Определение влажности и сушка древесины

Сушка древесины

Высушивание древесины сводится к ее правильному хранению. Для этого оборудуется место на сквозняке, защищенное навесом от осадков и попадания прямых солнечных лучей. Последнее условие связано с тем, что под солнцем поверхность досок быстро нагревается и просушивается, а нижняя остается влажной. Из-за этого возникает напряжение, древесина коробится и трескается.

Под штабели устанавливаются лаги высотой не менее 0,5 м от уровня земли. Поверхность основания должна иметь строго горизонтальную ориентацию. Во избежание прогиба досок расстояние между точками опоры не должно превышать 1,5 м. Между рядами досок перпендикулярно им размещаются прокладочные доски из хвойных пород толщиной в 25-40 мм, а через 1,0-1,5 м — прокладки толщиной в 100-150 мм. Это обеспечит лучшую циркуляцию воздуха. Нельзя складировать в один штабель доски, имеющие разную влажность: древесина гигроскопична, и сухие пиломатериалы будут набирать влагу от влажных.

Время, необходимое для просушки до показателя 18-22 % влаги, варьируется от 9 до 40 дней. Оно зависит от климатических условий, времени года и толщины материала.

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.

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.

Абсолютная влажность древесины

Физическая величина, которая отображает количество влаги заготовки по отношению к количеству влаги в совершенно сухом материале. Показатель абсолютной влажности древесины при расчетах обозначают знаком — W. Влажность совершенно сухой древесины считается равной 0%. Высчитывается эта величина для расчета параметров стройматериалов. В процессе сушки вес пиломатериала постоянно уменьшается. Если влажность в атмосфере повысилась — показатель начнет расти. Этот процесс затормаживается, когда достигается точка насыщения волокон. В это время вес заготовки перестанет падать. Это состояние называется абсолютно сухим, его показатель считается идеальным и берется за основу при других расчетах.

Формула абсолютной влажности:

W = (mc-mo)/mo× 100

где mс и mo  — это масса влажной свежесрубленной (mc) и масса сухой (mo) заготовки.

По ГОСТу это понятие трактуется как просто влажность. Иногда, при расчетах возникают ошибки, поскольку учитывается абсолютно сухая масса древесины, неполный вес.

Как определить влажность пиломатериалов

Для того, чтобы вычислить коэффициент влажности лесоматериалов существует несколько методов:

  • в домашних условиях можно воспользоваться специальным прибором, который называется электровлагомер. Он работает на основании изменения электропроводности дерева, которая зависит от уровня влажности. К иглам электровлагомера подведены провода. При введении игл в древесину через них проходит электрический ток, в это время на шкале прибора фиксируется уровень влажности лесоматериалов. Влажность определяется именно в месте ввода иглы
  • опытный резчик может определить уровень влажности дерева на глаз. Зная сорта дерева, их плотность и прочие физические показатели, можно вычислить коэффициент влажности древесины по весу, по количеству трещин на торце или вдоль волокон, по короблению и прочим признакам. Цвет коры, ее толщина и оттенок древесины также поможет вычислить спелая или свежесрубленная древесина перед мастером
  • если во время обработки рубанком тонкую его стружку, можно легко смять пальцами, то сырье влажное. А когда стружка крошится, значит, она достаточно сухая.

Естественная влажность

Показатель используют для определения количества воды внутри ствола сразу после спиливания или во время роста. Он определяет качество сушки древесных материалов. Естественная влажность древесины считается изначальной величиной, на основе которой начинают вести расчеты по сушке материала. Если показатель определён неверно, есть риск недосушить или пересушить пиломатериал.

Сколько процентов воды содержится в стволе определяют следующие факторы:

  • строение древесины;
  • пористость;
  • окружающая среда.

Показатели естественной влажности древесины колеблются от 30 до 80% и меняются в зависимости от типа материала. От них отталкиваются перед тем, как определить оптимальный режим сушки для достижения нужного качества сухой заготовки.

У лиственных пород естественная влажность древесины ниже, чем у хвойных. Это связано со строением древесины.  В ели содержится до 90% влаги, в пихте в пределах 92%. Для сравнения в ясеневой древесине всего 36%. Кроме этого, на процент воды в материале влияет состояние окружающей среды. Зимой растения переходят в “спящий режим” и практически не потребляют питательных веществ из земли. Поэтому влажность в летний период намного превышает зимние показатели. Также у свежесрубленной древесины процент влаги значительно выше, чем у давних заготовок.

Задача тех, кто занимается обработкой пиломатериала — снизить влажность до минимально возможного процента. Это делается для того, чтобы заготовки обрели необходимую твердость, прочность. Износ у изделий материал которых прошел процесс сушки успешно существенно ниже.

Влажность также влияет и на размер заготовок. Чем больше усыхает материал, тем меньше по габаритам он становится. Правильная сушка должна быть организована таким образом, чтобы влага испарялась равномерно. Тогда вес и размер заготовки будет стандартным, а сам материал приобретет необходимые свойства. Новейшие способы сушки древесины снижают процент влажности до 6. Этот показатель также зависит от породы, структуры дерева, времени года.

Для строительства сильно высушенная древесина не используется, поскольку она может дать трещину. Количество воды в материале для этих целей снижается следующими способами:

  • Самостоятельное досушивание. Приобретается готовый распил естественной влажности, и раскладывается на участке штабелями. Между рядами досок делаются зазоры с помощью брусков, чтобы воздух свободно циркулировал. Опору надо ставить не реже, чем через 1,5 метра друг от друга, и материал не прогнется. Чтобы дождь или другие осадки не испортили древесину, сверху конструкцию укрывают пленкой или рубероидом. Естественную сушку лучше проводить в теплое время года. Материалы размещаются в тени, под навесом. Тонкие по ширине доски просохнут быстрее, чем толстые. Конструкция устанавливается на прокладки из хвойных веток или защитного материала.
  • Покупка готового материала. В этом случае продавец уже подготовил доски и высушил их естественным способом самостоятельно.
  • Если требуется понизить количество влаги до 15% и ниже, то применяют камерную сушку в закрытом помещении. Такие материалы будут дороже стоить, так как при обработке потребуется большая трата ресурсов. И для строительства такую древесину лучше не использовать, она может дать трещину.

Идеальное применение сухой древесины — мебель и предметы интерьера.

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

Канал ДНЕВНИК ПРОГРАММИСТА
Жизнь программиста и интересные обзоры всего. Подпишись, чтобы не пропустить новые видео.

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

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.

Определение влажности при помощи влагомера

Определение влажности и сушка древесины

Для определения влажности древесины можно использовать влагомер.

Научно-технический прогресс, проявляющийся во всех сферах человеческой деятельности, не остался в стороне и в отношении такого вопроса, как определение влажности древесины. Сегодня влагомером никого не удивить. Стоимость этого портативного прибора зависит от производителя, модели и набора функций, но она не настолько высока, чтобы отказаться от этого удобного приспособления. Влагомеры есть практически на любом складе, где хранятся или продаются пиломатериалы. А потому и измерение влажности превращается в минутное дело.

Принцип действия влагомера основан на измерении сопротивления при пропускании через древесину электрического тока. Прибор имеет игольчатые датчики, которые заглубляются в пиломатериал вдоль волокон. При нажатии кнопки замера через них пропускается ток, и результат, уже переведенный в показатель влажности, моментально высвечивается на дисплее. Погрешность измерения у современных влагомеров составляет не более 1,5%. При этом следует понимать, что результат достоверен только для того места, где углублены иголки. Чтобы судить о состоянии пиломатериала в целом, необходимо произвести как можно больше замеров по всей длине и ширине доски.

Определение влажности и сушка древесины

Допустимые показатели влажности древесины по ГОСТу.

Ряд моделей имеет длинный проводник, соединяющий прибор с игольчатыми датчиками. Это позволяет измерять влажность древесины дистанционно при ее сушке в камере. При этом датчики вставляются в доски, расположенные в середине штабеля. Сам прибор помещается вне камеры. При замерах необходимо делать поправки на температуру. Дистанционный способ удобен для контролирования процесса сушки древесины, но следует признать, что зачастую он дает искаженные результаты. Это происходит по двум причинам: из-за нагревания иголок датчиков, которые передают его древесине в местах заглубления, и из-за нарушения плотного контакта датчиков вследствие усыхания древесины.

В тех случаях, когда крайне нежелательно даже минимальное повреждение древесины, например, если речь идет о деталях для мебели, определить влажность древесины можно бесконтактным влагомером. Он не имеет иголок, а просто прикладывается к поверхности пиломатериала. Принцип действия прибора основан на измерении длины электромагнитных волн, которая будет отличаться в зависимости от влажности. При измерении таким влагомером следует определять древесину по породе.

Пиломатериалы естественной влажности

Какой должна быть естественная влажность пиломатериалов? ГОСТ 3808.1-80, регламентирует этот показатель на уровне 22%. Лесоматериалы естественного уровня влажности могут быть созданы почти из любого сорта древесины. На территории Российской Федерации такое сырье производится главным образом из древесины хвойных сортов, таких как, ель, сосна, кедр или лиственница.

Строганная доска и брус из таких сортов отличаются повышенным уровнем прочности и устойчивости к действию на них окружающей среды, по этой причине они прекрасно подходят для внутренних и внешних работ в здании. Такой материал производят простой распиловкой бревна.

Не стоит забывать, что пиломатериалы естественной влажности могут гнить и подвергаться поражению микроорганизмами, поэтому они должны обязательно подвергать защитной обработке.

Брус выпускается самых разных сечений, что дает возможность приобрести именно такой вариант, который наилучшим образом подойдет для решения поставленных задач. К основным плюсам бруса естественной влажности можно отнести высокое качество и доступную стоимость. Сравнивая со стоимостью сухого бруса, цена влажного материала почти на 30% ниже.

Значения эксплуатационной влажности пиломатериалов и деревянных изделий

ИзделиеВлажность
Доски чистого пола15%
Внутренние плинтусы, наличники, поручни12%
Паркет, щиты, филенки8%
Детали оконных переплетов, фрамуг, дверных полотен(кроме щитов и филенок)

и подоконные доски

12%
Коробки внутренних дверей15%
Коробки наружных дверей и окон18%
Стропила, обрешетка крыши, наружная  обшивка и конструкции18%

Выбор влагомера для древесины

Выбор наиболее подходящей модели влагомера должен основываться, в первую очередь, на том, в какой сфере он будет использоваться.

Критерии, на основании которых выбирается влагомер:

  1. Диапазон чувствительности прибора – основной его параметр.Промежуток значений влажности древесины, который влагомер уверенно диагностирует, называется диапазоном чувствительности. Идеальный вариант – от 0 до 100%. Такая аппаратура очень дорога, ее сложно найти в обычных магазинах, она предназначена исключительно для профессионалов.Чтобы контролировать качество пиломатериалов, вполне подойдет влагомер со спектром измерения 1-50%.
  2. Следующий критерий, по которому оценивается влагомер – погрешность измерения. Этот параметр прописан в паспорте устройства. Погрешность в 3% достаточна, чтобы точно определить влажность древесины.
  3. Дополнительный функционал. Этот параметр не столь важен, но дополнительные опции делают работу с устройством проще, удобнее и приятней. Влагомер может быть дооснащен светодиодным фонариком, индикатором заряда батареи, опцией подбора типа древесины и ведения журнала статистики.

Для облегчения выбора гигрометра, характеристики наиболее популярных приборов рассмотрены в таблице:

Сравнение влагомеров
МодельСтрана изготовительТипДиапазон, %Погрешность, %Глубина измерения, ммОриентировочная стоимость, руб
ЭВ 2КРоссияигольчатый7-22

22-60

2-3202000
KWB 0121-00Китайигольчатый0-302-4до 402000
Марка GannГерманияигольчатый5-50

(зависит от модели)

0,5до 40от 8500
ВСМРоссиядиэлькометрический5-400,3-2,050от 33000
Sanpometer MD918Китайигольчатый4-80140-505890
Нydro condtrol easyРоссиядиэлькометрический2-651,0-2,030-405200
Miсro hydro condtrolРоссиядиэлькометрический2-651.0-2.5303000
СЕМ DT-125Н 480205Китайигольчатый1-750,530-405100
MerlinHM8-WS25Австриядиэлькометрический4-991,025-4037 800
МГ4УРоссиядиэлькометрический4-351,5-3,040-5043 000
МГ4БРоссиядиэлькометрический1-451,5-2,54032 000
Benetech GM610СШАигольчатый2-701401590
ADAZFMКитайдиэлькометрический0-1001-4,030-402000
Testo 606-2Россиядля поверхностного анализа0-5513012 500

При выборе между профессиональным и бытовым влагомером при ограниченных финансовых возможностях оптимальным решением будет приобретение двух бытовых устройств разного типа. Средний результат измерений такими приборами будет точным, а стоимость в разы ниже.

На рынке представлено множество моделей влагомеров для древесины. Стоимость их колеблется в значительных пределах. В любом случае, траты на приобретение прибора несоизмеримы с риском потерь времени, денег и нервов от приобретения некачественных стройматериалов либо сырья. Если планируете стройку, открытие собственного дела, связанного с деревообработкой, запастись гигрометром нужно обязательно!

Определение содержания воды с точным результатом

Но не всегда народные способы имеют актуальность, к примеру на производстве нужно знать влажность с погрешностью плюс минус один процент. И если у вас нет влагомера или он сломан, то придется считать все в ручную. Но не переживайте, все это довольно не сложно.

Для этого нам понадобиться:

  • Инструмент для выпиливания образца из материала;
  • Весы, с точностью измерения до грамма;
  • Рулетка, с точностью измерения до миллиметра;
  • Ручка с бумажкой для фиксации результатов;
  • Чудо печка или какой то прибор для сушки заготовки;
  • Калькулятор.

Выпиливаем образец древесины с требованиями:

  1. Не большой размер;
  2. Расстояние от торца 40 — 50 мм.

Измеряем массу образца с точностью до грамма. Записываем результат. Ставим образец на сушку и затем сушим в течении двух часов. Делаем измерение массы, ставим дальше образец на сушку и каждые полчаса делаем измерение массы. Как только масса нормализуется и не будет уменьшаться в течении последовательных измерений, фиксируем ее.

Расчет влажности проводим по формуле

W = (P1 — Р2) : Р2 * 100%,
где W — первоначальная влажность, %;
Р1 и Р2 — начальная масса и масса в абсолютно сухом состоянии образца.

Высчитываем содержание влаги.

Равновесная влажность

Чтобы пиломатериал хранился продолжительное время и не сгнил, его необходимо правильно высушить. Для проведения процедуры понадобится показатель равновесной влажности древесины. Он достигается путем длительного нахождения пиломатериалов в определенной внешней среде. При изменении внешних условий меняется и равновесная влажность.

Избыточное количество влаги в породе негативно влияет на состояние готового изделия и портит заготовки. Пиломатериал под воздействием воды плесневеет, в нем заводится грибок. Древесина по структуре пористая и впитывает влагу легко. Также легко от нее и избавляется, уменьшаясь или увеличиваясь в размерах. В результате при неправильных расчетах показателя, некоторые участки деревянного строения могут начать выпирать со временем или осесть. А потом, под воздействием внешней среды вновь сгладятся.

Степень влажность у хвойных и лиственных пород отличается. Для четкой сортировки пиломатериала его разделяют на 3 степени по процентному соотношению воды в составе:

  • Сырая древесина. Содержит более 35% влаги.
  • Полусухая. В диапазоне от 25 до 35%.
  • Сухая. Менее 25%.

При естественной сушке показатель снижается до 30%. При этом меняются габариты и масса материала. Для ускорения процесса применяются технологии, позволяющие в короткий период снизить его до 7-18%.

Свободная и связанная влага

Когда дерево срублено и лежит на складе, влага по стволу распределяется равномерно. Прежде чем это произойдет должен пройти достаточно большой промежуток времени. Сразу после спила влажность повышена, достигает в среднем 60%. Влага внутри ствола делится на :

  • гигроскопическую (свободную), которая задерживается в волокнах;
  • капиллярную (связанную), содержащуюся в клетках растения.

В процессе сушки из ствола выходит только свободная влага. Капиллярная остается. Ее в древесине всего примерно 23%. Если пиломатериал срубили недавно, то влажность будет распределяться неравномерно по длине ствола. Самый высокий процент наблюдается в комлевой части, чем ближе к верхушке, тем процент становится ниже. Еще есть зависимость количества влаги в древесине у некоторых пород от близости к ядру. У одних она повышается при приближении к сердцевине, у других, наоборот, понижается.

Таблица показателей влажности пиломатериала
Тип древесиныПоказатель влажности, %Сноска
МокраяВыше 100Приобретается, если материал долго пролежит в воде.
Свежесрубленная50-100Дерево свалили недавно
Воздушно-сухая15-20Характерна для материала, который долго хранился на воздухе.
Камерной сушки8-12Пиломатериал продолжительное время находится в отапливаемом помещении
Абсолютно сухаяДревесина высушивается в специальной машине

Когда вода распределяется равномерно по всей структуре древесины и не превышает показатель 15 % — это называется стандартная влажность. В таком состоянии заготовку можно использовать для обработки и подготовки к работам (отделочным, строительным). Материал хорошо хранится, но восприимчив к погодным условиям, при выпадении осадков может промокнуть и показатель количества влаги изменится.

Для производства качественной древесины необходимо использовать оба понятия (стандартной и равновесной влажности). Надо понимать, что при эксплуатации готового изделия на улице, под воздействием разных температурных режимов, ее свойства могут меняться. Поэтому изделие необходимо защитить пропиткой.

Точка насыщения волокон древесины

Это показатель равновесной влажности, при котором свободная влага из древесины уже испарилась, а капиллярная осталась. Процент влажности в точке насыщения колеблется от 23 до 30. Зависит от породы древесины, внешних условий. Если показатель наличия влаги опустить ниже этой точки, то процесс сушки замедлится, материал начнет усыхать, смещаться, оседать. При естественном процессе сушки, верхние слои материала быстрее отдают свободную влагу и начинают отдавать связанную. В результате свойства заготовки меняются. Этот процесс вносит трудности в процесс сушки.

После достижения точки насыщения волокон, дальнейшее намокание и просушка заготовки уже не несет такого значения, как прежде.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

девятнадцать − 19 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector