Вред, причиняемый термитами в странах тропического климата, настолько велик и многообразен, что иногда этих насекомых относят к всеядным.
На самом же деле, термиты питаются в основном мертвой древесиной и травой и лишь немногие виды поедают живые растения. Естественно поэтому, что наибольшую опасность термиты представляют для деревянных конструкций и материалов, содержащих клетчатку. Таким материалам и изделиям термиты наносят пищевые повреждения. Для них характерен активный поиск содержащего целлюлозу материала и очень сильное его разрушение вплоть до полного уничтожения. Размножаясь в больших количествах, термиты приводят в полную негодность деревянные жилые дома и промышленные сооружения, поедают бумагу, картон и изделия из древесины.
Наряду с этим в последнее время неоднократно отмечались повреждения термитами различных искусственных материалов и хотя эти повреждения носят, как правило, не пищевой, а случайный характер, они могут быть опасны для ряда сложных радиоэлектронных установок и дорогого оборудования, где даже незначительные нарушения изоляции электрических цепей могут вывести из строя всю систему. Забираясь внутрь различных механизмов и аппаратов, термиты натаскивают туда землю и прилепляют ее к различным деталям. При этом они не только загрязняют систему, но могут изменять ее электрические параметры и мешать взаимодействию отдельных ее узлов. Обычно внутрь машин и аппаратов термиты привлекаются какими-либо питательными для них материалами.
Случаи повреждения термитами промышленных изделий и оборудования требуют специальных мер защиты. Однако прежде чем защищать те или иные конструкции, мы должны знать, какие из использованных в них материалов могут быть повреждены термитами. Несмотря на значительную работу, проведенную в различных странах, в настоящее время не существует простых и надежных критериев устойчивости к повреждению термитами многих, особенно новых синтетических материалов. Для некоторых из них полезно определять механическую твердость, но в большинстве случаев необходимо проводить биологические испытания.
Такие испытания изделий и материалов проводятся в ряде стран с середины пятидесятых годов. Ведутся они и в нашей стране. В них используются различные виды термитов, применяются разные методы постановки экспериментов и неодинаковые способы оценки полученных результатов.
Разнообразие методов и несогласованность получаемых результатов предопределили необходимость разработки Государственного стандарта на методы испытаний. Участвуя в создании ГОСТа в качестве головного разработчика, мы проверили многие варианты лабораторных и натурных методов, критически проанализировали литературные сведения и совместно с соисполнителями составили стандарт (ГОСТ 9.058—75), основные положения которого изложены ниже.
Биологические испытания стойкости материалов к повреждению термитами, как и другие подобные испытания, слагаются из предварительных лабораторных и натурных опытов. Целью лабораторных испытаний является отбор явно неустойчивых образцов и проверка токсичности материалов, обработанных ядохимикатами, Надежно оценить термитоустойчивость материалов позволяют натурные испытания.
Проведенный нами анализ термитов фауны СССР показал, что для лабораторных испытаний наиболее пригоден светобоязливый термит (Reticulitermes lucifugus Rossi). ГОСТ предусматривает использование в опытах этих термитов, добытых на юге Украины или в Азербайджане без длительного культивирования их в лаборатории, что значительно упрощает лабораторные испытания и делает их доступными широкому кругу организаций. Для натурных испытаний могут быть использованы оба вида термитов Anacanthotermes, а также гибрид между ними. К сожалению, на территории СССР нет возможности для проведения натурных испытаний с термитами влажных тропиков, а распространять на них результаты, полученные в сухих районах, не всегда возможно, поскольку во влажном тропическом климате материалы подвергаются иным природным воздействиям, да и сами термиты часто оказываются более агрессивными.
Лабораторные испытания могут быть основаны на привлекательности испытуемого материала для термитов или на случайном контакте насекомых с образцом материала. Эти методы разработаны и используются главным образом для оценки устойчивости древесины различных пород, обработанной специальными противотермитными средствами.
ГОСТ 9.058—75 включает лабораторные испытания, основанные на стремлении термитов к бегству из маленького садка, пол которого сделан из испытуемого материала. Покинуть такой садок термиты могут, только проделав соответствующее отверстие в образце материала. Этот метод наиболее универсален и может использоваться как для пищевых (для термитов), так и для непищевых материалов.
В процессе испытаний группа термитов (50 особей) экспонируется в контакте с испытуемым образцом материала в условиях высокой влажности и при постоянной температуре 26±1 в течение месяца, имея в качестве источника пищи влажную фильтровальную бумагу. Если в течение этого срока образец повреждается, то материал считают неустойчивым и исключают из дальнейших испытаний. Неповрежденные в лабораторных условиях материалы для окончательного заключения подвергают испытаниям в природных условиях.
Стандарт предусматривает два метода натурных испытаний: с закладкой образцов непосредственно в термитники A. ahngerianus и в почву на участке с вышкой плотностью термитов A. ahngerianus или A. turkestanicus. В непосредственной близости от испытуемых образцов размещают деревянные дощечки (контроль), по степени повреждения которых судя-т об активности термитов. Испытания продолжаются три года с ежегодными учетами состояния испытуемых и контрольных образцов. Указанные методы испытаний применяются Институтом зоологии АН Туркменской ССР с середины пятидесятых годов и нами более 10 лет. Они всесторонне проверены и дают хорошо повторяющиеся результаты. К недостаткам этих методов следует отнести использование только плоских образцов материалов. Испытание кабельных изделий и другой промышленной продукции, из которой невозможно изготовить плоские образцы необходимого размера, требуется совершенствовать. Вторым недостатком описанных методов испытаний в природных условиях является закапывание всех без исключения испытуемых материалов в почву, где многие из них подвергаются воздействию не только термитов, но и разрушаются грибами, бактериями, другими насекомыми, окисляются и вымываются почвенным раствором. Тогда как на самом деле целые группы материалов вообще не рассчитаны на пребывание в течение такого длительного срока в почве, не защищены от ее воздействия и на практике никогда с нею не контактируют. Для оценки устойчивости таких материалов необходимо разработать метод атмосферных испытаний.
Многочисленные биологические испытания позволили накопить значительные сведения по устойчивости различных промышленных материалов и изделий к повреждению термитами. К настоящему времени значительно возрос объем наших собственных данных по этому вопросу.
Для систематизации этих сведений был разработан «Классификатор материалов и изделий», построенный с учетом общности происхождения сырья (растительное, животное, минеральное и синтетическое), физико-механических свойств (твердость, чистота и форма поверхности) и химического состава материалов, определяющих их устойчивость.
По тем же принципам составлен «Справочник по устойчивости материалов и изделий к повреждению термитами». В нем отражены все имеющиеся сведения по устойчивости материалов и кабельных изделий отечественного производства. При этом оказалось возможным дать вполне определенную характеристику устойчивости некоторых больших групп материалов.
Поскольку особую опасность термиты представляют для материалов, содержащих клетчатку, эта группа была обследована особенно тщательно. Установлено, что древесина и изделия из нее, непропитанные специальными защитными средствами, могут использоваться в пищу термитами многих видов. Пищевым повреждениям способствует высокая влажность и поражение древесины гнилостными грибами. Устойчивые к термитам древесные породы на территории СССР неизвестны. Сильно повреждаются термитами фанера, древесноволокнистые и древесностружечные плиты. Пластиковые покрытия могут в некоторой степени повышать их устойчивость.
Бумага разных видов (писчая, типографская, рисовальная, чертежная, техническая, упаковочная и др.) может служить пищей термитам и разрушается ими до полного уничтожения. Ее устойчивость может быть повышена специальными пропитками.
Картон на основе целлюлозного волокна, древесной массы и других растительных материалов может использоваться термитами в пищу и сильно ими разрушается. Не обладает достаточной устойчивостью ш фибра. Ее повреждения более выражены при отсутствии другого корма для термитов. Материал истачивается термитами послойно.
Хлопчатобумажная вата, ватин, нетканные полотна, пряжа, нитки, шнуры и веревки, а также ткани различного назначения могут потребляться в пищу термитами, и поэтому сильно ими повреждаются. Неустойчивы также ткани со стандартной водоотталкивающей, противогнилостной и комбинированной пропиткой. В такой же степени повреждаются льняные ткани и другие материалы.
Материалы и изделия животного происхождения (шелк, шерсть, кожа) в меньшей степени привлекают термитов, чем растительные. Однако большинство из них неустойчиво и, вероятно, может частично использоваться термитами в качестве дополнительного источника пищи. Технический войлок и кожу термиты сильно истачивают и приводят в полную негодность. Однако те же материалы, пропитанные различными смазками, обычно вполне устойчивы. Устойчивость кожи зависит также от способа ее обработки.
Противоположными свойствами обладает третья группа органических продуктов — асфальтобитумные материалы. Они высоко устойчивы к воздействию термитов и широко применяются для защиты древесины от гниения и разрушения насекомыми, в том числе термитами.
Минеральные материалы и изделия обычно не привлекают термитов. Большинство из них (строительные камни, кирпич, бетон, стекло, металлы) по своей твердости недоступны насекомым. Однако в некоторых материалах со слабой внутренней связью частиц (сырцовый кирпич, глина, гипс, известковые растворы) термиты могут выгрызать глубокие ходы и камеры, существенно изменяя внутреннюю структуру материала и прочность конструкции. Сильно повреждаются ими фибролитовые и арболитовые плиты, в которых в качестве заполнителя используется древесная шерсть.
Неустойчивы к повреждению термитами и многие материалы из минеральных волокон. В рыхлых теплоизоляционных материалах термиты способны выгрызать значительные камеры, которые они выстилают земляной коркой. Стеклянные, асбестовые нити и жгуты термиты легко перекусывают. При случайных контактах довольно сильно повреждаются сетки и ткани из стеклянного волокна, в том числе электроизоляционные лакоткани. Из металлов заметный ущерб термиты могут причинять алюминиевой фольге и свинцу.
Синтетические материалы обладают наиболее широким спектром самых разнообразных свойств и постоянно пополняются новыми группами. По имеющимся результатам можно заключить, что среди ненаполненных пластмасс достаточно высокой устойчивостью обладают фторопласты, полистиролы, полиметакрилаты и винипласт. Более мягкие поливинилхлоридные пластикаты и полиэтилен при случайных контактах в небольшой степени повреждаются термитами. Неустойчивы синтетические пленки, искусственные кожи и почти все газонаполненные пластмассы. Некоторые пористые материалы привлекают термитов, которые выгрызают в. них обширные камеры и заселяют их. Так же легко повреждаются пористые резины, хотя среди литых резин большинство вполне устойчиво, а некоторые даже токсичны или обладают репеллентными свойствами.
Большинство наполненных и слоистых пластмасс имеет довольно высокую твердость и при толщине более 1 мм не повреждается. Наибольшей устойчивостью обладают эпоксидные и кремнийорганические пластмассы, амино — и фенопласты, наполненные стекловолокном и другими минеральными наполнителями.
Лакокрасочные покрытия не привлекают термитов. Устойчивость окрашенных изделий обычно повышается по сравнению с неокрашенными. Повреждение термитами лакокрасочного слоя в большинстве случаев определяется природой окрашенного материала. Деревянные детали и изделия, окрашенные различными эмалями или покрытые лаком, могут разрушаться термитами. При этом уничтожается и покрытие. На металлической и пластмассовой поверхностях лакокрасочные покрытия, как правило, термитами не повреждаются. Устойчивость кроющей плевки определяется также ее твердостью и прочностью.
Большое значение имеет устойчивость к воздействию термитов кабельных изделий. Она зависит от конструкции и параметров кабелей и проводов. Термиты могут разрушать внешнюю оболочку, изоляцию или вызывать обрыв электрической цепи.
По нашим данным, термиты, обитающие на территории СССР, могут обрывать (перекусывать) медный проводник диаметром до 0,1 мм. Все более толстые токоведущие жилы устойчивы к их воздействию. Не повреждаются также провода и кабели в оплетке стальной или медной проволокой диаметром 0,3 мм и более, при плотности оплетки 60% и выше.
Вполне устойчивы провода и кабели в оплошной металлической оболочке из меди и стали, а также кабели, бронированные стальными лентами и проволоками, с защитными покровами из пропитанной битумным составом кабельной пряжи и без защитного покрова. Свинцовую оболочку кабелей термиты могут прогрызать насквозь.
Сильно повреждается изоляция монтажных проводов из поливинилхлорида и фторопласта; обмоточных проводов, покрытых лаками типа винифлекс и металвин, а также волокнистая изоляция из бумаги, хлопчатобумажной пряжи, шелка и стекловолокна. Неустойчива и оплетка проводов их этих волокон как в чистом виде, так и с лаковым покрытием. По многим другим группам кабельных изделий сведений еще недостаточно.
Приведенные групповые характеристики дают возможность ориентировочно оценить стойкость многих материалов и изделий. Более подробные сведения читатель может найти в упомянутом выше справочнике. Однако в ряде случаев для решения вопроса об устойчивости новых материалов и в будущем нужно будет проводить их биологические испытания.
В тех случаях, когда в предназначенных для эксплуатации в тропиках промышленных изделиях и конструкциях используются повреждаемые термитами материалы, возникает необходимость их защиты. Наиболее надежным способом при этом является изоляция уязвимых деталей от доступа термитов. Она достигается герметизацией отдельных узлов, заливкой их в различные смолы, размещением оборудования на бетонных площадках, применением ограждающих частых металлических сеток, уничтожением термитов на окружающей территории с помощью инсектицидов и т. п. В ряде случаев требуется повысить устойчивость и «некоторых материалов. Особенно это касается, деревянных деталей. Именно для древесины уже давно разработаны и поставлены на промышленную основу методы пропитки ее антисептиками, защищающими от гниения. Некоторые из применяемых антисептиков являются одновременно достаточно хорошей защитой от термитов.
При выборе пропиточных составов для защиты древесины руководствуются следующими принципами: состав должен предохранять древесину от разрушения трибами, термитами и другими насекомыми, не вымываться, не разрушаться в условиях тропического климата, проникать в древесину на достаточную глубину при стандартном промышленном способе пропитки. Кроме того, желательно, чтобы антисептик был минимально вреден для людей, не вызывал бы коррозии металлов и порчи материалов, не воспламенялся и не повышал бы горючести древесины.
Для защиты древесины от повреждения термитами применяются три группы антисептиков.
1. Маслянистые, не растворимые в воде вещества: каменноугольный и древесный креозот, антраценовое масло, жидкая каменноугольная смола. Они широко применяются для пропитки шпал, свай, столбов и др. Недостатками этой группы антисептиков являются воспламеняемость, темная, обычно черная окраска, резкий запах, некоторые технологические трудности пропитки, липкость, изделий и невозможность их окраски.
2. Водные растворы солей: фтористого и кремнефтористого натрия, фтористого аммония, хлористого цинка, пентахлорфенолята натрия и др. Основным недостатком этих веществ является их легкая вымываемость из древесины водой.
3. Водонерастворимые вещества: пентахлорфенол, оксидифенол, оксидифецил, бетанафтол и др. Недостатком этой группы веществ является возможность применения их только с органическими растворителями.
А. К. Рудаковой (1962) испытано около 20 различных составов и установлено, что наилучшие результаты дает пропитка каменноугольным и древесным креозотом, 4%-ным водным раствором пентахлорфенолята натрия; раствором хромовых и медных солей с последующей окраской масляной краской с добавкой 4% хлордана. Последний метод с небольшими изменениями лег в основу обязательной инструкции по пропитке кабельных барабанов, предназначенных для отправки в страны с тропическим климатом, с целью предохранения их от разрушения термитами.
Положительные результаты получены при пропитке древесины хроматом меди — CuCrO4. Эта соль, возможно, окажется хорошей заменой смеси хромовой и медной солей, так как содержит оба эти элемента. Надежно защищают древесину растворы селькура, болидена, аску и нафтената меди.
Обзоры защитных средств для древесины, применяемых в нашей стране и за рубежом, показывают, что ассортимент этих веществ может быть значительно расширен.
Введение антисептиков повышает устойчивость к повреждению термитами упаковочной бумаги и картона. Хорошие результаты получены при введении в бумагу пентахлорфенолята натрия и ингибиторов коррозии — нитрата дициклогексил амина и хромата циклогексиламина.
Защитными свойствами обладают некоторые твердые лакокрасочные покрытия. Однако эмали не могут полностью защитить древесину. Очень интересной представляется пропитка деревянных деталей мономером метилметакрилата с последующей его полимеризацией.
Перспективным может оказаться применение репеллентов — специальных веществ, отпугивающих термитов. Однако этот способ пока не нашел практического применения. Ограничено санитарными нормами и введение инсектицидов в состав конструкционных материалов. Добавки каких-либо веществ, строго говоря, нельзя рассматривать как способ защиты синтетического материала. Обычно с введением в материал новых компонентов изменяются его свойства, технология производства и область применения, т. е. фактически появляется новый материал. Замена повреждаемого материала устойчивым к воздействию термитов является, несомненно, наиболее радикальным методом защиты.