2. Защита деревянных конструкций от загнивания и гниения

Защита деревянных конструкций от загнивания и гниения имеет важнейшее значение для обеспечения их необходимой долговечности в любых условиях эксплуатации.

Гниение — это разрушение древесины простейшими растительными организмами — древоразрушающими грибами, для которых она является питательной средой. Некоторые лесные грибы поражают еще растущие и высыхающие в лесу деревья. Складские грибы разрушают лесоматериалы во время хранения их на складах. Домовые грибы — мерулиус, кониофора, пория и др. — разрушают древесину строительных конструкций в процессе их эксплуатации.

Грибы развиваются из микроскопических размеров зародышевых клеток-спор, которые легко переносятся движением воздуха. Прорастая, споры в виде тонких нитей-гифов, которые сплетаются в шнуры и пленки-грибницы, образуют плодовое тело гриба — источник новых спор. Гифы древоразрушающих грибов, проникая в древесину, образуют отверстия в клеточных оболочках и затем растворяют их выделяемыми ферментами — разрушителями целлюлозы. При этом древесина окрашивается в бурый цвет, покрывается трещинами и распадается на призматические кусочки, полностью теряя свою прочность.

Гниение как результат жизнедеятельности растительных организмов невозможно без определенных благоприятных условий. Температура должна быть умеренно положительной, не выше 50 °С. При отрицательной температуре жизнь грибов замирает, но может возобновиться вновь при потеплении. Прекращается рост грибов при температуре более высокой, а при температуре более 80 °С плодовые тела, грибница и споры грибов погибают. Наименьшая влажность древесины, на которой могут расти грибы, составляет 20 %. В более сухой древесине жизнь грибов прекращается.

2. Противопожарная защита деревянных конструкций

Борьба с пожарной опасностью ведется прежде всего конструктивными мерами, а в тех случаях, когда этого недостаточно, применяются химические меры защиты.

Воспламенение древесины при наличии открытого пламени происходит при t = 250 - 300°, самовозгорание древесины при t=350 - 400°. Однако температура самовоспламенения снижается до t = 150 - 160°, если нагрев древесины производится длительно (например, возле постоянно действующих печей, дымоходов и др.).

Процесс воспламенения и горения древесины можно разделить на три фазы: подготовку, пламенное горение и тление.

Сначала древесина должна быть нагрета до температуры воспламенения; при этом начинается разложение ее с выделением летучих составных частей. Затем наступает бурное выделение горючих газов, их воспламе0нение и выделение большого количества тепла (около 3000 ккал/кг). Процесс заканчивается тлением угля, для которого необходим приток воздуха извне, чему способствует пористость материала. Например, лиственные породы, имеющие крупные поры сосудов, хорошо тлеют, тогда как хвойные тлеют плохо. Устойчиво тлеют опилки.

Условия, затрудняющие воспламенение древесины и развитие пожара: массивность деревянных конструкций, отсутствие в них острых ребер и выступающих частей, острожка граней, плотность, отсутствие щелей и трещин, беспустотность ограждающих частей зданий, применение в них несгораемых утеплителей. Рекомендуются к применению конструкций с массивными клееными элементами, а также конструкции из круглого леса или из брусьев с закругленными ребрами, трудно воспламеняющиеся при пожаре. Гладкие, плотные деревянные поверхности (например, паркетные полы) трудно загораются даже при искусственном поджоге.

Условия, способствующие развитию пожара: наличие параллельно расположенных на близком расстоянии деревянных элементов, вызывающих взаимный разогрев при горении, а также усиленную тягу воздуха вдоль горящих элементов.

Вследствие того наличие пустот в конструкциях способствует распространению огня при пожаре; к применению рекомендуются беспустотные сплошные конструкции. Пустоты в конструкциях, в особенности - воздушные прослойки, вызывают тягу и взаимный разогрев, приводящие к катастрофическому развитию пожара.

В этом состоит кажущееся противоречие с требованиями противогнилостной профилактики, согласно которой полости следует вентилировать потоком воздуха. Однако в последнем случае тяга воздуха должна быть очень слабой. Поэтому пустоты разделяют несгораемыми диафрагмами на изолированные друг от друга отсеки. В диафрагмах оставляют лишь небольшие отверстия или делают диафрагмы из сыпучего материала (например, крупнозернистого шлака), который пропускает слабый ток воздуха и препятствует распространению огня.

Распространение пожара ограничивают следующими мерами: соблюдением противопожарных разрывов в соответствии с нормами строительного проектирования, разбивкой зданий большой протяженности огнестойкими брандмауэрами или огнезащитными зонами, устройством огнестойких дверных и оконных проемов, карнизов, устройством огнестойких кровель из волнистой асбофанеры, черепицы, этернита и др.

Огнезащитная обработка деревянных конструкций производится путем нанесения слоя штукатурки, облицовкой гипсовыми или асбоцементными листами, пропиткой огнезащитными составами (под давлением или в ваннах), поверхностным опрыскиванием или нанесением составов кистью, а также окраской или обмазкой деревянных элементов огнезащитными покрытиями.

Огнезащитные пропиточные составы следует применять для элементов, защищенных от непосредственного действия воды. Пропитанные открытые части инженерных сооружений должны защищаться гидроизоляцией или специальными водостойкими красками, препятствующими вымыванию огнезащитных солей.

Выбор способа огнезащитной обработки древесины производится в зависимости от степени пожароопасности зданий и сооружений с учетом необходимости введения определенного количества огнезащитных солей в древесину, а именно (по СНиП): при степени пропитки А, обеспечивающей невозгораемость древесины, содержание солей должно быть не менее 80 кг/м3; при степени Б, обеспечивающей замедленное горение древесины, - не менее 48 кг/м3 и при степени В, замедляющей возгорание древесины от открытого источника огня, - не менее 20 кг/м3.

Перечисленные выше способы огнезащитной обработки по степени убывающей эффективности могут быть расположены так:

- нанесение штукатурки слоем 20 мм или равноценной облицовки гипсовыми или асбоцементными листами;

- глубокая пропитка огнезащитными составами;

- поверхностная пропитка огнезащитными составами;

- защита сухой гипсовой штукатуркой толщиной 8 - 10 мм или равноценными ей материалами;

- окраска или обмазка огнезащитными покрытиями.

Для комбинированной защиты древесины от возгорания и гниения в огнезащитные составы следует добавлять антисептики, не снижающие огнезащитные свойства составов (фтористый, натрий и др).

Основными огнезащитными химикалиями (антипиренами) являются аммонийные соли. Действие их основано на выделении из них при нагреве сильных кислот, которые обезвоживают (дегидратируют) древесину, оставляя малоактивный углерод, не принимающий участия в пламенной фазе горения. При этом древесина теряет способность активно участвовать в развитии пожара.

При глубокой пропитке прочность древесины несколько снижается и повышается ее гигроскопичность. Учитывая это, не следует подвергать глубокой пропитке напряженные элементы несущих конструкций. Пропитывать нужно основную массу мелкого пиломатериала, из которого состоят ограждающие части зданий и детали архитектурной обработки.

Действие обычных штукатурок и облицовок листами сухой штукатурки основано на их термоизоляционных свойствах. Эти свойства сохраняются до окончания их обжига при пожаре. Для обыкновенной штукатурки время обжига составляет, примерно, полчаса. Штукатурку рекомендуется делать на магнезите или на доломите, поглощающих теплоту при разложении.

Огнезащитные краски по характеру связующих разделяются на масляные антипирированные, хлорвиниловые, силикатные и казеиновые. Масляные и хлорвиниловые краски водостойки и служат для защиты открытых конструкций. Силикатные и казеиновые не водостойки и применяются для защиты элементов, не подвергающихся непосредственному действию воды.

Краски разводятся водой или органическими растворителями. Они наносятся на поверхность конструкций кистью или опрыскиванием за несколько раз с интервалами времени для просушки предыдущего слоя. Окраска производится при влажности воздуха не выше 70% и при температуре не ниже +10°, но не на солнцепеке. Расход краски составляет от 0,5 до 1,0 кг/м2.

Наиболее распространенными обмазками являются суперфосфатная и известково-глиносолевая (ИГС). Обмазки затворяются на воде до необходимой консистенции. Они наносятся кистями за два раза с промежуточной сушкой при расходе обмазки от 1,4 до 2,0 кг/м2.