Гниение древесины и условия, способствующие его развитию

Какая температура возгорания дерева?

Тяжело повстречать подобного человека, который не сталкивался в жизни с горением древесины. Большинство людей хотя бы раз ходили в походы, которые не обходятся без разведения костра. Некоторые имеют очень большой опыт в растопке домовых и печей для бани. Большинство хоть один раз в жизни пробовало выжигать по дереву специализированным прибором или увеличительным стеклом.

Но не все люди задавались вопросом о том, при какой температуре воспламенение дерева появляется возможность. Есть ли разница между температурой возгорания различных пород дерева? Читателю представляется уникальная возможность углубиться в данные вопросы и получить много ценной информации.

Как человек освоил огонь?

Огонь был известен еще людям, жившим в каменном веке. Люди абсолютно не всегда могли собственными силами добывать огонь. Первое знакомство человека с процессом горения, согласно мнению ученых, случилось эмпирическим путем. Огонь, добытый из лесного пожара или отвоеванный у смежного племени, оберегался как очень дорогостоящее, что было у людей.

На протяжении какого-то времени человек заметил, что определенные материалы обладают наиболее располагающими к горению качествами. К примеру, сухие травка или мох могут воспламениться только от нескольких искр.

Через долгие годы, снова же эмпирическим путем, люди научились извлекать огонь при помощи подручных средств. Первой «зажигалкой» человека историки называют трут и кремень, которые при ударе друг о дружку давали искры. Позже человечество научилось извлекать огонь с помощью прутика, помещаемого в особое углубление в древесине. Температура возгорания дерева достигалась за счёт интенсивного вращения конца прутика в углублении. Многие ортодоксальные сообщества продолжают пользоваться такими способами и сейчас.

Гораздо позднее, в 1805 году, французский химик Жан Шансель изобрел первые спички. Открытие получило грандиозное распространение, и человек уже смело мог извлекать огонь если понадобится.

Освоение процесса горения считается решающим фактором, давшим толчок к формированию цивилизации. Кроме того, в скором будущем горение таким аргументом и остается.

Как добиться ускорения процесса гниения древесины

Иногда подверженность древесины гниению можно расценивать как положительный момент. Если знать, как ускорить гниение, можно воспользоваться этой особенностью натурального материала в свою пользу и форсировать падение дерева или удаление пня.

Советы, как ускорить гниение для удаления мертвых деревьев и пней, таковы:

1. Просверлить в них побольше отверстий в пару сантиметров глубиной. В этих щелях будут собираться насекомые, а во время осадков — накапливаться влага. Таким образом, гниение целлюлозы ускорится, а древесина будет распадаться намного быстрее.
2. Ускорить гниение можно, если насыпать на дерево или пень споры либо кусочки грибов, взятых из уже загнившей древесины того же вида.
3. Полить землю вокруг ненужного ствола азотистыми удобрениями, что спровоцирует развитие грибков-паразитов. Через некоторое время можно подкормить грибки сладкой водичкой для стимуляции роста их популяции.

Все эти советы можно использовать одновременно. И, конечно же, следует почаще поливать деревья, увлажнять пни. Тогда благоприятные результаты не заставят себя ждать слишком долго.

Самые лучшие посты

• Как изготовить настольный светильник своими руками?
• Перспективы маленького балкона: интерьерные решения
• Пасхальные символы которые можно интересно обыграть в интерьере
• Четырехскатная крыша для беседки своими руками, как ее спроектировать и построить
• Полезный декор для санузла который можно сделать своими руками
• Как сделать детские беседки для детского сада своими руками
• Как связать косынку спицами от угла с подробным описанием и схемами
• Обои мятного цвета в интерьере

Что такое процесс горения?

Горение – это процесс на рубеже физики и химии, заключающийся в преобразовании вещества в последний продукт. При этом в огромном количестве выделяется тепловая энергия. Процесс горения, в основном, сопровождается излучением света, которое называют пламенем. Также в процессе горения выделяется углекислый газ – СО2, излишек которого в непроветриваемом помещении может привести к боли головы, удушью и даже смерти.

Для нормального протекания процесса нужно выполнение ряда обязательных условий.

Самое первое, горение может быть только если есть наличие воздуха. В вакууме процесс загорания нереален.

Второе, если область, в которой происходит горение, не нагрета до температуры возгорания материала, то процесс горения закончится. К примеру, пламя погаснет, если в только что растопленную печь сразу кинуть большое полено, не дав ей нагреться на очень маленьких дровах.

Третье, если субъекты горения сырые и подчеркивают пары жидкости, а скорость горения еще невысокая, процесс также закончится.

Жаропроизводительность дров: таблица основных пород

Рассматривая разные породы дерева, в итоге, можно заметить некоторые различия: одни из них очень ярко и отлично горят, при этом ощущается сильное тепло, а другие просто еле-еле тлеют, оставляя за собой практически никакого жара. Дело здесь вовсе не в их сухости или влажности, а в их структуре и составе, а так же строении дерева.

Однако стоит обратить свое внимание и на то, что влажное дерево очень плохо возгорается и горит, при этом остается большое количество золы, что плохо сказывается на дымоходе, они сильно засоряются.

Самая высокая жаропроизводительность у дуба, бука, березы, лиственницы или граба, однако эти породы являются самыми нерентабельными и дорогими. Поэтому их применяют очень редко и то в виде стружки или опилок. Самая низкая теплоотдача – у тополя, ольхи и осины. Существует таблица, в которой указаны основные породы и их жаропроизводительность.

Таблица некоторых основных пород и их теплоотдача:

• Ясень, бук – 87%;
• Граб – 85%;
• Дуб – 75, 70%;
• Лиственница – 72%;
• Береза – 68%;
• Пихта – 63%;
• Липа – 55%;
• Сосна – 52%;
• Осина – 51%;
• Тополь – 39%.

Хвойные породы имеют низкую температуру горения, поэтому их лучше использовать для загорания открытого огня (костра). Однако древесина сосны загорается очень быстро и способна долго тлеть, так как в ее состав входит огромное количество смол, поэтому эта порода способна длительное время сохранять тепло. Но все же для отопления хвойную породу лучше не использовать, так как при ее сгорании образуется много дымовых газов, которые оседают в виде сажи на дымоходе и его приходится чистить, так как он быстро засоряется.

При какой температуре происходит воспламенение древесины?

Пиролиз – процесс гниения древесины при большой температуре на СО2 и останки горения – происходит в три фазы.

Начальная течет при 160-260 градусах. В дереве начинают происходить необратимые изменения, заканчивающиеся возгоранием. Температура возгорания древесины колеблется в районе 200-250 градусов.

Вторая фаза пиролиза – 270-430 градусов. Начинается разложение древесины под воздействием большой температуры.

Третья фаза свойственна для разведенного костра, растопленной печи. Температура возгорания дерева по шкале Цельсия в третьей фазе составляет 440-610 градусов. При подобных условиях загорится дерево практически в любом состоянии и оставит после себя кокс.

Разнообразные породы дерева имеют различную температуру загорания. Температура возгорания сосны – дерева не самого горючего – составляет 250 градусов. Дуб загорится при температуре 235 градусов.

Какие дрова горят лучше, а какие – хуже?

Прекраснее всего горят сухие дрова. Древесина, пропитанная влагой, тоже горит, однако для вывода и испарения влаги требуется значительная температура и какое то время. Данный процесс в большинстве случаев сопровождается отличительным шипением. Не все знают, что при возгорании «сырой» древесины выделяется кислота уксуса. Данный факт очень плохо проявляется на печном оборудовании и на общем КПД горения. Очень рекомендуется пользоваться сухими дровами, и также покупать дрова весною, чтобы они успели высохнуть до приходов холода.

От чего обуславливается результативность горения?

Результативность горения – показатель, который определяется тепловой энергетикой, которая не «улетает в трубу», а подается печи, нагревает ее. На данный показатель воздействуют несколько факторов.

В первую очередь это целость печной конструкции. Щели, трещины, излишек золы, нечистый дымотвод и другие поломки выполняют горение малоэффективным.

Второй ключевой фактор – плотность дерева. Самой большой плотностью обладают дуб, ясень, груша, лиственница и береза. Наименьшей – ель, осина, сосна, липа. Чем плотность выше, тем длительнее будет гореть кусочек древесины, а значит, длительнее выделять тепло.

Может ли случиться пожар в бане при большой температуре воздуха?

Это в теории возможно, но почти что исключается. Для того чтобы настало самопроизвольное воспламенение дерева в бане, температура окружающей среды должна быть около 200 градусов. На это не способна ни одна баня, и тем более ни один человек.

Рекорд по пребыванию в сауне принадлежит шведу, который при температуре 110 градусов смог удержаться 17 минут. Для многих людей температура в 90 градусов считается предельно возможной. При подобном прогреве воздуха резко увеличивается нагрузка на сердце и есть шанс упасть в обморок.

Баню или парную все же предлагают не оставлять прогретой более 100 градусов очень долго из соображений пожарной безопасности. Хотя температура возгорания дерева и начинается с 200 градусов, но предостороженность никогда не повредит.

Как бороться с гниением древесины?

Пресекать развитие грибов и проникновение грибных спор в сердцевину дерева нужно уже в процессе производства и хранения материала. Ведь после рубки его влажность близка к 40%. Для предотвращения гнилостных процессов применяются такие защитные меры, как естественная и промышленная сушка пиломатериалов.

При естественной сушке заготовленные пиломатериалы должны отлежаться минимум 1 год. При промышленной сушке этот процесс значительно ускоряется благодаря методу нагрева пиломатериала до 80-100 градусов. Так происходит стерилизация стройматериала с избавлением его от грибницы и спор.

Статья по теме: Ревизионный люк своими руками

Чтобы дерево не гнило, его нужно обработать специальными составами.

Остановить гниение помогает и обработка древесины различными водорастворимыми и маслянистыми антисептиками. В бытовых условиях производится поверхностная антисептическая защита древесины. Пройдясь несколько раз кистью или распылителем для нанесения антисептика, можно надежно пропитать верхний слой древесины.

Для глубокой пропитки нужны промышленные мощности, поскольку она осуществляется методом погружения древесных элементов на несколько часов в горяче-холодные антисептические ванны или с помощью автоклава. Однако даже очень качественный сухой материал во время его эксплуатации может быть подвергнут гнилостному заражению.

Требования по пожарной безопасности при обращении с огнём

Нужно всегда помнить, что при обращении с огнём залогом успешных действий считается выполнение правил пожарной безопасности. Сделайте несколько условий и обезопасьте себя и остальных от пожара.

1. Запрет на разведение костров в лесной глуши летом введен не спроста. Летом шансы загорания лесной подстилки и быстрого появления пожара намного выше, чем в остальное время года.

2. При разведении костра на природе в первую очередь вырыть маленькое кострище, сняв лопатой слой находящийся сверху дерна. В последующем верхний слой почвы неплохо бы вернуть на место.

3. В целях локализации огня рекомендуется обнести костер ограждением из камней или кирпича.

4. Всегда в зоне шаговой общедоступности должно быть средство пожаротушения: огнетушитель, песок или емкость с водой.

5. При тушении костра в первую очередь убедиться в том, что все угли погасли, и костер не разгорится вновь. Чтобы это выполнить рекомендуют хорошо залить очаг водой, присыпать сверху землёй или заложить верхним слоем почвы.

6. Не нужно оставлять деток тет-а-тет с источником огня. Это приведет к плохим результатам.

7. При использовании печью или камином не необходимо сохранять очень близко от камеры сгорания огнеопасные предметы, средства для розжига. Неплохо бы сделать покрытие пола рядом с камерой сгорания из материала который не горит (лист стали).

8. Нужно поддерживать печь в рабочем состоянии: вовремя заделывать все появившиеся щели, иногда выгребать золу.

9. Фундамент для печи требуется выполнять из кирпича. Не стоит применять в таких целях древесные подмостки. Это опасно обрушением всей конструкции.

10. Печную трубу на чердаке следует изолировать материалом негорючим, не сохранять на чердаке огнеопасные материалы.

11. Нельзя полностью закрывать заслонку печи, не удостоверившись, что процесс горения в камере сгорания закончился. В другом случае возможно удушье от излишка углекислого газа.

Факторы, влияющие на температуру горения

Температура горения дров в печи зависит не только от породы древесины. Значимыми факторами также являются влажность дров и сила тяги, которая обусловлена конструкцией теплового агрегата.

Влияние влажности

У свежесрубленной древесины показатель влажности достигает от 45 до 65%, в среднем – около 55%. Температура горения таких дров не поднимется до максимальных значений, так как тепловая энергия будет уходить на испарение влаги. В соответствии с этим снижается теплоотдача топлива.

Чтобы при сгорании древесины выделялось необходимое количество теплоты, используются три пути

:

• для обогрева помещений и приготовления пищи используется почти вдвое больше свежесрубленных дров (это оборачивается ростом расходов на топливо и потребностью в частом обслуживании дымовой трубы и газоходов, в которых будет оседать большое количество сажи);
• свежесрубленные дрова предварительно высушиваются (бревна пилятся, раскалываются на поленья, которые укладывают в штабель под навес – для естественной сушки до 20% влажности требуется 1-1,5 года);
• закупаются сухие дрова (финансовые затраты компенсируются высокой теплоотдачей топлива).

Теплотворная способность березовых дров из свежесрубленной древесины достаточно высока. Также пригодно к использованию топливо из свежесрубленного ясеня, граба и других твердых пород древесины.

Влияние подачи воздуха

Ограничивая поступление кислорода в топку, мы снижаем температуру горения древесины и уменьшаем теплоотдачу топлива. Длительность сгорания закладки топлива можно увеличить, прикрывая заслонку котельного агрегата или печки, но экономия топлива оборачивается низким КПД сжигания из-за неоптимальных условий. К дровам, горящим в камине открытого типа, воздух поступает свободно из помещения, и интенсивность тяги зависит в основном от характеристик дымохода.

Упрощенная формула идеального сгорания древесины такова

:

С + 2Н2 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q (теплота)

Углерод и водород сжигаются при подаче кислорода (левая часть уравнения), в результате образуется тепло, вода и углекислый газ (правая часть уравнения).

Чтобы сухие дрова горели при максимальной температуре, объем воздуха, который поступает в камеру сгорания, должен достигать 130% от объема, требуемого для процесса горения. При перекрывании потока воздуха заслонками образуется большое количество угарного газа, и причиной тому недостаток кислорода. Угарный газ (недожженный углерод) уходит в дымоходную трубу, при этом падает температура в камере сгорания и уменьшается теплоотдача дров.

Экономный подход при использовании твердотопливного котла на дровах – установка теплоаккумулятора, который будет запасать излишки тепла, образующегося при горении топлива в оптимальном режиме, с хорошей тягой.

С дровяными печами так экономить топливо не получится, поскольку они напрямую греют воздух. Тело массивной кирпичной печи способно аккумулировать относительно небольшую часть тепловой энергии, а у металлических печек излишки тепла напрямую уходят в дымоход.

Если вы открыли поддувало и увеличили тягу в печи, интенсивность горения и теплоотдача топлива увеличится, но и потери тепла также возрастут. При медленном сгорании дров возрастает количество угарного газа и уменьшается теплоотдача.

Горение древесины

Процесс горения древесины – это изотермический процесс, который сопровождается выделением тепла. Чтобы дерево загорелось, в первую очередь его необходимо подогреть до температуры возгорания.

Подогрев древесины

Подогрев — это нагрев участка древесины от наружного теплового источника до температуры возгорания. Тепловым источником может послужить поднесенная спичка, находящийся по соседству горящий участок полена или щепки, либо что-что еще, способное согревать и подогревать до необходимой температуры. Когда температура прогреваемого участка достигнет 120-150°С — начинается очень медлительное и постепенное обугливание дерева, с образованием самовоспламеняющегося угля. При достижении температуры 250-350°С, начинается активное термическое разложение древесины на составляющие. На деревянные поверхности рождается заметный обугливающийся слой, который начинает тлеть ( гореть без пламени). При этом из обуглившегося слоя начинает выделяться белый (бурый) дым. Самого процесса горения еще нет. Если остановить нагрев, то загорания не наступит. Наличие дыма говорит лишь том, что поверхность древесины уже довольно прогрелась и настало ее термическое разложение на газообразные составляющие. Белый дым — это не что иное, как продукты термического разложения древесины, сдобреные порядочной порцией пара перегретого.

Вспышка газогенераторных газов

При будущем разогреве и повышении температуры, термическое разложение древесины на газообразные составляющие будет усиливаться. Процесс термического разложения (пиролиз) пойдёт вглубь деревянной массы. Концентрация газогенераторных газов в зоне разогрева достигнет критичной метки и случится их загорание (вспышка). Вспышка состоится на границе с кромкой белого дыма и распространится на весь его объем. Появится светло-жёлтое пламя. Температура зоны разогрева может резко увеличиться за счёт теплоты от сгорания газогенераторных газов. Температура вспыхивания горючих газогенераторных газов находится в границах 250-300°С. Это температура, при которой становится в теории допустимым процесс возгорания и горения самой древесины.

Воспламенение древесины

Если и дальше продолжать разогревать древесину, то наступит ее воспламенение. Это первая стадия горения, на протяжении которой энергия, подводимая к системе от внешнего источника, приводит к резкому ускорению термохимической реакции. Опыт говорит, что в природных условиях воспламенение древесины встречается при температуре от 450 до 620°С.

Возгораемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, формой сечения элемента из дерева, скоростью потока воздуха (тяги), положением элемента в тепловом потоке (горизонтальное,, вертикальное) и т, п. Важное значение для процесса горения имеет плотность материала. Нетяжелая, пористая древесина ольхи или тополя загорается быстрее, чем плотная (дуб и т. п.). Влажная древесина сложнее загорается, так как до возгорания нужно потратить добавочное кол-во теплоты на парообразование воды. Замедляющим аргументом также считается очень высокая проводимость тепла влажной древесины; загоревшийся верхний слой ее скорее охлаждается. Круглые и тяжелые детали горят хуже, чем с прямоугольным профилем и с малым сечением, с острыми ребрами н относительно развитой поверхностью сбоку. Не струганная поверхность компонентов, аналогичная рыхлой древесине, загорается быстрее, чем гладкая.

Принципиально важным и обязательным требованием для возгорания и горения любого вещества считается достаточный приток кислорода и концентрация теплоты горения, которая не рассеивается, а идет на прогрев новых соседних участков топлива до температуры возгорания.

Горение древесины

Если упомянутое выше требование выполняется, то появившееся при вспышке пламя уже не тухнет, а охватывает всю обугленную часть древесины. Это значит, что древесина воспламенилась, и процесс возгорания перешел в процесс горения. Полено (щепка), если его извлечь из очага, будет гореть на воздухе собственными силами.

Со своей стороны, горение дерева состоит из 2-ух фаз — пламенной фазы и фазы тления.

В режиме тления преобладающим процессом считается горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). При этом, газогенераторные газы выделяются неторопливо и не могут воспламениться из-за небольшой собственной концентрации. Газообразные продукты охлаждаются, конденсируются и дают богатый белый дым. При возгорании в режиме тления происходит движение воздуха в толщу горящей древесины

В режиме пламенного горения ведущим процессом считается горение газообразных продуктов пиролиза., которое отличается движением горячих газов наружу.

Две фазы горения неразделимо связаны и будут длиться до той поры, пока в зоне горения будут соблюдаться три условия: наличие топлива, наличие кислорода и концентрация нужной температуры.

Затухание древесины

Если одно из таких условий не выполняется, то пламя тухнет и общий процесс возгорания и горения, либо заканчивается, либо, точно повторяется изначально, в зависимости от постоянности наружного теплового источника.

Температура самовоспламенения древесины

Невысокая температура, до которой необходимо подогреть древесину, чтобы она загорелась, именуется температурой самовоспламенения.

Температура самовоспламенения древесины 250—300°. Это можно объяснить тем, что при нагреве из дерева выделяются огнеопасные горючие газы (летучие продукты), и также приличное количество кислорода.

В результате окислительного процесса летучих веществ с кислородом воздуха приходит самовоспламенение древесины при температуре сравнительно невысоких, чем у остальных твёрдых веществ (уголь, древесный уголь и др.). Температура самовоспламенения древесины зависит также от степени ее размельчения. Чем больше измельчена древесина, тем ниже ее температура самовоспламенения. Так, к примеру, температура самовоспламенения стружки из дерева намного меньше, чем деревянных брусков. Это можно объяснить тем, что поверхность 1 кг стружки больше, чем 1 кг брусков. А с большей деревянной поверхности выделяется при нагреве больше летучих веществ, способных к окислению и самовоспламенению.

Причины возникновения гнилостных процессов, их типы и стадии

Биологическое разрушение древесины запускается в следующих обстоятельствах:

Гниение древесины часто происходит из-за сырости.

• сырой и теплый климат;
• наличие доступа кислорода;
• внутренняя влажность самой древесины выше 18-20%.

Эти факторы предоставляют возможность различным грибкам паразитировать на древесине и вызывать гнилостные процессы. Так, свежесрубленные бревна в местах вырубки и штабеля пиломатериалов на складах может поражать складской и столбовой гриб. А стройматериалы и деревянные сооружения, выполненные из древесины как лиственных, так и хвойных пород, могут пострадать вследствие дереворазрушающего воздействия многих разновидностей домовых грибов (настоящего, белого, пленчатого и др.).

Тип загнивания зависит от собственных физических качеств дерева и вида паразитирующего на нем грибка.

При деструктивном типе, спровоцированном губкой лиственничной, серно-желтым, окаймленным и другими трутовиками:

При гниении в древесине появляются трещины.

1. Древесина становится меньше в объеме.
2. Проявляются трещинки.
3. Окрас дерева изменяется от красноватого цвета до бурого и темно-бурого.
4. Структура древесины становится хрупкой.
5. Возникает распад древесины на кусочки в виде кубов и призм, в дальнейшем она рассыпается в порошок.

Статья по теме: Стыки и щели между ванной и стеной — что делать?

При коррозионном гнилостном поражении:

1. Древесина не теряет вязкости и объема.
2. Разрушения частичны и чередуются со здоровыми зонами.
3. В древесном материале сначала возникают ячейки и ямки, затем он начинает расслаиваться на волокнистые слои.
4. Окрас пораженной грибками древесины становится пестрым (белые очаги на бурой основе) либо очень светлым (белый, светло-желтый или мраморный).

Виной пестрого гниения являются такие грибы, как губки (сосновая, корневая, еловая) и трутовики (дубовый, еловый комлевой). Белый окрас вызывают опенок и трутовики (плоский, ложный, настоящий).