Строительные материалы и изделия на основе древесины, применяемые при возведении объектов учебно-материальной базы по физической подготовке в стационарных и полевых условиях расквартирования воинских формирований

Строительные материалы, частично или преимущественно состоящие из переработанной древесины носят название лесных (на основе древесины). Древесина – природное органическое вещество анизотропной (неоднородной) структуры, составляющее стволы, ветви и корни деревьев.

Для строительных целей при возведении спортивных сооружений, объектов учебно-материальной базы служебно-прикладной физической подготовки и спорта пригодна и практически используется только древесина, полученная при распиловке стволов некоторых хвойных деревьев [7].

Строительные материалы на основе древесины применяются при строительстве объектов приказарменной и полевой учебно-материальной базы физической подготовки и спорта в виде:

• круглого леса (бревен диаметром более 120 мм, подтоварника диаметром от 80 до 120 мм);
• пиломатериалов;
• листовых материалов (фанеры, древесно-стружечных, древесноволокнистых и цементно-стружечных плит);
• погонажных изделий (рис. 1).

Рис. 1. Виды лесо- и пиломатериалов из древесины: 1 – круглый лес; 2 – подтоварник; 3 – пластина; 4 – двухкантный брус; 5 – четырехкантный брус; 6 – клееный брус; 7 – бруски; 8 – горбыль; 9 – доска необрезная; 10 – доска полуобрезная; 11 – доска обрезная; 12 –доска шпунтовая; 13 – плинтус; 14 – наличник; 15 – доска-вагонка

К пиломатериалам относятся доски толщиной 19, 22, 25, 28, 32, 35, 40, 50, 60, 70 и 80 мм (обрезные, полуобрезные и необрезные), брусья с размерами сечения 100 мм и более, бруски с размерами сечения менее 100 мм (у брусьев и брусков соотношение между размерами поперечного сечения не должно превышать 1,5), горбыли и пластины (половина бревна) [1].

Погонажные изделия получают путем обработки пиломатериалов на фрезерных деревообрабатывающих станках. К погонажным изделиям относятся наличники, поручни, плинтусы, галтели, раскладки, шпунтовые доски, доски «вагонка», рейки и др.

Крепежные детали – это металлические гвозди, шурупы, строительные скобы, хомуты, болты, нагели, накладки, угольники и др.

Древесина как строительный материал обладает многими положительными свойствами: сравнительно высокой прочностью, небольшой средней плотностью (650…750 кг/м³), низкой теплопроводностью, простотой и легкостью обработки. В то же время древесина имеет недостатки: легкая возгораемость, способность к гниению, низкая биостойкость, зависимость прочности от вида и количества пороков и др. Их необходимо учитывать и принимать соответствующие защитные меры при использовании древесины для строительства спортивных сооружений [8].

Наибольшее распространение для этих целей получили материалы на основе древесины хвойных пород, обладающей более высокими строительными свойствами по сравнению с лиственными породами.

Древесину хвойных пород (сосны, лиственницы, пихты, ели, кедра) применяют при изготовлении несущих конструкций спортивных сооружений: вертикальных стоек, балок, прогонов, пролетных элементов искусственных препятствий и т.п.

Древесину твердых лиственных пород (дуба, бука, граба, ясеня) целесообразно использовать для изготовления мелких ответственных деталей и элементов конструкций спортивных сооружений (нагелей, опорных подушек).

Древесину мягких лиственных пород (осины, ольхи) применяют только при строительстве временных и вспомогательных элементов спортивных сооружений, объектов полевой учебно-материальной базы и их отдельных элементов, а также в качестве материала для внутренней отделки.

Защита древесины представляет собой совокупность организационных и технических мероприятий, повышающих ее стойкость к действию агрессивных факторов. Древесина разрушается под влиянием физических (температура, влажность среды эксплуатации), химических (кислоты, щелочи, агрессивные среды) и, главным образом, биологических (грибные гнили, насекомые) факторов.

Заражение древесины грибковыми спорами происходит при переносе их ветром или при соприкосновении здоровой древесины с гнилыми кусками другого дерева [2].

Развитие и рост грибков и спор возможны при следующих условиях:

1. Отсутствие или недостаток в древесине защитных веществ (смолы, дубильных веществ).
2. Влажность воздуха в пределах 18… 60 %. При влажности воздуха менее 18 % жизнедеятельность грибков невозможна, а при влажности свыше 60 % их жизнедеятельность значительно замедляется. При длительном пребывании древесины в воде опасность ее поражения плесенью уменьшается, так как часть питательных веществ для грибков вымывается.
3. Температура среды в пределах 5…40 ºС. При отрицательной температуре грибные споры сохраняют свою жизнеспособность, нагрев древесины выше 80 ºС на большинство грибов действует губительно. Без воздуха развитие грибов невозможно, но требуемый его приток очень мал. На рис. 2 показано влияние доступа воздуха и влаги на развитие гниения деревянных опор спортивных объектов полевой учебно-материальной базы физической подготовки в различных условиях их эксплуатации [9].

Рис. 2. Влияние доступа влаги и кислорода воздуха на характер разрушения древесины: а – в рыхлом песчаном грунте; б – в плотном глинистом грунте; в – в водной среде

Из рис. 2 наглядно видно, что степень поражения деревянных элементов грибковой гнилью напрямую зависит от содержания в среде их эксплуатации количества влаги и кислорода воздуха.

Радикальным методом защиты древесины от гниения является поддержание её влажности на уровне, не превышающем 18 %. Это достигается естественной или принудительной сушкой, а также выполнением конструктивных мероприятий, предохраняющих деревянные элементы спортивных сооружений от их увлажнения в ходе эксплуатации. Так, в местах контакта деревянных элементов с другими пористыми строительными материалами (бетон, кирпич) обязательным является применение гидроизоляционных прокладок из рубероида или пергамина.

При невозможности обеспечить влажность среды эксплуатации конструктивных элементов спортивных сооружений менее 18 % для защиты древесины применяют её пропитку химическими веществами, ядовитыми для грибков – антисептиками [3].

Антисептики не ухудшают свойства древесины, а некоторые придают ей водоотталкивающие свойства и уменьшают ее водопоглощение при контакте с водой.

Применяемые для защиты деревянных элементов спортивных сооружений антисептики подразделяются на две группы: водорастворимые и водонерастворимые.

Водорастворимыеантисептики представляют собой водные растворы солей фтороводородной, соляной и других неорганических кислот. Этот вид антисептиков применяют для защиты деревянных элементов, эксплуатируемых в воздушных условиях без воздействия на них влаги (в помещениях).

Водонерастворимыеантисептики представляют собой минеральные масла: каменноугольное, сланцевое, древесный креозол и др. Этот вид антисептиков применяют для защиты деревянных элементов спортивных сооружений, соприкасающихся с грунтом или находящихся на открытом воздухе и подверженных воздействию атмосферных осадков.

Антисептирование древесины выполняется несколькими приемами:

1. Поверхностное антисептирование, выполняемое путем нанесения на деревянную конструкцию защитного состава 1-2 раза кистью или распылителем. Работы выполняются в тени, при невысокой температуре при возможно большей влажности воздуха. При такой обработке глубина проникновения антисептика составляет 5 - 7 мм (рис. 3, а).
2. Глубинное антисептирование реализуется вымачиванием пиломатериалов в водном растворе антисептика вначале в горячем (при температуре 95-98 ºС), а затем в холодном (20-30 ºС). При таком способе обработки достигается наилучшая степень защиты древесины от гниения, обрабатываемые элементы стерилизуются практически по всему объему (рис. 3, б).

Рис. 3. Защита древесины от гниения пропиткой антисептиками: а – поверхностная; б – глубинная

При выполнении работ в полевых условиях при отсутствии необходимых препаратов для антисептирования возможна реализация мер по сохранению деревянных элементов спортивных сооружений, контактирующих с грунтом, при помощи обугливания. Такой способ антисептирования древесины предусматривает, что концы деревянных стоек и столбов, закапываемых в грунт, предварительно обжигают на открытом огне до их глубокого обугливания, а затем погружают в емкость с теплым минеральным маслом для дополнительной поверхностной пропитки [4].

Защита деревянных конструкций спортивных сооружений от поражения их насекомыми осуществляется следующими профилактическими мерами:

• ошкуриванием стволов свежесрубленной (спиленной) древесины для предотвращения её от нападения насекомых, размножающихся в слое луба-камбия под корой;
• быстрой транспортировкой заготовок древесины и утилизацией отходов, остающихся на месте лесозаготовки;
• пропиткой древесины химическими веществами – несмываемыми водой фунгицидными и инсектицидными препаратами, создающими ядовитую среду в её верхних слоях для жуков-древоточцев на всех стадиях их развития (в яйце, личинке, куколке, жуке) [10].

Пропитке подвергаются деревянные конструкции и элементы тех объектов полевой учебно-материальной базы служебно-прикладной физической подготовки, которые имеют непосредственный контакт с грунтом или водой. В дальнейшем после нанесения защиты такие деревянные конструкции могут подвергаться воздействию неблагоприятных климатических условий без риска ее повреждения. Современные инсектицидные препараты позволяют гарантированно эксплуатировать такие конструкции при регулярном контроле за состоянием защиты до 15 лет [5].

Для защиты древесины от возгорания и горения на поверхность деревянных элементов наносятся огнезащитные составы – антиперены. Они наносятся способом окраски, обмазки и глубокой пропитки. Основной компонент всех защитных составов – аммонийные соли (фосфорнокислый аммоний, сернокислый аммоний), соли борной кислоты и др.

При нагреве древесины до температуры 150 ºС соли дегидратируют (обезвоживают) древесину, тем самым уменьшают возможность углерода принимать участие в горении.

Обмазочные составы, наносимые на защищаемую поверхность древесины, при повышенной температуре либо оплавляются, либо образуют пористый теплоизоляционный слой, либо выделяют в виде пара часть кристаллизованной воды и других газов, оттесняющих воздух и затрудняющих доступ кислорода.

Пропитанная огнезащитными составами древесина при воздействии пламени не горит, а только тлеет, после удаления огня тление её прекращается.

Для предупреждения возгорания древесины наряду с профилактической химической защитой применяется конструкционная защита: удаление деревянных элементов конструкций спортивных сооружений от источников нагревания, применение теплоизоляционных и несгораемых прокладок, экранов и т.п. [6].

Химические препараты, используемые для защиты древесины от гниения, поражения насекомыми, от возгорания, часто бывают ядовитыми, представляющими определенную опасность для жизни людей и животных. Поэтому при их перевозке, хранении и использовании необходимо строгое соблюдение требований мер безопасности, указанных производителями этих веществ.