Сохранность древесины

Процесс разложения древесины как природного органического материала происходит под воздействием физических, химических и биологических факторов.

Под влиянием воздействия окружающей среды древесина претерпевает изменения, ограниченные поверхностными слоями, в первую очередь изменяется цвет.

При продолжительном действии физико-химических процессов в древесине происходят более существенные преобразования, проявляющиеся в изменении физико-механических свойств.

Древесина в воде или в грунте, без доступа воздуха или при недостаточном его количестве разлагается, снижается ее плотность и твердость, при этом структура достаточно долго сохраняется. При продолжительном нахождении в таких условиях древесина превращается в рыхлую массу, происходит процесс ее гумификации. В отдельных случаях, находясь в слое речного, озерного или болотного ила, древесина некоторых пород, например, дуба, наоборот сохраняется очень долго и приобретает большую твердость.

Следующей стадией разрушения древесины является гниение, происходящее под воздействием микроорганизмов, образуются гнили, и происходит полное разрушение структуры и распад древесной массы.

Древесина разных пород имеет неодинаковую сохранность при схожих условиях. Продолжительность эксплуатации древесины хвойных пород больше, чем лиственных. В пределах одной породы более плотная древесина сохраняется лучше. В первую очередь происходит разложение древесины заболони, так как она имеет меньшую плотность, чем ядровая часть, и содержит большое количество биоразлагающихся компонентов [1].

Наиболее стойкими к разложению являются смолы и дубильные вещества. Во время роста, при случайных повреждениях дерева, раненое место покрывается выделяющейся смолой, предохраняя древесину от проникновения спор дереворазрушающих грибов. Отвердевшая смола увеличивает прочность древесины, поэтому, чем больше ее в древесине, тем она, при прочих равных условиях, прочнее [2]. В растущем дереве влага препятствует проникновению смолы в стенки клеток, процесс образования, отложения и отверждения смолы идет медленно. В срубленном дереве испаряемая из полостей клеток влага частично замещается древесной смолой. В соприкосновении с воздухом, проникшим в древесину, смола окисляется и отвердевает. Количество смолы больше, если древесина хранится в виде круглых сортиментов, чем в пиломатериалах, с поверхности которых интенсивнее испаряется скипидар. При медленном высыхании прочность древесины возрастает за счет увеличения в ней количества отвердевшей смолы [2].

Древесина зимней заготовки лучше сохраняется, чем древесина летней рубки, так как в весенне-летний период под влиянием положительных температур древесные соки легко подвергаются брожению и биохимическому разложению.

Условия хранения и эксплуатации оказывают большое влияние на прочность древесины. При низкой влажности древесина сохраняет свои физико-механические свойства длительное время. В плохо вентилируемых местах с повышенной влажностью древесина подвергается поражению микроорганизмами, грибными образованиями и деструкции.

Увлажнение древесины выше предела гигроскопичности отрицательно сказывается на сохранности древесины, так как попеременное разбухание и усыхание клеток вызывает растрескивание, расщепление волокон, что в свою очередь, при наличии достаточного количества влаги, также способствует развитию грибных поражений древесины.

При нахождении древесины в грунте (сваи) сроки эксплуатации древесины различны. В пористых, влажных, прогретых грунтах древесина хуже сохраняется. В глинистом грунте древесина сохраняется лучше, чем в песчаном, в известковой почве лучше, чем в черноземной.

Таким образом, можно отметить, что на сохранность и долговечность древесины, как конструкционного материала, условия среды эксплуатации оказывают особое влияние.

Для подтверждения вышеотмеченных особенностей эксплуатации древесины были проведены исследования прочностных характеристик древесины и элементов строения Сретенской деревянной церкви в селе Заостровье (конец XVII века). Результаты исследования показали, что старая древесина из элементов сруба, балок чердачного перекрытия и креста в значительной степени после вековой эксплуатации сохранила свой прочностной ресурс и может быть использована при производстве реставрационных работ. По отношению к современным нормам расчетное сопротивление при изгибе находится в пределах 15,8 – 19,3 МПа (по СНиП 15 МПа), при сжатии вдоль волокон 15,1 – 18,5 МПа (по СНиП 10 – 15 МПа), при сжатии поперек волокон 1,3 – 1,9 МПа (по СНиП 1,8 МПа). Временная деструкция и снижение прочности древесины наблюдается при сжатии поперек волокон, что необходимо учитывать в пространственных расчетах срубного сооружения [3].

Таким образом, можно сделать вывод, что при соблюдении влажностно-температурного режима эксплуатации долговечность древесины как материала может быть не ограничена.