Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

Виды влаги в древесине. Причины возникновения влаги в древесине и последствия данного процесса. древесина. Почему древесина влажная


Влажность древесины, дерева

Дерево является природным материалом, восприимчивым к колебаниям температуры и влажности. К ее основным свойствам относится гигроскопичность, то есть способность изменять влажность в соответствии с окружающими условиями. Говорят, что древесина "дышит", то есть поглощает пары воздуха (сорбция) или выделяет их (десорбция), реагируя на изменения в микроклимате помещения. Поглощение или выделения паров осуществляется за счет клеточных стенок. При неизменном состоянии окружающей среды уровень влажности древесины будет стремиться к постоянной величине, которую называют равновесной (или устойчивой) влажностью.

На способность впитывать влагу влияет не только микроклимат помещения, но и порода дерева. К наиболее гигроскопичным породам относятся бук, груша, кемпас. Они наиболее быстро реагируют на изменения уровня влажности. В отличие от них существуют стабильные породы, например, дуб, мербау и т.д. К ним относится стебель бамбука, очень устойчивый к неблагоприятным климатическим условиям. Его можно настилать даже в ванной комнате. Различные породы дерева обладают разным уровнем влажности. Например, береза, граб, клен, ясень имеют низкую влажность (до 15%) и при высыхании имеют склонность к образованию трещин. Влажность дуба и ореха умеренная (до 20%). Они относительно устойчивы к образованию трещин и высыхают не так быстро. Ольха является одной из самых устойчивых к высыханию пород. Ее влажность составляет 30%.

Влажность - одна из основных характеристик древесины. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к сухой массе древесины.

Абсолютной влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины. Согласно ГОСТу, абсолютная влажность паркета должна составлять 9%(+/- 3%).

Относительная влажность древесины - это отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии.

Различают две формы воды, находящейся в древесине - связанную и свободную. Из них складывается общее количество влаги в древесине. Связанная (или гигроскопичная) влага содержится в клеточных стенках древесины, а свободная занимает полсти клеток и межклеточные пространства. Свободная вода удаляется легче, чем связанная, и в меньшей степени влияет на свойства древесины.

По степени влажности древесину различают на следующие виды:

  • Мокрая древесина. Ее влажность составляет более 100%. Это возможно только при условии, что древесина долгое время находилась в воде.

  • Свежесрубленная. Ее влажность составляет от 50 до 100%.

  • Воздушно-сухая. Такая древесина обычно долгое время хранится на воздухе. Ее влажность может составлять 15-20%, в зависимости от климатических условий и времени года.

  • Комнатно-сухая древесина. Ее влажность обычно равна 8-10%.

  • Абсолютно сухая. Ее влажность равна 0%.

При продолжительной сушке вода из древесины испаряется, что может повлечь за собой значительные деформации материала. Процесс потери влаги продолжается до тех пор, пока уровень влаги в древесине не достигнет определенного предела, который напрямую зависит от температуры и влажности окружающего воздуха. Аналогичный процесс происходит при сорбции, то есть поглощении влаги. Уменьшение линейных объемов древесины при удалении из нее связанной влаги называется усушкой. Удаление свободной влаги усушки не вызывает.

Усушка неодинакова по разным направлениям. В среднем полная линейная усушка в тангенциальном направлении составляет 6-10%, а в радиальном - 3.5%.При полной усушке (то есть такой, при которой вся связанная влага удалена) влажность древесины снижается до предела гигроскопичности, то есть до 0%. При неравномерном распределении влаги при сушке древесины в ней могут образовываться внутренние напряжения, то есть напряжения, возникающие без участия внешних сил. Внутренние напряжения могут являться причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины.

Свойства древесины напрямую определяют свойства деревянных изделий. При избыточной или недостаточной влажности древесина обычно впитывает или отдает влагу, соответственно увеличиваясь или уменьшаясь в объеме. При высокой влажности в помещении древесина может разбухать, а при недостатке влаги она, как правило, усыхает, поэтому все деревянные изделия, в том числе напольные покрытия, требуют тщательного ухода. Для предотвращения деформации напольного покрытия в помещении необходимо поддерживать постоянную температуру и влажность. Это благоприятно сказывается не только на качестве и долговечности напольных покрытий и деревянной мебели, но и на здоровье людей. При резком изменении температурно-влажностного режима в помещении в древесине возникают внутренние напряжения, которые приводят у трещинам и деформациям. Оптимальная температура в помещении с паркетным полом должна составлять приблизительно 200C, а оптимальная влажность воздуха - 40-60%. Для контроля температуры в помещении используются гидрометры, а относительную влажность в помещении поддерживают при помощи увлажнителей воздуха.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

Для определения влажности древесины существует несколько способов. В бытовых условиях пользуются специальным прибором-электровлагомером. Действие прибора основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами вводят в дерево и пропускают через них электрический ток, при этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы. Многие опытные резчики определяют влажность дерева на глаз. Зная виды древесины, ее плотность и др.физические св-ва, можно определить влажность древесины по массе, по наличию трещин на торце или вдоль волокон древесины, по короблению и другим признакам. По цвету коры, ее величине и цвету древесины можно распознать спелую или свежесрубленную древесину и степень ее влажности. При обработке п/м рубанком тонкая его стружка, сжатая рукой, легко сминается – значит материал влажный. Если стружка ломается и и крошится, это указывает на то, что материал достаточно сухой. При поперечных порезках острыми стамесками также обращают внимание на стружки. Если они крошатся или выкрошивается сама древесина заготовки, это значит, что материал слишком сухой. Очень влажная древесина легко режется, и на месте порезки от стамески заметен влажный след. Но получить в итоге качественную резьбу вряд ли удасться, так как растрескивания, коробления и др.деформаций не избежать.

СУШКА ДРЕВЕСИНЫ

Сушка древесины - процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности.

Сухая древесина обладает высокой прочностью, меньше коробится, не подвержена загниванию, легко склеивается, лучше отделывается, более долговечна. Любая древесина самых различных пород очень чутко реагирует на изменение влажности окружающей среды. Это свойство является одним из недостатков лесоматериалов. При повышенной влажности древесина легко вбирает в себя воду и разбухает, а в отапливаемых помещениях она усыхает и коробится. В помещении достаточна влажность древесины до 10%, а под открытым небом – не более 18%. Существует много способов сушки древесины. Самый простой и доступный – естественный вид сушки – атмосферный, воздушный. Сушить древесину надо в тени, под навесом и на сквозняке. При сушке на солнце внешняя поверхность древесины быстро нагревается, а внутренняя остается сырой. Из-за разницы напряжений образуются трещины, дерево быстро коробится. Доски, брус и др. п/м укладываются в штабеля на металлические, деревянные или иные подставки высотой не менее 50 см. Доски укладываются внутренними пластами вверх для уменьшения их коробления. Считается, что сушка досок, поставленных на кромки, происходит быстрее, так как они лучше проветриваются и влага испаряется более интенсивно, но они и больше коробятся, особенно материал повышенной влажности. Штабель п/м, заготовленных из свежесрубленных и живых деревьев, сверху рекомендуется уплотнить тяжелым грузом для уменьшения коробления. При естественной сушке на торцах всегда образуются трещины, для предупреждения их растрескивания и сохранения п/м рекомендуется торцы досок тщательно закрасить масляной краской или пропитать горячей олифой или битумом для защиты пор древесины. Обрабатывать торцы нужно сразу после поперечных перепилов в разрез. Если дерево отличается повышенной влажностью, то торец просушивают пламенем паяльной лампы, а уж потом закрашивают. Стволы (кряжи) обязательно окоряют (очищают от коры), только у торцов оставляют небольшие пояски-муфты шириной 20-25см для предупреждения растрескивания. Кору очищают для того, чтобы дерево быстрее просыхало и не поражалось жуками. Ствол, оставленный в коре, в относительном тепле с повышенной влажностью быстро загнивает, поражается грибковыми заболеваниями. После атмосферной сушки при теплой погоде влажность древесины составляет 12-18%.

Существует и несколько других способов сушки древесины.

Способ выпаривания Или запаривания использовали на Руси еще с давних времен. Заготовки распиливают на части с учетом размера будущего изделия, закладывают в обыкновенный чугун, подсыпают опилки из такой же заготовки, заливают водой и ставят на несколько часов в протопленную и остывающую русскую печь “томится” при t=60-700C. При этом происходит “выщелачивание” – выпаривание древесины; из заготовки выходят естественные соки, дерево окрашивается, приобретая теплый густо-шоколадный цвет, с ярко выраженным природным рисунком текстуры. Такая заготовка легче обрабатывается, а после окончания сушки меньше растрескивается и коробится.

Способ парафинирования. Заготовки опускают в растопленный парафин и ставят в печь при t=400C на несколько часов. Затем древесина еще несколько дней просыхает и приобретает те же свойства, что и после запарки: не трескается, не коробится, поверхность становится тонированной с отчетливым узором текстуры.

Способ запаривания в льняном масле. Посуда из древесины, пропаренная в льняном масле, очень водостойка и не растрескивается даже при повседневном использовании. Этот способ приемлем и сегодня. В емкость кладется заготовка, заливается льняным маслом и пропаривается на медленном огне.

tree-forest.ru

Влажность древесины

Влажность древесины | Дрова

Древесина – очень гигроскопичный материал, который легко изменяет свою влажность. Влажностью древесины называют процентное содержание в ней воды (влаги). Влажность древесины не зависит от породы дерева. Влажность древесины – это количественный показатель содержания влаги в ней

  1. Влажность древесины
  2. Способы определения влажности древесины
  3. Единицы измерения влажности древесины
  4. Абсолютная влажность древесины
  5. Относительная влажность древесины
  6. Степени влажности древесины
  7. Теплотворность влажной древесины
Влажность древесины

Между древесиной и воздухом все время происходит влагообмен. Поэтому, влажность древесины – очень нестабильная величина, которая изменяется вместе со влажностью окружающей среды. Если влажность древесины больше, чем влажность окружающего воздуха – будет происходить высыхание древесины. Если наоборот – увлажнение. А если влажность и температура окружающей среды (воздуха) достаточно долго будут иметь неизменное значение, то влажность дров тоже стабилизируется и будет соответствовать влажности окружающего воздуха.

Влажность древесины, при которой прекращается обмен влагой между ней и окружающей средой, называют «равновесной»

В природе, равновесная влажность для древесины – это крайне неустойчивое состояние. Потому что, в природе невозможно найти воздух с достаточно долго постоянными параметрами температуры и влажности. Однако, состояние равновесной влажности легко достигается для древесины, находящейся в условиях искусственного микроклимата, например – в сушильной камере или просто, в любом другом помещении с постоянной температурой и влажностью.

Различают абсолютную и относительную влажность древесины

Абсолютная влажность древесины

Абсолютная влажность – это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к массе абсолютно сухой древесины этого же образца. По ГОСТ 17231-78, величина абсолютной влажности (W) высчитывается после исследования (сушки) образца, по формуле:

W = (m – m0) / m0 x 100,

где, (m) и (m0) – масса образца, до и после высушивания.

Понятие величины «абсолютная влажность», по ГОСТ 17231-78, трактуется просто как «влажность». Как и всё «абсолютное», величина «абсолютной влажности» оторвана от реального мира и является крайне неудобоваримой формой при теплотехнических расчётах. Например, при величине абсолютной влажности 25%, килограмм древесины будет содержать 200 грамм воды. Такое несоответствие цифр сбивает с толку при расчётах.

Более удобной и практичной является величина относительной влажности

Относительная влажность древесины

Относительная (рабочая) влажность древесины - это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к его общей массе. По ГОСТ 17231-78, величина относительной влажности (Wотн.) высчитывается из величины абсолютной влажности (W) образца, по формуле:

Wотн. = 100W / (100+W)

или проще,

Wотн. = mводы / mобразца x 100

Относительная влажность – очень простая и удобная форма для учёта испаряемой воды в дровяных теплотехнических расчётах. Величина относительной влажности напрямую указывает на количественно содержание воды в древесине. Например, один килограмм древесины при влажности 20%, будет содержать 200 грамм воды и 800 грамм сухого древесинного вещества.

Для сравнения, соберём «живой» пример в таблицу. Это таблица для одного и того же нашего образца. Определим и сравним величины его абсолютной и относительной влажности:

Абсолютная влажность = 25%,вес образца:до высушивания = 1кг (1000гр),после высушивания = 0,8кг (800гр)

Относительная влажность = 20%,вес образца = 1кг (1000гр)

- если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его абсолютной влажности будет 25%, - если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его относительной влажности будет 20%,

Формула для определения

W = (m – m0) / m0 x 100

Расчёт

W = (1000 – 800) / 800 x 100 = 25%

Формула для определения

Wотн. = 100W / (100+W)

Расчёт

Wотн. = 100 x 25 / (100+25) = 20%

Вывод

Несмотря на то, что величина абсолютной влажности является первоисточником для определения величины относительной влажности, именно величина относительной влажности имеет большее практическое применение. Потому что, она (величина относительной влажности) более реалистично отображает содержание воды в образце и не сбивает с толку несоответствием цифр

Степень влажности древесины

По влажности, всю древесину делят на три группы: сырая (влажность более 35%), полусухая (влажность от 25 до 35%) и сухая (влажность менее 25%). Первоначально, влажность свежесрубленных деревьев составляет 50–60%. Затем, при естественной сушке под навесом на воздухе, древесина в течение полутора-двух лет теряет до 20–30% влаги и приходит в состояние условно-равновесной влажности. После этого, влажность древесины уже существенно не изменяется, и её величина составляет ≈25%. Такая древесина называются воздушно-сухой. Чтобы снизить влажность древесины до состояния комнатно-сухой (7...18%), её нужно сушить принудительно в сушильных камерах, либо переместить на длительное время в условия искусственного микроклимата с заданными условиями (например, перенести в комнату или иное помещение).

Различают следующие степени влажности древесины:

  • Сплавная (влажность 60%, и более)Это может быть дерево, которое длительное время находилось в воде. Например, сплавная древесина, или древесина после сортировки в водном бассейне, или просто хорошо намокшее (отсыревшее) бревно.
  • Свежесрубленная (влажность 45...50%)Это древесина, которая сохранила влагу растущего дерева.
  • Воздушно-сухая (влажность 20...30%)Это древесина, которая длительное время выдерживалась на открытом воздухе, при хорошем проветривании.
  • Комнатно-сухая (влажность 7...18%)Это древесина, которая длительное время находилась в жилой комнате или в ином, отапливаемом и вентилируемом помещении.
  • Абсолютно сухая (влажность 0%)Это древесина, высушенная при температуре t=103±2°С до постоянной массы.
Теплотворность влажных дров

Теплотворная способность древесины находится в прямой зависимости от её влажности. Влажность дров относится к определяющему показателю их качества. Что сухие дрова горят лучше сырых – известно многим, если не всем. И все знают, что мокрые дрова всегда можно подсушить, а сухие, наоборот – намочить. Соответственно и качество топлива будет изменяться – улучшаться или ухудшаться. Но, так ли это важно для современного отопительного оборудования? Например, дровяные пиролизные котлы позволяют сжигать дрова, влажностью до 50%, и даже – до 70%!

В таблице приведены обобщённые показатели теплотворной способности древесины для каждой степени её влажности.

Влажность дров

(%)

Массовая рабочаятеплотворность,ккал/кг Степень влажности
0 4400 Абсолютно сухаядревесина
7...18 3980-3750 Комнатно-сухаядревесина
25...30 3630-3120 Воздушно-сухаядревесина
33...50 2870-1860 Свежесрубленнаядревесина
50…70 1800 и менее Сплавнаядревесина
70 и более Практическине горит Сплавнаядревесина

Из таблицы видно, что чем меньше влажность древесины, тем выше ее теплотворная способность. Например, воздушно-сухая древесина имеет рабочую теплотворность почти в два раза большую, чем свежесрубленная, не говоря уже о мокрой древесине.

Древесина, влажностью 70% и выше, практически не горит.Идеальный вариант для дровяного отопления – это использовать дрова в состоянии комнатно-сухой степени влажности. Такие дрова дают максимальное количество тепла. Но, поскольку сушка дров до такого состояния сопряжена с дополнительными затратами энергии, то наиболее оптимальным вариантом для отопления, будет использование воздушно-сухой древесины. Довести дрова до воздушно-сухого состояния сравнительно не сложно. Для этого достаточно заготовить их впрок и хранить в сухом проветриваемом помещении.Напоследок хочется заметить, что влага, содержащаяся в дровах, не только ухудшает их теплотворность. Повышенное содержание влаги в топливе отрицательно сказывается на самом процессе горения. Избыток водяных паров служит основой для создания агрессивной среды, являющейся причиной преждевременного износа отопительного агрегата и дымоходов.Производители современного отопительного оборудования рекомендуют использовать в качестве топлива воздушно-сухую древесину, влажностью, не более 30-35%

Влажность древесины | Дрова на tehnopost.kiev.ua

  1. Влажность древесины
  2. Способы определения влажности
  3. Единицы измерения влажности
  4. Абсолютная влажность
  5. Относительная влажность
  6. Свободная влага
  7. Связанная влага
  8. Степень влажности древесины
  9. Теплотворность влажной древесины

При влажности древесины менее 30% в ней прекращаются гнилостные грибковые процессы и такая щревесина считается пригодной для длительного хранения

Альтернативное Отопление: древесина дерево дрова теплотворность теплота отопление дровяное

tehnopost.kiev.ua

Деформация древесины |

Деформация древесины, фото

Расширение и сжатие древесины

Одна из проблем, с которой сталкивается любой столяр, связана со склонностью древесины к деформации при изменении влажности и температуры. Со временем это может привести к возникновению трещин и ослаблению соединений. В этом разделе собраны советы, следуя которым можно справиться с подобными проблемами.

Почему необходимо использовать только сухую древесину?

При высыхании древесина дает усадку и меняет форму. Конечно, вам бы хотелось, чтобы такие изменения происходили до того, как вы начнете работать с этой древесиной. Свежеспиленное дерево очень тяжелое, и древесина некоторых сортов после сушки становится вдвое легче. Кроме того, сырая древесина сильнее подвержена гниению. С другой стороны, в столярном деле есть целое направление, сторонники которого делают мебель и другие вещи из сырого или невыдержанного дерева. Обычно эта мебель выдержана в деревенском стиле.

Одинаково ли сжимаются и расширяются деревянные изделия во всех направлениях?

Нет. Степень деформации варьируется от одного сорта к другому, но в общем случае древесина сжимается на 8-10% в тангенциальном направлении, на 4-5 % в радиальном и практически не сжимается в длину. Другими словами, поверхность доски с перпендикулярным (или близким к перпендикулярному) расположением древесных волокон сжимается сильнее всего. Из этого следует, что деревянные изделия различной формы будут деформироваться по-разному в зависимости от того, каким образом они вырезаны из бревна.

Для столешницы лучше брать радиально распиленные доски, потому что они более стабильны, чем распиленные тангенциально. Верно ли это?

Да. Благодаря ориентации древесных волокон такие доски будут меньше сжиматься и расширяться в поперечном направлении и меньше коробиться.

Насколько сильно может деформироваться древесина?

Пиломатериалы некоторых сортов, высушенные в сушильной камере, способны изменяться в ширину на 3 – 6 мм на 30 см. Может показаться, что это не так уж и много, однако для столешницы шириной 4 фута (122 см) такое изменение составляет целый дюйм (2,5 см) в зависимости от сезона.

Древесина сохнет поэтапно. Что это значит?

Представьте себе древесину как пучок бумажных соломинок для напитков, наполненных водой. Если удалить из соломинок воду, пучок сохранит свой размер. Это первый этап сушки. Если вы удалите влагу из самих соломинок, пучок начнет усыхать. Это второй этап. На первом этапе высыхает влага, удерживаемая стенками клеток, и влажность древесины снижается до 30 %. На втором этапе удаляется влага из самих клеток. Именно на этом этапе начинают происходить существенные изменения. Дерево усаживается и при усадке становится плотнее, тверже и прочнее.

Как долго следует сушить древесину, чтобы сжатие и расширение прекратились?

Древесина всегда в движении. Она постоянно стремится к достижению равновесного содержания влаги, то есть к состоянию, в котором влага не поглощается и не теряется. Равновесное содержание влаги зависит от относительной влажности воздуха. Итак, если только вы не храните древесину в контролируемых условиях, при неизменной температуре и влажности воздуха (даже музеям трудно поддерживать такие условия), равновесное содержание влаги постоянно меняется, и древесина реагирует на это сжатием и расширением.

Как изменяется равновесное содержание влаги в древесине?

В местах с сухим климатом или в сухие сезоны, когда относительная влажность воздуха опускается до 20 %, содержание влаги в древесине может достигать минимальной величины, около 4%. Во влажной местности, где влажность воздуха достигает 80-90%, равновесное содержание влаги в древесине доходит до 18%. Влажность древесины, высушенной в сушильной камере, обычно составляет 6-8%.

Совет: гигрометр из обрезков досок

На протяжении года влажность в мастерской и, следовательно, размеры досок, с которыми вы работаете, может существенно изменяться. Один из способов узнать, как компенсировать эти изменения, служит использование самодельного досочного гигрометра. Возьмите планки из наиболее часто используемого вами дерева шириной 12 дюймов (30 см), измерьте их ширину в самые влажные и самые сухие месяцы года и запишите результаты на каждой доске. Когда придет время использовать это дерево для точной работы, например подгонки вставной двери или выдвижного ящика, посмотрите на цифры, записанные на доске из такого же дерева, определите, насколько расширилась или сжалась доска, и поступайте соответствующим образом.

Как определить, достаточно ли высохла древесина, чтобы пустить ее в работу?

Лучший способ определить влажность – воспользоваться гигрометром. Эти приборы бывают двух типов. Гигрометры первого типа снабжены контактами, которые втыкают в древесину, чтобы измерить электрическое сопротивление; по величине сопротивления определяется содержание влаги. Гигрометры другого типа работают по несколько иному принципу и, как правило, дороже, однако не оставляют в древесине отверстий. Для древесины плотных пород, в которую трудно воткнуть щуп, они обычно дают более точные результаты. Цена гигрометра колеблется от 50 до 200 и более долларов.

podelochka.ru

Правда о влажности древесины

Правда о влажности древесины

Некоторые на руку не чистые продавцы зарабатывают большие деньги, пользуясь некомпетентностью обывателя в вопросах одного из показателей физических свойств древесины - влажности.

Общепринятым является факт, что лес, срубленный зимою, более ценен для строительства, так как содержит меньше влаги. Ни один строитель не скажет, свежеспиленная доска лучше сухого строительного материала. Но это только одна сторона монеты. К примеру, бензин не горит, если вы удалили из его состава всю влагу. А мы обсуждаем древесину - органический и природный материал. Ни одно дерево не вырастет без воды, а следовательно влага является ее составной и неотъемлемой частью древесины.

Именно такому сложному техническому понятию, как влажность древесины, его важности и особенностям посвящается данная статья. Интересная информация о древесине поможет в быту и строительстве.

Во всех формах живой и природной материи в разных формах содержится вода. Исключением из этого правила не являются даже камни и твердые горные породы. Следовательно, мы смело можем ожидать, что в живом, биологически активном дереве, которое еще не спилили, содержится предостаточно воды. Вспомните, откуда люди берут и как добывают березовый сок. Влага, содержащаяся в почве, поднимается по стволу дерева за счет различных капиллярных сил, она пробуждает жизненную активность спящих почек, активизируя целую плеяду биохимических процессов в растении. Этот тип влажности можно считать стопроцентным.

Такую же влажность проявляет древесина транспортируемая сплавным способом по рекам, когда массив дерева максимально насыщается влагой из окружающей среды. Но если вы спилите дерево или вынете из речной воды, оно моментально начинает высыхать, постоянно терять свой вес за счет испарения насыщенной воды. Если вы хотите собрать гербарий, который должен много лет радовать ваш глаз, а следовательно листья и цветы будут храниться очень долго, то вы просто обязаны высушить его. Это означает - максимально удалить влагу из растений, прекращая все активные биохимические процессы. Это очень долгий процесс, на который уходит несколько лет, а твердые породы древесины сушатся десятилетиями. Но данный процесс крайне необходим для длительной и надежной эксплуатации древесины.

В силу того, что в древесине влага присутствует постоянно, но ее объем меняется в зависимости в внешних факторов, вод техническим понятием влажности древесины в строительстве понимают отношение массы воды к массе высушенной древесины, выраженное в процентных долях. Следовательно, при определении влажности древесины необходимо узнать вес ее небольшой части в естественном и высушенном состоянии. Для расчета влажности обычно используют формулу: w=100%(m-m0)/m0,

где: m - масса пробы древесины в ее начальном (естественном) состоянии, в граммах;

m0 - масса пробы древесины в высушенном состоянии, в граммах.

Влага находится в толще древесины в двух состояниях: свободном и связанном. Под свободной влажностью подразумевается вода, способная свободно перемещается по капиллярам древесины. Связанную влажность образует влага клеток растительных тканей. Древесина по своей структуре похожа на губку, она обладает подобной пористо-ячеистой структурой, способствующей не только перемещению жидкости по капиллярам вдоль оси ствола дерева, но и испарению внутренней влаги сквозь перегородки пор. Описанный процесс протекает одновременно с гигроскопичными явлениями в древесине, что подразумевает обратный испарению влаги процесс - обратное впитывание гигроскопической воды слоями древесины. По этой причине не рекомендуется хранить вместе сырые и высушенные строительные материалы, так как с течением времени вся масса древесины будет обладать одинаковым показателем влажности: сырые пиломатериалы подсохнут, а высушенные - насытятся влагой.

Очевидно, что процесс испарения влаги из древесины не может продолжатся бесконечно, и в определенный момент наступает состояние равновесия между испарением и впитыванием влаги древесиной. В этом стабильном состоянии влажность древесины зависит исключительно от факторов окружающей среды. Материал в таком состоянии в весенний и осенний период немного набухает, а зимой и летом дает обратную осадку, и тем самым наиболее подходит для строительства дома из дерева. Влажность зеленого или спиленного дерева ни коем образом не мешает строительству. Даже если пиломатериалы срубили из мокрого леса (в весенний или летний период), по прошествии некоторого времени они тоже отдадут лишнюю влагу и перейдут в устойчивое гигроскопическое состояние.

В дополнение темы о перемещении влаги в толщи деревянного массива, следует отметить древесины уравновешивать свой показатель влажности. Например, если на один конец колоды насытить влагой или высушить, то перераспределение свободной и связанной влаги до единого значения произойдет по всей длине деревянной колоды. Подобный эффект перераспределения влаги наблюдается при градиенте температур или давления, при этом вода перемещается в направлении низкого значения температуры или давления.

Представим ситуацию: вы смастерили входную дверь дома из абсолютно сухих пиломатериалов. По прошествии нескольких месяцев эта дверь разбухла и ее невозможно закрыть. Это вызвано тем, что даже через пропитки и защитные пленки сухая древесина в попытке компенсации дефицита влаги впитала из окружающей среды гигроскопическую воду. На основании это можно сделать вывод, что абсолютно сухая древесина пригодна для эксплуатации только в помещении, и для производства мебели. Для обустройства напольного покрытия достаточно использовать древесину с показателем влажности от 8 до 12 %. Это обеспечит более плотную присадку половиц и не даст коробить доску. В качестве справки, для изготовления многих столярных изделий не рекомендуется использовать абсолютно сухую древесину, оптимальная влажность в этом случае - около 10 %. Древесина, высушенная естественным образом (так называемая атмосферная сушка), обладает влажностью от 15 до 20 %. Это позволяет использовать данный тип древесины для проведения почти всех плотницких работ: от кровли до наружной обшивки зданий и сооружений. Всегда следует помнить, что древесина - природный материал, способный к самостоятельной регуляции своей влажности. Этот "живой" материал приспосабливается к фактическим условиям эксплуатации и факторам окружающей среды. Именно поэтому не всегда можно найти оправданное обоснование использования сухого леса в строительстве.

В заключении отметим, что древесина обладает различной скоростью фильтрации воды вдоль и поперек волокон. В периоды накопления или отдачи древесиной внутренней влаги происходит образование внутреннего перенапряжения (пиломатериалы "крутит" вдоль оси), которые нивелируются при достижении состояния равновесной гигроскопической влаги древесины. По этой причине лес, сохнущий в срубе, крутит в меньшей степени. Зато попытки подгонки двух высохших бревен маловероятно увенчаются успехом.

Вывод - не стоит бояться древесины с естественной влажностью. К этому природному состоянию леса следует подходить творчески.

www.dal.by

Влажность

Что такое влажность древесины?

Введение; Относительная и абсолютная влажность; Связная и свободная влага; Степени влажности древесины; Неравномерность распределения влаги; Гигроскопичность, Равновесная влажность Предел Гигроскопичности; Почему наиболее предпочтительным является влажность 12-14%; Заключение.  

Введение

 

   Вода – важнейший элемент жизни на нашей планете. Она покрывает бОльшую часть поверхности Земли и составляет около 80% тела человека.Все живое на Земле буквально пропитано водой. Но не всегда большое количество воды приносит пользу, иногда даже вредит. К таким негативным влияниям относится влажность в строительных и отделочных материалах из древесины. Ведь многие из Вас знают, что даже дом, построенный из срубленных бревен, со временем словно уменьшается, появляются щели в стыках и трещины в бревнах, которые периодически приходится «конопатить». Занеся свежеспиленную доску в теплое помещение, вы увидите, как на следующий день она превратится в «пропеллер», из которого Вы уже вряд ли сделаете полку для книг. Все это происходит из-за того, что избыточное количество влаги начинает «выходить» из дерева, чья структура неоднородна. Эта неоднородность создает внутренние напряжения, которые и вызывают перечисленные негативные последствия. Однако, почему же тогда шкаф, изготовленный из мебельного щита, вот уже несколько лет служит верой и правдой. А вагонка в гостиной из лиственницы через пол века не теряет своей формы. И фасад дома, обшитый имитаций бруса, к примеру, все еще не вызывает у соседей даже и мысли, о том, что дом построен не из настоящего бруса. Дело в том, что все эти изделия подвергались камерной сушке – т.е.  - принудительному выведению лишней влаги в специальных условиях и до определенных значений. Ведь дерево, в котором влаги нет совсем – станет рассыпаться, превратится в труху. Постараемся разобраться в причинах такого влияния воды, разберемся в природе этого явления, выясним, какая влажность бывает, и найдем золотую середину. Что такое влажность древесины.

Влажность – это отношение массы воды к массе древесины, выраженное в процентах. Бывает Абсолютная и Относительная влажность. Относительная влажность – это отношение массы влаги, находящейся в древесине, к массе влажной древесины. Для определения данного показателя, берется образец изделия из древесины. Его взвешивают – т.е. получают массу влажной древесины Мд. Затем полностью высушивают и снова взвешивают – т.е. получают массу абсолютно сухой древесины Мсух. Вычисляют разницу между Мд и Мсух.: Мвл = Мд - Мсух., т.е. получают массу влаги в образце. Далее подставляют полученные данные в формулу: Wотн = (Мвл / Мд)*100%. Значение относительной влаги не может превосходить 100%. А сама эта величина является лишь количественной характеристикой, используется только при расчетах теплопроводности в теплотехнике и тогда, когда древесину рассматривают как отопительный материал в виде дров. Абсолютная влажность – это отношение массы влаги в данном объеме древесины к массе абсолютно сухой древесины. В большей степени является качественным, чем количественным показателем влаги в материале. Именно абсолютную влажность применяют для измерения влажности древесины в строительстве и мебельной промышленности. Для определения значения данного показателя потребуются те же данные, что мы указали выше, но в виде другой формулы:  WАбс = (Мвл / Мсух.)*100%. Либо, имея значение Относительной влажности, можно определить значение Абсолютной влажности по формуле:  WАбс = (100* Wотн )/(100 - Wотн) А перевести Абсолютную влажность в Относительную можно таким образом:  WОтн = (100* WАбс )/(100 + WАбс)

Типы влаги в древесине. Если говорить о самой влаге в составе дерева, то она бывает двух типов: Связанная и Свободная. Связанная, или гигроскопическая (еще называют адсорбционной или микрокапиллярной) влага находится в стенках древесных клеток. Она удерживается в основном физико-химическими связями, а ее удаление требует больших энергозатрат и сильно отражается на большинстве свойств древесины. Максимальное количество связанной влаги содержится в древесине при её непосредственном контакте с водой, а также в древесине растущего дерева. Влажность клеточных стенок в этом состоянии называют пределом их насыщения, который составляет около 30%. Свободная влага находится в полостях клеток и межклеточных пространствах, она удерживается только физико-механическими связями, удаляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.

Степени влажности древесины. Для удобства определения пригодности пиломатериалов для той или иной области применения, приняли следующие степени влажности: - мокрая древесина (влажность более 100%, это бывает, если древесина долгое время находилась в воде), - свежесрубленная (влажность от 50 до 100%), - влажная (от 23 до 50%), - атмосферно-сухая (18-22%), - воздушно-сухая искусственной сушки (12-18%), - комнатно-сухая (влажность 8-10%), - абсолютно сухая (влажность 0%).

Понятие Абсолютно сухая древесина является условным и применяется для характеристики влажностного состояния древесины в промышленности. Это состояние (близкое к нему) достигается в сухом воздухе при темп-ре 100—105°С. Неравномерность распределения влаги. Распределение влаги в стволе растущего дерева неравномерно и по сечению, и по высоте. Так же у хвойных пород влажность заболони в 3—4 раза выше влажности ядра. Однако, древесина хвойных пород Восточной Сибири, таких как ангарская сосна, сибирская ель и лиственница, имеет равномерно распределенную влажность в пределах ядра (спелой древесины). Исключением является пихта и кедр, влажность центральной зоны спелой древесины которых намного выше, чем периферической. Разница между ними может достигать в нижней части ствола 50%.

Гигроскопичность, Равновесная влажность и предел Гигроскопичности. Любая древесина обладает способностью изменять влажность в зависимости от состояния окружающей среды. Говорят, что она «дышит». Это свойство называется Гигроскопичностью. Это одновременно и хорошее и не очень хорошее качество. Позитивное последствие Гигроскопичности заключается в том, что в помещении, отделанном из натурального дерева, влажность будет уравновешиваться, обеспечивая постоянный микроклимат. Так при повышении влажности в комнате, часть лишней влаги будет впитана обшивкой, а при ее уменьшении – наоборот, выделена из древесины до достижения определенного равновесного значения. Негативным последствием такого явления будет изменение линейных размеров элементов обшивки, будь то вагонка, имитация бруса, блок-хаус или планкен. И как следствие, при сильных изменениях влажности и температуры в помещении, либо появление щелей и зазоров, либо набухание и «вспучивание» в местах стыка.  Когда древесина некоторое время находится в воздухе со стабильным состоянием, она стремится к определенной влажности, которую называют устойчивой. Устойчивая влажность древесины зависит главным образом от состояния окружающего воздуха и изменяется неравномерно при увеличении и уменьшении влажности среды. Так при поглощении влаги из воздуха (т.е. Сорбции) во время увлажнения, устойчивая влажность древесины будет меньше, чем во время выделения влаги (т.е. Десорбции) в процессе высыхания. Вот почему так происходит. При десорбции (испарении) стенки клеток теряют вначале всю свободную влагу, а затем часть связанной. Однако, при сорбции, влагу поглощают только стенки клеток (т.е. увеличивается только связанная влага, которая имеет предел насыщения около 30%). Конденсация влаги в полостях клеток при выдержке древесины в воздухе невозможна, даже если воздух насыщен влагой. В то же время, существует предел впитываемости клеточных стенок (предел гигророскопичности).  Такое влажностное состояние древесины, при котором она поглотила вследствие сорбции максимально возможное количество связанной влаги, но не содержит свободной, называется пределом гигроскопичности. И в отличие от предела насыщения клеток, он зависит от температуры. Поэтому и возникает разница в значениях устойчивой влажности при сорбции и десорбции в пределах 2,5%. Проще говоря, если в помещении при комнатной температуре оставить на некоторое время 1 образец, влажность которого выше предела насыщения (30%), и 2-й образец в абсолютно сухом состоянии, то получим следующее: 1-й образец получит равновесную влажность в районе 9,5%, а второй – в районе 6-7,5%. Как видим, при высыхании образец отдает больше, чем получает при увлажнении. Стандарты влажности для обшивки из древесины. Каковы же оптимальные значения влажности для евровагонки, доски пола, имитации бруса? Чем она обусловлена? Для начала, нужно понять, что любой элемент обшивки – это изделие. Его изготовили из какой-то заготовки на каком-то станке. Процесс изготовления накладывает определенные ограничения на такие параметры заготовки, как размеры и влажность. Оптимальное значение влажности лежит в пределах от 10% до 20%. Оно достигается при специальных условиях, создаваемых в сушильной камере. При влажности, меньше нижнего предела в продукции появляется множество выпавших сучков (из-за различия коэффициентов усушки самой древесины и сучков), трещины сколы. При значениях, превосходящих 20%, ухудшается качество строжки поверхности и возникает риск, что продукция "зацветет", т.е. на ней появится синева. К тому же, в процессе строгания влажность изделия снижается еще на 2%. Итого получаем рекомендуемую влажность заготовки – в пределах 12-18%, а влажность изделия – в районе 10-16%. Наиболее предпочтительным является влажность евровагонки в пределах 12-14%. Данные значения позволит избежать разбухания вагонки (в следствии поглощения влаги из воздуха) и как следствие «выпирания», и с другой стороны гарантированно позволяет избежать усушки вагонки (в следствии испарения избыточной влаги) и как следствие – возникновения щелей.

 Заключение. Влажность древесины – важнейший показатель, характеризующий качество материала. И мы рассмотрели основные понятия, связанные с ним. Но существует еще много вопросов, которые так или иначе касаются этой темы. Позже мы рассмотрим, как происходит сушка, что такое усушка, откуда берутся внутренние напряжения и на что они влияют. Как и чем измерить влажность и т.д.

sibles36.ru

Виды влаги в древесине. Причины возникновения влаги в древесине и последствия данного процесса. древесина

Объемный вес древесины колеблется от 400 до 1100 кг/м3. Пористость древесины различных пород колеблется от 30 до 80%. Влажность древесины влияет на все ее важнейшие свойства и изменяется в зависимости от влажности и температуры воздуха.

Что сухие дрова горят лучше сырых – известно всем. Все знают, что мокрые дрова всегда можно подсушить, а сухие, наоборот – увлажнить. При этом, качество топлива будет изменяться – улучшаться или ухудшаться. Но, так ли это важно для современного отопительного оборудования? Например, пиролизные котлы позволяют сжигать дрова, влажностью 50%, и даже, до 70%!

Теплотворность древесины находится в прямой зависимости от ее влажности. Влажность дров относится к важному показателю, определяющему их качество.

 Влажность древесины

Влажность древесины не зависит от породы дерева.Влажность древесины – это количественный показатель содержания влаги в ней.

 Различают абсолютную и относительную влажность древесины.

Абсолютная влажность

Абсолютная влажность – это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к массе абсолютно сухой древесины этого же образца.

 Величина «абсолютной влажности» в отопительной практике не применяется. Относительная влажность

Относительная (рабочая) влажность древесины - это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к его общей массе. Значение относительной (рабочей) влажности древесины, применяется в расчетах по теплотехнике. Здесь и дальше, под понятием «влажность» будет подразумеваться, именно «относительная влажность».

Вся влага в древесине разделяется на два вида – свободная и связанная. Свободная влага

Свободная влага – это влага, которая находится во внутриклеточном и междуклеточном пространстве, а также в полостях и порах древесины. Свободная влага удерживается в древесине за счет механических связей и легко удаляется из нее при обычной сушке. Связанная влага

Связанная влага – это влага, которая находится внутри стенок клеток древесины. Связанную влагу еще называют, «гигроскопической». Связанная влага удерживается на уровне физико-химических связей. Удаление этого вида влаги из древесины весьма затруднено, связано с большими затратами энергии и оказывает большое влияние на механические свойства самой древесины. В природных условиях, связанная влага может быть удалена во время горения или естественного старения (гниения) древесины, когда происходит разрушение стенок клеток и физико-химических связей в их массе.

При определении относительной (рабочей) влажности образца древесины учитывается суммарный объем свободной и связанной влаги всего образца. Влажность дров

Влажность дров – очень нестабильный показатель. Между древесиной и окружающей средой (воздухом) все время происходит влагообмен. Если влажность древесины больше, чем влажность окружающего воздуха – будет происходить высыхание древесины. Если наоборот – увлажнение.Если влажность и температура окружающей среды (воздуха) достаточно долго будут иметь неизменное значение, то влажность дров тоже стабилизируется и будет соответствовать влажности окружающего воздуха. Влажность древесины, при которой прекращается обмен влагой между ней и окружающей средой, называют «равновесной».

Равновесная влажность – крайне неустойчивое состояние для древесины, т.к. в природе невозможно найти воздух с достаточно долго постоянными параметрами температуры и влажности. Степень влажности древесины

Различают следующие степени влажности древесины:

    Сплавная (влажность 50%, и более)    Это может быть дерево, которое длительное время находилось в воде. Например, сплавная древесина, или древесина после сортировки в водном бассейне, или просто хорошо намокшее (отсыревшее) бревно.    Свежесрубленная (влажность 33...50%)    Это древесина, которая сохранила влагу растущего дерева.    Воздушно-сухая (влажность 20...30%)    Это древесина, которая длительное время выдерживалась на открытом воздухе, при хорошем проветривании.    Комнатно-сухая (влажность 7...18%)    Это древесина, которая длительное время находилась в жилой комнате или в ином, отапливаемом и вентилируемом помещении.    Абсолютно сухая (влажность 0%)    Это древесина, высушенная при температуре t=103±2°С до постоянной массы. 

Гигроскопичность и равновесная влажность

Древесина относится к гигроскопичным материалам, то есть ее влажность зависит от состояния окружающей среды. Если древесину длительное время выдерживать в воздухе неизменного состояния, то ее влажность будет стремиться к определенной величине, называемой устойчивой влажностью.

Древесина может достичь устойчивой влажности, поглощая водяные пары из воздуха (сорбция), либо выделяя их в воздух (десорбция). Водяные пары из воздуха могут поглощать только клеточные стенки. Появление свободной воды при этом невозможно, даже если воздух будет насыщен водяным паром. Процессы сорбции и десорбции не вполне обратимы. При одинаковом состоянии воздуха: устойчивая влажность при сорбции меньше, чем при десорбции. Разность между ними называется показателем гистерезиса сорбции. Его величина зависит в основном от размеров древесного образца. Древесные сортименты крупных сечений — бруски, доски, заготовки имеют показатель гистерезиса равный в среднем 2.5%. Для мелких древесных частиц (опилки, стружка) гистерезис незначителен (0.2-0.3%) и в практических расчетах его не учитывают.

Среднюю устойчивую влажность, практически одинаковую при сорбции и десорбции, называют равновесной влажностью. В практике равновесную влажность определяют по диаграмме или по таблицам.

Сырье, используемое в деревообрабатывающей промышленности, получают в результате распиловки стволов деревьев различных пород. Древесина является природным полимером, состоящим из разнообразных растительных клеток преимущественно удлиненной формы (волокон). Основными типами клеток хвойных пород являются трахеиды, лиственных пород — волокна либриформа и сосуды. Кроме того, в древесине имеются клетки сердцевинных лучей и в небольшом количестве клетки древесной паренхимы. Полости клеток соединены между собой порами и образуют в древесине капиллярную систему, обладающую сравнительно хорошей проницаемостью для жидкостей и газов в направлении вдоль волокон и значительно меньшей - поперек волокон. Клеточные стенки имеют сложную слоистую структуру, состоящую из групп цепных молекул целлюлозы, составляющих элементарную фибриллу. Элементарные фибриллы объединяются в более крупные образования - микрофибриллы, формирующие целлюлозный каркас, внутри которого размещаются гемицеллюлозы, лигнин и вода, находящаяся между элементарными фибриллами и микрофибриллами в виде непрерывных прослоек переменной (зависящей от влажности) толщины. Микрофибриллы, в свою очередь, образуют еще более крупные образования — макрофибриллы. Между макрофибриллами и внутри их имеются пространства, заполненные водой (а в сухой древесине частично воздухом). Они вместе с межмикрофибриллярными прослойками воды формируют в клеточных стенках свою капиллярную систему, более тонкую, чем система клеточных полостей. Вода в древесине делится на свободную и связанную: свободная вода – так называется вода, заполняющая полости клеток и удерживаемая в них механически. Именно поэтому она первой удаляется из древесины. Это большая часть воды, содержащейся в древесине. Процесс удаления влаги протекает быстро и оказывает незначительное влияние на свойства древесины, требует невысоких температур и определенной осторожности. связанная вода – содержащаяся в стенках клеток, удерживаемая в основном физико-химическими связями. Изменение ее содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины. Ее удаление значительно труднее и требует более высоких температур. Максимальное количество связанной влаги называется влажностью предела насыщения древесины и составляет 30%. По степени влажности различают древесину: сырую, W>100%, длительное время находившуюся в воде; свежесрубленную, W=50-100%, сохранившую влажность растущего дерева; воздушно-сухую, W=15-20%, выдержанную на открытом воздухе; комнатно-сухую, W=8-12%, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении; абсолютно сухую, W=0, выдержанную в сушильном шкафе при температуре t=103±2°C. Количественная оценка влажности осуществляется прямыми или косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины, например, высушиванием. Метод высушивания является самым точным и к нему часто прибегают при проведении лабораторных испытаний. Однако он не очень удобен и редко используется на практике, так как требует много времени. Поэтому для определения влажности используются другие, хотя и менее точные методы, основанные на измерении показателей других физических свойств древесины, которые зависят от содержания воды в древесине. Наибольшее распространение получил кондуктометрический способ, измеряющий электропроводность древесины. Кроме того, в сушильной практике различают следующие виды влажности: начальная влажность древесины — влажность, которую она имеет перед отправкой в сушильную камеру; конечная влажность древесины — влажность, которую мы хотим получить после полного цикла сушки

Влага в древесине – причины возникновения и последствия

Дерево – это «живой материал», древесина состоит из клеток, чем и обусловлены ее уникальные свойства.Особенности различных сортов дерева зависят от составляющих каждой отдельной клеточки – вода, воск, смолы, танины, крахмал, масла и алкалоиды. Клеточная структура делает древесину прочной, надежной и красивой. Древесина обладает также теплоизоляционными свойствами и поддерживает определенный баланс воды, кислорода и питательных веществ. На содержание влаги в древесине влияет окружающая температура и влажность. Дерево может впитывать влагу или выделять. Лишняя влага приводит к гниению, а недостаток влаги к растрескиванию бревен.Влага в деревянных домах содержится, если в процессе заготовки строительного материала бревна не до конца высушили, но возможно проникновение влаги и из внешней среды в уже сухое дерево. Нормальным уровнем содержания влаги в древесине принято считать естественный изначальный уровень, он выражается в % от ее сухого веса. В живом дереве содержание влаги больше чем точка насыщения волокон. ТНВ - примерно 30% содержания влаги, в самом дереве содержание ваги может достигать 200%. Деревянные элементы интерьера высушивают до 6-12%, т.е. максимально приближают строительный материал к окончательному состоянию, которое древесина обретет через несколько лет службы. Делается это для минимизации возможных сдвигов при изменении размера досок (бревен). Большую часть деревянного строительного материала высушивают до 15-19% содержания влаги. Такое содержание делает материал постоянным в размерах при сборе дома и монтировании отдельных деталей. Распределение влаги в бревне не равномерно, это происходит из-за его большого диаметра. Например, в в трех сантиметрах от поверхности показатель влажности покажет 20%, но глубже в бревне он будет уже больше. Так что гарантировать одинаковую влажность во всем срубе практически невозможно. Значение содержания влаги в бревне:

    После постройки дома древесина будет испарять влагу до тех пор, пока не достигнет равновесия с влажностью и температурой окружающей среды. Такое содержание влаги именуется равновесным, и незначительно меняется ежедневно, подстраиваясь под окружающую среду. Достаточно существенно этот показатель меняется при смене сезона. Зависимость содержания влаги в древесине относительно влажности воздуха выглядит следующим образом: 95% в воздухе – 20% в древесине; 50% в воздухе – 9% в древесине. При повышении температуры уровень влажности также снижается.    Изменение размеров тоже происходит в результате усушки, т.е. потери древесиной влаги. Стенки каждой клеточки древесины сжимаются и уплотняются, под этим давлением древесина трескается вдоль волокон. Трещины дотягиваются до самой сердцевины бревна образуя лучи. В трещины по наружной стороне проникает дождевая вода. Вода может накапливаться и портить бревно, чтобы этого избежать бревна обрабатывают специальными составами.    Древесина не только сохнет, но и набухает под влиянием окружающей среды. Подобные процессы характерны и для высушенного дерева, которое уже долгое время находится в срубе. Подобное движение бревен имеет просторечное название – говорят что сруб «повело». Внешне это легко заметить: рассыхаются стыки или заедает двери.    При переходе от зимы к лету древесина накапливает много влаге, но при резком повышении температуры может происходить заражение грибком сини. Дерево обесцвечивается, что плохо сказывается на внешнем виде дома. В сухую и прохладную погоду эта угроза заражения минимальна.     От уменьшения влаги в древесине выигрывают ее физические свойства. Материал весит меньше и легче в эксплуатации. Поверхность лучше впитывает морилку, антисептик и т.д. Процесс полировки тоже проходит быстрее. При помощи регулирования содержания влаги в древесине можно придавать или усиливать разнообразные свойства.    Многие производители строительных материалов используют для подготовки бревен сушильные печи. Подобная «усадка заранее» позволяет кристаллизовать смолы, уменьшить вес бревен, уничтожить насекомых и микроорганизмы и облегчить распил. Регулируя время и циклы сушки можно добиться необходимого уровня влажности и, даже, подтвердить это документально.    Существует еще понятие «мертвостоящий лес», т.е. уже самостоятельно просохший строительный материал (20% влагосодержание), который готов к распилу.    К распространенным методам сушки относится и воздушная сушка, длится она 1-2 года и подготавливает материал 12-30% влагосодержанием. Воздушный поток способствует испарению влаги, на содержание влаги влияет местный климат и период сушки.    Если компании используют при строительстве свежесрубленные деревья, они не досушены и не проходили никакой обработки перед распилом. Содержание влаги в таком материале стремиться к естественному, весь процесс потери влаги будет проходить в уже отстроенном доме. Компании, использующие такой материал, обязательно учитывают усушку дерева на стадии проектирования строения.    Можно применять клееные бревна. В них содержится минимум влаги, соответственно клееные бревна не склонны к усадке, растрескиванию, перекашиванию и искривлению. 

Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением.

То, что влажность окружающего воздуха имеет большее влияние на изделия из древесины, известно еще с глубокой древности. При этом не настолько важна влажность как таковая, как её резкие перепады. Теперь разберёмся, почему это происходит. В древесине различают две формы воды: связанную и свободную. Связанная вода находиться в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах. Связанная вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины.

Свободная вода, удерживаемая только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины. Рассмотрим основные свойства деформации древесины. Усушкой называется, уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше время усушки. Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5-2 раза больше, чем в радиальном. Полная линейная усушка древесины наиболее распространённых отечественных пород в тангенциальном направлении составляет 8-10%, в радиальном 3-7%, а вдоль волокон 0,1-0,3%. Полная объёмная усушка находится в пределах 11-17%. Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д. Дабы была возможность представить, о чём идёт речь, посмотрим на рисунок, где: 1 - радиальный и 2 - тангенсальный, распилы древесины.

Внутренние напряжения возникают в древесине без участия внешних нагрузок. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных зонах доски, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а внутри доски - сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций.

Остаточные напряжения, в отличие от влажностных, не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения. Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжении поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки. Коробление - изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также распиловке и неправильном хранении. Чаще всего коробление происходит из-за различия усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность.

Продольная покоробленность бывает: по кромке, по пласти и крыловатость. На рисунки изображены виды покоробленности: А - поперечная: а - желобчатая, б - трапециевидная, в - ромбовидная, г - овальная; Б - продольная: д - по кромке, е - по пласти, ж - крыловатость.

Влагопоглощение - способность древесины вследствие её гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) из окружающего воздуха. Влагопоглощение практически не зависит от породы. Способность к поглощению влаги является отрицательным свойством древесины. Сухая древесина, помещённая в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает её физико-механические характеристики, снижает биостойкость и т.д.

Чтобы защитить древесину от влияния влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают различными лакокрасочными и плёночными материалами. Разбухание - увеличение линейных размеров и объёма древесины при повышении в ней содержания связанной воды. Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Это - свойство, обратное усушке, но подчиняется, в основном, тем же закономерностям. Наибольшее разбухание древесины наблюдается поперёк волокон, а наименьшее - вдоль волокон. Рассмотрим в качестве примера дверное полотно из массива с заполнением филенчатыми панелями.

Чтобы такая дверь была надежной и долговечной, приходится вкладывать в нее возможность приспосабливаться к естественным изменениям собственных размеров. Для этого обвязка и филёнки изготавливаются не из цельного массива, а из переклеенных между собой ламелей (брусков) волокнами по наравлению друг к другу, в тангенциальном направлении - поперёк волокон. Именно это защищает полотно от разбухания, растрескивания, крыловатостей и поддерживает его в таком состоянии длительное время с тщательно выверенными размерами, зазорами и углами.

Пространство между обвязкой заполняется филёнчатой панелью, которая будет, несомненно, подвергаться усушке и разбуханию вместе с сезонными изменениями влажности. Поэтому края этой панели (фигареи) вырезаются в виде шипа, а сама она вставляется в пазы рамы, что позволяет ей свободно перемещаться при изменении в размерах.

Филёнка закрепляет в обвязке только в центре верхнего и нижнего брусков точечно с помощью силикона так, чтобы она равномерно двигалась внутри пазов правого и левого брусков. Ну и конечно фигарей делается достаточно широким, чтобы глаз человека не замечал перемещений, - в отличие от плотного соединения с пазом шипом. Для определения зазора между краями филёночной панели и пазом обвязки существует формула усушки, определяющая изменение размера по причине усушки dD:

dD=D*S*(dMC/fsp),

D - первоначальный размер, S - процент сжатия, dMC - изменение содержания влаги, fsp - точка насыщения.

Процент сжатия древесины различается для тангентального и радиального распила и берется из специальной таблицы. Кроме того, при расчете изменения содержания влаги следует учитывать, что значения влажности выше точки насыщения в расчёт не принимаются. Рассмотрим на примере сосновой двери с филенками шириной 450 мм; коэффициент сжатия для сосны S=6,1%.

Ожидаемое максимальное содержание влаги 14%. В случае, если влажность древесины будет равна 8%, то (учитывая симметричное поведение бруска) подсчитаем зазор для одной стороны

dD=225*(0,061)*(0,14-0,08)/0,28=2,94 мм

А когда содержание влаги упадет до 4%, филенка сожмется вот так:

dD=225*(0,061)*(0,08-0,04)/0,28=1,96 мм

Получается, что размеры соединения должны позволять филенке не только расширяться, но и сужаться.

Только в вышеприведенном примере показаны изменения на миллиметр при том, что сам зазор должен быть около 2-3 мм на сторону, на практике обычно делается -5 мм – по ширине и -5 мм – по высоте. Последнее, что осталось отметить, это то, что к сожалению, множество фирм-однодневок и неопытных столяров не удосуживаются использовать даже такую простую формулу (а опыта, чтобы сделать «на глазок» у них попросту нет). В результате треснувшую от сухости или разбухшую от влаги филёнку может перекосить или даже вырвать из обвязки.

Древесина как строительный материал обладает рядом положительных свойств: она имеет относительно высокую прочность, небольшую плотность, малую теплопроводность, легко поддается механической обработке.

Вместе с тем древесина имеет и ряд недостатков: она подвершена гниению и легко воспламеняется; разные показатели прочности и теплопроводности вдоль и поперек волокон затрудняют ее работку и применение; гигроскопичность древесины зачастую приводит к изменению ее размеров. Кроме всего прочего, древесина склонна к короблению и растрескиванию. При изготовлении деревянных изделий образуются значительные отходы (опилки и стружка составляют до 40%).

В зависимости от степени переработки различают: лесные материалы, получаемые только путем механической обработки; готовые изделия и конструкции, изготовляемые в цехах и на заводах, а также синтетические материалы, получаемые при глубокой переработке древесины.

В строительстве наиболее широко используют хвойные породы деревьев: сосну, ель, лиственницу, пихту и кедр. Из них изготавливают преимущественно несущие деревянные конструкции. Самое широкое применение имеет сосна. Древесина ели содержит меньше смолистых веществ, чем сосна, и поэтому легче загнивает в условиях высокой и попеременной влажности.

Древесина лиственных пород обладает меньшей стойкостью и однородностью. Наибольшую ценность из лиственных пород имеет дуб, древесина которого очень тверда и прочна.

Объемный вес древесины колеблется от 400 до 1100 кг/м3. Пористость древесины различных пород колеблется от 30 до 80%. Влажность древесины влияет на все ее важнейшие свойства и изменяется в зависимости от влажности и температуры воздуха. Древесина легко поглощает влагу из воздуха, которая накапливается в стенках клеток (такая влага называется гигроскопической). Если влага накапливается в межклеточном пространстве, размеры и механические свойства древесины не изменяются (этот вид влаги в древесине называют капиллярной, или свободной).

В зависимости от влажности различают древесину:

    *      абсолютно сухую - влажность 0%;    *      комнатно-сухую - влажность 8-14%;    *      воздушно-сухую - влажность 15-20%;    *      влажную - влажностью более 20%;    *      свежесрубленную - влажность более 35%. 

Виды влаги в древесине для устройства стен и перегородок, покрытий и перекрытий, изготовления погонажных и столярных изделий. Эффективно используются также отходы древесины: из опилок и стружек, наряду с фиброилитовыми и ксилитовыми изделиями, изготавливают с применением различных органических клеев прессованные плиты, доски и т.п.

Древесину используют также для производства целлюлозы, этилового и бутилового спиртов, бумаги, картона, органических кислот, канифоли и других продуктов для народного хозяйства. Применение древесины и конструкций из нее в строительстве обусловлено ее доступностью, простотой обработки и основными положительными качествами.

Сосна

В зависимости от условий произрастания сосна бывает двух видов: рудовая, растущая на возвышенных песчаных местах, и мяндовая, растущая в низменных местах. Рудовая сосна имеет плотную мелкослойную смолистую древесину. Мяндовая сосна имеет более слабую, широкослойную древесину, малое ядро и широкую заболонь.

Применяют сосну для рубки стен жилых домов, постройки мостов, эстакад, для изготовления оконных переплетов, дверей, полов, свай, шпал, столярных изделий, фанеры и т.д.

Ель

Различают два вида ели - европейскую и сибирскую. Древесина ее имеет однородный белый цвет со слабым желтоватым оттенком, она мягкая, как у сосны, но с меньшим содержанием смолистых веществ, что снижает сопротивляемость загниванию.

Применяют ель для тех же целей, что и сосну, но с учетом ее пониженной стойкости к загниванию.

Лиственница

Прочность, плотность и твердость лиственницы примерно на 30% выше, чем у сосны. Лиственница очень стойка к загниванию, обладает высокой твердостью. К недостаткам лиственницы относят ее склонность к растрескиванию при сушке. Лиственница обрабатывается с трудом и засмаливает подошву инструмента.

Применяют лиственницу для изготовления столбов и балок в основном в гидротехническом строительстве, из нее изготавливают также шпалы и рудничные стойки.

Кедр

Имеет ядро светло-бурого цвета и широкую заболонь, мало отличающуюся от ядра. Древесина кедра мягкая и легкая. Ее механические свойства ниже, чем у сосны.

Применяют кедр в виде круглого леса и пиломатериалов для строительных изделий - чаще всего, декоративной фанеры.

Пихта

Древесина пихты и ели очень похожи по своему строению, разница лишь в том, что первая не имеет смоляных ходов.

Применяют наравне с елью в сухих проветриваемых местах, так как легко поддается загниванию.

Дуб

Древесина дуба прочная, плотная и упругая, самая стойкая к загниванию, но так же, как и древесина лиственницы, склонна к растрескиванию. Древесина дуба при тангентальном разрезе имеет хорошо видимые поры, а при радиальном - сердцевидные лучи, хорошо морится в воде (настоящий мореный дуб, пролежавший долгое время в воде, имеет окраску от коричнево-зеленой до черной). В обработке долотом дуб хрупок, требует твердого и острого инструмента.

Применяют древесину дуба для изготовления паркета и столярных изделий. Широко распространено применение дуба в отделочных работах в судостроении. На обработку дуба уходит значительно больше времени, чем любого другого вида древесины.

Ясень

Древесина ясеня очень похожа на древесину дуба, но несколько светлее. Сердцевинных лучей нет. При морении и окраске приобретает неприятную седину, поэтому применяют его обычно в натуральном виде. Распаренный ясень хорошо гнется. Древесина его прочна, вязка и с трудом обрабатывается вручную.

Применяют для изготовления паркета и столярных изделий. Он хорошо сохраняется на воздухе и в воде, однако быстро загнивает в условиях переменной влажности, что следует учитывать при его применении.

Береза

Береза имеет древесину белого цвета с легким желтоватым или красноватым оттенком, твердую, прочную, но легко загнивающую, особенно в условиях повышенной влажности.

Применяют березу для изготовления фанеры, токарных изделий, мебели, а также для устройства подсобных сооружений (ограждений, подмостей и т.п.). Карельскую березу, имеющую свиливатое расположение волокон, используют в отделочных работах и мебельном производстве (древесина карельской березы очень дефицитна).

Осина

Осина - заболотная порода, легкая, мягкая, белого цвета. В сухой среде осина прочная, хорошо колется и обтачивается на токарном станке, мало коробится и мало трескается при высыхании.

Применяют для производства фанеры, устройства кровель, а также для возведения временных сооружений.

sawwood.ru

Древесина бывает сухой или влажной. Параметры влажности разновидностей древесины

Влажность древесины

какая влажность у древесиныВажным параметром древесины при ее выборе для производства строительных работ является влажность, от уровня которой зависит состояние построенного сруба и выполненной из древесины внутренней отделки.  Все породы деревьев имеют различную влажность: береза, клен ясень – 15% влажность, дуб и орех -20%, ольха и бамбук – 30%. Для внутренней отделки помещений ГОСТ устанавливает использование древесины с влажностью около 15%, для половой доски – также около 15%, для наружной отделки – около 20%. Существуют абсолютная и относительная влажность дерева, обозначаемые в процентах массы влаги к сухой или сырой массе материала.

Прибор_для_измерения_влажностиВ быту для определения влажности используется электровлагомер, действие которого основано на измерении существующей электропроводности материала, поскольку она изменяется в зависимости от насыщения ее влагой. Иглы прибора вводятся в древесину, а затем через них пропускается электрический ток. На экране прибора в тот же момент появляется значение ее влажности в конкретном месте. Опытные строители определяют влажность древесины по внешним признакам: весу, количеству трещин на торце, короблению досок и брусьев и т.д.

Содержание воды в древесине составляется из массы связанной влаги  и свободной ее составляющей. Связанный вид влаги находится в стенках клеток, а свободная находится в полостях клеток и пространстве между ними.

 

 

 

Древесина сортируется по влажности следующим образом:

- мокрая древесина, имеющая влажность приблизительно к 100%. Такое возможно только для стволов деревьев, сплавлявшихся по реке;

- древесина свежесрубленная с влажностью от 50% до 100%;

- древесина воздушно-сухая, длительное время выдерживавшаяся на открытом воздухе – 15-20%;

-древесина комнатно-сухая имеющая влажность 8-10%, получаемая при сушке в хорошо отапливаемом и проветриваемом помещении;

- совершенно сухая древесина, имеющая влажность 0%. Она получается при сушке материала при стабильной температуре 100-105 градусов до получения постоянного веса.

Влажная_древесинаНа места строительства или переработки древесина поставляется с высокой степенью влажности и ее неравномерным распределением и по радиусу ствола, и по его высоте. Содержание влаги в древесине разнится от времени его заготовки.

Для получения сухой древесины с показателями влажности, определяемыми ГОСТом и улучшения ее высоких технологических параметров используется сушка материала:

- атмосферная сушка под навесами и со свободным доступом воздуха на поддонах или подставках высотой не менее 0,5 метра. Торцы досок и брусьев прокрашиваются масляной краской для предупреждения растрескивания, со стволов удаляется кора;

- для выпаривания заготовки распиливаются на части с нужным размером, обсыпаются опилками и подвергаются нагреву при температуре 60-70 градусов;

- для парафинирования заготовки помещаются в растопленный парафин и нагреваются до 40 градусов. После нескольких часов нагревания древесина должна несколько суток сохнуть на воздухе.

Существует также метод запаривания дерева в льняном масле, который в настоящее время используется достаточно редко. 

В результате проведенных исследований специалистами в области строительства частных малоэтажных домов установлено, что в течение первого года деревянные элементы могут потерять до 7% своих первоначальных параметров ширины и толщины и 1% высоты. Для материалов из древесины в Санкт-Петербурге и Ленинградской области действуют стандартные требования по влажности: для основных наружных элементов – 20-23%, для внутренних элементов – 15-18%.

При строительстве деревянного дома нельзя забывать и еще об одном непреложном правиле – для того, чтобы обеспечить комфортный микроклимат в жилом помещении, помимо правильного выбора строительных материалов его необходимо тщательно утеплить. В качестве экологически чистого и эффективного утеплителя специалисты рекомендуют применять эковату, поскольку это самый оптимальный материал при утеплении частного дома на сегодняшний день.

 

 

 

9999812.ru