В каком виде находится влага в древесине: Вопрос 25. В каком виде находится влага в древесине и как она влияет на ее физико-механические свойства?

Содержание

Вопрос 25. В каком виде находится влага в древесине и как она влияет на ее физико-механические свойства?

Влажность древесины определяется количеством содержащейся воды, выраженной в % от массы сухой древесины.

(1)

где: W – влажность древесины, %

mвл. – масса влажной древесины, гр.

mс – масса сухой древесины, гр.

В древесине влага находится в следующих формах:

— свободная или капиллярная, заполняющая каналы сосудов, полости клеток (содержание ее более 30 %)

— связанная или гигроскопическая, пропитывающая клеточные оболочки и занимающая межкапиллярные пространства (содержание ее до 30 %)

— химически связанная, входящая в химический состав вещества.

Состояние древесины, при котором в ней находится только связанная влага, а полости заполнены воздухом, соответствует влажности точки насыщения волокна Wт. н.в. Этот показатель колеблется для всех пород в пределах 23-33 %.

По влажности различают следующие состояния древесины: сплавная (более 100 %), свежесрубленная (35 % и выше), воздушно-сухая (15-20 %), комнатно-сухая (8-13 %) и абсолютно-сухая (около 0 %).

Древесина обладает свойством гигроскопичности, т.е. способна поглощать из воздуха пары влаги. Этот процесс прекращается только после того, как влага распределится равномерно по всему сечению древесины, а влажность древесины будет соответствовать температуре tоС и относительной влажности окружающего воздуха φв, %. Это состояние древесины называется равновесным, а влажность древесины – равновесной.

Среди природных видов сырья древесина занимает третье место после угля и нефти.

Наша страна богата лесами, особенно в северных регионах, некоторых областях Сибири и Дальнего Востока.

Под собственно древесиной понимают лишенные коры стволы, ветви и корни хвойных и лиственных деревьев и кустарников.

Важнейшими видами сырой (не подвергавшейся обработке) древесины являются бревна (пиломатериалы), слоистая древесина для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также шпон.

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

Для древесины основными и наиболее важными свойствами являются следующие: влажность, гигроскопичность, пористость, разбухание, усушка, коробление, растрескивание, теплопроводность, звукопроводность, электропроводность, цвет, запах, текстура, вес.

Древесина лиственных пород обладает меньшей стойкостью и однородностью, за исключением дуба, древесина которого тверда и прочна. Плотность древесины колеблется от 400 до 1100 кг/м3, а пористость — от 30 до 80%.

Влажность древесины влияет на все ее важнейшие свойства и изменяется в зависимости от влажности и температуры воздуха. 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%.

Применяют древесину для устройства стен и перегородок, покрытий и перекрытий, изготовления погонажных и столярных изделий, используются также отходы древесины (из опилок и стружек изготавливают прессованные плиты и т.п.).

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

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.

Что означает содержание влаги в древесине?

Влагомеры представляют собой специализированные устройства, предназначенные для измерения количества влаги в каком-либо материале, например в древесине, с использованием электрического сопротивления (штыревого типа) или электромагнитных радиочастот (бесштыревого типа).

Один из вопросов, который задают многие энтузиасты, которые не так хорошо знакомы с необходимостью контроля влажности древесины и других строительных материалов, звучит так: «Что означает содержание влаги в древесине?»

A Основное определение

Содержание влаги, или %MC, является показателем того, сколько воды присутствует в древесине по сравнению с сухим веществом древесины. С технической точки зрения возможно иметь измерение содержания влаги более 100%, что произошло бы, если бы в тестируемом образце было больше воды, чем древесины. Однако это не является обычным явлением.

Древесина является гигроскопичным материалом, что означает, что она имеет тенденцию поглощать и выделять влагу до тех пор, пока не достигнет равновесия с окружающей средой. Таким образом, в нормальных условиях содержание влаги в древесине в значительной степени определяется окружающей средой: теплая и сухая среда, как правило, делает древесину более сухой, а прохладная и влажная среда делает древесину более влажной.

Почему важна влажность древесины

При работе с древесиной для полов и других целей содержание влаги в этой древесине может иметь огромное влияние на качество древесины.

Например, в деревянных полах, если древесина слишком сухая во время укладки, она может в конечном итоге поглощать влагу из воздуха в месте укладки. Это может привести к тому, что древесина начнет набухать, поэтому доски будут давить друг на друга после установки.

Или древесина может расколоться и треснуть.

С другой стороны, избыток влаги в древесине может вызвать другие проблемы, включая, но не ограничиваясь:

Препятствование надежному соединению клеев;
Стимулирующие рост плесени в древесине; и
Усадка при выходе избыточной влаги из древесины.

Чем дальше древесина от уровня влажности, соответствующего окружающей среде, в которой она будет использоваться, тем более выраженными будут эти проблемы.

Вот почему все, кто работает с напольными покрытиями и изделиями из дерева требуется , чтобы использовать влагомер для измерения %MC древесины. С помощью измерителя влажности древесины можно получить точное количественное измерение содержания влаги в древесине, что имеет неоценимое значение для определения того, подвергается ли древесина риску возникновения проблем в дальнейшем.

Использование влагомера древесины

Использовать влагомер для проверки %MC древесины относительно просто, независимо от того, используете ли вы штыревой или бесштыревой измеритель.

С помощью булавочного измерителя вы просто вставляете булавки в древесину так глубоко, как хотите, и нажимаете кнопку, чтобы измерить влажность древесины. При использовании бесштифтового измерителя вы можете просто прижать сканирующую пластину к дереву, чтобы она оказалась на одном уровне с поверхностью дерева. Затем нажмите кнопку, чтобы получить показания.

Следует помнить, что влагомер древесины обычно калибруется для получения точных показаний для одной породы древесины. Другие породы древесины имеют другие физические свойства, которые могут исказить измерения влажности. По этой причине важно знать, какую древесину вы тестируете, и использовать таблицу поправки на породу, чтобы скорректировать результаты чтения.

Некоторые измерители могут иметь дополнительные функции, облегчающие регистрацию измерений влажности или делающие прибор более универсальным для работы с более широким диапазоном материалов. Например, влагомер древесины J-2000 имеет встроенную поправку на породу для 48 различных пород древесины. Это упрощает получение точных цифр, поскольку вам не нужно вручную проверять таблицу коррекции для каждого показания.

Способ использования этих специальных функций может различаться в зависимости от модели влагомера, поэтому перед использованием важно ознакомиться с руководством пользователя. Некоторые производители, такие как Delmhorst, предлагают своим пользователям поддержку в режиме реального времени, отвечая на вопросы и предоставляя советы по устранению неполадок.

Хотите узнать больше об использовании влагомеров для напольных покрытий и изделий из дерева? Ознакомьтесь с бесплатным руководством по ссылке ниже!

Темы: Деревянный настил

Взаимосвязь древесины и воды Содержание влаги Часть 1

Что такое содержание влаги и как его измеряют?

Влажность древесины измеряется как отношение массы воды в куске древесины к массе древесины, когда она полностью сухая (сухая). Вы увидите, что это называется процентом.

Существует два разных подхода к определению содержания влаги: содержание влаги в сухом состоянии и содержание влаги во влажном состоянии. Влажная основа используется для балансовой древесины, щепы и топливной древесины. Влажная основа определяется следующим образом: (вес воды / влажный вес древесины) X 100.

Содержание влаги в сухом веществе используется для твердой древесины, бревен, шпона и большинства небумажных и нетопливных целей. Это определяется как (вес воды / сухой вес древесины) X 100.

Содержание влаги в куске дерева должно быть как можно ближе к равновесному содержанию влаги (EMC). Относительная влажность и температура влияют на ЭМС. ЭМС зависит от местоположения. Регионы Среднего Запада и Озерных штатов составляют 7%, а юго-восточный регион — 12%.

Влагомеры также доступны для определения влажности древесины. Существуют различные формы и различные спецификации для их использования. Обязательно прочитайте инструкцию по эксплуатации вашего глюкометра. Но влагомеры имеют ограничения и не всегда точны. Метод сушки в печи (предыдущий метод) является лучшим способом удаления влаги.

Почему древесина дает усадку и разбухает?
Более 90% проблем в деревообработке связаны с влажностью. Примерами этого являются залипание ящиков, деформация и трещины дверей. Древесина деревьев содержит много влаги. Мы должны высушить древесину до равновесной влажности (ЕМС) окружающей среды.

В древесине существует два типа влаги: свободная вода и связанная вода. Свободная вода – это жидкая вода, находящаяся в порах древесины (полости клеток). Свободную воду легко удалить, и большая ее часть высвобождается при сушке на воздухе. Связанная вода – это насыщенная вода, химически связанная со стенками клеток. Эту воду труднее удалить.

Так почему древесина дает усадку? Это просто. Когда связанная вода, вода в клеточной стенке, удаляется, клеточная стенка сжимается. Древесина не дает усадки примерно до 30% MC. Эта точка процесса сушки называется точкой насыщения волокна (FSP). FSP – это когда вся свободная вода ушла, а осталась только связанная вода.

Движение дерева в ваших проектах
Для большинства проектов вам не нужно точно знать, насколько дерево будет двигаться, но понимать, что это произойдет.

Древесина неравномерно обменивается влагой на всех поверхностях. Пиломатериалы, распиленные на четверть, имеют вид с длинными равномерными линиями волокон. Другие названия пилы по дереву: вертикальное зерно (используется в хвойных породах) и радиальное зерно (используется учеными-деревообработчиками). Эта поверхность будет двигаться, но не так сильно, как плоскораспиленная поверхность. Плоские пиломатериалы, также известные как простые пиломатериалы (используемые для хвойных пород) или тангенциальные (используемые учеными-деревоведущими), перемещаются больше всего. Мы часто говорим, что плоскопиленная поверхность обменивается влагой в два раза быстрее, чем четвертьпиленная. Плоские пиломатериалы имеют кафедральный рисунок волокон.