Какая древесина способна поглотить больше влаги при росте дерева и хранении

Обновлено: 18.09.2024

Древесина – это один из самых востребованных материалов, используемых в строительстве, при изготовлении мебели, вагоностроении и многих других отраслях народного хозяйства. Главные преимущества – высокая прочность, экологическая чистота, хорошая обрабатываемость, химическая стойкость. Одним из важных свойств, которое обязательно учитывают, является влажность древесины. Как ее определить и какой она должна быть у разных пород дерева, рассмотрим в этой статье.

Виды влажности

Древесина имеет природное происхождение, поэтому она очень чувствительна к колебаниям температуры воздуха и давления атмосферы. Подчиняясь состоянию окружающей среды, она меняет процент влажности. Специалисты утверждают, что древесина дышит, поглощает или выделяет пары воздуха и это явление называется гигроскопичностью. Принято считать, что самая важная характеристика – это влажность, которая определяет отношение влаги к сухой массе. Она подразделяется на:

Абсолютную – имеет разные значения для каждой породы дерева. Определяется влажность древесины по ГОСТу 8486-86.
Относительную – измерения проводятся во влажном состоянии и подразделяются на свободную и связанную.

Вам будет интересно: Джон Милль: биография, личная жизнь, достижения

Кроме этого, влажность бывает:

Естественная – 27–81%. Используется для различных подсобных работ: изготовления опалубки, стропил и обрешетки.
Мебельная – 8–12%. Применяется в мебельном производстве и для получения клееного бруса.
Транспортная – 18–22%. Используют для всех других видов работ, кроме перечисленных в первых двух пунктах: для производства пиломатериалов, строительства, шпунта.

Вам будет интересно: Принципиальная схема реверсивного пуска двигателя

Для выполнения строительных работ самая подходящая древесина – транспортная. Материал влажностью около 20% легко обрабатывается, он не коробится и не подвергается грибковым заражениям.

Степень влажности

По степени содержания влаги в древесине ее разделяют на следующие виды:

Мокрая – она содержит влаги более 100%. Такое состояние наступает, когда материал присутствует в воде продолжительное время.
Свежесрубленная – процент влажности древесины в этом случае колеблется от 50 до 100.
Воздушно-сухая – продолжительное время содержится на открытых площадках. Ее влажность полностью зависит от природных условий и времени года, степень влажности 15–20%.
Комнатно-сухая – находится в жилых помещениях с содержанием воды не выше 10%.
Абсолютно сухая – практически отсутствует влага, ее содержание равно 0%. В этом случае она часто подвергается деформации.

Вам будет интересно: Симплификация - это что такое?

Знание степени влажности необходимо при практическом использовании древесины.

Что такое естественная влажность?

Дерево – это живой материал, который постоянно растет и дышит. Для его жизнедеятельности необходима вода. Ее содержание зависит от породы, погодных условий и места произрастания дерева. Сразу после рубки или распиле бревна материал обладает влажностью, которую называют естественной. Точных норм для этой величины не существуют. Она изменяется в пределах 27–81%. Древесина с естественной влажностью нередко заражается грибками и бактериями, подвергается гнили. Не рекомендуется сразу после вырубки бревна перевозить на большие расстояния, через несколько дней они приходят в негодность.

Материал с естественной влажностью используют только для строительства малоответственных сооружений. Перед длительной транспортировкой и последующим использованием древесины, срубленные бревна подвергают атмосферной или принудительной сушке. Только после этой процедуры ее можно смело использовать для изготовления различных конструкций.

Особенности содержания влаги в древесине

Всем известно с давних времен, что влажность воздуха оказывает существенное влияние на изделия, изготовленные из дерева. Особенно это заметно при резких перепадах содержания влаги в воздухе. Явление объясняется особенностями содержания воды в древесных породах.

Существует две формы, в которых она находится в материале:

Связанная – хранится в оболочке клеток, удерживается физико-химическими связями и сильно влияет на многие свойства древесины.
Свободная – располагается в межклеточных пространствах и полостях клеток, сохраняется благодаря механическим связям, легко удаляется и мало влияет на качество материала.

При высыхании древесины в первую очередь происходит испарение свободной влаги и только после нее – связанной. Процесс будет длиться до тех пор, пока вода равномерно не распределится по всему материалу, и не сравняется с относительной влажностью воздуха. Аналогично происходит и при поглощении влаги.

Равновесная влажность дерева

Любая древесина способна поглощать водяные пары и воду и отдавать полученную влагу. В зависимости от содержания влаги и температуры окружающей среды и длительности нахождения древесины на воздухе устанавливается равновесная влажность. Это понятие связано с полным равномерным распределением влаги, когда процесс высыхания дерева прекращается, а процент влажности древесины и окружающей среды становятся равными.

Вам будет интересно: Ликтор - это: суть профессии и исторические факты

Оказывается, гигроскопическое равновесие климата региона можно определить по равновесной влажности дома, построенного из натурального дерева. Влага, содержащаяся в древесине, как указывалось ранее, состоит из свободной и составляющей. Границей этих понятий является точка насыщения. Это состояние древесины, когда свободная жидкость полностью удалена, а клетки остались насыщенными водой. Независимо от породы дерева влажность в точке насыщения принято считать равной 23–31%.

Какая влажность принята за стандарт?

Для применения пиломатериалов в строительстве необходима сортировка их по степени влажности. Стандартная влажность древесины принимается равной примерно 15% и считается постоянным показателем для любых пород дерева, к которому стремятся все производители древесной продукции. В таком состоянии материал отлично хранится, используется для строительных и отделочных работ. Понятия равновесной и стандартной влажности знакомы любому специалисту, работающему по производству пиломатериалов.

Недостаточно просушенная древесина – это реальная среда для образования плесени и роста грибков, что приводит ее к разрушению. Современное сушильное оборудование позволяет достичь показателя влажности, равного 6%. В этом случае материал будет еще устойчивее к гниению, стойким к деформации и долговечным.

Свойства древесины, связанные с влажностью

Основными деформирующими свойствами древесины, влажность которой изменяется, являются следующие:

Усушка – характеризуется уменьшением величины объема и линейных размеров древесины. Процесс усушки связан только с удалением из древесины связанной воды, свободная никакого влияния не оказывает. При распиловке бревен на доски делают припуски на усадку материала.
Коробление – изменение пиломатериала по форме, возникающее при сушке и неправильном хранении. Зачастую это происходит вследствие разной усушки по поперечному или продольному направлению.
Влагопоглощение – способность древесного материала впитывать влагу из воздуха. Это свойство не зависит от породы древесины и сильно ухудшает ее свойства, снижая биостойкость. Для защиты деревянные поверхности покрывают лакокрасочными материалами.
Разбухание – увеличивается объем и линейные размеры в результате повышается количество связанной воды в клетках. Такое явление происходит при сплаве бревен по воде или содержании древесины на влажном воздухе. Причем разбухание поперек волокон наблюдается сильнее, чем вдоль.

Свойство древесины поглощать жидкости используется при пропитке ее антисептиками, варке для получения целлюлозы, сплаве леса.

Удельный вес древесины

Для определения веса древесины используют величину, называемую плотностью или удельным весом. Она вычисляется отношением массы материала к единице объема. Этот параметр очень изменчив и зависит от влажности и породы древесины, поэтому принято использовать его среднее значение. Для вычисления этой величины поступают следующим образом:

Определяют массу древесины путем взвешивания.
Вычисляют объем. Его рассчитывают по специальной методике, с учетом только объема чистой древесины без пустот, которые образуются при укладке.

Плотность, как правило, рассчитывается при естественной влажности конкретного материала. Измеряется удельный вес любой древесины в кг/м3 и заносится в таблицу.

Определение веса древесины естественной влажности

Вес древесины потребителю необходимо знать для:

Перевозки приобретенного сырья – выбора транспорта и оплаты доставки.
Определения веса готовой конструкции – монтаж фундамента и установка перекрытий.
Определения места хранения материала.

Вычислить вес покупаемого вами материала очень легко. Для этого потребуется определить по таблице удельный вес конкретной древесины и умножить на количество кубов приобретенного материала.

Определение степени влажности в бытовых условиях

Определить, сколько воды содержится в древесине можно разными способами. В быту часто используют для замера влажности древесины прибор-электровлагомер. Его действие связано с изменением электропроводности материала от его влажности. В корпус прибора вмонтированы иглы, к которым подводится электрический ток. Для проведения измерения достаточно их вставить в исследуемую древесину и включить его в электрическую сеть. На шкале выводится значение влажности именно в том месте, куда вставлены иглы. Недостаток электровлагомера состоит в том, что он определяет влажность только в конкретном месте. Опытные мастера, долгое время работающие с древесиной, могут определить в ней содержание воды по внешнему виду. Для этого учитывается цвет коры, наличие трещин на торце и вдоль волокон.

Методы измерения влажности

В промышленных условиях, для определения влажности древесины, используют прямой и косвенный метод. К прямому относится весовой способ определения. Для этого из контролируемой партии выбирают определенное количество досок. Из каждой выпиливается образец и взвешивается на весах. Далее его начинают высушивать в духовой печи, продолжая взвешивание через каждые два часа до тех пор, пока показания не станут одинаковыми. Затем, используя все данные, результат вычисляется по специальной формуле. На этот способ требуется очень много времени, около девяти часов, поэтому практикуют редко и берут на вооружение косвенный метод. Для этого используют прибор для измерения влажности древесины, в основе которого лежит замер электропроводности материала. Датчик кондуктометрического устройства – это трехигольчатый зонд. Он втыкается вдоль волокон на всю глубину электродов.

Показания смотрят на шкале миллиампера, который проградуирован в процентах. Для измерения влажности стружек используют разъемный стакан. В него между двумя электродами в виде дисков помещается определенная порция спрессованного материала. Влажность древесностружечных плит определяют четырехигольчатым зондом. Этот метод прост в использовании, дает быстрый результат, но возможны погрешности, особенно при большой влажности материала. Другой прибор для измерения влажности древесины – гигрометр Testo 616. Он позволяет быстро выполнить процедуру измерения содержания воды в древесине без ее разрушения. Глубина измерения составляет 5 см. Данные выводятся на дисплей в процентном отношении веса к сухой массе древесины. Прибор очень удобен для получения данных в динамике, например, при сушке стен или полов.

Заключение

Древесина является натуральным продуктом и очень восприимчива к температурному режиму и влажности. Благодаря гигроскопичности, она постоянно меняет содержание влаги из-за окружающих условий среды. Такой процесс называют дыханием дерева, оно может впитывать воду из воздуха или выделять ее. Подобное явление – это реакция на изменения микроклимата помещения. При неизменном состоянии атмосферы (воздуха) в закрытом помещении влажность древесины принимает постоянное значение, называемое равновесным.

При строительстве деревянного дома, особенно по каркасной технологии, перед застройщиком стоит нелёгкий выбор: из какого дерева его построить, какую выбрать влажность древесины — естественную влажность или влажность после технической сушки. Эти пиломатериалы существенно отличаются ценой, а также точностью и геометрией размеров и у каждого из них есть как достоинства, так и недостатки.

Что такое влажность древесины

Основным свойством древесины является гигроскопичность — способность поглощать влагу из влажного воздуха и отдавать влагу в сухой воздух. При нахождении древесины на воздухе происходит их взаимный влагообмен. Древесина высокой влажности отдаёт влагу воздуху, высыхая при этом (усыхает). Древесина низкой влажности, наоборот, впитывает влагу из воздуха, увлажняясь при этом (разбухает).

Вода в древесине находится в двух состояниях: свободная и связаная.

Свободная влага содержится в полостях клеток древесины и в межклеточных пространствах (капиллярах). За счёт сил капиллярного взаимодействия она поглощается из окружающей среды при прямом контакте с водой и удерживается только механическими связями. Поэтому и удаляется из материала сравнительно легко.

Связаная вода находится внутри стенок клеток, имеющих способность поглощать влагу из воздуха. Поскольку эта вода удерживается физико-химическими связями (молекулярными силами), то и удаляется значительно труднее, с дополнительными затратами энергии.

Влажность древесины определяется на практике как процентное отношение веса воды, содержащееся в ней, к весу абсолютно сухой древесины.

Классификация древесины по степени влажности

Естественная влажность древесины

Каждое дерево первоначально имеет свой естественный уровень влажности, который зависит от места произрастания, вида древесины, погодных условий, способа хранения.

Естественная влажность — влажность древесины в растущем или свежеспиленном состоянии. Она зависит от того, в каких условиях произрастало дерево и в какое время года его спилили и колеблется в пределах 30-80%. У некоторых пород деревьев естественная влажность может превышать 100%.

При обычной распиловке бревна получают пиломатериал естественной влажности, уровень которой колеблется от 22 до 100%. Из-за высокого уровня влажности такие пиломатериалы в значительной степени подвержены гниению и поражению грибком и очень быстро приходят в негодность.

К тому же перевозить такие материалы на большие расстояния нельзя, поскольку при благоприятных погодных условиях плотно уложенные брёвна начнут гнить через 3-5 дней. Поэтому в строительстве их используют только при сооружении малоответственных конструкций.

Свойства деревянных изделий такие же, как и свойства древесины, из которой они изготовлены. При высыхании деревянное изделие, изготовленное из древесины естественной влажности и предварительно не просушенное, уменьшается в размерах (объёме) — даёт усушку, теряя при этом связанную воду.

Причём, размер древесины вдоль волокон (по длине пиломатериала) практически не уменьшается. Напротив, размер древесины поперёк волокон (по толщине и ширине пиломатериала) изменяется значительно. На величину изменения размеров влияет порода древесины и изменение значения её влажности.

Пиломатериалы, изготовленные из древесины естественной (высокой) влажности усыхают и коробятся. Дом, возведённый из такой древесины, за год может усесть на 10-20см. Во избежание этого, строительными нормами и правилами допускается использование в строительных работах древесины, естественная влажность которой находится в пределах 12-15%. Чтобы достичь такой влажности, древесину необходимо высушить, а результат проверить специальными приборами.

Сушка древесины — очень важная операция при обработке древесины, которая заключается в удалении из неё лишней влаги до необходимого процента влажности. Древесину сушат для того, чтобы защитить её от гниения и от поражения грибком при дальнейшей транспортировке и хранении. К тому же, изделия из сухой древесины обладают высокой прочностью, меньше коробятся, более долговечны, хорошо отделываются, легко склеиваются.

Сфера дальнейшего применения древесины определяет процент влажности, до которого её сушат (до равновесной влажности). Значение влажности зависит от температуры и влажности окружающего воздуха.

Технологии профессиональной сушки древесины

В строительстве используют разнообразные технологии сушки древесины. Они отличаются не только применяемым оборудованием, а и способом передачи тепла материалу, который высушивают.

Атмосферная сушка

Атмосферная сушка древесины

Это удаление влаги из дерева путём естественного процесса испарения. Древесина укладывается в штабеля и размещается в сухом, хорошо проветриваемом помещении таким образом, чтобы её омывал атмосферный воздух. Между штабелями обязательно должны быть вентилируемые просветы.

Если древесину сушить на открытом солнце, то её внешняя поверхность будет нагреваться больше, чем внутренняя. Это может привести к появлению различных дефектов.

Этот метод сушки считается недорогим, наиболее щадящим, а полученная древесина более устойчива к деформациям. К недостаткам этого метода относят: большую продолжительность сушки (4-6 месяцев); высокую конечную влажность материала (15-20%).

Камерная сушка

Камерная сушка древесины

Это высокоэффективная технология сушки древесины, позволяющая получать качественный материал необходимой влажности. В лесосушильные камеры штабелями загружают пиломатериалы, где под воздействием газообразной среды (топочных газов, воздуха, перегретого пара) происходит выпаривание жидкости. Газообразная среда путём конвекции передаёт тепло древесине.

Для равномерного распределения и циркуляции тёплого воздуха в сушильных камерах применяют осевые или центробежные вентиляторы. Своевременный отвод лишней влаги позволяет избежать растрескивания и коробления пиломатериалов, а также получить материал высокого качества в минимальные сроки (от нескольких часов до нескольких суток).

Неоспоримым преимуществом данной технологии является: высокая скорость испарения лишней влаги, маленькое напряжение в готовом материале, большой объём загрузки камеры (до 1000м 3 ).

Камерная сушка древесины — удовольствие не из дешёвых, поэтому пиломатериалы, высушенные подобным образом, по стоимости значительно дороже, чем пиломатериалы естественной влажности. Однако если для строительства дома выбрать древесину естественной влажности можно выиграть в деньгах, но проиграть в качестве, со временем заделывая дыры между рассохшимися досками или меняя прогнившие конструкции.

Поскольку древесина технической сушки — высококачественное сырьё для строительства всех видов деревянных конструкций с высокими защитными и стабильными физико-механическими свойствами, то для строительства дома она подходит как нельзя лучше.

Время года, в которое его спилили;

Рассмотрим наиболее употребимые понятия влажности древесины.

Естественная влажность древесины

Равновесная влажность

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

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

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

Свежесрубленная - уровень влаги от 50 до 100%.

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

Абсолютно сухая – древесина с влажностью 0%.

Свободная и связанная влага

В тканях дерева присутствует 2 типа жидкости:

Связанная влага – находится внутри клеток дерева.

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

Точка насыщения волокон древесины

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

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

Каштан, веймутова сосна – 25%

Сосна, Ель, Липа – 29%

Бук, лиственница – 30%

Пихта Дугласа, секвойя – 30,5 -31%

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

Измерение влажности дерева влагомметром

Абсолютная влажность древесины

Относительная влажность древесины

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

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

Влажность пород древесины

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

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

Стабильными и устойчивыми к изменениям считаются дуб, мербау.

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

Наименование	Среднее значение влажности, %
Хвойные породы	Пихта	100
	Сосна кедровая	92
	Ель	91
	Лиственница	82
	Сосна обыкновенная	88
Лиственные мягкие	Тополь	92
	Ива	85
	Ольха	84
	Осина	82
	Липа	60
Лиственные твердые	Вяз	80
	Ясень манчжурский	79
	Береза	78…68
	Бук	64
	Граб	60
	Дуб	50
	Ясень обыкновенный	36

Влажность древесины для гранулирования пеллет

Оптимальным уровнем влажности древесины для пеллетного производства является уровень 12-14%. Молотковые дробилки работают в том числе с щепой до 65% влажности, но при такой влажности невозможно измельчить материал до необходимой фракции, поэтому измельчение происходит в несколько этапов. Для доведения измельченных опилок до нужной кондиции используются комплексы с сушильными барабанами.

Сушильный комплекс для древесины от АЛБ Групп

Модели АВМ 0,65 и 1,5 с производительностью до 1200 и 2500 кг в час являются наиболее востребованным оборудованием для сушки измельченной древесины.

Очень важную роль в строительстве играет качество материалов. Как и другие строительные материалы, древесина (любые пиломатериалы) различается по свойствам и характеристикам. Зависят эти характеристики от породы дерева, применяемого в качестве используемого материала. Для тех или иных задач и назначений подбирают соответствующие породы древесины, способные выполнять поставленные перед ними задачи.

Свойства относящиеся к древесине:

Плотность древесины

Что такое плотность древесины

Плотность древесины - это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма. Выражается плотность в кг/м³.

Плотность древесины зависит от её влажности. Как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, она определяется при влажности 12 %. Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. При определении плотности древесинного вещества его массу определяют взвешиванием, а объем рассчитывают по разнице объема образца древесины и объема жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.

По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:

с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — бальза, ель, пихта, сосна, кедр, можжевельник, тополь, осина, ива, липа, ольха, каштан;
средней плотности (540. 740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз (карагач), лещина;
высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, береза железная, дуб, ясень, самшит, фисташка.

Необходимо отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.

Твёрдость древесины

Твёрдость древесины, в первую очередь, зависит от породы. Условия роста дерева также влияют на этот показатель (одна порода древесины может иметь различную твердость в зависимости от окружающих природных условий, в которых росло конкретное дерево). Также на величину твердости влияет влажность древесины. В европейских странах и в России принято измерять твердость по методу Бринелля, в США - по методу Янка (Janka). Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной в среднем на 30 % у лиственных и на 40 % - у хвойных пород.).

Суть метода Бринелля заключается в способности древесины сопротивляться внедрению (вдавливанию) в неё более твёрдого тела (индентора). При измерениях по Бринеллю используются инденторы в виде шариков из закалённой стали. Первоначально индентор устанавливают на проверяемом образце древесины, следом прилагается основная нагрузка. Спустя определенное время после приложения, нагрузку снимают и измеряют глубину оставшегося на дереве отпечатка. Рассчитывают твёрдость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка, при этом соответствующими нормативными документами определены диаметры индентора и время экспозиции.

При методе Янка также используется индентор в виде металлического шарика, однако оценивается не глубина вдавливания, а сила, которую надо приложить, чтобы вдавить шарик в древесину на половину диаметра.

Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:

мягкие породы (торцовая твёрдость равна или меньше 38,5 Мпа). К мягкой древесине относят: ель, сосну, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху.
твёрдые (торцовая твёрдость породы древесины от 38,5 до 82,6 МПа). К этой группе относятся: берёза, лиственница сибирская, бук, клён, карагач, ясень, яблоня.
очень твёрдые (торцовая твёрдость более 82,6 МПа). В эту группу входят: акация белая,керуинг, берёза железная, самшит, кизил.

Влажность древесины

Влажность это соотношение массы влаги (воды), находящейся в данном объёме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах ( % ). В древесине вода пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной.

Различают следующие степени влажности древесины:

Мокрая - длительное время находящаяся в воде. Влажность мокрой древесины выше 100 %.

Свежесрубленная (свежепил) - влажность такой древесины от 50 до 100 %.

Воздушно-сухая - к этой категории относится древесина долгое время хранившаяся на воздухе. Её показатели влажности зависят от влажности окружающего воздуха, но в среднем находятся в пределах от 20 до 35 %.

Базовая (влажность 15 - 20 %) в зависимости от климатических условий и времени года, такая древесина показывает содержание влаги от 15 до 20 %.

Комнатно-сухая влажность 8 - 12 %

Абсолютно сухая влажность 0 %, древесина высушена при температуре t = 103°C.

Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года. Например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра. У лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное. По высоте ствола влажность заболони у хвойных пород увеличивается вверх по стволу, а влажность ядра не изменяется. У лиственных пород влажность заболони не изменяется, а влажность ядра вверх по стволу снижается.

Влажность у молодых деревьев выше и её колебания в течение года больше, чем у старых деревьев. Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь-февраль), минимальное – в летние месяцы (июль-август).

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДРЕВЕСИНЫ, %

Порода	Усушка
Порода	объёмная	в тангенциальном направлении	в радиальном направлении
Лиственница	0,52	0,35	0,19
Сосна	0,44	0,28	0,17
Ель	0,43	0,28	0,16
Пихта	0,39	0,28	0,11
Кедровая сосна	0,37	0,26	0,12
Берёза	0,54	0,31	0,26
Бук	0,47	0,32	0,17
Ясень	0,45	0,28	0,18
Осина	0,41	0,28	0,14

Усушка, разбухание и коробление древесины

Усушка - это уменьшение объёма древесины и линейных размеров при удалении из неё связанной влаги. Удаление свободной влаги не вызывает усушки. Она начинается только после полного удаления свободной влаги в момент начала удаления влаги связанной. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 - 2 раза больше чем в радиальном.

В среднем линейная усушка древесины наиболее большинства 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.

При сушке в древесине, вне зависимости от участия внешних нагрузок, возникают внутренние напряжения. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Полные сушильные напряжения удобно представить, как совокупность двух составляющих - влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных слоях древесины, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а во внутренних - 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 растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Наличие различных напряжений внутри древесины может привести к её короблению.

Коробление - это изменение формы древесины при сушке, хранении, и выпиловке. Чаще всего коробление происходит из-за различной степени усушки по разным структурным направлениям. Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Разбухание - это увеличение линейных размеров и объёмов древесины при повышении содержания связанной влаги. Оно происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Наибольшее разбухание происходит по ширине волокон (тангенциально), наименьшее – вдоль волокон.

Разбухание, также как и усушка - отрицательные свойства древесины. Однако в некоторых случаях оно играет положительную роль, например, обеспечивает плотность соединений в лодках или винных бочках.

Раскалываемость древесины

Раскалываемость - это способность древесины под воздействием ударной нагрузки через клин разделяться на части вдоль волокон. Так как ряд сортов древесины заготавливают путём раскалывания, это свойство древесины имеет положительное практическое значение. Раскалываемость имеет и отрицательное значение при забивке гвоздей, костылей, скоб, ввинчивании шурупов.

Износостойкость и гибкость древесины

Износостойкость - это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.

Гибкость - это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше чем у сухой.

Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.

Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.

Ударная вязкость - это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.

Тепловые свойства

К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.

Теплоёмкость - это способность древесины аккумулировать тепло. Она увеличивается с увеличением влажности.

Теплопроводность - свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Теплопроводность увеличивается с увеличением влажности и плотности. Вдоль волокон теплопроводность в среднем в 2 раза больше, чем поперёк.

Температуро-проводность - способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Тепловое расширение - это способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

Деформативность

При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности - модуль упругости.

Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.

С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в "замороженные" остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.

Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.

Читайте также: