Влажность доски

Влажность древесины

Дерево – это «живой» материал, меняющий свои свойства не только во время роста, но долгое время после сруба. Влажность – одна из важнейших характеристик древесины для ее применения. Данный материал очень восприимчив к изменениям окружающей среды. Одним из его свойств является «дыхание» — поглощение и выделение газов стенками клеток материала. По такому же принципу эти клетки всасывают и выделяют влагу.

Время года, в которое его спилили,

Рассмотрим наиболее употребимые понятия влажности древесины.

Естественная влажность древесины

Это уровень влаги, содержащийся в дереве на момент спила. Его еще называют «начальной влажностью». От этого значения отталкиваются при дальнейших действиях с партией материала: так, например, можно рассчитать время и условия сушки. Содержание влаги при разных условиях может варьироваться от 25 до 80%. При определении естественной влажности той или иной партии древесного материала мы всегда будем иметь в виду «влажность при конкретных условиях».

Равновесная влажность

Когда древесина долгое время находится в одной и той же воздушной среде, без значительных изменений влажности воздуха и температуры, материал достигает равновесной влажности. Это состояние, когда процесс усушки или насыщения влагой в данных условиях прекратился, и процент влажности стал постоянным. Стоит отметить, что разные породы дерева в одних и тех же условиях достигают практически равных показателей внутренней влаги.

В зависимости от разных условий содержания различают 5 степеней влажности древесины:

Мокрая – влажность более 100%, такое состояние достигается при длительном хранении дерева в воде.

Свежесрубленная — уровень влаги от 50 до 100%.

Воздушно сухая – от 15 до 20 %. Такие показатели достигаются при хранении на воздухе, они различаются в зависимости от температуры и выпадения атмосферных осадков.

Комнатно-сухая – от 8-10%. Уровень влаги устанавливается при хранении в помещении.

Абсолютно сухая – древесина с влажностью 0%.

Свободная и связанная влага

В тканях дерева присутствует 2 типа жидкости:

Связанная влага – находится внутри клеток дерева.

Свободная влага – та, что наполняет поры и каналы тканей, но еще не впиталась клетками.

Точка насыщения волокон древесины

С этими двумя понятиями связана так называемая точка насыщения волокон: тот процент влажности древесины, когда из нее удалена вся свободная влага, но при этом в ней остается связанная жидкость.

Для разных пород дерева эта степень определяется от 23 до 31%.

Каштан, веймутова сосна – 25%

Сосна, Ель, Липа – 29%

Бук, лиственница – 30%

Пихта Дугласа, секвойя – 30,5 -31%

Эта величина имеет значение, поскольку объемы и размеры древесины изменяются при влажности от 0% до точки насыщения. После полного заполнения клеток водой объем дерева не будет значительно увеличиваться.

Измерение влажности дерева влагомметром

Абсолютная влажность древесины

Относительная влажность древесины

Это более удобное понятие для расчётов, поскольку в нем отражается отношение массы внутренней жидкости к полной массе бруска. Формула расчёта – самая простая:

Эту формулу используют в расчёте теплотехники для определения объема испаряемой из дров воды. Согласно ему, при влажности 20% в 1000 – граммовом бруске находится 200 грамм влаги и 800 гр сухих волокон– вполне логичный результат.

Влажность пород древесины

Одним из факторов, влияющих на влажность, является порода дерева. Благодаря разной структуре волокон одни породы мгновенно реагируют на изменения внешней среды, впитывают и высвобождают воду. Другие – более устойчивы и очень медленно насыщаются влагой.

К наиболее активно впитывающим влагу породам относятся бук, груша, кемпас

Стабильными и устойчивыми к изменениям считаются дуб, мербау.

Более «сухие» породы при усушке имеют тенденцию к растрескиванию. Умеренно-влажные, такие как дуб, более устойчивы к таким явлениям, меньше изменяют свои свойства при изменении условий.

При спиле в обычных условиях влажность разных пород древесины имеет следующие средние значения:

Сухая древесина. Что же, все-таки, это такое. Для чего она нужна. Как ее сушат и можно ли вместо нее использовать пиломатериал естественной влажности? И, наконец, можно ли купить сухой пиломатериал на строительных рынках?

Полный прайс-лист на сухой пиломатериал

Что же такое сушка? Сушка пиломатериалов — одна из важнейших и неотъемлемых операций в технологических процессах деревообработки, и во многом определяющее качество и конкурентоспособность готовых изделий. Древесина, содержащая большое количество воды, легко поражается грибами, в результате чего загнивает. Сухая же древесина отличается большей стойкостью. Понижение влажности приводит к снижению массы древесины и повышению ее прочности. Сухая древесина, в отличии от сырой, легко отделывается, обрабатывается и склеивается. Она не изменяет своих размеров и форм, что важно в процессе изготовления и эксплуатации изделий.

В результате сушки древесина превращается из природного сырья в промышленный материал, отвечающий самым разнообразным требованиям, которые предъявляются к нему в разных производственных и бытовых условиях. Сухие пиломатериалы ЗНАЧИТЕЛЬНО ДОРОЖЕ СЫРЫХ! Они включают в себя себестоимость сушки, которая довольно высока, но все это окупается качеством продукта, его востребованностью на рынке сбыта.

Влажность древесины — это выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины, показатель ее используется для оценки количества содержащейся в древесине воды.

После рубки дерева и распиловки его на доски древесная ткань оказывается более или менее пористой, в зависимости от породы дерева, и более или менее пропитанной лимфой — водой, как раз представляет то, что на техническом жаргоне называют «влажностью древесины».

Только что срубленное дерево обладает максимальной влажностью, которая для различных пород может даже превышать 100%. Обычно имеют дело с меньшим значением влажности (30 — 70 %), так как после рубки проходит какое-то время до момента распиливания и помещения его в сушилку, и оно, теряет некоторое количество воды.

За начальную влажность принимают то значение, которое древесина имеет перед отправкой в сушку.

Конечная влажность — это влажность, которую мы хотим получить.

Влажность 20 -22% называется транспортной, а влажность, при которой эксплуатируется изделие — эксплуатационной.

Значения эксплуатационной влажности пиломатериалов и деревянных изделий:

Таблица эксплуатационной влажности пиломатериалов

Так как же получают сухую древесину? Как ее сушат?

Сушка пиломатериала и сушильные камеры.

Сушка древесины — длительный и энергоемкий процесс. Тепловая энергия для сушилок вырабатывается в котельных. Тепловым носителем здесь является пар или горячая вода. Параметры среды в сушильных камерах, как правило, измеряют психометром. Управление и регулирование осуществляется автоматически. Это сушилки классического типа: конвективные с различными системами приточно-вытяжной вентиляции и видами теплоносителя. Их преимущества: малые капитальные затраты, простота процесса, удобство технического обслуживания, высокое качество сушки.

Наряду с традиционными конвективными камерами определенное распространение получили вакуумные, конденсационные, микроволновые и другие сушилки, но их применение не всегда позволяет достичь желаемого результата.

В последнее время произошли значительные изменения в организации, технике и технологии сушки. Если раньше основной объем сушки приходился на крупные предприятия, где сооружались большие сушильные цеха, то сейчас основная масса древесины перерабатывается на малых предприятиях, потребность которых может быть обеспечена одной — двумя камерами небольшой емкости. Многие малые фирмы пытаются создать самодельные простейшие сушильные устройства, которые не могут обеспечить качественной сушки материала. Вместе с тем, рынок предъявляет все более жесткие требования к качеству изделий из древесины.

Низкое качество сушки, обусловленное неудовлетворительным техническим состоянием сушилок и слабой технологической подготовкой персонала, приводит к скрытому браку — неравномерному распределению конечной влажности, который долгое время может оставаться незамеченным и сказаться тогда, когда изделие уже находится в эксплуатации.

Современные конвективные лесосушильные камеры как отечественного, так и зарубежного производства позволяют достичь высокого качества сушки. Они оснащены системой автоматического управления процессом и являются сложным комплексом оборудования, требующим квалифицированного обслуживания.

Теперь, когда мы прояснили вопросы, относительно того, что же такое сухой пиломатериал, Вы смело можете приступать к обзору рынка, составлять смету строительства или ремонта и уже не станете жертвой недобросовестных продавцов пиломатериала.

ЛЕС — ВЛАЖНОСТЬ

Какой лес использовать в строительстве?

Один из самых частых вопросов, возникающих при строительстве каркасного дома — из какой именно доски его строить. Понятно что в любом случае доска будет обрезная, а не «горбыль». Но какую именно обрезную доску взять — естественной влажности, сухую, а может сухую строганную? Собственно все сводится к разнице в цене, к точности размеров и «геометрии» доски. В этой статье мы объясняем разницу между разными вариантами доски для строительства каркасного дома, плюсах и минусах.

Каркас из доски естественной влажности — достоинства и недостатки.

Начнем с самого дешевого материала — доска естественной влажности (ЕВ). Почему он самый популярный? Потому что самый дешевый и для его производства требуются минимальные вложения. Грубо говоря, распилили бревно на доски и пожалуйста — готовый товар. Собственно в дешевизне заключается единственное достоинство доски естественной влажности. Что означает естественная влажность? Это означает, что содержание влаги в доске соответствует содержанию влаги в дереве, когда оно еще росло и было насыщено соками, влагой получаемой через корневую систему. То есть это естественная влажность живого, несрубленного дерева. Сырое дерево спилили, быстренько перевезли на пилораму, распилили на доски и эту доску, с которой часто прямо таки течет сок — продали. Влажность доски естественной влажности около 40%. Так же влажность зависит от сезона. Причем, вопреки распространенному заблуждению, зимой (так называемый «зимний лес») влажность древесины самая высокая, а самая низкая — в августе. Можете убедится в этом сами, поискав в сети информацию о влажности древесины по сезонам. Впрочем, сезонные колебания влажности древесины не так велики. Зимний или летний — это все равно «сырой» лес. Можно ли использовать доску естественной влажности в каркасном доме? Можно, но хорошо понимая, что вы делаете и понимая возмож ные последствия. Все последствия будут так или иначе связаны с естественным процессом высыхания сырой доски, потерей ей той самой природной, естественной влажности.

Недостаток номер 1 — усушка. Что будет происходить с доской в процессе высыхания? Во первых это усушка — влага уходит, древесина «ужимается» изменяя свой размер. Допустим, была доска естественной влажности 50х150мм. После высыхания она станет, например, 46х147. Усушка редко происходит равномерно, поэтому какая то часть доски будет 46х147, какая то 48х143, какая то 43х149. Теперь представьте, что это происходит со всеми досками и у всех разная усушка. Причем усушка может быть разной даже у одной и той же доски. На одном конце одна, в середине другая и т.д.Добавим к этому еще и то, что доска изначально могла быть напилена с большим разбросом размеров — что весьма вероятно, так как оборудование большинства лесопилок оставляет желать лучшего. В итоге у вас будет достаточно существенный разброс размеров досок — соответственно говорить о какой то «ровности» каркаса уже сложно. Что может запросто вылезти на отделочных работах. И вам придется бороться с этим используя дополнительную обрешетку, выравнивающие прокладки и т.п. — что в свою очередь время и деньги. Ассоциация РУССИП использует в строительстве только лес транспортной влажности и распиленный на профессиональном оборудовании (применение диска, а не «ленточки»).

Недостаток номер 2 — изменения геометрии. Вторая сложность. В процессе высыхания, в доске возникают внутренние напряжения, которые часто приводят к изменению геометрических размеров доски. То есть была ровная доска прямоугольной формы, стала выгнутая, перекрученная, перекошенная — самые типичные изменения геометрии это «сабля», «пропеллер», лодочка.

Типичные виды изменения геометрии — коробления доски

Работать с такой доской очень тяжело — обычно доски с потерянной геометрией пилят на более короткие. Например из одного шести метрового «пропеллера» можно сделать две относительно ровные 3-х метровые доски, или три 2-х метровые. Но это в идеальном случае. На практике — далеко не все кривые доски можно распилить на мелкие и часто они просто уходят в брак. Предсказать изменения геометрии очень сложно, так как оно во многом зависит от условий сушки, технологии напила и изначального качества древесины из которой сделана доска. Но при сушке в штабеле «естественным» методом на воздухе, есть ощутимая вероятность, что ощутимая часть доски потом уйдет в брак по «геометрии». Мы при строительстве в крепеже СИП панелей между собой используем спаренную доску- это позволяет избежать кручения.

Недостаток номер 3 — биологическое поражение. Влажная древесина — прекрасный питательный материал для микроорганизмов, плесени и различных грибковых. На лесопилках очень высока степень «биозаражения».То есть очень часто, доска естественной влажности с лесопилки уже приходит зараженная спорами грибка или плесени. И дальнейшее развитие развитие этих микроорганизмов зависит от сочетания влажности и температуры.Если каркас из сырой доски построили и оставили «сушиться» — вероятность развития плесени и грибка не так высока.

Да, можно обработать древесину антисептиками. Но, эффективность обработки влажной древесины очень невысока, доска сырая и не «впитывает» антисептик. Ну и наконец — антисептирование стоит денег. Которые опять же прибавляем к стоимости доски.

Подведем итог по доске естественной влажности. Итак вы платите недорого за сам материал, но можете получить кривой, щелястый, плесневелый каркас. Причем не факт что вы это увидите. Щели вы почувствуете по тому, как дом будет терять тепло, а плесневелый каркас — сократит срок службы дома. При выборе такой доски, надо отдавать себе отчет о возможных последствиях и о том, что изначальная дешевизна может быть с лихвой «перекрыта» исправлением возникших недостатков.

Мы строим из доски транспортной влажности.

То есть когда перед продажей, доску специально высушивают в специальной сушильной камере, до так называемой транспортной или равновесной влажности 8-22%. Равновесной эту влажность называют в основном потому, что она находится в более менее равновесном состоянии с атмосферной влажностью. Сушить больше, до 6-8% (мебельная влажность) нет смысла, так как значительно дольше и соответственно дороже, а есть вероятность, что за время строительства, доска вернется к равновесной влажности, вобрав в себя влагу из атмосферы. Древесина с такой степенью сушки обычно используется только в столярном и мебельном производстве. Кстати, один из популярных вопросов — зачем использовать сухую доску, если в процессе строительства она все равно намокнет, например под дождем. Тут надо понимать, что доска естественной влажности — имеют эту влажность в массе. Сухая доска, даже под проливными дождями не «промокнет» насквозь, это не губка. Да, поверхностный слой будет мокрый, но это всего на несколько миллиметров, которые просохнут за 1-2 дня. Другими словами, сухая доска уже никогда не вернется к естественной влажности, если вы не будете ее специально вымачивать в воде, на протяжении длительного срока.

Доска в сушильной камере

Достоинства доски транспортной влажности:

1. В процессе сушки, в результате воздействия повышенной температуры, убиваются споры паразитных микроорганизмов. А такая доска является плохой пищей для паразитов, они ее не любят — так что если вы не будете специально «гноить» сухую доску, плесень и грибок ей уже не грозит.

2. Размер и геометрия — то, что будет происходить с доской естественной влажности при высыхании, с доской транспортной влажности в 90% уже произошло. Что должно было покривиться — покривилось, доска усохла и значительно свои размеры менять уже не будет. Фактически, вы получаете «готовый товар» и в каркасе уже не будет щелей или выкручивания элементов. Так как все дефекты понятны на момент покупки, вы можете отобрать только нужную доску, не платя за ненужный брак.

Недостатки доски транспортной влажности:

1. Цена выше доски естественной влажности процентов на 20.

2. Если не заниматься сортировкой доски (отбрасывая брак по геометрии) — то строить из такой доски не очень удобно. Сортированная доска транспортной влажности — оптимальный вариант для экономного и качественного строительства. Проблема одна — такую доску (именно сортированную), не так просто найти. Но и несортированная более подходящий вариант для стройки, чем естественной влажности. Хотя бы потому, что ее «поведение» более прогнозируемо — дальнейшей усушки и потери геометрии не будет, или же оно будет незначительным. Нам для наших работ лесоматериал поставляют проверенные поставщики с обязательной гарантией и качеством.

Строительство из сухой строганной доски.

Сухая строганная доска — это тот материал, из которого строят дома во всем цивилизованном мире. Доска уже высушена до необходимой влажности, отсортирована по сортности, геометрически кривые доски пошли куда то еще, а оставшиеся прострогали в один размер. Разброс размеров у строганной доски по ГОСТ находится в пределах 2мм. То есть из строганной доски вы получите аккуратный, сухой, ровный каркас, который будет стоять долгие годы, не будет плесневеть, выкручиваться и т.п. Минусы у сухой строганной доски 1) высокая цена (в 2-3 раза дороже леса транспортной влажности), 2) необходимо найти качественного поставщика, который даст гарантию на лесоматериал, гарантирует что технология сушки была соблюдена, 3) мало предложений на рынке по соотношению «цена-качество», выбор не велик.

Сухая строганная доска — точны размеры и геометрия, оптимальная влажность

Выводы.

1. Строительство из доски естественной влажности — лотерея с непрогнозируемыми последствиями, а ликвидация последствий, часто убивает всю изначальную экономию, с лихвой переплевывая дешевизну доски.

2. Хороший вариант для строительства дома — использование доски транспортной влажности. Но такую доску необходимо брать только у проверенного и профессионального поставщика.

3. Самый лучший и в тоже время дорогостоящий — использование сухой строганной доски.

Влажность древесины

Что представляет собой древесина? Это состоящий из гидрофильных компонентов материал имеющий капиллярно-пористую структуру, в связи с чем нем постоянно содержится определенное количество воды. Если рассматривать живое дерево, то здесь вода нужна для поддержания его жизни, поскольку она играет основную роль, как и в организме человека. Количество воды содержащееся в дереве называют уровнем влажности. И по факту это одна из основных и важнейших в своем роде характеристик дерева.

Показатель влажности имеет непосредственное отношение к качеству материала, оказывает большое влияние на его свойства и, соответственно, на его пригодность к применению в тех или иных строительных работах.

Указывается уровень влажности в процентах, и представляет собой отношение массы воды в древесине, к ее сухой массе.

Влажность также оказывает воздействие и взаимодействие материала с водой довольно значимые характеристики, в особенности для обработки механическим или химическим путем, к примеру, окраска, пропитка растворами, сплав и хранение и т.д.

В древесине имеется большое содержание целлюлозы, и вода оказывает влияние при ее активации. При помощи этого взаимодействия производиться бумага. Сначала дерево размалывают смешивая с водой, а после при формовании удаляют воду, благодаря этому образуются прочные межволоконные связи в готовом материале.

Также, свойства древесины непосредственно определяют и свойства изделий из нее. При использовании такого материалу необходимо подбирать древесину исходя из влажности воздуха в помещении, поскольку она имеет свойство подстраиваться под микроклимат помещения. Таким образом при нехватке влаги она будет впитывать ее из воздуха и разбухать, при ее переизбытке наоборот высыхать. После подбора древесины и ее монтажа необходимо постоянно поддерживать влажностный и температурный режим помещения.

Влажность древесины разделяют на 2 типа:

Относительная влажность определяется в процентном соотношении массы воды к массе всего материала.

Абсолютная же влажность это отношение содержащейся в дереве воды к сухой массе самой древесины, отношение также выражается в процентах. На примере паркета, абсолютная влажность должна колебаться от 6 до 12%, для максимального проявления своих эксплуатационных способностей этот показатель должен составлять 9%.

Понятие абсолютно сухой древесины подразумевает собой материал, высушенный до постоянной массы при температуре от 102 до 106 градусов по Цельсию. При этом значения относительной влажности также нужны, они используются при расчетах массовой доли компонентов материала в процентном отношении к абсолютно сухому материалу. Такой тип влажности используется для характеристики образцов древесины при сравнении их по отношению к содержанию воды.

Степени влажности древесины

1. Мокрая. Влажность такого материала превышает показатель в 100%(такое может быть, в случае, если древесина долгое время находилась в воде).
2. Свежесрубленная. Влажность такой древесины варьируется в диапазоне от 50 до 100%.
3. Воздушно-сухая. Древесина, высушенная естественным путем. Влажность такого материала может колебаться от 15 до 20 процентов в зависимости от климатических условий и времени года соответственно.
4. Комнатно-сухая. Такая древесина также высушивается естественным путем, но в сухом помещении, благодаря чему обладает влажностью 8-10%
5. Абсолютно сухая. Условия ее сушки были указаны ранее. Влажность равна 0%

Можно заметить неравномерное распределение воды по разным частям дерева. Таким образом, ствол содержит меньше воды, чем корни и ветки, Нижняя и верхняя части ствола больше, чем средняя, заболонные хвойные деревья содержат больше воды, чем спелая и ядровая древесина. У хвойных пород в свою очередь влажность ядра меньше чем у лиственных деревьев, а влажность по поперечному сечению распределена менее равномерно. Рассматривая кору отмечается значительно меньшая влажность корки, чем луба, примерно в 7-10 раз.

Касательно влажности свежесрубленного дерева – она составляет 80-100%, у сплавной древесины этот показатель в 2 раза больше. А на примере хвойных пород, влажность ядра меньше в 2-3 раза чем влажность заболони.

В строительной индустрии степеней влажности различают на несколько меньше, чем в общем рассмотрении:

1. Свежесрубленная. Влажность такой древесины в зависимости от микроклимата, грунта и времени сруба составляет от 50 до 100 процентов.
2. Воздушно-сухая. Древесина высушенная естественным путем на воздухе. Влажность такой древесины сопоставима с влажностью воздуха в регионе где она высушивалась и может составлять в среднем 15-20%.
3. Комнатно-сухая. Древесина высушенная в отапливаемом помещении, абсолютная влажность такого материала составляет 10-14%, также можно отметить мокрую древесину, получается в процессе долгого нахождения в воде, абсолютная влажность такой древесины до 200 и выше процентов.

Виды воды, находящиеся в древесине также различают, она бывает гигроскопическая и капиллярная. Из этих видов и складывается уровень влажности материала. Гигроскопичная влага находиться в стенках клеток, капиллярная в свою очередь непосредственно в самих клетках. Свободная, или капиллярная вода из древесины удаляется в разы меньше, также менее влияет на свойства материала.

Насыщение влагой древесины на начальном уровне проводиться с помощью гигроскопичной воды и только после полноценного наполнения стенок клеток начинается заполнение непосредственно самих клеток. По этой причине именно изменение связанной(гигроскопической) влаги служит причиной замедления, остановки или ускорения процессов коробления, усушки, изменения свойств прочности и упругости. В тот момент как изменение уровня свободной влаги практически ни оказывает влияние на какие-либо свойства и процессы.

Водопоглощение – уникальная способность древесины впитывать в себя воду при длительном нахождении с ней в непосредственном контакте. Поскольку дерево является природным материалом, оно очень восприимчиво к изменениям микроклимата. Основным свойством, которое представляет возможность адаптироваться к различным климатическим условиям – это гигроскопичность, т.е. способность материала изменять уровень влажности, адаптируя его, под уровень окружающей среды.

Древесина имеет так называемое свойство «дышать», то есть выделяет или поглощает поры воздуха при изменении микроклимата окружающей ее среды. Эти процессы проходят благодаря клеточным стенкам. Также следует отметить, что при постоянном, неизменном микроклимате, материал будет постепенно стремиться к постоянному уровню влажности, который именуют устойчивый или равновесный.

Гигроскопичность – свойство древесины адаптироваться, т.е. изменять уровень своей влажности, соответствуя изменению влажности окружающей ее среды. В большинства пород древесины показатель гигроскопичности равен 30% при температурном режиме 20 градусов Цельсия.

Как уже было сказано ранее влага в древесине делиться на два типа: связанная и свободная. Именно количество связанной влажности обозначает уровень гигроскопичности, а максимальное ее количество предел гигроскопичности. Этот предел может колебаться в зависимости от температурного режима, при 20 о С он составляет 30%, при изменении температуры связанная влага переходит в свободную и наоборот.

Уровень влажности материала понижаться путем сушки. Также в древесине может присутствовать химически связанная влага, обычно это вещества которые входят в состав материала, их можно устранить путем химической переработки.

Предел гигроскопичности не отличается в зависимости от породы древесины. В большинстве случаев он составляет 30% от массы древесины(при температуре 20 градусов Цельсия), это своеобразная точка насыщения. Остальное насыщение древесины водой происходит за счет свободной влаги.

При изменении уровня влажности, в зависимости от характера изменения древесина может усыхать, при уменьшении уровня влаги, или набухать, при его увеличении.

В большинстве случаев, видимое изменение размеров наблюдается по поперечному сечению, реже оно заметно по продольному. Говоря о плотной древесине, модно отметить ее больший вес и соответственно больший уровень разбухания или усушки.

В полости клеток древесины содержится свободная влага, в стенках клеток связанная соответственно. Стандартный предел насыщения древесины равен 30%, и при уменьшении уровня влаги соответственно происходит усыхание материала.

Если предел насыщения у всех пород практически одинаковый, то способность впитывать влагу зависит непосредственно от индивидуального строения материала, а соответственно от породы. Одними из наиболее гигроскопичных пород можно отметить бук, кемпас и грушу. Они максимально быстро реагируют на изменения микроклимата и сразу же начинают изменяться сами.

Также имеются и стабильные виды пород, которые практически не поддаются изменениям (если не происходит глобального изменения в температурном и влажностном режиме), такие как дуб, мербау и так далее. К их ряду также можно отнести и древесину бамбука, который имеет высокий уровень устойчивости к изменению климатических условий и неблагоприятному воздействию окружающей среды, это один из немногих видов, который можно даже положить на пол ванной комнаты.

Уровень влажности у каждой из пород также отличается. Древесина низкой влажности до 15% (клен, береза) имеет склонность к быстрому высыханию и в дальнейшем растрескиванию. Материал умеренной влажности, до 20%(орех, дуб), высыхает медленнее и обладает большей устойчивостью к образованию трещин. Беря во внимание материал высокой влажности, до 30% (например, ольха) можно сказать, что он обладает большой устойчивостью к высыханию, и соответственно образованию трещин на поверхности.

Для определения физико-механических свойств пород древесины ее испытывают, доводя до нормализованной влажность, в среднем это значение достигает 12%, путем кондиционирования при температуре 18-22 градуса и влажности воздуха 60-70%.

Определение влажности древесины

Для определения уровня влажности материала можно выделить несколько способов.

1. В бытовых условиях это делается при помощи специального прибора – электровлагомера. Прибор определяет влажность исходя из показаний изменения электропроводности древесины. От прибора проводятся иглы с диодами, и вводятся в дерево, после чего через них проводят электрический ток, исходя из данных проводимости, прибор показывает уровень влажности в месте, где введена игла.
2. Также зная физические свойства материала, вид древесины, его плотность и т. д., можно определить этот показатель по массе, короблению и прочим признакам.
3. Беря во внимание цвет коры, можно определить свежесрубленную или спелую древесину, а также уровень ее влажности.
4. Если не нужен точный показатель влажности, то можно определить по стружке, если она сминается, значит, материал влажный, если же она ломается или крошиться, значит материал достаточно сухой
5. Древесина с повышенным уровнем влаги достаточно хорошо режется, а на месте где проводилась разрезка остаются влажные следы.

Влажность пиломатериалов определяют по следующей формуле:

Где m_с и m это масса исходного и высушенного материала соответственно.

Т.е. фактически этот показатель определяется или путем взвешивания или с помощью специального прибора.

Влажность сплавной древесины — 200%, свежесрубленной — 100%, воздушно-сухой – 15-20%.

Сушка древесины

Сушка древесины предусматривает собой процесс удаления влаги из материала до определенного значения.

Блеск древесины – свойство материала отражать попадающие на него солнечные лучи. Зависит от от породы древесины, степени ее гладкости и показателей самого освещения. Высоким уровнем обладания данным свойством отличаются породы большую часть поверхности которой образуют сердцевидные лучи. Является он декоративным свойством и учитывается при определении породы дерева.

Диэлектрическое свойство древесины – способность, которая характеризует диэлектрическую проницаемость материала.

Коэффициент разбухания – это значение среднего разбухания материала при увеличении уровня влажности на один процент.

Коэффициент усыхания – значение среднего усыхания при уменьшении уровня влажности на один процент.

Коробление – свойство древесины видоизменяться, то есть терять свои размеры и форму под воздействием окружающей среды.

Коробление бывает продольно и поперечное. Поперечное зависитот разбухания и усушки относительно радиального и тангенциального направления, обуславливается оно несколькими факторами:

1. Расположение годичных слоев
2. Место выпиловки
3. Форма поперечного сечения

Продольное же зависит от наличия пороков древесины: наклоны волокон, сучки и т.д.

Также покоробленность различного типа возникает при нарушении равновесия напряжений в материале при дальнейшей обработке(фрезеровке, делении на более тонки доски и т.д.)

Продольная покоробленность чаще всего происходит при механическом изменении формы сечения материалов, которые вырезаны с разных участков дерева, или же при просушке.

Высушенная древесина обладает большим уровнем прочности, менее подвергается короблению, не восприимчива к гниению, достаточно легко склеивается, а также более долговечна, чем мокрая.

Одним из больших недостатков пиломатериала является чуткая реакция на изменения микроклимата окружающей их среды. В связи с чем при повышении влажности она вбирает в себя воду, а при нахождении в сухом помещении наоборот отдает влагу, вследствие чего высыхает и коробиться.

Для того чтобы избежать разрушения структуры материала нужно поддерживать постоянную влажность воздуха, для открытой среды это около 18%, для закрытых помещений 10%.

Также существует множество способов сушки древесины. Первый – естественная сушка, или атмосферная. При этом древесина сушиться на открытом пространстве. Складывать ее необходимо в тени, также предусмотреть навес и наличие сквозняка. Высушивать на солнце дерево нельзя, поскольку в таком случае верхняя часть быстро просушивается, в то время как внутренняя остается сырой, что имеет свои минусы. В следствии чего из-за разницы напряжения на поверхность проявляются трещины, ускоряется процесс коробления.

При высушивании бруса или досок их следует складывать штабелями на фундаменте, или любом основании высотой не менее половины метра. Укладываются доски внутренней частью вверх, это уменьшает шанс коробления. При высушивании на кромках конечно процесс будет идти быстрей, но и уровень коробления будет в разы выше.

Также для уменьшения коробления при высушивании мокрого или свежеспиленного пиломатериала рекомендуется обустроить поверх штабеля тяжелый груз. Также торцы бруса следует окрасить масляной краской или другим водоотталкивающим материалом, это позволит избежать их растрескивания. Процесс обработки необходимо начинать сразу после распила.

В случае если материал обладает высоким уровнем влажности торцы предварительно просушивают паяльной лампой, а только после этого обрабатывают. Саму доску полностью очищают от коры, для более быстрого просушивания и предупреждения повреждения насекомыми. Следует отметить, что древесина не очищенная от коры быстро начинает загнивать и подвергается грибковому поражению. Обычно после такого типа сушки влажность материала составляет 12-18%.

Существуют и другие способы просушивания.

1. Выпаривание. Такой способ использовался еще во времена Руси. Суть процесса в следующем. Материал разрезали на заготовки необходимого размера, после чего помещали в остывавшую печь на несколько часов, при температуре 65-75 градусов. Таким образом и проходило это самое выпаривание. В процессе из материала выводился натуральный сок и он приобретал светло шоколадный окрас, тем самым подчеркивая натуральный узор древесины. Такой материал в последующем легче обрабатывался, а после завершения сушки становился менее подвержен растрескиванию и короблению.
2. Второй способ – парафинирование. Он заключается в обработке материала парафином и дальнейшей его просушке в печи при температуре 40 градусов в течении нескольких часов, а далее в течении нескольких дней при комнатной температуре, в последствии материал обретал те же свойства, что и при выпаривании.
3. Запаривание в льняном масле. Предусматривает собой наполнение емкости льняным маслом в которое после опускается заготовка и на медленном огне пропаривается в нем. После такой процедуры древесина приобретает высокий уровень водостойкости и не подвергается растрескиванию.
4. Линейная сушка – предусматривает уменьшение линейных размеров материала путем удаления связанной воды из стенок клеток, также рассматриваются варианты обратные, разбухание древесины путем повышения процентного содержания воды.

Нормализованная влажность – уровень влажности материала достигаемый при нормативных условиях (влажность 60-70%, температура 18-22 градуса)

1. Объемная усушка – предусматривает полное удаление из материала связанной воды.

Объемное разбухание – предусматривает повышение уровня связанной воды в стенках клеток до предела.

Относительная влажность – определяется процентным отношением массы влаги к массе материала во влажном состоянии. Поскольку древесина материал гигроскопичный, то он стремиться к равновесной влажности относительно окружающего микроклимата. К примеру, при температуре воздуха 20 градусов и влажности 100%, равновесная этим значениям влажность древесины будет равна 30%.

Следует отметить, что быстрое изменение влажности древесины приведет к короблению или же наоборот сильному набуханию.

Чем более массивный элемент, тем больше внимания следует уделять его сушке, поскольку неравномерное просушивание влечет за собой образование трещин. При эксплуатации деревянных сооружений следует устранить резкие перепады температурного и климатического режима если это представляется возможным.

Относительно каждого из направлений величина усушки отличается. Таким образом, в радиальном она составляет 4-6%, а в тангенциальном 6-12 процентов. Именно вследствие данной неравномерности, в процессе высыхания, происходит небольшое коробление.

Также следует знать то, что при резком перепаде микроклиматических условий в материале возникает внутреннее напряжение, которое приводит к деформации и растрескиванию древесины. Рекомендуемая температура помещения, в котором обустроены деревянные элементы 20 градусов Цельсия, при влажности в 40-60%.

Нормативный уровень влаги для древесины, которая используется в строительных целях, в особенности для производства клееных материалов, 8-15%. Следовательно материал требует обязательной сушки. В свою очередь естественная сушка занимает больше времени, таким способом просушка доски толщиной 5 сантиметров при нормативных условиях (температура 18-22 градуса и влажность 50-60%) занимает 30-40 дней. Искусственная сушка займет в разы меньше времени – 5-6 суток, а при повышенных температурах время просушки сократиться до 3-4 часов.

Влажность материала после просушки обязательно должна соответствовать эксплуатационным нормам для того или иного вида работ.

При длительном высушивании влага из материала испаряется, что может привести к значительно деформации. Сам процесс высушивания длиться до тех пор пока материал не достигнет определенного предела по показателям влаги, предел же зависит от микроклимата в котором проходит сушка. Аналогично проходит и процесс поглощения влаги. Также в некоторых случаях проводиться усушка – то есть изменение размеров путем удаления связанной влаги, при этом если проводиться удаление свободной влаги усушка не происходит.

Как и высыхание, усушка сказывается на линейных размерах не прямо пропорционально, таким образом усушка в тангенциальном направлении составляет до 10%, а в радиальном всего до 3,5%

При непрерывном процессе усушки, влага в древесине снижается до гигроскопичного предела, то есть до 0%. При проведении такой процедуры необходимо тщательно следить за равномерным распределением влаги, в противном случае может образоваться внутреннее напряжение, которое станет причиной деформации, изменения размеров при механической обработке древесины.

Сам процесс конвективной сушке обуславливает неравномерное распределение влаги, что способствует неравномерному высыханию материала, а в дальнейшем и возникновению внутреннего напряжения.

Что такое естественная влажность древесины

Каждый, начинающий работать с лесоматериалами, сталкивается с таким понятием, как естественная влажность древесины. Этот термин характеризует соотношение жидкости к общей массе дерева. И большинство столкнувшихся с влажностью древесины читают, что чем этот показатель меньше, тем лучше. Хотя это неверно, поскольку для каждого конкретного случая подбирается материал на основе определённых условий. Поэтому опытные мастера всегда учитывают, сколько процентов влаги содержится в заготовках, что указывает на то, подходит ли она для обработки.

Каждый, начинающий работать с лесоматериалами, сталкивается с таким понятием, как естественная влажность древесины. Этот термин характеризует соотношение жидкости к общей массе дерева. И большинство столкнувшихся с влажностью древесины считают, что чем этот показатель меньше, тем лучше. Хотя это неверно, поскольку для каждого конкретного случая подбирается материал на основе определённых условий. Поэтому опытные мастера всегда учитывают, сколько процентов влаги содержится в заготовках, что указывает на то, подходит ли она для обработки.

Дерево относится к материалам природного происхождения, поэтому окружающая среда влияет на влажность пиломатериала, то есть, процент влаги в нём может меняться. При одних условиях материал накапливает её в себе, а при других – теряет. И это сказывается на характеристиках. Вес бруса естественной влажности, а также его размерные параметры могут колебаться из-за окружающей среды. Поэтому для любой из сфер использования дерева нет установленного точного значения количества содержащейся влаги, она всегда указывается в допустимом диапазоне.

Факторы, влияющие на сырость

Естественная влажность древесины – процентный показатель содержания жидкости в свежеспиленном дереве, которое ещё не подвергалось какому-либо виду сушки. Он зависит от таких критериев, как:

• порода,
• особенности окружающей среды,
• время года.

Этот показатель не является нормируемым и варьируется в диапазоне 30–80%. И влияют на него вышеуказанные критерии.

Виды влажности и их показатели

Помимо естественной, выделяется ещё две – абсолютная и относительная. Первый вариант является нормированным (должна соблюдаться норма по ГОСТ), второй объединяет в себя два подвида процентного содержания влаги в пиломатериале – свободный и связанный.

Чаще всего влажность бруса или доски делят на такие категории:

Как уже отмечено, доски с естественным влагосодержанием могут содержать в себе от 30 до 80% жидкости. Такие материалы зачастую применяются для создания стропильных систем, опалубок, обрешёток.

Для получения пиломатериалов иных категорий древесина подвергается сушке различными способами. Причём применяемые методы влияют не только на процент жидкости, но и на то, сколько сохнет доска или брус естественной влажности. К примеру, атмосферная сушка позволяет получить древесину транспортной категории с содержанием влаги на уровне 18–22%. Но этот метод очень длительный по времени. Лесоматериалы транспортной категории являются самыми ходовыми, поскольку отличаются лёгкостью обработки и хорошими эксплуатационными показателями.

Влияние сушки

Для ускорения процесса применяются различные технологии:

• конвективная,
• кондуктивная,
• электрическая,
• радиационная.

Эти методы позволяют не только быстро просушить дерево, но и получить на выходе заготовки мебельной категории, у которой влагосодержание сухой древесины составляет 8–12%. Судя по названию, можно понять, что такой лесоматериал применяется для создания мебели.

Зависимость веса материала от количества жидкости

Как уже отмечено, габаритные параметры и масса дерева зависит от количества содержащейся в ней влаги. Поэтому вес древесины естественной влажности будет отличаться показателями материала транспортной или мебельной категорий. Для определения массы используют два норматива – объёмный и удельный. Первый указывает массу с учётом породы, количества влаги, иных критериев. К примеру, сосна с процентным содержанием жидкости на уровне 70% весит 720 кг/м. куб. При снижении показателя до 20% масса уменьшится до 520 кг/м. куб.

Удельный вес не учитывает указанные условия для расчёта. Это значение принято для всех типов лесоматериалов, оно статично, равно 1540 км/м. куб.

Поскольку процент содержания влаги – очень важный параметр, он обязательно учитывается при выборе материала для использования в той или иной сфере.

Но отметим, что это только общая информация касательно такого норматива, как влагосодержание лесоматериалов. Этот критерий очень обширен и обладает множеством особенностей и нюансов.