древесины, является поражение ее домовыми грибами. Несвоевременный или некачественный ремонт кровель, водосточных труб, санитарно-технических систем приводит к длительному увлажнению деревянных конструкций при отсутствии должного воздухообмена. При повышении влажности древесины свыше 20%, появлении в древесине воды в капельно-жидком состоянии и положительной температуре воздуха начинают развиваться домовые грибы. Поражению домовыми грибами подвергаются прежде всего мауэрлаты, лежни, стропильные ноги, обрешетки, концы деревянных балок, заделанных в наружных стенах, деревянные элементы перекрытий и перегородки в санузлах, нижние венцы деревянных срубов, подушки колод в них. Если не принять во время соответствующие меры, то домовые грибы могут быстро поразить все деревянные конструкции здания. При своевременном ремонте кровли и быстром устранении течи санитарнотехнических систем и просушки увлажненных конструкций грибы могут вообще не успеть развиться, несмотря на то, что споры грибов в массовом количестве имеются на древесине любых конструкций. Начавшийся процесс развития домовых грибов можно остановить путем устранения причин увлажнения деревянных конструкций, просушки сырых участков древесины, антисептированием и обеспечением постоянного воздухообмена пространства вокруг деревянных элементов. Отсутствие должного освидетельствоания деревянных конструкций и своевременного устранения выявленных дефектов является основной причиной недолговечности деревянных конструкций. В то же время, практика эксплуатации зданий показала, что в нормальных условиях деревянные конструкции могут существовать сотни лет без снижения эксплуатационных свойств. Дефекты деревянных конструкций, вызываемые огневым воздействием при пожаре При огневом воздействии во время пожара деревянные конструкции получают различные повреждения вплоть до полного разрушения. При продолжительном пожаре деревянные конструкции даже покрытые антипиренами полностью превращаются в угль или сгорают. Сопротивление древесины непосредственному воздействию огня довольно высоко, особенно если этому воздействию подвергаются элементы крупных поперечных сечений, удаленные друг от друга. Близко расположенные горящие элементы способствуют большому и быстрому подъему их температуры за счет излучения тепла. При пожаре отрицательное влияние оказывают разного рода щели и трещины в деревянных конструкциях. Выделяющиеся из древесины горючие газы воспламеняются от соприкосновения с открытым Пламенем при температуре 215-260 град. При этом происходит движение продуктов горения из толщи древесины наружу к кислороду воздуха. Сгорание газов происходит вне зажженной древесины. При достижении древесины температуры около 280 град. газообразование становиться очень интенсивным, а сам процесс – экзотермическим. Оставшийся после отгона газов уголь способен соединяться с кислородом воздуха лишь при условии притока к нему последнего извне. Обугливание поверхности элементов для целей древесины происходит со скоростью 0,8-1,0 мм/мин. Прочность абсолютно сухой древесины в 1,5-2 раза выше, чем древесины с влажностью 15-18%. Поэтому уменьшение сечения деревянного элемента вследствие обугливания при пожаре наружных слоев в некоторой мере комментируется возрастанием прочности высохшей древесины внутренних слоев. Поэтому несущие крупные деревянные элементы(например, балки в старых зданиях) в огне теряют свою несущую способность постепенно и притом медленнее, чем стальные конструкции. При нагреве стали у нее быстро снижаются механические свойства(предел текучести, модуль упругости). Однако нужно иметь в виду, что после тушения пожара водой прочность древесины постепенно принимает первоначальной значение. Для деревянных конструкций представляет опасность не только непосредственное соприкосновение с огнем, но и другие формы нагрева, особенно при длительном воздействии. Под влиянием нагрева лучеиспусканием древесина может достигнуть температуры интенсивного экзотермического разложения. При этом может произойти самовозгорание выделяющихся из древесины газов. В результате происходящей при этом сухой перегонки древесины происходит значительное снижение ее прочности. Меры, принимаемые для уменьшения пожароопасности древесины могут быть разделены на две группы: конструктивные и химические. К конструктивным мерам относятся: применение деревянных элементов большого сечения; устранение пустот в деревянных конструкциях; устройство брандмауэров, уменьшающих протяженность деревянных конструкций; покрытие деревянных элементов разного рода ограждениями, затрудняющими доступ к ним воздуха, защищающими от нагрева лучеиспусканием и попадания искр на древесину. В качестве таких одежд применяют асбоцементные плиты, минераловатные плиты, облицовку кровельной сталью, штукатурку и др. К химическим мерам, снижающим пожароопсность деревянных конструкций, относится применение разного рода антипиренов. При нагреве химическое взаимодействие составляющие антипиренов приводят к снижению скорости выделения горючих газов из древесины. Достаточно высокий эффект химическое огнезащиты достигается при пропитке древесины фосфорнокислым и сернокислым аммонием, бурой. Кроме пропитки древесины антипиренами применяют вспучивающие и невспучивающие огнезащитные поверхностные покрытия. Вспучивающие покрытия представляют собой смесь термостойких газообразных и волокнистых наполнителей в водном растворе полимерных связующих. При нагревании они вспучиваются. Невспучивающееся покрытие получено на основе фосфатных цементов. Отсутствие конструктивных и химических мер, снижающих пожароопасность деревянных конструкций или их неполное применение, является серьезным дефектом, который при выявлении должен срочно устраняться. Влажность древесины Влажность древесины определяется количеством воды, которая в ней содержится, в процентах от веса древесины. Влага, которая заполняет в древесине внутренние пустоты (каналы, сосуды, полости клеток, межклеточное пространство), называется капиллярной или свободной, а влага, пропитывающая оболочки клеток, — гигроскопической или связанной. Свежесрубленная древесина, находящаяся на открытом воздухе или в помещении, постепенно теряет влагу, причем вначале испаряется свободная влага, а затем и связанная. Самый процесс высыхания древесины начинается с поверхности, с последующим за этим перемещением наружу внутренней влаги. Поэтому распределение влаги в древесине в процессе ее высыхания не будет равномерным. Влажность древесины постепенно приходит в состояние равновесия по отношению к окружающей среде, в которой она долго находится. Этим и объясняется благоприятная сушка древесины в штабелях на открытом воздухе или под навесами. Продолжительность сушки, например, досок с влажностью от 30 до 20% в зависимости от времени укладки их в штабели под навесом можно определить по графику. Из графика видно, что наиболее эффективная сушка досок при указанных условиях происходит в теплое время года — в июне — августе. Изменение влажности древесины на единицу длины (по толщине и ширине доски) называется градиентом влажности. Высыхание древесины прекращается только в том случае, когда влага в древесине распределяется равномерно, а величина влажности будет соответствовать температуре и влажности окружающего воздуха. Такое состояние древесины и называется равновесным, а влажность ее — равновесной или устойчивой. Таким образом, каждому сочетанию температуры и влажности воздуха будет соответствовать определенная влажность древесины, практически не зависящая от ее породы. Когда стенки клеток будут насыщены влагой, а полости заполнены воздухом, величина влажности, определенная по отношению к весу абсолютно сухой древесины, находится в пределах от 25 до 35% и в среднем равна 30% (при 1 = 20"). Такая степень влажности называется точкой насыщения волокон. Свойство древесины поглощать пары воды из окружающего воздуха называется гигроскопичностью. Количество поглощаемой влаги зависит от температуры и влажности воздуха и может быть определено по диаграмме. Зная заранее условия, в которых будет находиться древесина (влажность и температуру), можно будет определить необходимую равновесную влажность лесоматериала (»%). График показывает, что чем больше влажность воздуха и чем ниже его температура, тем выше влажность древесины. Поглощение и отдача связанной влаги имеет большое практическое значение, так как всякое изменение количества этой влаги вызывает изменение линейных размеров конструктивных элементов. Конструктивная профилактика Необходимо принять профилактические меры против увлажнения древесины. Увлажнение может быть двух видов — непосредственное и конденсационное. Источниками непосредственного увлажнения являются прежде всего атмосферные осадки и грунтовые воды, а затем и влага, образуемая при эксплуатации, как, например, во всех помещениях с «мокрым» технологическим процессом (прачечных, банях, складах сырых продуктов и т. п.), при протечках в кровле и мытье полов и, наконец, при порче сантехнического оборудования (водопровода, канализации и т. п.). Конденсационное увлажнение появляется при осаждении водяных паров, насыщающих окружающий воздух, на поверхностях с температурой ниже точки росы. Конденсационная влага, возникающая при периодическом и суточном колебании температуры, относится к дифференциальной конденсации. Появление такой влаги наблюдается на поверхности стальных соединений конструкций и в особенности, когда они находятся в замкнутых частях (как, например, на всех стальных вкладышах и т. п.), а также в глухих стальных башмаках (например, в опорных частям конструкции). Защита элементов деревянных конструкций от непосредственного увлажнения сводится, в основном, к устранению в кровле протечек и организации правильного технического надзора за состоянием конструкций при эксплуатации, к периодическим внешним осмотрам их. Действенным средством защиты от дифференциальной конденсации является обеспечение свободного проветривания указанных элементов конструкций. Например, опорные узлы ферм не должны наглухо заделываться в каменные или бетонные стены. Для защиты от дифференциальной конденсации и грунтовых вод в местах соприкасания деревянной конструкции с бетоном, кирпичной или бутовой кладкой необходимо по слою гидроизоляции уложить теплоизоляционный слой из креозотированной древесины или двух-трех рядов рубероида, толя и других подобных материалов. Для защиты деревянных конструкций в полах первого этажа необходимо осуществить вентиляцию подполья путем установки решеток с бортами и щелевых плинтусов. Для создания в пустотных деревянных конструкциях (стен и перекрытий) правильного тепло-влажностного (осушающего) режима последние должны обладать теплоустойчивостью и сопротивлением теплопередаче, соответствующими данной климатической зоне и назначению здания. При этом взаимное расположение различных строительных материалов в конструкции должно обеспечить постепенное падение упругости водяных паров воздуха, проходящего через толщу конструкции в направлении от более высоких температур воздуха внутри помещения к более низким температурам наружного воздуха. Для предупреждения образования в толще конструкции конденсата необходимо предварительно проверить ее путем расчета. Следует избегать внутренних водостоков и световых фонарей с наклонным остеклением. Как правило, деревянные покрытия должны осуществляться с наружным отводом воды и без устройства фонарей. Кроме профилактических мер, применяются специальные меры (антисептирование) по защите древесины от загнивания Усушка, коробление, растрескивание, разбухание древесины при высыхании. Уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании называется усушкой древесины. Испарение из древесины свободной влаги происходит сравнительно быстро и не вызывает уменьшения размеров, а приводит только к уменьшению ее веса. Испарение же связанной влаги происходит значительно медленнее и сопровождается усушкой древесины. Последняя начинается с того момента, когда влажность древесины станет меньше точки насыщения волокон. Усушка от точки насыщения волокон до абсолютно сухого состояния называется полной усушкой. Полная линейная усушка вдоль волокон составляет 0,1—0,3%. Усушка волокон в радиальном направлении достигает 3—6% и тангенталыюм — 6—12%. Объемная усушка в среднем равна 12%. Вследствие различия коэффициентов усушки в тангентальном и радиальном направлениях в годовых слоях возникают растягивающие напряжения, в результате которых появляются радиальные трещины, уширяющиеся от центра к периферии. Если указанные напряжения не перешли своего предела, трещины не появляются, а вместо них с течением времени возникает коробление. В пиломатериалах годовые кольца перерезаны, поэтому они трескаются под влиянием естественной сушки обычно меньше, чем бревна. Процесс образования сердцевинных продольных трещин в досках может быть объяснен неравномерной усушкой поперек волокон заболонной и ядровой частей досок. Крайние заболонные кромки доски усыхают сильнее, чем ядровая часть в направлении волокон. Это приводит к тому, что средняя, слабая часть доски стремится уменьшить свою длину. Возникающие при этом в обоих кромках доски в поперечном направлении растягивающие напряжения вызывают в наиболее опасном сечении доски со слабой древесиной, с сердцевинной трубкой, разрыв и появление продольной трещины. Торцовые трещины являются результатом того, что концы досок, брусьев и бревен высыхают раньше, чем средняя часть. Быстрота высыхания торцов настолько значительна, что уже в самом начале процесса высыхания они доводят процент влажности ниже точки насыщения, когда в части доски или бруса, более удаленной от конца, имеется еще избыток свободной воды. В соответствии с этим торцовая часть начинает усыхать, сжиматься, а следующая за ней часть препятствовать усушке. Развивающиеся при этом усилия в отдельных случаях вызывают трещины на концах досок, брусьев и бревен. Эти трещины обычно направлены в радиальной плоскости доски при тангентальной распиловке и по кромке для досок радиальной распиловки. С увеличением плотности и, следовательно, объемного веса древесины размеры усушки увеличиваются. Поэтому величина усушки в радиальном и тангентальном направлениях будет больше у летних годовых слоев, чем у весенней древесины. Эти различные величины усушки и приводят к короблению досок. Разбухание древесины представляет собой явление, обратное усушке, и заключается в увеличении размеров древесины при поглощении ею влаги, пропитывающей оболочки клеток до точки насыщения волокон. Дальше указанного предела разбухания не будет. Повреждение древесины насекомыми и меры борьбы с ними. Кроме разрушения при гниении, древесина подвергается поражению насекомыми, которое заключается в образовании на поверхности круглых или овальных отверстий, а внутри извилистых ходов (червоточин). В деревянных сооружениях особенно опасны жуки-точильщики (домовые и мебельные), личинки которых сильно разрушают древесину. Деревянные сооружении на побережьях морей часто поражаются морскими древоточцами, из которых особенно опасными являются морские черви. Эти черви быстро приводят древесину к разрушению. Защита древесины от повреждения насекомыми может быть осуществлена путем пропитки антраценовым маслом, а также поверхностной антисептической обмазкой, масляной окраской и лакировкой при наличии сплошного слоя. Наконец, для истребления появившихся жуков можно применить и окуривание древесины отравляющими газами в специальных камерах, а также многократное вспрыскивание раствором фтористого натрия. Для борьбы со всеми видами морских древоточцев служит глубокая пропитка древесины креозотом — антраценовым маслом, которое при введении в древесину в количестве 300 кг на 1 .и1 может сохранить ее от повреждения на срок не менее 30 лет. Способы защиты древесины от гниения. Антисептирование Срок действия антисептика зависит от ряда причин, а именно, от условий службы сооружения, глубины проникновения антисептика в древесину, качества его, концентрации раствора и т. д. Антисептики разделяются на две группы: водорастворимые (неорганические) и маслянистые (органические). От антисептиков требуется, чтобы они отличались наибольшей токсичностью (ядовитостью) по отношению к дереворазрушающим грибам и долгое время сохраняли бы эти свойства, чтобы они были безвредны для людей, не разрушали металлических креплений (болтов, гвоздей и т. п.) и наиболее глубоко проникали в толщу древесины. К водным антисептикам относятся соли и некоторые составы, растворимые в воде: в первую очередь, фтористый натрий (с концентрацией раствора 1,5—3%), кремнефтористый натрий в смеси с фтористым натрием, в пропорциях 1 :3, а затем динитрофенолят натрия. Для пропитки подземных сооружений применяется парофазная фенольная смола, которой пользуются для защиты древесины от непосредственного воздействия воды и др. К маслянистым антисептикам, применяемым в открытых подземных и подводных сооружениях, относятся каменноугольное креозотовое и антраценовое масло, древесный — березовый — деготь, древесная смола хвойных деревьев, сланцевое масло, торфяной или древесный креозот и др. Для той же цели служат антисептические пасты — битумные, экстрактовые, силикатные и глиняные, которые отличаются между собой, главным образом, связующей основой, с помощью которой антисептик закрепляется на поверхности древесины. Способы антисептирования различны, сюда входит опрыскивание или обмазка, пропитка в горячих и холодных ваннах, обжиг с последующей пропиткой в ваннах, пропитка под давлением и, наконец, диффузионная пропитка порошкообразными антисептиками, происходящая при влажности древесины более 40%. В последнее время А. И. Фоломин разработал надежный и простой комбинированный способ обработки сырой древесины по схеме, предусматривающей высокотемпературную сушку в органических жидкостях, маслах и смолах, и пропитку маслянистым антисептиком деревянных элементов конструкций. Наиболее подходящей жидкостью оказался получаемый при очистке нефтяных смазочных масел петролатум (смесь парафина и церезита). Первый процесс нагрева и сушки древесины осуществляется погружением штабеля (из досок, брусьев и бревен), сложенного в стальную клеть с прокладками толщиной около 3 см в открытый стальной или железобетонный бак, заполненный петролатумом с температурой 120—140°. При этом требуется обеспечить выход из толщи древесины наибольшего количества воздуха до достижения высокой температуры. С этой целью начальная температура при погружении лесоматериала может быть несколько ниже, в зависимости от породы древесины и начальной ее влажности. Практически температура жидкости доводится вначале до 120°. Нагрев жидкости наиболее целесообразно осуществлять при помощи трубчатого парового регистра, расположенного несколько выше дна бака для отстаивания в нем грязи. Второй процесс — пропитка — заключается в быстрой перегрузке клети из указанного выше бака в другой с нагретым антраценовым маслом с температурой не ниже 80°. Длительностью выдержки в нем лесоматериала регулируется глубина пропитки. В результате применения указанного комбинированного способа обработки сырой древесины достигаются исключительно высокие темпы сушки и пропитки древесины, хорошее качество продукции (без трещин), достаточная стабилизации и полная стерилизация древесины. Небольшие начальные капиталовложения и малая стоимость оборудования, легкость обслуживания и безопасность в пожарном отношении являются большим достоинством предложенного А. И. Фоломиным нового способа сушки и пропитки древесины для защиты древесины от гниения. Вся указанная установка в производственных условиях с пропускной способностью в 2 000 м.к3 лесоматериала в год, за исключением стоимости установки парового котла, оценивается примерно в 125 - 300 руб. на 1 м.k3 древесины. биологическое разрушение древесины вызывается разрушительными действиями биологических агентов: грибами, насекомыми, моллюсками, ракообразными. Причины гниения древесины кроются в развитии и жизнедеятельности грибов, которые разрушают ее основу – клетчатку. Дереворазрушающие грибы составляют три основные группы: лесные, биржевые и домовые. Антисептик для дерева, - это химические отравляющие вещества, которые обеспечивают защиту древесины от гниения и повреждения насекомыми, плесенью на всех этапах её обработки и использования от распиловки брёвен до постройки деревянных домов. Способы защиты древесины от гниения (загнивания) Разрушение древесины от гниения при благоприятных условиях происходит чрезвычайно быстро. Поражающие древесину грибы отличаются большим разнообразием, начиная от почти безвредных плесеней до весьма агрессивных разрушителей древесины. Грибы-разрушители разделяются на три группы: лесные, складские (биржевые) и домовые. Особенно хорошо строители должны знать две последние группы. Складские грибы поражают срубленную древесину, не потерявшую еще соков, при хранении ее в лесу, на складах и при транспортировке. К складским грибам-разрушителям относится столбовой гриб (Ленцитес сепиариа — Lenzilcs sepiaria), который наиболее часто встречается в штабелях бревен и брусьев. Слаборазрушающие грибы окрашивают древесину в серо-синеватый цвет; к ним относятся и плесени, которые образуют на поверхности древесины пушистые налеты, указывающие на неблагоприятный для древесины температурно-влажностный режим, который в дальнейшем может привести к появлению более опасных грибов. Опасные дереворазрушающие грибы поражают не только древесину, но и древесноволокнистые плиты, соломит, камышит, картон и др. К ним относятся грибы; домовый (Мерулиус лякриманс— Merulius lacrimans), белый (Пориа вапарариа — Poria vapo-гап'а), пленчатый (Кониофора цсребелла — Coniophora ccrebella) и др. Пораженная этими грибами древесина является источником заражения для всей окружающей древесины. Процесс развития грибов в древесине происходит лишь при определенной влажности и температуре воздуха в среднем от +5° до +25°. Наиболее благоприятствует развитию грибов предельная влажность древесины, начиная с точки насыщения волокон (для хвойных пород 30%) До 50—70% и выше в зависимости от вида грибов. Температура ниже 0° задерживает развитие грибов, но не убивает их. Отсутствие вентиляции, неподвижность воздуха, окружающего древесину, при повышенной влажности способствуют размножению грибов. При гниении структура древесины изменяется: в одном случае она приобретает различную окраску, физико-механические свойства ее меняются незначительно; в других случаях под воздействием разрушающих грибов происходит значительное уменьшение объемного веса и понижение механической прочности древесины. В последних стадиях гниения древесина становится темно-бурой или темно-коричневой и легко распадается на отдельные призмы, расслаивается по годовым кольцам, почти полностью теряет свою механическую прочность. Список литературы Интернет сайты: 1. http://svi2000.ya.ru/posts.xml?tb=80&tag=845972 2. http://www.dreamhous.com.ua/damage-to-wood-insects-and-measures-to-combat-the 3. http://www.rusarticles.com 4. И другие… Контрольный Вопрос: Как влияет попадание влаги на древесину? К каким последствиям приводит? Как предотвратить эти последствия?
