новая папка 2 / 76021

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»

Кафедра технологии лесопиления и сушки древесины

ЗАЩИТНАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

Методические указания по самостоятельному изучению дисциплины

для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»

Санкт-Петербург

2016

1

Рассмотрены и рекомендованы к изданию Институтом ландшафтной архитектуры, строительства и обработки древесины

Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета 11 февраля 2016 г.

С о с т а в и т е л ь кандидат технических наук, доцент А. М. Артеменков

О т в . р е д а к т о р

доктор технических наук, профессор A. Н. Чубинский

Р е ц е н з е н т

кафедра технологии лесопиления и сушки древесины СПбГЛТУ

Защитная обработка древесины: методические указания по самостоятельному изучению дисциплины для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» / сост. А. М. Артеменков. – СПб.: СПбГЛТУ, 2016. – 24 с.

В методических указаниях даны рекомендации по самостоятельному изучению дисциплины, контрольные вопросы для проверки знаний, приведѐн список рекомендуемой литературы.

Темплан 2016 г. Изд. № 105.

2

В В Е Д Е Н И Е

Древесина – уникальный материал живой природы, который с древнейших времѐн используется человеком не только в качестве топлива, ни и в качестве строительного материала. Древесина – прочный и одновременно лѐгкий материал, обладающий хорошими теплоизоляционными свойствами, способностью поглощать ударную нагрузку, гасить вибрацию. Древесина легко обрабатывается, склеивается, удерживает металлические и другие крепления, а также имеет прекрасные декоративные качества и уникальную резонансную способность.

Такое редкостное сочетание ценных свойств наряду с лѐгкой доступностью древесины, возобновляемостью и возможностью повторного использования обусловливает еѐ широкое и многообразное использование в различных отраслях народного хозяйства.

Однако древесина имеет целый ряд недостатков: неоднородность строения, анизотропия, изменчивость свойств, наличие пороков, способность усыхать, разбухать, коробиться и растрескиваться, загнивать и возгораться. Самым существенным недостатком древесины является еѐ невысокая стойкость, то есть способность противостоять факторам и агентам разрушения. В связи с этим, изучение и изменение свойств натуральной древесины позволяет не только их улучшать, но и устранять присущие древесине недостатки, а также получать новые материалы с требуемыми технологическими и эксплуатационными свойствами.

Дисциплина «Защитная обработка древесины» изучается студентами бакалавриата, обучающимися по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств». Методические указания также могут быть использованы студентами бакалавриата по направлению подготовки 27.03.01 «Стандартизация и метрология».

Предметом дисциплины является защита древесины различными методами и способами. Дисциплина изучается с целью формирования у студентов комплекса знаний в области технологии и оборудования защитной обработки древесины.

Основными задачами, которые необходимо решить студенту для достижения цели изучения дисциплины, являются:

–усвоение важности защитной обработки древесины;

–усвоение физических, биологических и технологических факторов разрушения древесины;

–усвоение эффективных физических, конструкционных и химических методов защиты древесины;

–усвоение технологии, общих принципов расчѐта и проектирования установок для защитной обработки древесины.

3

Успешное изучение дисциплины «Защитная обработка древесины» основывается на знаниях, полученных студентом в области древесиноведения (микро- и макростроение древесины, физические свойства древесины); физики (молекулярная физика); неорганической и органической химии.

К выполнению лабораторных и практических работ допускаются студенты, успешно прошедшие тестирование по контрольным вопросам, приведѐнным в методических указаниях. Выполнение практических работ позволяет приобрести знания и умения для успешного получения зачѐта.

1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Дисциплина «Защитная обработка древесины» изучается студентами бакалавриата, обучающимися по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», на третьем курсе.

Учебный процесс включает в себя лекции, практические и лабораторные работы. Половина всего времени, планируемого на изучение дисциплины, отводится на самостоятельную работу студента. Для самостоятельного изучения дисциплины следует пользоваться литературой, указанной в настоящих методических указаниях, и рекомендациями, изложенными в разделе 3 «Методические указания по изучению дисциплины». Для самостоятельного контроля знаний студент может воспользоваться контрольными вопросами, представленными в разделе 4.

Изучение дисциплины начинается с ознакомления с рабочей программой дисциплины, с тематикой практических и лабораторных работ и с контрольными вопросами. В процессе изучения необходимо составлять конспекты по каждой теме дисциплины на основе материала лекций и литературных источников. После изучения каждой темы свои знания следует контролировать путѐм ответов на вопросы тематического содержания дисциплины. После выполнения практических и лабораторных работ, написания отчѐта о лабораторных работах и контрольного тестирования студент допускается к получению зачѐта.

В результате изучения дисциплины студент должен:

●знать методы и средства защиты древесины;

●знать физические основы пропитки древесины;

●знать технологию и оборудование защитной обработки древесины;

●знать способы пропитки древесины;

●уметь спроектировать установку для пропитки древесины;

●уметь испытать и составить технический паспорт установки;

●уметь организовать работу и обслуживание участка защитной обработки древесины;

4

●владеть информацией о состоянии техники и технологии защитной обработки в лесном комплексе России;

●владеть методикой проектирования установок;

●владеть сведениями о производителях оборудования и установок.

2.ТЕМАТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Лекционный курс

Т е м а 1. Введение

Предмет дисциплины, еѐ содержание. Цель, технологические задачи и значение защитной обработки древесины для предприятий лесного комплекса России.

Т е м а 2. Виды и причины разрушения древесины

Виды разрушения древесины при хранении и в изделиях. Поражение древесины биологическими агентами разрушения (грибами, насекомыми) и огнѐм. Разрушение изделий из древесины в условиях их нормальной эксплуатации.

Т е м а 3. Методы защиты древесины

Классификация и характеристика методов защиты древесины. Физическая, конструкционная и химическая защита древесины.

Т е м а 4. Химические средства защиты древесины

Химические средства огне-, биозащиты древесины. Требования к химическим средствам защиты, их классификация. Водорастворимые и органикорастворимые химические средства защиты. Антисептические масла.

Т е м а 5. Технология и оборудование защитной обработки древесины

Физические основы пропитки древесины. Способы пропитки древесины и их характеристика. Подготовка древесины к пропитке. Оборудование для пропитки древесины.

Т е м а 6. Качество защитной обработки древесины

Параметры защищѐнности древесины. Сроки службы изделий из древесины после пропитки. Безопасность жизнедеятельности. Охрана окружающей среды.

2.2. Практические занятия

Рабочей программой дисциплины предусмотрено проведение практических занятий по следующим темам:

ПР-1. Анализ состояния химической защиты древесины в России и за рубежом. Значение защиты древесины.

ПР-2. Разрушение влажной древесины грибами и насекомыми.

5

ПР-3. Разрушение древесины огнѐм. Условия и механизм разрушения. ПР-4. Водорастворимые защитные средства: однокомпонентные антисептики, антисептические и антипиренные препараты, комплексные

огне-, биозащитные препараты.

ПР-5. Органикорастворимые защитные средства.

ПР-6. Антисептические масла (антраценовые, каменноугольные, сланцевые). Использование масел для консервирования, их эффективность.

ПР-7. Определение продолжительности пропитки под действием сил капиллярного давления, диффузии, избыточного давления.

2.3. Лабораторные занятия

Рабочей программой дисциплины предусмотрено выполнение лабораторных работ по следующим темам:

ЛР-1. Определение предпропиточной влажности древесины.

ЛР-2. Пропитка древесины препаратом ББ-11 способом «п р о г р е в – х о л о д н а я в а н н а ».

ЛР-3. Определение огнестойкости древесины по методу огневой трубы. ЛР-4. Автоклавная пропитка древесины при давлении выше атмо-

сферного.

Проведение лабораторных работ планируется с использованием метода Case-Study, заключающегося в решении демонстрационных кейсов соответствующей тематики. Название каждого кейса соответствует названию лабораторной работы. Цель демонстрационных кейсов – демонстрация отработанных методов лабораторных испытаний в области защитной обработки древесины.

Общий порядок работы с кейсами

1.При формировании кейсов используется тематика соответствующих тем дисциплины.

2.Список рекомендованной литературы. Здесь даѐтся список литературы по соответствующим темам дисциплины и учебно-методическая литература, способствующая решению кейса.

3.Учебная группа распределяется на подгруппы. Озвучивается цель и задачи кейса. Оценивается понимание тематики кейса. Предложение студентам самостоятельно разработать план проведения работы для решения кейса.

4.Формулировка общих требований к оформлению отчѐта о проделанной работе и полученных результатах. Предложение студентам самостоятельно разработать форму и содержание отчѐтного документа. Дискуссия.

5.Проведение запланированных лабораторных испытаний в соответствии с разработанным планом.

6

6.Анализ результатов работы в лаборатории. Выполнение необходимых расчѐтов. Дискуссия.

7.Создание окончательного документа – отчѐта о ходе решения кейса

всоответствии с разработанными формой и содержанием. Дискуссия.

8.Создание презентации и доклад каждой из подгрупп. Дискуссия.

9.Анализ и объективная оценка работы студентов преподавателем при решении кейса.

2.4.Рекомендуемая литература

1.Расев, А. И. Технология и оборудование защитной обработки древесины: учебник для вузов / А. И. Расев, А. А. Косарин, Л. П. Красухина. –

М.: МГУЛ, 2010. – 171 с.

2.Уголев, Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение / Б. Н. Уго-

лев. – М.: МГУЛ, 2007. – 351 с.

3.Ломакин, А. Д. Защита деревянных конструкций / А. Д. Ломакин. – М.: ООО РИФ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ», 2013. – 424 с.

4.Гидротермическая обработка и консервирование древесины: метод. указания по выполнению лабораторных работ для студентов спец. 250300, 250403 / сост.: С. И. Акишенков [и др.]. – СПб.: СПбГЛТА, 2008. – 56 с.

5.Леонович, А. А. Огнезащита древесины и древесных материалов: учеб. пособие для студентов спец. 26.02, 26.03 / А. А. Леонович. – СПб.:

ЛТА, 1994. – 148 с.

6.Леонович, А. А. Технология древесных плит / А. А. Леонович. –

СПб.: Химиздат, 2005. – 208 с.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Введение

Во введении студенту необходимо ознакомиться с предметом дисциплины и еѐ содержанием, а также усвоить цель, технологические задачи и значение защитной обработки древесины.

Предметом дисциплины является защита древесины различными методами и способами.

Целью защиты древесины является защита еѐ от воздействия разрушителей или повышение стойкости к воздействию разрушителей.

Основное хозяйственное значение защиты древесины для потребителя заключается:

– в существенном увеличении сроков эксплуатации деревянных изделий и сооружений;

7

–в увеличении сроков хранения древесины на складах и периодов транспортировки древесины различными путями;

–в снижении величины ущерба от пожаров деревянных конструкций

исооружений.

Большое значение защита древесины имеет при сохранении памятников деревянного зодчества и в археологии.

Основными задачами защиты древесины являются:

–защита древесины от разрушения биологическими агентами;

–огнезащита древесины;

–улучшение эксплуатационных свойств изделий из древесины и древесных материалов.

3.2. Виды и причины разрушения древесины

Изучение раздела студент должен начинать с усвоения видов и причин разрушения древесины. Здесь важно помнить о том, что основным химическим элементом древесины является углерод, а, следовательно, древесины участвует в круговороте углерода в природе, поэтому и древесина, находящаяся в естественных условиях, и изделия из древесины, эксплуатирующиеся в неблагоприятных для еѐ стойкости условиях, подвергаются разрушению или деструкции.

Причины разрушения древесины подразделяются на два класса: биологические агенты разрушения; абиотические и антропогенные факторы разрушения древесины.

Кбиологическим агентам разрушения древесины относятся: бактерии;

деревоокрашивающие, плесневые и дереворазрушающие грибы; дереворазрушающие насекомые; морские древоточцы (моллюски и ракообразные). Характер воздействия биологических агентов разрушения на древесину зависит:

– от вида биологического агента;

– от состояния древесины;

– от условий хранения древесины;

– от условий эксплуатации изделий и сооружений из неѐ.

Кабиотическим и антропогенным – порождаемым деятельностью че-

ловека – факторам разрушения древесины относятся:

– воздействие огня;

– атмосферные воздействия;

– механические воздействия;

– химические воздействия.

Для уменьшения влияния перечисленных воздействий, повышения стойкости древесины и, как следствие, продления сроков службы древесины в изделиях и сооружениях, необходимо проводить защиту древесины –

8

совокупность мероприятий по сохранению и (или) улучшению эксплуатационных свойств древесины.

Студент должен углублѐнно изучить не только биологические агенты разрушения, но и условия их жизнедеятельности. В процессе углублѐнного изучения биологических агентов разрушения, а также абиотических и антропогенных факторов разрушения древесины происходит и ознакомление с видами разрушения древесины: коррозионной и деструктивной гнилями; червоточиной; изменениями окраски древесины; различными видами растрескивания древесины, механическим износом и обугливанием.

3.3. Методы защиты древесины

Изучение раздела начинается с изучения классификации и усвоения характеристики методов защиты древесины. Основное народнохозяйственное значение имеют защита древесины от разрушения биологическими агентами и от разрушения огнѐм.

Наибольшее значение имеют методы защиты, основанные на применении химических средств – антисептиков, которые являются ядовитыми (токсичными) для поражающих древесину биологических агентов.

Не менее важное значение имеют методы защиты древесины, основанные на применении следующих четырѐх принципов: повышения или понижения температуры; повышения или понижения влажности древесины. В основу принципов заложено знание об условиях жизнедеятельности биологических агентов разрушения древесины, целенаправленное изменение которых может замедлить или вовсе исключить поражение древесины даже без использования антисептиков. Методы защиты, основанные на перечисленных четырѐх принципах, широко используются в технологии деревопереработки как методы сезонной защиты лесоматериалов при хранении их на складах (пропаривание, замораживание, затопление или дождевание, сушка).

Также широко применяется конструкционная профилактика, под которой понимается комплекс мер, принимаемых при разработке конструкции здания, его строительстве и эксплуатации, обеспечивающих длительный срок службы без биологического разрушения.

Методы, применяемые для защиты древесины от разрушения огнѐм, направлены на то, чтобы исключить или затруднить еѐ нагревание от источника тепловой энергии. К методам огнезащиты относятся:

–конструкционная пожарная профилактика, которая заключается в разработке специальных противопожарных мероприятий при проектировании, строительстве и эксплуатации деревянных зданий и сооружений;

–покрытие поверхностей деревянных конструкций огнезащитными составами;

9

– пропитка древесины огнезащитными составами.

Классификация методов защиты древесины представлена в таблице. В первую очередь защите подлежат шпалы, опоры линий связи и

электропередачи, сельскохозяйственные постройки, объекты промышленного, спортивного и курортного строительства, рудничные крепѐжные лесоматериалы долговременной службы, детали стандартных домов, вагонов и судов, памятники истории и культуры.

3.4. Химические средства защиты древесины

Изучение раздела начинается с усвоения требований к химическим средствам защиты древесины и их классификации. Далее студент переходит к углублѐнному изучению свойств отдельных классов химических средств защиты древесины.

Химические средства защиты древесины – это вещества или их смеси, затрудняющие или исключающие еѐ разрушение биологическими агентами или огнѐм. К химическим средствам защиты древесины относятся:

– а н т и с е п т и к и и и н с е к т и ц и д ы – вещества и их смеси, повышающие стойкость древесины к деревоокрашивающим, плесневым и дереворазрушающим грибам и к насекомым;

– а н т и п и р е н ы – вещества и их смеси, снижающие возгораемость древесины и еѐ способность к тлению;

– о г н е з а щ и т н ы е п р е п а р а т ы , обладающие свойствами комплексного действия и содержащие в качестве компонентов как антисептики, так и антипирены.

Все химические средства защиты древесины должны удовлетворять следующим требованиям:

●Стойкость. Способность сохранять длительное время токсичность и огнестойкость, не разлагаться, не испаряться, не вымываться из древесины водой или атмосферными осадками;

●Растворимость. Водорастворимые химические средства должны обладать хорошей растворимостью в воде, что ведѐт к использованию меньшего количества раствора и сокращению продолжительности пропитки;

●Лёгкое проникновение в древесину. Использование легко прони-

кающих химических средств сокращает продолжительность и повышает равномерность пропитки древесины;

●Безопасность для человека и животных. При работе со всеми хи-

мическими средствами обслуживающий персонал должен соблюдать меры предосторожности;

●Инертность к металлам и древесине. Вводимые в древесину пре-

параты не должны вызывать коррозию металлов как крепѐжных деталей деревянных изделий, так и деталей пропиточного оборудования.

10