Сегодня такой лесоматериал используется в лучшем случае как дрова, а зачастую разлагается на месте, создавая ненадлежащую санитарно- пожароопасную среду; заброшенные сооружения являются своего рода «питомником» для размножения вредных насекомых.
В то же время из-за интенсивных рубок деревьев и под действием неблагоприятных природно- климатических факторов резко уменьшаются площади лесов, особенно ценных хвойных пород в европейском регионе. Уже в ближайшем будущем это может привести к тяжелым экологическим последствиям.
Следовательно, исследования технического качества древесины в старых сооружениях для выявления возможности ее рационально- целевого использования являются актуальными и имеют практическую направленность в решении экономических и экологических задач.
Диагностика качества
Известно, что для определения физико-механических свойств древесины имеются ГОСТы серии 16483, разработанные еще в 30-х годах прошлого века. На практике они не получили широкого внедрения, так как основаны на разрушающих методах испытаний древесины, требующих больших трудозатрат и времени — рубка дерева, распиловка, изготовление строго стандартных образцов в виде продольных брусков размерами 20×20×300 мм, их калибровка и т.д. По этим же причинам стандартные методы, за редкими исключением, не подходят для диагностики технического качества древесины в сооружениях.
В научно-производственной лаборатории ПГТУ разработаны, изготовлены и апробированы новые технические средства, позволяющие неразрущающими методами проводить экспресс- диагностику упруго- вязких и дендроакустических (резонансных) свойств древесины на корню, то есть без рубки дерева.
Не вдаваясь в детальное изложение всех тонкостей новых технических средств и методов, остановимся на основных моментах.
Апробированы два принципиально разных подхода: виброакустический и пробно- акустический. В первом случае диагностика технического качества древесины, включая выявление пороков (внутренняя гниль) осуществляется механическим ударом по стволу специальным виброустройством (молотом с датчиком) с дальнейшим фиксированием, расшифровкой и анализом акустического отклика. Принцип виброакустической диагностики основан на «звуковом» способе отбора деревьев по так называемому в народе методу «обухом по стволу». Бесспорно, этот способ путем соответствующей модернизации можно внедрить и для диагностики технического качества древесины в сооружениях.
Пробно-акустический метод основан на извлечении из ствола радиально- поперечного керна диаметром около 4-х мм и дальнейшем определении плотности, макростроения, модуля упругости, частотно- амплитудных (акустических) и резонансных свойств древесины с помощью специального программно- аппаратного комплекса.
Этот метод отличается большой информативностью определения физико- механических показателей; например, по кернам можно идентифицировать все цветовые характеристики, что является особенно важным в экспресс- диагностике и отборе старой древесины в сооружениях для выработки лесоматериалов спецназначения.
Для характеристики цвета древесины обычно пользуются словесными описаниями, но такой подход не удовлетворяет требованиям в оценке качества резонансных лесоматериалов. В этих целей можно пользоваться объективными показателями: цветовой тон; чистота; светлота.
Отметим, что научно- производственная лаборатория ПГТУ является пока единственной в своем роде в России, а новые способы и технические средства для неразрушающей экспресс- диагностики резонансной древесины с уникальными акустическими свойствами на корню и в сортиментах имеют мировой приоритет и прошли широкую апробацию и опытно- производственное внедрение. В частности,- о чем уже была публикация в федеральном журнале «Дерево.RU», — лаборатория по заданию ООО «Реставрационно- строительная компания» (г. Москва) проводила мониторинг древесины в панелях зрительного зала Государственного Академического Большого театра и оценку акустического качества нового материала для его реставрации.
В свое время по заданию Росмузпрома были выполнены экспедиционные изыскания по выявлению и составлению карты распределения запасов резонансной древесины ели в насаждениях Кировской и Пермской областях, Удмуртии и Республики Марий Эл.
В настоящее время данное подразделение ПГТУ проводит теоретические и экспериментальные исследования древесины с применением набирающего известность во всем мире методе диагностики скрытых пороков и определении свойств древесины на основе измерения сопротивления сверлению.
Разработана и обоснована методика, изготовлено устройство для мобильной экспресс- диагностики определения плотности древесины по энергосиловым параметрам процесса сверления, а также запатентован «Новый способ для экспресс- диагностики резонансных свойств выдержанной в старых сооружениях древесины».
Главное: в порядке апробации новых способов и технических средств начаты комплексные исследования и получены первые положительные результаты по выявлению резонансных и других физико- механических свойств выдержанной древесины в жилом доме после 70-и летней эксплуатации.
Работа проводится в условиях Волго-Вятского экономического региона, где на сегодня остались без жителей 1830 деревень, а основным строительным материалом пустующих домов является древесина ели и сосны. Особый практический интерес объект исследований представляет тем, что по лесорастительным условиям данный регион входит в зону южной тайги и здесь ранее были выявлены немалые запасы резонансной древесины ели на корню.
Выводы и практические рекомендации
Выдержанная десятилетиями в естественных условиях древесина приобретает совершенно новые физико- механические свойства, которые по известным причинам отсутствуют у свежесрубленной и высушенной даже самыми современными технологиями.
В большинстве случаев происходит повышение прочности и модуля упругости и других показателей. Особые преимущества старой древесины в сооружении — стабильность ее физико- механических и уникальных акустических (резонансных) свойств, благодаря чему такой материал становится особо ценным и однозначно подлежит рационально — целевому использованию.
Оставшуюся после отбора особо ценного лесоматериала древесину можно использовать по другим целевым назначениям- на изготовление технологической щепы, пеллета или просто на удобрение (золы) путем сжигания.
Не менее актуальной на сегодня является также социально- экологическая проблема общегосударственного масштаба, связанная с благоустройством заброшенных деревень и сел; к сожалению, они представляют собой весьма печальный пейзаж на просторах современной России и служат в основном объектом для фотосъемок иностранными туристами.
Следовательно, нужна специальная Программа по рационально- целевому использованию старой древесины в сооружениях и сохранению исторической памяти самих деревень путем сплошного их сноса и благоустройства бывшей территории- установление часовни или стелы, закладка небольших аллей и др.
Эксклюзивно для журнала «Дерево.RU»
Владимир Федюков, заведующий кафедрой, руководитель научно- производственной лаборатории «Квалиметрия резонансной древесины» ПГТУ, д.т.н.. профессор
Василий Чернов, руководитель МИП ООО «Новые лесные технологии», к.т.н., доцент
Мария Чернова, заведующая лабораторией, аспирант
