Изменение плотности древесины сосны, поврежденной пожаром при длительном хранении в различных условиях

Платонов Алексей Дмитриевич; Курьянова Татьяна Казимировна; Снегирева Светлана Николаевна; Макаров Андрей Васильевич

CC BY

265

50

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Журнал

Лесотехнический журнал

2014

ВАК

AGRIS

RSCI

Область наук

Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство

Ключевые слова

ДРЕВЕСИНА СОСНЫ / ПОЖАР / ПЛОТНОСТЬ / ЗАСМОЛЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ / ДРЕВОСТОЙ / PINE WOOD / FIRE / DENSITY / WOOD TARRING / QUALITY / TREE STAND / ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ / КАЧЕСТВО ДРЕВЕСИНЫ / ПОСЛЕДСТВИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ / ПЛОТНОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ / СТРУКТУРА ДРЕВЕСИНЫ / ПОВРЕЖДЕНИЯ ОТ ПОЖАРОВ / ПОРИСТОСТЬ ДРЕВЕСИНЫ / СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ / ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Платонов Алексей Дмитриевич, Курьянова Татьяна Казимировна, Снегирева Светлана Николаевна, Макаров Андрей Васильевич

В результате лесных пожаров на территории России происходит гибель большого количества древостоев. Поврежденная древесина горельников требует дополнительного изучения и оценки её технического качества перспектив возможного последующего использования, как конструкционного и технологического материала. Под воздействием высокой температуры при пожаре происходит изменение микроструктуры древесины сосны. Происходит разрушение анатомических элементов смолообразующего аппарата древесины сосны, а также её сердцевинных лучей и смоляных ходов. В результате смола истекает в нижнюю часть ствола, тем самым оказывает существенное влияние на все свойства древесины. Практический интерес представляет состояние поврежденной древесины, в частности её плотности. Данный показатель характеризует древесину как конструкционный материал и позволяет оценить качество и долговечность различных элементов конструкций и изделий. В работе представлены результаты изменения плотности древесины сосны после её заготовки, сушки и длительного хранения, а также при длительном нахождении на корню и неповрежденной древесины. Результаты исследования воздействия различных видов пожара на древесину сосны позволили установить закономерности изменения средней плотности древесины сосны по высоте ствола в различных условиях. Установлено, что при длительном хранении в комнатных условиях плотность древесины сосны поврежденной сильным низовым и слабым верховым пожаром не изменяется и соответствует значениям на момент рубки. Древесина из древостоев, стоящих на корню, за рассматриваемый период поражается грибами и существенно снижает свою плотность. Использование такой древесины возможно без ограничений при эксплуатационной влажности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Changing the density of pine wood, damaged by fire during prolonged storage under different conditions

As a result of forest fires in Russia there is a destruction of a large number of wood stands. Damaged wood of burnt areas requires further study and evaluation of the technical quality of its prospect possible future use as a structural and technological material. The high temperature in the fire changes the microstructure of pine wood. There is a destruction of anatomical elements of resin-forming apparatus of pine wood, as well as its medullary rays and resin ducts. As a result, the resin exudates at the bottom part of the trunk, thereby providing a significant influence on all the properties of wood. Practical interest is the condition of damaged wood, in particular, its density. This index represents the wood as a construction material and allows us to estimate the quality and durability of the various elements of designs and products. The results of changes in the density of pine wood after harvesting, drying and long-term storage, and with a long stay at the root and undamaged wood are shown. The results of research on the effects of different types of fire on pine wood allowed establishing patterns of change in the average density of pine wood in trunk height in different conditions. It is found that long-term storage at room conditions, the density of pine wood damaged with strong grassroots and weak crown fire is not changed and the corresponding to values at the time of felling. Wood from forest stands standing for the considered period is affected by fungi and significantly reduces its density. Using such wood is possible without restrictions on the operational humidity.

Текст научной работы на тему «Изменение плотности древесины сосны, поврежденной пожаром при длительном хранении в различных условиях»

Деревопереработка. Химические технологии

DOI: 10.12737/3356 УДК 630.812: 630.433

ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ, ПОВРЕЖДЕННОЙ ПОЖАРОМ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ

заведующий кафедрой древесиноведения, доктор технических наук, доцент А. Д. Платонов1

кандидат технических наук, доцент Т. К. Курьянова1

кандидат биологических наук, доцент кафедры древесиноведения С. Н. Снегирева1

2

генеральный директор А. В. Макаров

1 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

2 - ООО «Каскад»

vgltawood@yandex.ru, Makarov@kaskad-strov.com

Под воздействием различных факторов древесина, как биополимерная композиция притерпевает различные существенные изменения. Эти изменения по своей природе являются химическими, структурными и физико-механическими.

Воздействие пожаров на древесину -это нагрев древесины высокой температурой, что вызывает, прежде всего, термическую деструкцию компонентов древесины. Кроме прогрева на термическое разложение и структурное изменение в древесине влияют и другие факторы. Прежде всего, это содержание в древесине воды, её распределение и состояние, продолжительность воздействия высокой температуры (вид пожара), давление паровоздушной смеси, образованное при вскипании воды.

Анализ литературных данных о влиянии высоких температур на древесину, показывает, что воздействие пожара вызывает у сырой древесины гидролитическую деструкцию её химического комплекса, что снижает массу древесины, а, следовательно, и её плотность.

Под воздействием высокой температуры при пожаре происходит изменение микроструктуры древесины сосны. Прежде

всего, разрушаются менее прочные анатомические элементы - ранние трахеиды, паренхимные клетки сердцевинных лучей и смоляных ходов. Кроме этого, отмечается разрушение окаймленных пор в стенках трахеид, что способствует беспрепятственному истеканию смолы и сильному за-смолению древесины, особенно в нижней части ствола [1].

Из всех физических показателей была определена плотность, как наиболее значимый при оценке качества древесины. Плотность является характеристикой данной породы, влияет почти на все физикомеханические свойства древесины, качество и долговечность изделий, её также необходимо учитывать при использовании древесины, как конструкционного и технологического сырья [3].

Определенный научный и практический интерес представляет состояние поврежденной древесины после её заготовки, сушки и длительного хранения, а также при длительном нахождении на корню и последующего её использования в лесном комплексе. Подобная информация о состоянии древесины необходима для возможности оценки качества и долговечно-

Лесотехнический журнал 1/2014

133

Деревопереработка. Химические технологии

сти изделий из древесины, поврежденной пожаром. В литературных источниках данный вопрос освещен недостаточно.

В результате исследования воздействия различных видов пожара на древесину сосны на территории Учебно-опытного лесхоза было установлено, что слабый низовой пожар не оказал никакого влияния на древесину древостоев и средняя её плотность соответствует стандартной величине [2]. После сильного низового и повального верхового пожара средняя плотность древесины составила 390 кг/м3 и 395 кг/м3 соответственно, что существенно ниже стандартной величины (525 кг/м3) и в последующем остается практически неизменной в течение рассматриваемого периода. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть характер изменения плотности древесины в динамике после сильного ни-

зового и беглого верхового пожара.

Испытания были проведены на древесине сосны, срубленной через три месяца после сильного низового и беглого верхового пожара и повторно после выдержки в комнатных условиях в течение 27 месяцев. Другая часть древесины была срублена через 27 месяцев после пожара и испытана.

Динамика изменения плотности древесины сосны в различных условиях по высоте ствола представлена на рисунке.

Средняя плотность древесины по стволу стоящей на корню за рассматриваемый период снизилась на 8 % от стандартной. Повышение плотности древесины произошло по причине сильного засмоле-ния при пожаре. Под воздействием высокой температуры были разрушены смоляные ходы по высоте ствола на уровне под-гара (6.. .8 м) и смола стекла вниз. Летучая

Рисунок. Динамика изменения плотности древесины сосны по высоте ствола при хранении в различных условиях в течение 27 месяцев: 1 - древесина, простоявшая на корню; 2, 3 - древесина испытана через 3 месяца после пожара и через 27 месяцев после выдержки, соответственно; 4 - неповрежденная древесина

134

Лесотехнический журнал 1/2014

Деревопереработка. Химические технологии

часть живицы - скипидар испарилась, а канифоль пропитала древесину, тем самым повысила плотность древесины, особенно в нижней части ствола и одновременно создала благоприятные условия для развития грибов.

На свежей смоле ветвей и ствола сосны развивается гриб Biatorella resinae Mudd. Гриб, как правило, развивается на засмоленных участках и сопровождает порок древесины - засмолок. Кроме того, на свежей смоле просмоленных участков, также развивается гриб Zythia resinac. Активное развитие грибов на свежей смоле сопровождается более интенсивным снижением плотности древесины, в нижней части ствола, особенно на высоте до 6...7 м (кривая 1).

Анализ результатов испытаний показывает, что при хранении поврежденной древесины в комнатных условиях при влажности древесины менее 15.18 % развитие грибов прекращается, а её плотность не изменяется и соответствует плотности древесины на момент рубки (кривые 2, 3). В этой связи представляется целесообразным подвергать древесину камерной сушке при температуре свыше 45 °С.

Таким образом, при длительном хранении в комнатных условиях плотность древесины сосны пораженной пожаром не изменяется и соответствует значениям на момент рубки. Древесина из древостоев, стоящих на корню, резко снижает свою плотность, а, следовательно, и технические качества.

Библиографический список

1. Влияние вида пожара на структуру и качество древесины сосны [Электронный ресурс] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, Н. Е. Косиченко [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар : КубГАУ, 2011. - № 10 (074). - С. 785-798. - Режим доступа: http:// ej.kubagro.ru /2011/10/ pdf/69.pdf.

2. Макаров, А. В. Технические качества древесины пораженной различными видами пожара [Текст] / А. В. Макаров // Лесотехнический журнал. - 2011. - № 4. - С. 14-18.

3. Полубояринов, О. И. Плотность древесины [Текст] : учебник / О. И. Полу-бояринов. - М. : Лесн. пром-сть, 1976. -160 с.

DOI: 10.12737/3357 УДК 674.613

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА ТОКСИЧНОСТЬ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ И ЭФФЕКТИВНЫЕ АКЦЕПТОРЫ ФОРМАЛЬДЕГИДА

заведующий кафедрой механической технологии древесины, доктор технических наук,

профессор Е. М. Разиньков

аспирант кафедры механической технологии древесины Д. А. Якимов ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

aam mtd vglta@mail.ru

В настоящее время токсичность древесно-стружечных плит, связанная с

Лесотехнический журнал 1/2014

135

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.