Korozja drewna budowlanego

Drewno pod względem chemicznym składa się z celulozy, ligniny, hemicelulozy oraz niewielkich ilości żywic, tłuszczów, białek i substancji mineralnych. Podstawowymi czynnikami, które wpływają na degradację drewna są: warunki atmosferyczne, grzyby i owady. Korozja wywołuje zmiany w strukturze oraz we właściwościach fizycznych i chemicznych drewna. Zmiany te zachodzą niezależnie od siebie, jednak mogą się nawzajem potęgować, co w rezultacie prowadzi do zniszczenia materiału.

Warunkiem żywotności i wytrzymałości konstrukcyjnej drewna jest przestrzeganie następujących zasad: odpowiedni skład gatunkowy drzewostanów, prawidłowa gospodarka leśna, uzyskanie wieku rębności, właściwa pora ścinki
i wywozu drewna, odpowiednie warunki przetarcia surowca, przechowywanie w odpowiedniej temperaturze i wilgotności, branie pod uwagę czynników biodegradacyjnych na etapie projektowania konstrukcji, wykonawstwa oraz eksploatacji.

Pozyskiwanie
Pozyskiwanie drewna przed uzyskaniem wieku rębności, w szczególności drewna iglastego wytwarzającego twardziel najczęściej wykorzystywanego do celów konstrukcyjnych, daje kiepski materiał o niskiej gęstości spowodowanej przewagą warstwy bielastej, małej odporności na grzyby i owady (wyższa wilgotność i mniejsza twardość). Pień sosny w przekroju poprzecznym składa się z ciemnego rdzenia zwanego twardzielem, wokół niego koncentrycznie ułożone są roczne słoje warstwy bielastej od zewnątrz otoczone korą. Pod względem konstrukcyjnym, wytrzymałościowym oraz odporności na grzyby i owady zdecydowanie większą wartość ma drewno zawierające przewagę twardziela nad bielem.

Najczęściej drewno pozyskiwane jest z lasu w okresie letnim, w okresie intensywnej wegetacji. Latem (w związku ze wzrostem) drewno ma wyższą wilgotność, co wpływa bezpośrednio na podatność surowca na rozwój sinizny i pleśni w wysokich letnich temperaturach. Suszenie tarcicy
z wyższego progu wilgotności powoduje pęknięcia, które negatywnie wpływają na jej późniejsze walory estetyczne i konstrukcyjne oraz stwarzają warunki do zagnieżdżenia jaj owadów oraz zarodników grzybów. W okresie letnim przypada również okres rujki szkodników, które mogą zostać zawleczone z transportem do tartaku i tam infekować wyrobione drewno.

Drewno po ścince powinno być jak najszybciej przetarte i pozbawione kory, w przeciwnym razie dochodzi do sinizny wywołanej przez niedoskonałe grzyby oraz do atakowania warstw bielastych przez szkodniki rozwijające się w  martwej korze. Materiał przetarty powinien być przechowywany z dala od drewna w balach i kory, w miejscu osłoniętym od bezpośredniego działania słońca i deszczu oraz na przekładkach pozwalających na prawidłowe przewietrzanie. Rzeczywistość jest jednak inna. Z oszczędności placu i materiału, tarcica z korą w sąsiedztwie świeżo transportowanych z lasu bali, leży na nierównych, cienkich przekładkach, w wyniku czego krzywi się i sinieje, pęka od piekącego słońca lub absorbuje wodę z opadów, zbiera jaja szkodników oraz zarodniki grzybów i czeka na „szczęśliwego odbiorcę”.

Projektowanie i wykonawstwo
Następnymi mankamentami są błędy w projektowaniu i wykonawstwie konstrukcji drewnianych. Do podstawowych należy stosowanie surowego drewna nie poddanego impregnacji, bądź poddanego nietrwałej metodzie powierzchniowej, która po paru latach nie chroni już drewna. Mało kto zdaje sobie sprawę, że zabarwione na zielono drewno nie daje żadnej gwarancji trwałości na przyszłość. Udowodnione jest, że jedyną skuteczną metodą zabezpieczającą na długie lata materiał drewniany jest impregnacja ciśnieniowa.

Brzemienne w skutkach są błędy konstrukcyjne powodujące zaciekanie, zawilgocenie oraz podtapianie konstrukcji - tworzy to warunki do rozwoju grzybów, glonów, mchów i porostów. Z kolei brak lub nieprawidłowa wentylacja poddaszy i przestrzeni pod pokryciem dachowym stwarza warunki (wzrost temperatury i wilgotności) rozwojowi grzybów i larw szkodników. Do podstawowych błędów w eksploatacji domów i konstrukcji drewnianych należą: brak okresowego odnawiania powłok ochronnych na elementach drewnianych narażonych na działanie czynników atmosferycznych oraz tworzenie z domów mieszkalnych szczelnych, zaizolowanych termosów. Najprostszą naturalną metodą walki z grzybami jest ruch świeżego powietrza wentylujący drewniane konstrukcje.

Rozkład drewna
Zmiany zachodzące w drewnie wskutek działania czynników biotycznych można sklasyfikować w następujący sposób: bakterie, glony, grzyby, porosty, mchy, paprocie, rośliny nasienne, owady, inne organizmy zwierzęce. Jedną z dwóch najgroźniejszych grup są grzyby, powodujące rozkłady drewna. Wyróżnia się: biały rozkład drewna, brunatny rozkład drewna, szary rozkład drewna. Niebezpieczeństwo rozkładu drewna polega na tym, że go nie słychać oraz często nie widać, a potrafi strawić drewno w całym przekroju i doprowadzić do katastrofy budowlanej.

Biały rozkład drewna rozpoznajemy po białych wykwitach na powierzchni. Grzyby powodujące ten rozkład mają zdolność rozkładu wszystkich składników drewna (celulozy, ligniny i hemicelulozy). Rozkład ten występuje głównie w żywych i martwych drzewach w lesie i na składowiskach, ale spotykany jest również w drewnie wyrobionym i w budynkach. Dzielimy go na rozkład biały jednolity, kiedy równomiernie rozkładana jest celuloza i lignina, oraz rozkład biały niejednolity (selektywny), tzn. najpierw rozkładana jest lignina i hemiceluloza, a później celuloza.

Brunatny rozkład drewna występuje najczęściej w drewnie wyrobionym i w konstrukcjach. Rozpoznajemy po brunatnej barwie i pękaniu drewna na pryzmatyczne kostki, grzyby w bardzo szybkim tempie rozkładają celulozę stanowiącą szkielet drewna i hemicelulozę. Celuloza pod wpływem enzymów wydzielanych przez grzyby ulega rozkładowi na cukry proste, wydzielając przy tym dwutlenek węgla i wodę. Większość z grzybów powodujących brunatny rozkład drewna wytwarza sznury grzybniowe (ryzomorfy) o średnicy dochodzącej do kilkunastu milimetrów i długości dochodzącej do kilkunastu metrów. Przy pomocy tych sznurów grzyby potrafią trawić konstrukcje wielopiętrowych budynków, zdobywając kolejne drewniane stropy. Brunatny rozkład drewna jest najgroźniejszym z rozkładów, potrafi w ciągu 9 miesięcy strawić 70% masy drewna w elementach konstrukcyjnych, co niejednokrotnie prowadzi do katastrof budowlanych.

Szary rozkład drewna charakteryzuje się szarą strukturą drewna, pękająca na drobne pryzmatyczne kosteczki. Jest to rozkład powierzchniowy, sięgający na głębokość około 4 mm. Występuje głównie w drewnie na zewnątrz budynków i narażonym na ciągłe zawilgocenie. Rozkłada wszystkie składniki drewna w obszarze swego działania.    

Niszczące owady
Drugą najgroźniejszą i najczęściej występującą grupą są owady niszczące drewno. Ze względu na swą mobilność (postacie doskonałe potrafią latać) oraz problem z identyfikacją i dostępem (larwy wgryzają się w głąb przekroju drewna) są najtrudniejszym do zwalczenia czynnikiem powodującym korozję biologiczną drewna. Ze względu na upodobania mikroklimatyczne i bytowe dzielimy je na następujące grupy: niszczące drewno powietrznosuche (miazgowce, spuszczel pospolity, kołatek domowy, wyschlik grzebykorożny), niszczące zawilgocone i częściowo rozłożone przez grzyby (tykotek pstry, kołatek uparty, krokwiowiec piłkorożny, palotocz mostowy, bartodziej próchnik, miedziak sosnowiec), niszczące konstrukcje drewniane zasiedlone na etapie surowca (wykarczak sosnowiec, szczapówka bruzdkowa), zasiedlające niekorowane drewno w konstrukcjach (zagwoździk fioletowy, stukacz świerkowiec). Najwięcej szkód w drewnie wyrobionym wyrządzają szkodniki z pierwszej grupy. Sprzyja im ludzka nieświadomość i bezmyślność oraz niekontrolowane dążenie do oszczędności energii poprzez przesadną izolację oraz niedostateczną wentylację konstrukcji drewnianych. Pole do popisu szkodnikom daje wykorzystywanie tańszego nieimpregnowanego materiału konstrukcyjnego. Dla porównania, larwa spuszczela w tradycyjnej, nieizolowanej i dobrze wentylowanej więźbie dachowej rozwija się od 5-8 lat, natomiast w nowoczesnej, ocieplonej i pozbawionej wentylacji rozwija się od 2-3 lat.

Zapobieganie większości czynników korozji biologicznej drewna jest stosunkowo proste, ale ich usuwanie w gotowej eksploatowanej konstrukcji bardzo trudne i wymagające wiedzy, doświadczenia oraz dostępu do specjalistycznych technologii i preparatów.