Повышение биостойкости и гидрофобности древесины путём поверхностного модифицирования фосфор- и кремнийорганическими соединениями

• Автор: Котенёва, Ирина Васильевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.ВВЕДЕНИЕ У

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1 Биокоррозия древесины в современных условиях эксплуатации.

2.2 Анализ существующих способов защиты древесины от биокоррозии и увлажнения

2.3 Модифицирование древесины и е компонентов фосфор и крсмпийорганическими соединениями

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Материалы исследований

3.2 Методы исследований.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1 Исследование свойств древесины различной длительности эксплуатации

4.1.1 Изучение структуры и состава древесины.
4.1.2 Влияние старения па сорбцию воды древесинойд
4.2 Повышение биостойкости и гидрофобности древесины путем поверхностного модифицирования некоторыми фосфор и кремнийорганнческими соединениями.
4.2.1 Биостойкость.
4.2.2 Гидрофобности
4.3 Исследование кинетики и характера реакции сшшлпрования древесины и
целлюлозы
4.4 Исследование эксплуатационных характеристик модифицированной древесины.
4.4.1 Удельная поверхность
4.4.1 Прочностьдд
4.4.3 Огнезашншениость.
4.5 Определение долговечное и защитног о действия разработанных
модифицирующих составов и модифицированной древесины.
4.5.1 Климатические испытания модифицированной древесины.
4.5.2 Термический анализ модифицированной древесины.о
5. ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ БИОЗАЩИТЫ И ГИДРОФОБИЗАЦИИ
ДРЕВЕСИНЫ ПУТЕМ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫМ СОСТАВОМ.
6. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
7. ВЫВОДЫ.
8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. щ
9. ПРИЛОЖЕНИЯ
1. ВВЕДЕНИЕ
Древесина является уникальным природным строительным материалом, она обладает сравнительно высокой прочностью при небольшой объемной массе высоким коэффициентом конструктивного качества, достаточной упругостью, низкой тсплозвукопороводностыо, высокой декоративностью, легко поддается механической обработке. Конструкции из древесины обладают комфортным микроклиматом, они просты в сборке, легки, транспортабельны. Все это определяет широкое применение деревянных конструкций в различных областях народного хозяйства, особенно в гражданском и сельском строительстве. Однако, в современных экологически неблагоприятных условиях эксплуатации древесина подвержена ускоренной биокоррозии. Эта проблема на сегодня стоит очень остро.
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 .
Из всех строительных материалов древесина более всего подвержена биоразрушению. Эксперименты по изучению поведения материалов в условиях воздействия микроорганизмов п натурные обследования зданий и сооружений свидетельствуют о снижении прочностных показателей, за несколько месяцев биоразрушители способны уничтожить конструкции из древесины. Подсчитано, что ущерб, причиняемый зданиям и сооружениям в результате биологических разрушений, составляет многие десятки миллиардов рублей ежегодно 5.
Актуальность


Бурное развито промышленности привело в текущем веке к значительному изменению общей экологической обстановки вследствие загрязнения земной коры, воздушного и водного бассейнов агрессивными продуктами и отходами, вызывающих коррозию строительных конструкций. Так, но сообщению общества охраны окружающей среды Греции, за последние лет, мрамор Парфенона пострадал больше, чем за все лет своего существования 7. В современных условиях эксплуатации ускоряется и биокоррозия деревянных конструкций. Таким образом, биостойкость является определяющим фактором надежности и долговечности зданий и сооружений из древесины. Во влажных средах, при температурных перепадах, при отсутствии вентиляции и в других неблагоприятных эксплуатационных условиях плохо защищенные деревянные конструкции поражаются микроорганизмами. Биоповреждения быстро распространяются по поверхности и вглубь древесины. По данным зарубежных исследований от до коррозионного разрушения материалов и конструкций рассматривается как результат микробной деятельности 8. Биоразрушители за несколько месяцев способны уничтожить конструкции из древесных материалов. Подсчитано, что ущерб, причиняемый зданиям и сооружениям в результате биологических разрушений, составляет многие десятки миллиардов рублей ежегодно 5. Степень разрушительного воздействия микроорганизмов определяется физическими, химическими, биологическими и другими факторами. Поражение наиболее интенсивно идет при повышенной влажности, относительно высоких температурах, обилии пыли и загрязнений органической природы. Возбудителями биокоррозии могут быть как автотрофные, так и гетеротрофные микроорганизмы. Особое место при биокоррозийном поражении строительных материалов занимают грибы, для которых характерна высокая адаптационная способность, широкая амплитуда их изменчивости, возникновение новых форм мутации и приспособление к экстремальным условиям среды. Характерными признаками биокоррозни являются коробление дерева и его сморщивание. Пораженное дерево приобретает коричневый цвет и покрывается трещинами, расположенными вдоль и поперек волокон 9. Особо активно грибковые культуры поражают древесину подземных конструкций сваи, лежни, системы водоотведения. По физиологическому признаку грибы делятся на две основные группы. Первая группа целлюлозоразрушающие или вызывающие бурую гниль. При этом грибы выделяют особый фермент цитазу, которая переводит нерастворимую в воде целлюлозу в растворимое соединение глюкозу. В теле гриба идет окисление глюкозы с образованием воды и углекислого газа. При действии второй группы грибов лигшшразрушающих, древесина не темнеет, она становится мягкой и во влажном состоянии легко разделяется па продольные волокна. Плотность такой древесины в два раза меньше, чем у древесины, не затронутой биокоррозиеп. Определенные виды грибов вызывают окрашивание древесины. Грибы исниофора и фузарии в красный разных озтенков 8, . Древесина, являясь органическим материалом, служит источником питания для развивающихся в ней грибов, которые повреждают здания, мосты, причалы и другие инженерные сооружения, выводят из строя железнодорожные шпалы, опоры линии электропередачи, телефонные, телеграфные столбы и т. Биодеградаиия древесины, как правило, сочетается со старением ее иод действием природных факторов, механических или эксплуатационных нагрузок , . Различные породы древесины имеют неодинаковую биостойкость. Среди них выделяют следующие группы биостоикие сосна, ясень, ядро лиственницы и дуба средпестойкие ель, кедр, пихта, заболонь лиственницы, ядро березы малостойкие вяз, клен, заболонь березы и дуба нестойкие осина, липа, ольха , . В зависимости от характера и условий эксплуатации различают медленный хронический и быстрый острый тип биоповреждений древесины. К медленному типу относятся случаи ее поражений в результате контакта с атмосферой кровля и стены домов, настилы, платформы и т. При условии отсутствия конструктивных погрешностей и при правильной эксплуатации повреждения медленного типа могут натапливаться десятки лет , . Грибы, разрушающие древесину, делят на три группы плесневые, деревоокраншвающне складские и дереворазруптющие домовые, почвенные, атмосферные, аэроводные.