Исследование биостойкости древесины после различных видов обработки

ИССЛЕДОВАНИЕ БИОСТОЙКОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ПОСЛЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ОБРАБОТКИ

Курьянова Т.К., Платонов А.Д., Аралова О.В, Снегирева Ю.С., Снегирева

С.Н.

The influence of processing with solution of quaternary polymeric ammonium salt upon the reduction of drying duration and upon the increase of wood biostability.

В настоящее время мировая оценка древесины как строительного материала остаётся высокой: древесина делит первые места с бетоном и металлом. Её конкурентоспособность с ними определяется не только способностью к воспроизводству, доступностью и относительно невысокой ценой, но и замечательными строительными свойствами. Она является лёгким и прочным, хорошо обрабатываемым материалом, обладающим достаточными тепловыми свойствами и легко поддающимся декоративной отделке. Сферы её применения продолжают расширяться.

Однако, наряду с положительными качествами у древесины есть и существенные недостатки, значительно ограничивающие применение деревянных конструкций. Древесина - это, в первую очередь, биологическая структура. Она очень чувствительна к той среде, в которой хранится или эксплуатируются изделия, выполненные из неё. Древесина может загнивать, что сокращает срок ее эксплуатации, наносит значительный урон и приводит к перерасходу древесного сырья.

Разрушается древесина под действием физических, химических и биологических факторов. Наиболее важное значение имеет повышение биостойкости древесины от повреждения дереворазрушающими грибами.

Для сохранения древесины и продления её срока службы она должна быть защищена от поражения грибами. Применение хороших антисептиков при тщательной пропитке увеличивает срок службы древесных сооружений в 5 раз.

К антисептикам предъявляется комплекс разнообразных требований. Всему комплексу этих требований не удовлетворяет ни один из современных антисептиков. Поэтому поиск новых, дешевых, эффективных, не токсичных для человека и животных антисептиков очень актуален.

Большой интерес в этом плане представляют четвертичные соли аммония, обладающие не только гигроскопическими свойствами, но и антисептическими. Среди большого разнообразия четвертичных солей аммония наибольший интерес представляют полимерные материалы на их основе. Выпуск четвертичных полимерных солей аммония (ЧПСА) освоен в промышленных масштабах. Поэтому данные соли не дефицитны, доступны потребителю и эффективны в борьбе с биологическими разрушителями древесины.

Так как раствор ЧПСА наряду с антисептическими свойствами обладает и гигроскопическими, то представляется интерес исследовать влияние предварительной обработки древесины этим раствором на продолжительность сушки.

Объекты и методы исследования

Опыты проводились на древесине осины, произрастающей в Воронежской области, как наиболее не стойкой породе к поражению грибами. Согласно Европейскому стандарту ЕН 350-2, 1994 древесина осины относится к 5 классу - нестойкие породы.

Для проверки влияния гигроскопичности раствора на продолжительность сушки были выпилены образцы из свежесрубленной древесины размером 25х90х380 мм и 20х40х60 мм, последний вдоль волокон, для исследования её биостойкости. Затем одна часть образцов каждого вида была обработана 3 % раствором ЧПСА, а вторая 17 % раствором хлорида натрия при температуре кипения растворов в течение 2,5 ч. Третья часть образцов каждого размера из необработанной древесины использовалась для сравнения - как контрольная.

Сушка образцов осуществлялась режимами согласно РТМ.

Для определения биостойкости одна часть образцов была помещена в эксикатор над водой, другая - в опилки, третья помещалась в грунт. Влажность и температура опилок и грунта поддерживалась на постоянном уровне, благоприятном для развития грибов. К каждой группе образцов для контроля закладывались образцы необработанной древесины осины. Опыт проводился в течение 10 месяцев.

Ранее проведенными исследованиями было установлено влияние предварительной термохимической обработки раствором хлорида натрия на сокращение срока сушки древесины, кроме того, хлорид натрия обладает дезинфицирующим свойством. Поэтому сравнение результатов снижения продолжительности сушки образцов после предварительной термообработки позволяет установить эффективность влияния раствора ЧПСА на сокращение времени сушки, и биостойкость древесины.

Результаты исследования

Экспериментальные исследования продолжительности сушки термохимически обработанной древесины осины раствором ЧПСА в сравнении с хлоридом натрия показали, что сокращение продолжительности сушки древесины после обработки ЧПСА незначительное и составило 5 % от продолжительности сушки натуральной, необработанной древесины осины. Продолжительность сушки заготовок термохимически обработанных раствором хлорида натрия сократилась на 30-40 % от продолжительности сушки натуральной древесины (рис. 1). Незначительное снижение продолжительности сушки древесины осины термообработан-ной раствором ЧПСА по сравнению с хлоридом натрия можно объяснить малой концентрацией раствора, а также частичной полимеризацией ЧПСА в процессе кипячения.

Рисунок 1 - Кривые сушки древесины осины: 1 - необработанная; 2 - обработанная ЧПСА; 3 - обработанная хлоридом натрия

Анализ биостойкости древесины к дереворазрушающим грибам позволяет сделать следующий вывод: биостойкость древесины во многом определяется условиями окружающей среды. В условиях приближенным к атмосферным (над водой) только на необработанных образцах было отмечено изменение окраски древесины и наличие плесени, обусловленное развитием на древесине деревоокра-шивающих грибов.

Древесные опилки являются более агрессивной средой. Образцы, обработанные ЧПСА не изменили своей окраски и не подверглись воздействию грибов. Образцы, обработанные хлоридом натрия покрылись небольшим налетом плесени, а на необработанных отмечено наличие плесени и начальная стадия повреждения дереворазрушающими грибами.

Наибольшее повреждение древесины было отмечено на образцах помещенных в землю. Так на образцах обработанных ЧПСА образовался небольшой налет плесени. Образцы, обработанные хлоридом натрия полностью покрылись плесенью толщиной около 2 мм, а необработанные образцы подверглись воздействию дереворазрушающих грибов.

Заключение

Предварительные опыты показали малую эффективность использования ЧПСА в процессе конвективной сушки древесины. Однако, необходимо продолжить исследования для уточнения необходимой концентрации раствора, возможности его комбинирования с другими гигроскопичными веществами, для существенного сокращения продолжительности сушки. Припитка же древесины раствором ЧПСА существенно повышает биостойкость древесины в процессе её эксплуатации.

Литература

1. Курьянова, Т. К. Сушка древесины и ее качество после предварительной химической обработки [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов // Изв. вузов. Лесн. журн. - 2004. - № 6. -С. 52-56.

2. Пат. 2263257 РФ, МПК7 Б 26 В 1/00, 3/04. Способ сушки трудносохнущих древесных пород [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов ; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2004111919/06 ; заявл. 19.04.04 ; опубл. 27.10.05, Бюл. № 30. - 4 с.