Что такое гниль древесины
Как предотвратить гниение древесины или остановить его
Являясь органическим материалом, дерево подвержено биологическому воздействию. И одним из проявлений такого воздействия является гниль. Она неизбежно появляется на материале и разрушает его, если существуют благоприятные для этого условия. Однако, если знать, как предотвратить гниение древесины, можно значительно продлить срок службы деревянных изделий.
Как происходит гниение древесины
Чтобы обеспечить длительную эксплуатацию деревянных конструкций или изделий, необходимо осуществить следующие действия:
Гниение древесины — это биологический процесс, при котором происходит разрушение клеток вследствие воздействия дереворазрушающих грибов. Однако разрушения вследствие такого воздействия могут носить разный характер.
Типы разрушений древесины
При коррозионном гниении разрушаются и полисахариды, и лигнин, из которых состоят клетки. Но течение процесса может быть разным в зависимости от вида грибов. Порой они воздействуют одновременно на полисахариды и на лигнин, поэтому разрушение происходит очень быстро. При таком течении процесса в стенках клеток образуются отверстия, быстро объединяющиеся с другими. Внешне это выглядит в виде ямок, углублений или пустот, заполненных остатками неразложившейся белой целлюлозы.
Иная картина наблюдается при воздействии грибов, когда сначала разрушается лигнин, а потом полисахариды. Тогда некоторая часть неразложившейся целлюлозы остается в пустотах. Древесина приобретает равномерную или очаговую светлую, иногда почти белую окраску. При коррозионном гниении дерево не уменьшается в объеме, но распадается на волокна и долго остается вязким, даже не обладая прежней прочностью.
Стадии гниения
Различают три стадии гниения древесины:
От того в какой стадии поражения находится древесина, принимают решение о возможности использования материала по назначению, если гниение все-таки началось.
В каких условиях происходит гниение древесины
Спиленное или срубленное дерево начинает гнить, если не была обеспечена его сушка. При отсутствии проветривания, гниение начинается при положительных температурах, если влажность древесины не менее 18%. Однако, при высокой влажности развитие дереворазрушающих грибов замедляется. В воде древесина разбухает и наполняется влагой, но гниения не происходит ввиду отсутствия свободного кислорода. То есть оптимальные условия для гниения дерева – влажность 18-22% при влажности воздуха 80-100%, а температура должна быть 5-50°С. Правда, некоторые виды грибов живут и размножаются даже при температуре немного ниже 0°С.
Если рассмотреть различные условия на примере деревянного столба, погруженного в грунт, процесс гниения будет происходить по-разному.
В песчаном грунте гниение начинается на глубине 10-20 см. Оно распространяется вглубь до отметки, где количества кислорода для процесса будет недостаточно.
В плотном глинистом грунте, где воздух глубоко не проникает, гниль образуется немного выше поверхности. Потом она распространяется вглубь грунта.
В древесине, находящейся на затопленных участках, или на сваях, вбитых в дно водоема, гниение начинается на 20-40 см выше уровня воды. Именно здесь уровень влажности оптимален для течения процесса.
Вышеприведенный пример показывает, что в зависимости от наличия благоприятных условий, гниение может поражать различные участки дерева. Соответственно, обработка материала должна производиться с учетом этих особенностей.
Способы предотвращения гниения древесины
Чтобы предотвратить гниение древесины, очевидно, нужно исключить наличие благоприятных условий для этого. После этого применяют обработку различными составами, предотвращающими развитие грибов. Нередко применяют механическую и декоративную защиту, используя краски, лаки или закрывая конструкции экранирующими материалами.
Сушка древесины
Для предотвращения гниения в первую очередь необходимо высушить срубленное или спиленное дерево. Естественная влажность может достигать 60%, поэтому при положительных температурах гниение начнется очень быстро. Для удаления лишней влаги применяют простую сушку при естественных условиях или промышленную.
При простой сушке пиломатериалы укладываются в штабели на прокладки через каждый ряд. Это необходимо для качественного проветривания. Штабели располагают под навесами или в хорошо проветриваемых помещениях. Сушка таким методом продолжается не менее года. А полное время зависит от породы дерева и начальной влажности. Это и есть главный недостаток естественной сушки.
При механической сушке пиломатериалы помещают в специальные камеры, в которых создают высокую — до 100°С, температуру при повышенном давлении. Влага, находящаяся в древесине, нагреваясь, стерилизует ее. При этом подавляющее большинство дереворазрушающих грибов погибает. Иногда такую обработку называют камерной сушкой.
Антисептическая обработка
Для предотвращения заражения здоровой высушенной древесины применяют химические средства — антисептики, предотвращающие возникновение и развитие грибов. Такие средства представляют собой пропитки на водной или синтетической основе, наносимые на поверхность дерева. Они производятся специально для этих целей и в настоящее время выбор их в торговой сети огромен.
При наличии необходимых ингредиентов можно изготовить в достаточном количестве антисептики и своими руками . Это поможет существенно сэкономить средства на обработку.
Декоративная защита
Обработанные антисептиками конструкции и изделия покрывают защитными составами — красками или лаками. Создавая прочную влагонепроницаемую и грязеотталкивающую пленку, они, к тому же, имеют и декоративное назначение. Многие составы для окрашивания содержат в составе вещества, создающие ультрафиолетовый фильтр от солнечного излучения.
Недостатком таких средств является необходимость их регулярного обновления. Тем не менее, на некоторые средства производители дают гарантию до 10 лет.
Механическая защита
Такая защита древесины может быть реализована облицовкой деревянных конструкций (стен, колонн) материалами, неподверженными коррозии. Это могут быть различные виды сайдингов — виниловые, металлические. Такие экраны надежно защищают дерево от воздействия солнца, осадков.
Горизонтальная гидроизоляция защищает древесину от грунтовой влаги
Защита строительных конструкций, выполненных из дерева, осуществляется еще на стадии проектирования. При этом предусматриваются такие мероприятия, как гидроизоляция, пароизоляция, теплоизоляция.
Устройство гидроизоляции фундаментов предотвращает попадание грунтовой влаги в деревянные конструкции. Гидроизоляция кровли защитит их от осадков. Пароизоляция помогает предотвратить проникновение в конструкции влаги, растворенной в воздухе, из внутренних объемов дома. Теплоизоляция, помимо поддержания комфортной температуры внутри здания, создает благоприятные условия для эксплуатации материалов конструкций. Правильно выполненная теплоизоляция дома предотвращает образование конденсата.
Все деревянные конструкции при строительстве дома должны находиться не ниже отметки, превышающей уровень грунта на 25-30 см. Только так можно минимизировать воздействие на них грунтовой влаги. На кровлях предусматривают специальные свесы и водоотводы, чтобы предотвратить намокание материала стен водой, стекающей с крыши.
Народные методы
С давних времен обработка древесины производилась подручными средствами. К тому же, были замечены различия в свойствах древесины разных пород. Эти различия активно применялись и применяются при строительстве частных домов. Вот несколько способов того, как не допустить поражения древесины:
Любые способы и средства, которые применяют для предотвращения гниения, допускается применять только для здоровой, непораженной древесины.
Если образование дереворазрушающих грибов уже началось, необходимо сначала остановить их распространение.
Виды гнили
Чтобы остановить гниение древесины, необходимо определить, с какой гнилью предстоит иметь дело. Гниль – это участки древесины с измененной окраской и с пониженной твердостью, которые являются результатом процесса гниения. Присутствие ее значительно снижает сорт дерева вплоть до полной его отбраковки.
Методы остановки начавшегося гниения
Если предотвратить образование гнили не удалось, нужно оперативно оценить объемы и степень поражения. Очень часто, применяя современные средства, можно остановить его, а также сохранить свойства и вернуть древесине привлекательный внешний вид.
Самый простой способ оценить возможность восстановления дерева — попробовать механически очистить поврежденные участки. Если это удалось, можно использовать любые средства для антисептической обработки. Если поражение очень глубокое, нужно проверить, достаточна ли твердость древесины.
Остановку поражения дереворазрушающими грибами производят при помощи химических средств – отбеливателей для древесины. Наносят такие средства кистью или валиком. Обычно достаточно однократного применения средства, чтобы остановить гниение и вернуть древесине чистоту. Однако иногда необходимо нанесение второго слоя.
Обработка хлоросодержащими средствами может существенно снижать прочность и сопротивляемость дерева для дальнейших поражений. Поэтому после остановки гниения необходима защита материала от воздействия поражающих факторов окружающей среды.
На рынке строительных товаров сейчас много предложений отбеливателей для древесины от известных производителей. Тем не менее, залог долгой службы материала – именно в применении мер, предотвращающих гниение. Если они приняты правильно и своевременно, то и останавливать развитие гнили уже не придется.
Разновидности гнили древесины
Гниль древесины — несвойственные и ненормальные по цвету, текстуре и твердости участки древесины, образующиеся под действием древоразрущающих грибов. Отличаются в основном по цвету. Часто имеют специфический запах и структуру древесины отличающуюся от здорового дерева.
Разновидности гнили древесины
Лучшим способом борьбы с гнилью на дереве является СВЧ-обработка. Регулярная и правильная сушка — 100% защита древесины от гнили и плесени.
Ниже мы разберем виды и типы гнили древесины (+ покажем фото) и расскажем, как их отличать.
Гниль белая волокнистая или мраморная гниль
ГНИЛЬ БЕЛАЯ ВОЛОКНИСТАЯ — поражает в основном целлюлозу и лигнин, тем самым обесцвечивая древесину. Так же белую гниль называют мраморной гнилью в связи с тем, что пораженная древесина имеет пеструю окраску похожую на мраморный рисунок.
Белые пятна гнили, бывают очерчены более темными тканями, образующими тонкие, извилистые линии. Чаще всего наблюдается в пределах ядра и ложного ядра.
Пораженные участки становятся мягкими, легко разделяются на волокна и крошатся. Белая волокнистая гниль любит лиственные породы, но так же может поражать и пихту.
Гниль бурая трещиноватая
ГНИЛЬ БУРАЯ ТРЕЩИНОВАТАЯ — данный тип, как и белая волокнистая гниль, поражает преимущественно древесную целлюлозу, но рыхлый и темный лигнин оставляет нетронутым.
Может приобретать серый оттенок и иметь в своем составе беловатые или желтоватые грибные пленки.
Характеризуется образование в древесине трещин вдоль и поперек волокон. Имеет призматическую структуру. Гниль наружная трухлявая — это та же бурая трещиноватая гниль возникающая при неправильном длительном хранении лесоматериалов в его ядровой и заболонной частях.
ГНИЛЬ БУРАЯ ТРЕЩИНОВАТАЯ
Гниль заболонная твердая и мягкая (складская гниль)
ГНИЛЬ ЗАБОЛОННАЯ — поражает наружные молодые, физиологически активные слои древесины стволов, ветвей и корней (заболонь), имеет розово-бурые или желтоваято-бурые оттенки у хвойных пород. Похожа на мраморную гниль у лиственных пород дерева.
Так же заболонную гниль называют еще складской гнилью.
Мягкая заболонная гниль — это гниль с значительно пониженной твердостью древесины. Древесина становится мягкой, легко ломается и поддается деформации. Твердая заболонная гниль практически не отличается от окружающей ее здоровой древесины. Твердость почти не меняется.
Гниль пестрая ситовая
ГНИЛЬ ПЁСТРАЯ СИТОВАЯ — гниль, характеризующаяся пониженной твердостью и пестрой окраской, обусловленной присутствием на красно-буром (буром, серо-фиолетовом) фоне пораженной древесины, желтоватых пятен и полос и ячеистой или волокнистой структурой.
Пораженная древесина довольно долго сохраняет цельность, при сильном разрушении становится мягкой и легко расщепляется.
ГНИЛЬ ПЁСТРАЯ СИТОВАЯ
Гниль ядровая
ГНИЛЬ ЯДРОВАЯ — гниль, возникающая в ядре растущего дерева, характеризующаяся пониженной твердостью.
Наблюдается на торцах, в виде пятен различной величины и формы — лунок, колец или концентрированной зоны сплошного поражения центральной части ствола, иногда с выходом на заболонь, на продольных разрезах — в виде вытянутых пятен и полос.
Грибные поражения древесины
Грибны́е пораже́ния древеси́ны — это группа пороков древесины, возникающая с участием грибов. Могут как вызывать разрушение древесины, так и не влиять на её прочностные характеристики, но изменять цвет.
Следует отличать грибные поражения от химических окрасок, появляющихся в основном на лесосплаве в силу воздействия дубильных веществ.
Содержание
Задыхание
Условные обозначения
Темнина
Плесень
Заболонные грибные окраски
Побурение
Гнили
Дупло
Ядровая гниль, образовавшая дупло
Свежий спил кругляка с наружной трухлявой гнилью
Примечания
См. также
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Грибные поражения древесины» в других словарях:
Грибные поражения — участки ненормальной окраски ядра и заболони. Разновидностью грибных поражений являются грибные ядровые пятна и полосы бурого, красноватого, серого и серо фиолетового цветов, а также ядровая гниль участки ненормальной окраски ядра. Ядровая… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Грибные ядровые пятна (полосы) — ГРИБНЫЕ ПОРАЖЕНИЯ 107. Грибные ядровые пятна (полосы) Ндп. Внутренняя темнина Ненормально окрашенные участки ядра без понижения твердости древесины, возникающие в растущем дереве под воздействием деревоокрашивающих и (или) дереворазрушающих… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
грибные ядровые пятна — ненормально окрашенные участки ядра без понижения твердости древесины, возникающие в растущем дереве под воздействием деревоокрашивающих и (или) дереворазрушающих грибов; наблюдаются на торцах в виде пятен разной величины и формы (лунок, колец и… … Строительный словарь
Пороки древесины — У этого термина существуют и другие значения, см. Порок. Пороки древесины это особенности и недостатки древесины, как всего ствола дерева, так и отдельных его участков, ухудшающие её свойства и ограничивающие возможности её использования.… … Википедия
Консервация древесины — Старая древесина, поросшая грибами и лишайниками … Википедия
Дефекты обработки древесины — Дефекты обработки древесины пороки древесины механического происхождения, возникающие при обработке древесины человеком: заготовке, транспортировке, пилении и т. д.[1]. Согласно ГОСТ 2140 81[2] дефекты древесины делятся на две… … Википедия
Синь древесины — У этого термина существуют и другие значения, см. Синева. У этого термина существуют и другие значения, см. Синь. Синь на хвойной древесине … Википедия
ГОСТ 2140-81: Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения — Терминология ГОСТ 2140 81: Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения оригинал документа: 154. Бахрома Сплошная или прерывистая лента пучков неполностью отделенных волокон и частиц древесины на ребрах… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Пороки древесины — особенности и недостатки отдельных участков древесины (См. Древесина), ухудшающие её свойства и ограничивающие возможности её использования. П. д. возникают в растущих деревьях (сучки, кривизна и др.), в лесоматериалах (См. Лесоматериалы) … Большая советская энциклопедия
Полосы грибные ядровые — Грибные ядровые пятна (полосы) Ндп. Внутренняя темнина Ненормально окрашенные участки ядра без понижения твердости древесины, возникающие в растущем дереве под воздействием деревоокрашивающих и (или) дереворазрушающих грибов (черт. 58, 59 и 60 ) … Словарь ГОСТированной лексики
Древесная гниль
Сердцевина старых деревьев со временем становится менее прочной. В таких стволах обычно обнаруживаются коричневые, как на картинке, или белые древесные остатки — это так называемые гнили древесины, вызванные древоразрушающими грибами. На фото — бурая гниль, вызванная серно-желтым трутовиком (Laetiporus sulphureus).
Существуют два основных типа гнилей: белая и бурая, которые, соответственно, различаются по окраске. В литературе еще встречаются термины «корневая», «комлевая» или «ядровая» гниль — по ее локализации, но каждый из этих типов всё равно относится либо к бурой, либо к белой гнилям. При поражении белой гнилью разрушаются все структурные компоненты древесины: как карбогидратные (углеводные) полимеры с регулярным строением — целлюлоза и гемицеллюлоза, — так и полифенол лигнин, в котором каждая субъединица может быть связана с другими в разных местах молекулы и разным количеством связей. В случае поражения бурой гнилью лигнин остается практически нетронутым, а разлагаются только карбогидратные полимеры.
Остановимся чуть подробней на ферментативной деструкции двух основных полимеров — целлюлозы и лигнина (см. P. Baldrian, V. Valásková, 2008. Degradation of cellulose by basidiomycetous fungi). Целлюлоза — это полимер, мономером которого является дисахарид целлобиоза, состоящий из двух остатков глюкозы, соединенных β-гликозидной связью. В несколько упрощенном виде процесс деструкции целлюлозы можно описать следующим образом. Сначала фермент эндоглюканаза (см. Endoglucanase, или Целлюлаза) разбивает целлюлозу на более короткие цепочки, затем экзоглюканазы (см. Endoglucanase) отделяют целлобиозные молекулы с их концов, и, наконец, бета-глюкозидазы разделяют целлобиозу на индивидуальные молекулы глюкозы, которые уже могут проникать внутрь грибной клетки и метаболизироваться.
При деструкции лигнина основную работу выполняют окислительно-восстановительные ферменты пероксидазы (см. Peroxidase), такие как лигнин-пероксидазы, марганец-пероксидазы и гибридные пероксидазы — работа их всех зависит от перекиси водорода. Пероксидазы разбивают связи C–C и C–O–C, которые составляют не менее половины связей, соединяющих фенольные субъединицы. Кроме того, они могут расщеплять и ароматические связи внутри самих субъединиц. Необходимая для работы этих ферментов перекись продуцируется оксидазами, например глиоксальоксидазой, которая переключается на производство перекиси в ответ на активацию пероксидаз. В свою очередь, глиоксальоксидаза использует продукты распада лигнина как субстрат для производства перекиси, таким образом, получается сопряженная ферментативная система.
Лакказы также играют важную роль в процессе деструкции лигнина. Эти ферменты, распространенные у грибов, растений и множества других организмов, участвуют в синтезе предшественников меланина, процессе детоксикации, а также синтезе того же лигнина растениями. Лакказы обладают более низким окислительно-восстановительным потенциалом и могут окислять только мономеры, используя в процессе окисления атмосферный кислород, поэтому они не зависят от других ферментов. Стоит упомянуть, что время появления первых пероксидаз, способных разрушать лигнин, относится к границе карбона и перми, что, вероятно, связано с прекращением интенсивного накопления каменного угля на планете.
Итак, как же протекает процесс образования гнили? Гифа гриба прорастает внутри просвета (люмена, см. Lumen) в мертвых клетках древесины, их окружает растительная клеточная стенка, имеющая неоднородную структуру (см. схему). Самое главное, что люмен выстлан слоем вторичной клеточной стенки, особенно обогащенной лигнином (s3), за ним следует слой, в котором большое количество целлюлозы и гемицеллюлозы (s2).
Схема строения растительной клеточной стенки. Рисунок из статьи C. Plomion et al., 2001. Wood formation in trees
Грибы, вызывающие белую гниль, обладают большим набором ферментов, необходимых для разложения разных типов полимеров. Часть видов способна активировать сразу ферментативные системы, работающие как с лигнином, так и с целлюлозой, — в этом случае остается бледная и рассыпчатая структура, как на снимке ниже. Этот тип гнили вызывают такие широко распространенные виды, как настоящий трутовик (Fomes fomentarius) и траметес разноцветный (Trametes versicolor).
Белая гниль, вызванная настоящим трутовиком (Fomes fomentarius). Фото © Илья Винер
Другая стратегия видов, вызывающих белую гниль, заключается в том, что они начинают с селективного разложения лигнина во вторичной клеточной стенке и уже позже, когда открывается доступ к карбогидратам (углеводам), начинают разлагать и их. В этом случае белая гниль выглядит по-другому: образуются небольшие, четко разделенные участки-карманы (ямчатая гниль, или pocket rot), в итоге каждый карман пустеет и формируется характерная ячеистая структура, как на фотографии ниже. Такую гниль вызывают корневая (Heterobasidion annosum) и сосновая (Phellinus pini) губки.
Ямчатая белая гниль, вызванная сосновой губкой (Phellinus pini). Фото с сайта en.wikipedia.org
Грибы, вызывающие бурую гниль, не имеют ферментных систем, необходимых для эффективного разложения лигнина, и их гифы оказываются в люмине, окруженные лигнифицированым s3-слоем клеточной стенки. Более того, ферменты, расщепляющие целлюлозу, слишком велики, чтобы просочиться сквозь этот слой. Поэтому разложение начинается с выделения большого количества щавелевой кислоты и различных хелатов — молекул, способных связывать и высвобождать ионы металлов. Щавелевая кислота захватывает ионы железа из растительной клеточной стенки, а также понижает pH возле мицелия. Оксалат железа и хелаты достаточно маленькие, чтобы проникнуть сквозь s3-слой к богатому карбогидратами s2-слою. В s2-слое более высокий pH позволяет хелатам забирать железо из оксалата. Ион Fe 2+ в условиях доступа кислорода может окисляться до Fe 3+ по следующему пути:
Кроме того, образуется перекись, которая наряду с ионами железа необходима для мощной реакции Фентона, позволяющей разрывать молекулы целлюлозы на более мелкие части:
Короткие куски цепей карбогидратов уже могут проникать через s3-слой, где подвергаются действию вышеупомянутых целлюлозоразлагающих ферментов. Древесина с бурой гнилью имеет характерное строение: она не волокнистая и рассыпается на кубики или таблички. Бурую гниль вызывают крайне распространенные окаймленный (Fomitopsis pinicola) и серно-желтый трутовики (Laetiporus sulphureus).