CC BY
65
П. А. Кайнов, Р. Р. Хасаншин, С. В. Ахмадиева
ИССЛЕДОВАНИЕ БИСТОЙКОСТИ ТЕРМОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЕРЕВОРАЗРУШАЮШИХ ГРИБОВ
Ключевые слова: термомодифицированная древесина, стойкость, дереворазрушающие грибы.
В статье исследована оценка влияния термомодификации древесины сосны, при различных температурах, на повышение стойкости к воздействию дереворазрушающих грибов. Проведены эксперименты по изучению поведения термомодифицированной древесины в условиях воздействия микроорганизмов.
Keywords: thermomodified wood, durability, wood-destroying mushrooms.
In this paper the impact assessment termomodifikatsii pine, at different temperatures, to increase resistance to wood-destroying fungi. Experiments were conducted to study the behavior thermomodified wood under the impact of microorganisms.
Введение
Древесина является уникальным природным строительным материалом, обладает сравнительно высокой прочностью при небольшой объемной массе (высоким коэффициентом конструктивного качества), достаточной упругостью, низкой тепло-звукопороводностью, высокой декоративностью, легко поддается механической обработке. Все это определяет широкое применение деревянных конструкций в различных областях народного хозяйства. Однако, в связи с постоянной химизацией народного хозяйства, расширением внедрения биотехнологических процессов в производство на строительные материалы и изделия воздействует все больше количество агрессивных сред, одними из которых, являются микроорганизмы и продукты их метаболизма. Биостойкость становится определяющим фактором надежности и долговечности зданий и сооружений из древесины. Поражению микроорганизмами подвержены промышленные, жилые и общественные здания, так как мельчайшие частицы органического вещества - почвы, растений, животных, служащие грибам питательным субстратом и практически всегда присутствующие в воздухе, оседают на поверхность конструкций. Повышенная влажность древесины ускоряет процессы биокоррозии [1].
Экспериментальная часть
Эксперименты по изучению поведения материалов в условиях воздействия микроорганизмов и натурные обследования зданий и сооружений свидетельствуют о снижении прочностных показателей. За несколько месяцев биоразрушители способны уничтожить конструкции из древесины.
В связи с этим все больше растет интерес к способам повышения биостойкости древесины. Одним из таких способов в последние годы многими производителями рассматривается термомодификация древесины [2,3]. Заявляется, что термически модифицированная древесина существенно превосходит необработанную древесину по множеству показателей: повышенная биологическая стойкость, улучшенные декоративные свойства.
Целью исследования являлась оценка влияния термомодификации древесины сосны, при различных
температурах, на повышение стойкости к воздействию плесневелых грибов.
Для проведения эксперимента были подготовлены образцы древесины, обработанные при температурах 180, 200, 220, 240 оС, в качестве образца сравнения использовали древесину сосны, высушенную до постоянной массы. Процесс термообработки образцов проводился на установке вакуумноконтактного термомодифицирования древесины [2]. Эксперимент на оценку грибостойкости материала проводился в соответствии с ГОСТ 9.048-89.
Для испытаний использовались виды грибов по ГОСТ 9.048-89. Готовили суспензию спор грибов с концентрацией 1-2млн/мл (определяли по камере Горяева), которую использовали для заражения. Образцы помещались в чашки Петри на питательную среду Чапека и обрабатывались суспензией спор грибов. Эксперимент проводился в течение 28 суток.
Через 7 дней биообрастание было замечено на всех образцах. На чашках Петри отчетливо выражен доминирующий рост плесневелых грибов Trichoderma viride, начинающих свой рост предпочтительнее на агаризованной среде, споры попавшие на поверхность образцов, локализуются и продолжают рост. Менее подверженным на данной стадии оказался образец №4, обработанный при температуре 220 оС, на его поверхности оказалось наименьшее количество локальных участков плесневелых грибов (рис. 1). Однако оценивая грибостойкость по пятибалльной шкале ГОСТ 9.048-89, все образцы не являются грибостойкими. Спустя 28 дней в чашках Петри замечено развитие и других видов плесневелых грибов, на всех образцах за исключением контрольного замечено активное спороношение. На контрольном образце по окончанию эксперимента не обнаружено новых очагов развития плесневелых грибов, поверхность образца 5(240 оС) более чем на 90 % была заражена плесневелыми грибами, что свидетельствует о легкодоступности материала к потреблению плесневелыми грибами (рис. 2)
По окончании эксперимента проведена оценка снижения массы под воздействием плесневелых грибов. Снижение массы оказалось несущественным (0,08-0,6%), что и следовало ожидать при столь непродолжительном опыте. Изменение окраски после
Рис. 1 - Результаты на 7 день эксперимента: а) контроль, 180 оС; б) 200 оС; в) 220 оС; г) 240 оС
удаления плесени на образцах не зафиксировано, глубокое проникновение мицелия в поры образца было замечено на образце 5, что объясняется наличием большей площади поверхности контакта образца с плесенью.
Экстрактивные вещества являются природным антисептиком, который препятствует разрушению древесины под действием плесневелых грибов. К тому же, как показывают предыдущие исследования образцов, физические и химические свойства термообработанной древесины так же претерпевают ряд изменений. Заметные изменения начинают происходить при воздействии на древесину сосны температуры 200°С более одного часа. Данное явление может наносить несколько объяснений, главные из которых - образование растворимых сахаров и изменение концентрации гидроксильной группы, входящей в состав карбоксильных групп - в очередной раз свидетельствуют о разложении гемицеллюлозы.
В процессе сушки материал становится более хрупким, происходит освобождение пор древесины от жидкого агента, однако при влажности достаточной для жизнедеятельности грибов неминуемо начинается активное распространение мицелия и потребление
Рис. 2 - Результаты на 28 день эксперимента: а) контроль, 180 оС; б) 200 оС; в) 220 оС; г) 240 оС
материала в качестве субстрата. Следовательно, чем более поры свободны, тем легче происходит распространение заражения. Эксперимент показал, что ни один образец из представленных не является грибостойким.
Заключение
Можно сделать вывод, что исследуемый материал может быть широко использован в народном хозяйстве только при обработке антисептиками.
Литература
1. Хасаншин Р.Р. Исследование изменения химического состава древесины, подвергнутой термомодифицированию, с помощью ИК-спектрометра / Р.Р. Хасаншин, Е.Ю. Разумов, Р.Р. Сафин. // Вестник КГТУ. - 2010, №9.
2. Сафин Р.Р. Энергосберегающая установка для сушки и термической обработки древесины / Р.Р. Сафин, Е.Ю. Разумов, Н.А.Оладышкина // Вестник Казан. техн. ун-та. -2010. - №9. - С.542-546.
3. Сафин Р.Р. Исследование термомодифицирования древесины в среде топочных газов / Сафин Р. Р, Разумов Е. Ю // Деревообрабатывающая промышленность. 2012. №1, С. 15-19.
© П. А. Кайнов - асп. каф. архитектуры и дизайна изделий из древесины КНИТУ, olambis@rambler.ru; Р. Р. Хасаншин - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; С. В. Ахмадиева - асп. каф. химической кибернетики КНИТУ.
