Стойкость древесины

Стойкость древесины к гниению

Стойкость древесины — это, согласно ГОСТу, её способность противостоять факторам и агентам разрушения. Главным врагом древесины в строительных конструкциях является влага, так как именно она в первую очередь способствует разрушению древесины гнилостными грибками. По стойкости к гниению древесины ГОСТ 20022.2-80 разделяет все породы на: стойкие, среднестойкие, малостойкие и нестойкие.

Классификация древесины по стойкости к гниению (ГОСТ 20022.2-80)
Класс Порода древесины
заболонь ядро
Стойкие Обыкновенная сосна, ясень Сибирская сосна (кедр), лиственница,
обыкновенная сосна, дуб, ясень
Среднестойкие Ель, сибирская сосна (кедр),
лиственница, пихта
Ель, пихта, бук
Малостойкие Береза, бук, вяз,
граб, дуб, клен
Вяз, клен
Нестойкие Липа, ольха, осина Береза, липа, осина, ольха

Одна из проблем, однако, в том, что гниение — далеко не единственный разрушающий фактор. Даже в нашем холодном климате грибок часто развивается на древесине, уже механически повреждённой, например, насекомыми, а в более тёплом климате термиты и другие древоточцы расправляются с древесиной куда раньше, чем та успевает загнить. Поэтому в наше время, когда на рынке всё больше и больше представлена древесина не только с территории бывшего СССР, но и со всего мира, данная классификация представляется недостаточной.
C точки зрения западного рынка, например, обыкновенная сосна является недостаточно стойкой породой, а множество тропических пород, заметно отличающихся между собой, все скопом попадают в категорию «стойкие» по ГОСТу. В странах ЕС общие требования по стойкости древесины изложены в стандарте EN 350-1 (Durability of wood and wood-based products), а для классификации биологических факторов повреждения разработан стандарт EN 335. Согласно нему, все биологические поражающие факторы могут действовать в одной из 5 ситуаций, названных классами биоопасности (biohazard):

  1. Под крышей, полностью защищено от атмосферных явлений и намокания
  2. Под крышей, полностью защищено от атмосферных явлений, но при высокой естественной влажности допустимы кратковременные намокания
  3. На открытом воздухе, не в контакте с землёй. Открыто для атмосферных явлений, или же защищено от них, но подвержено частому намоканию
  4. В контакте с землёй или пресной водой
  5. В постоянном контакте с морской водой

В каждом из этих случаев предполагается разная опасность подвергнуться конкретному разрушающему воздействию (грибков, жучков, термитов, морских точильщиков). Ясно, что для разных областей применения и требования к биостойкости древесины будут разные. Например, в почти пресных водах Балтики морские точильщики не встречаются, не актуальны в наших широтах и термиты. А вот гниль приводила к тому, что корабли, сделанные из лиственницы, приходили в негодность через 10-15 лет службы. Поэтому весьма интересным представляется рассмотрение стойкости различных пород с точки зрения их естественной стойкости в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации. Например, как долго сохранит свою прочность кусок дерева, помещённый в землю – безо всякой дополнительной зашиты? Именно такие условия можно считать наиболее неблагоприятными для древесины в случае её использования в строительных конструкциях и именно такие эксперименты на протяжении многих лет проводились в Великобритании в лаборатории Института Исследований Строительства (Building Research Establishment). Образцы размером 610х50х50 мм, вырезанные из разных пород, зарывались в землю на глубину 40 см и примерно с таким же расстоянием между образцами на специальных тестовых площадках в Средней Англии. Обычно образцы испытывались в группах по десять штук, причём образцы были либо из чисто ядровой, либо из чисто заболонной древесины. Раз в полгода или в год образцы испытывали на прочность ударом деревянной киянки. Если образец не проходил испытания, то время, проведённое им в земле к этому моменту, засчитывалось как «время жизни» образца. Такие опыты с некоторыми образцами иногда продолжались свыше шестидесяти лет – и всё равно у ряда особо стойких тропических пород (например, денья) только единичные образцы оказывались повреждёнными! Использованная методика несколько отличается от той, которая рекомендована в европейском стандарте EN 252 для определения эффективности антисептирования древесины, но в целом сходна с ней (в EN 252 предусмотрены образцы меньшего размера, 500х50х25 мм, и они, помимо испытания insitu, каждый раз извлекаются из земли и подвергаются визуальному осмотру). Также надо указать, что на одной из тестовых площадок испытания проводились в среднем суглинке с pH 7.2 , с подлежащими известняками, на землях сельхозугодий, а на другой площадке – на песчаной почве с pH 6.8 , также с подлежащими известняками, на поляне в хвойном лесу. Результатами испытаний являлись среднестатистические «времена жизни» той или иной породы, рассчитанные как среднее время жизни испытывавшихся образцов. Результаты по широкому списку хвойных и лиственных пород как умеренных, так и тропических широт, приведены в таблице.

По результатам испытаний все породы были разбиты на пять классов стойкости:

Среднее время жизни Класс стойкости Примерно соответствующий уровень допустимого воздействия по EN 335 (класс биоопасности)
свыше 25 лет 1 5
от 15 до 25 лет 2 4
от 10 до 15 лет 3 3
от 5 до 10 лет 42
менее 5 лет 5 1

Кроме того, хвойные и лиственные породы рассматриваются отдельно. Дело в том, что между этими двумя группами существует принципиальное отличие в структуре древесины на клеточном уровне, и стойкость многих хвойных пород (например, сосны) к повреждающим факторам (например, насекомым) очень часто достигается за счёт высокой смолистости. А лиственные породы, не пренебрегая такого рода защитой, могут противостоять «агрессорам» и просто за счёт большей плотности и твёрдости древесины, недостижимой для хвойных пород.


Хвойные породы

№ п/п Название Латинское название Среднее время жизни
1 Ель обыкновенная Picea spp.6.5
2 Лиственница Larix decidua 10.9
3 Пихта бальзамическая Abies balsamea 6.5
4 Пихта белая Abies alba 8.1
5 Пихта Дугласа Pseudotsuga menziesii 8.7
6 Секвойя калифорнийская Sequoia sempervirens 16.0
7 Сосна лучистая Pinus radiata 8.0
8 Сосна обыкновенная — заболонь Pinus sylvestris 5.5
9 Сосна обыкновенная — ядро Pinus sylvestris 7.2
10 Тисс ягодный Taxus baccata 16.0
11 Тсуга западная Tsuga heterophylla 5.0
12 Туя складчатая (западный красный кедр) — Великобритания Thuja plicata 13.0
13 Туя складчатая (западный красный кедр) — Канада Thuja plicata 18.5

Лиственные породы

№ п/пНазваниеЛатинское название Среднее время жизни
1АгбаGosweilerodendrin balsamiferum20.1
2АзобеLophira alata76.8
3АкоAntiaris toxicaria2.2
4АфзелияAfzelia bipendesis53
5АфромосияPericopsis elata20.4
6БальсаOchroma pyramidale2.3
7Белая акация (Робиния ложноакациевая)Robinia pseudoacacia36.0
8Берёза жёлтаяBetula alleghaniensis3.6
9Берёза повислая (обыкновенная)Betula pendula3.6
10БилингаNauclea diderrichii30.6
11БукFagus sylvatica3.6
12ВязUlmus spp.4.5
13ГрабCarpinus betulus2,5
14ГринхартOcotea rodiaei51,0
15ДабемаPiptadeniastrum africanum20,9
16Денья (окан)Cylicodiscus gabunensis65,0
17ДибетуLovoa trichiloides12,3
18Дуб австрийский (турецкий)Quercus cerris8,9
19Дуб обыкновенный — заболоньQuercus robur3,0
20Дуб обыкновенный — ядроQuercus robur26,2
21Ива белая (верба, ветла, ракита)Salix alba5,5
22ИрокоChlorophora excelsa32,3
23КайяKhaya spp.12,0
24Каштан конский (ложный)Aesculus hippocastanum1,6
25Каштан настоящий (съедобный)Castanea sativa12,3
26КелтисCeltis spp.4,2
27КемпасKoompassia malaccensis21,8
28КеруингDipterocarpus spp.11,1
29Клён ложноплатановый (белый, явор)Acer pseudoplatanus3,2
30Клён сахарныйAcer saccharum3,0
31ЛапачоTabebuia spp.50
32ЛипаTilia vulgaris3,0
33МакореTieghemella heckelii37,0
34МахоганиSwietenia macrophylla15,0
35Меранти красныйShorea dasphylla15,9
36МораMora excelsa26,0
37МунингаPterocarpus angolensis47,4
38НьянгонTarrieta utilis15,1
39Олива восточноафриканскаяOlea hochstetteri10,9
40ОльхаAlnus glutinosa3,8
41Орех европейский (грецкий)Juglans regia15,8
42ПадукPterocarpus soyauxii36,3
43ПёрплхартPeltogyne pubescens13,6
44Платан кленолистныйPlatanus hybrida3,2
45РаминGonystylus macrophyllum2,9
46СипоEntandrophragma utile20,7
47Стеркулия жёлтаяSterculia oblonga5,7
48Тик — бирманский леснойTectona grandis36,8
49Тик — плантационныйTectona grandis25,2
50ФрамиреTerminalia ivorensis18,1
51Цедрела душистая (кедр благовонный)Cedrela odorata15,0
52Шорея светлокраснаяShorea parviflora11,4
53Шорея тёмнокраснаяShorea pauciflora21,0
54Южный букNothofagus menziesii5,5
55ЯрраEucalyptus marginata37
56ЯсеньFraxinus excelsior4.0

Подоб