09.02.2022

Усушка древесины: классификация, проявление на практике

Закономерности усушки. Начало усушки древесины соответствует началу удаления из клеточных стенок связанной влаги (ниже 30%). Таким образом, предел гигроскопичности является одновременно пределом усушки (и разбухания) древесины.

Усушка древесины неодинакова в трех главных направлениях ствола дерева. По длине волокон она наименьшая (около 0,1 %, т. е. 1 мм на 1 м длины при удалении из древесины всей влаги). Лишь креневой, низкокачественной, древесине свойственна большая продольная усушка — до 5%. Усушка по направлению любого радиуса BP в сечении ствола ( 20, а) составляет 4,5.. .8 %, а по направлению годовых слоев ВК, т. е. в тангенциальном направлении, перпендикулярном радиальному, усушка наибольшая — в пределах 8.. .12 %

Усушка древесины по объему примерно равна сумме всех трех усушек; она соответствует объему испарившейся из древесины связанной влаги. Так как древесина более плотных пород содержит в единице объема больше связанной влаги, она больше и усыхает. Поэтому древесина бука, клена, граба и т. д. усыхает больше, чем древесина пихты, тополя, ольхи. Как исключение, усушка древесины липы примерно соответствует усушке дуба.

Древесина липы имеет близкую по величине усушку в радиальном и тангентальном направлениях, вследствие чего ее предпочитают при изготовлении ответственных деталей и изделий, например моделей в литейном производстве.

Плотность древесины. Плотность показывает массу вещества в килограммах в единице объема ( 1 м3 ). Учитывают плотность древесины в абсолютно сухом ее состоянии р0, кг/м3, и при влажности 12% (pi2) При расчете сушильных установок применяют не зависящую от усушки базисную плотность древесины рб, кг/м3, под которой подразумевается отношение минимальной массы древесины (в абсолютно сухом состоянии) М, кг, к ее объему V, м3, при влажности выше 30 %. когда объем будет максимальным и неизменяющимся, р0 = MIV. С введением понятия базисной плотности упрощается расчет массы влаги М, удаляемой при сушке из 1 м3 древесины, несмотря на изменение ее фактического объема из-за усушки, М = Рб KJ”|ooK,k [кг/м3], где w„ — начальная влажность древесины (до сушки); wK — конечная ее влажность (после сушки).

Коэффициент усушки. Для расчета величины усушки введено понятие коэффициент усушки К, характеризующий величину усушки в процентах, отнесенную к 1 % уменьшения в древесине количества связанной влаги. Процент усушки У по любому направлению вычисляется умножением известного коэффициента усушки (табл. 3) на величину уменьшения в процентах связанной влаги’ (т. е. в диапазоне от 30 % и ниже) У = Л'(30—W). Например, медленно высушиваемая тонкая сосновая доска шириной 100 мм тангентальной распиловки ( 20, а — слева) с начальной влажностью выше 30 % и конечной 7 % при К= = 0,31 усохнет на величину У=0,3’1(30 — 7) =7,1%, т. е. ширина доски после высушивания будет уже 100 — 7,1=92,9 мм.

Если начальная влажность древесины w ниже 30%, формула примет вид

У — K(w«—wK). Графическая зависимость между влажностью и усушкой древесины для тонких, равномерно и медленно высыхающих образцов представлена в виде прямых АВ, KB и РВ. Это значит, что усушка пропорциональна уменьшению гигроскопической влажности — в зоне ниже точки В, а величина ее отсчитывается (параллельно оси абсцисс) от точки конечной влажности древесины на оси ординат.

Значения плотности и усушки древесины. Средние показатели плотности и влажностных характеристик древесины основных древесных пород СССР приведены в табл. 3; они получены на медленно высушиваемых малых образцах (2x2x3 см).

Древесные породы расположены в таблице по возрастанию их базисной плотности [см. формулу], которая является существенным признаком для оценки сушильных свойств древесины. Во второй колонке приводятся нарастающие коэффициенты плотности древесины по отношению к плотности сосны; эта порода принята в виде «условного» материала для расчета сушильных процессов. Наглядны колонки 6—9, дающие численные значения усушки древесины и следуемую из них колонку 10 разности усушек, которая является параметром величины коробления древесины [из формулы А. В. Гадолина, отражающей величину коробления]. В колонке 11 приводятся ориентировочные коэффициенты для выявления ожидаемой продолжительности сушки, учитывающие основное свойство древесины— ее плотность.

Для древесины малой плотности продолжительность сушки пропорциональна базисной плотности рб. Для древесины средней плотности эта зависимость определяется пятой степенью плотности. Например, если для сосны продолжительность сушки принять за 1, то для бука она составит 10 pe= =3,8 (здесь 10~13 — постоянная величина для средней плотности древесины).

Таким образом, если сосновые доски толщиной 50 мм просыхают за 5 сут, то для высушивания таких же, но буковых досок, потребуется 5-3,8=19 сут.

Из рассмотрения колонки 11 следует, что березу по ее сушильным свойствам следует отнести к древесным породам малой плотности. Продолжительность сушки березовых досок указанной толщины ( 50 мм ) практикой установлена в среднем 7 сут.

В колонке 14 приведена максимально возможная влажность древесины после длительного пребывания ее в воде.

Усадка древесины. При интенсивной сушке толстых пиломатериалов влажность в поверхностной их зоне быстро опускается ниже 30 % и начинается усушка образца (например, доски), когда средняя его влажность еще выше 30 % (точка М на верху 20,6). При этом общая усушка образца начинается при его влажности значительно выше 30%. При этом нарушается пропорциональность между снижением усредненной расчетной влажности древесины и величиной усушки (кривая М//), а также уменьшается на АН величина полной усушки — отрезка АО до НО из-за поперечного растяжения древесины с возникновением в ней остаточных деформаций АН, СД и др.

Таким образом, в процессе сушки пиломатериалов и заготовок наблюдается снижение усушки, называемая усадкой. Максимальная усушка наблюдается при медленном удалении влаги из тангентально (по годовым слоям) лущеного шпона, а наименьшая (усадка) — при интенсивном высушивании крупных сортиментов по радиальному направлению. При этом величина усадки может составлять лишь ‘/г усушки.

На 20, в приведена диаграмма усадки пиломатериалов хвойных пород по их толщине и ширине; для лиственницы величина припуска повышается на ‘/з (по ГОСТ 6782.1—75). На 20, г дана диаграмма усадки пиломатериалов из березы, дуба, клена, ясеня, ольхи, осины и тополя в тангентальном направлении (по ГОСТ 4369—72). Эти припуски относятся к атмосферной сушке пиломатериалов, при камерной и туннельной сушке они меньше.

Смотрите также:

Усушка и разбухание древесины.
Так как усадка древесины ‘в тангентальном направлении больше, чем в радиальном, боковые края досок стремятся выгнуться в сторону выпуклости годовых слоев (125).

Усадку и набухание называют деформациями древесины от влажности.
Круглые бревна растрескиваются и образуют трещины усушки или усадки, брусья деформируются в зависимости от расположения годовых колец в сечении.

К физическим свойствам древесины относятся свойства, определяющие внешний вид древесины, — текстура, цвет, блеск; влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением, — усушка и разбухание; плотность древесины.

Различают также эксплуатационную влажность, соответствующую равновесной влажности древесины в конкретных условиях. Усушка древесины — это уменьшение ее объемных размеров при сушке в результате испарения гигроскопической влажности.

Поскольку влажность воздуха не постоянна, влажность древесины также меняется-Изменение влажности древесины от нуля до точки насыщения волокон вызывает изменение объема древесины. Последнее приводит к разбуханию и усушке, короблению древесины и.

При наличии этого порока особенно при больших углах наклона волокон или годичных слоев наблюдается резкое снижение прочности древесины, затрудняется механическая обработка древесины, а пилопродукция отличается повышенной продольной усушкой и короблением.

В результате усушки древесина коробится и трескается. Древесина в различных направлениях усыхает неодинаково. При уменьшении влажности от 30 до 0% усушка древесины главных пород, произрастающих в нашей стране, составляет

Свойства древесины, имеющие значение при ее сушке. § 6. Влага в древесине. § 7. Основные способы определения влажности древесины.
§ 9. Усушка и разбухание древесины.

Эта часть древесины имеет большую влажность, относительно легко загнивает, малопрочна, обладает большей усушкой и склонностью к короблению.

Усушка и разбухание древесины.
Исключить усадку можно лишь тогда, когда ствол распиливают, а затем склеивают из частей с учетом неравномерности усушки древесины в разных направлениях, так чтобы не появлялись трещины.

Усушка и особенности древесины

Строительство любого деревянного сооружения сопровождается множеством проблем. Дерево – материал достаточно прихотливый. Оно подвержено атаке различных насекомых и микроорганизмов, а также оно может попросту сгнить, если не учитывать ряд нюансов при строительстве.

Схема усушки древесины в разных направлениях

Усушка древесины – это одна из проблем, с которыми приходится сталкиваться каждому человеку, затевающему строительство любого сооружения из древесины. Нужно учитывать систему припусков на дереве в процессе строительства, чтобы усадка никак не сказалась на качестве будущей конструкции. Стоит поговорить о том, что такое усадка древесины, более подробно.

Что же такое усушка древесины?

Усушкой древесины называется изменение ее линейных размеров и объема с течением времени.

Усушка и коробление древесины: 1 – грани древесины, не подвергавшиеся усушке; 2 – грани высушенной древесины; а, б, в, г, – схемы усушки граней древесины в зависимости от их места на стволе.

Этот процесс возникает, когда связанная вода полностью удаляется из древесины. Этому явлению подвержены все пород деревьев. Однако какие-то подвержены усушке больше, а какие-то меньше.

Стоит сразу отметить, что усушка наблюдается на всех стадиях сушки древесины. Это связано с тем, что из волокон удаляется не только связанная вода, но и адсорбированная.

Первая стадия усушки сопровождается в основном удалением из структуры свободной воды. В этот момент удаляется лишь небольшая доля связанной. В это время усушка идет достаточно медленно. Только после удаления микрокапиллярной воды усушка начинает значительно ускоряться.
Если говорить об интенсивности усушки, то менее всего дерево подвержено ей вдоль своих волокон. В некоторых случаях этим видом усадки попросту пренебрегают. Однако если речь идет о дорогих породах дерева, то ее обязательно необходимо учитывать.
Немного по-другому дело обстоит в случае с усушкой в радиальном направлении. Она в данном случае зависит от многих параметров. В первую очередь, от вида самой древесины. Есть еще один параметр, на который следует обращать внимание. Он называется объемная усушка.

На практике применяется один очень важный параметр, который носит название коэффициент усушки древесины. Он показывает, насколько изменяются геометрические параметры того или иного вида древесины в результате повышения влажности на один процент.

При этом учитывается предел от насыщения древесных клеток до полного их освобождения от влаги. Если необходимо точно рассчитать значения влажностных напряжений, то в обязательном порядке необходимо пользоваться справочными таблицами, которые используются на территории нашей страны. Они отражают все имеющиеся коэффициенты для различных пород древесины.

В зависимости от степени усушки можно классифицировать все древесные породы на несколько больших групп.

Классификация всех древесных пород

В зависимости от величины объемной усушки все древесные породы можно подразделить на следующие большие группы:

Слабо усыхающие. К этому классу относятся все породы деревьев, которые имеют коэффициент объемной усушки менее 0,4.
Умеренно усыхающие. К этой группе относятся те породы, которые имеют коэффициент объемной усушки от 0,41 до 0,55.
Значительно усыхающие. Эту группу образуют древесные растения с коэффициентом объемной усушки от 0,56 до 0,65.
Сильно усыхающие. Это породы, которые имеют коэффициент объемной усушки свыше 0,66.

Если в древесину попадает какая-либо влага, то она заставляет ее разбухать. То есть разбуханием можно назвать явление, которое является обратным усушке. Оно приводит не к сжиманию объемов, наоборот, к их увеличению.

Таблица классификации пород дерева в зависимости от коэффициента объемной усушки.

Если говорить о максимальном значении разбухания, то тут история точно такая же, как и в случае с усушкой. При попадании влаги в структуру древесины она начинает разбухать. При этом наибольшее значение разбухания наблюдается в радиальном направлении. В продольном направлении это значение гораздо ниже.

Разумеется, многие специалисты скажут, что разбухание древесины и ее усушка являются процессами негативными. Однако стоит сказать, что дело обстоит не совсем так. Эти процессы позволяют сохранить целостность винных бочек и лодок в процессе их эксплуатации. Ведь не зря именно эти приспособления делаются из дерева.

При строительстве усушка дерева играет очень важную роль. Всегда нужно учитывать этот параметр, если планируется строительство дома из дерева. В противном случае он попросту может стать дефективным.

Проявление анизотропии усушки древесины на практике

Таблица соотношения коэффициентов усушки и разбухания древесины.

В результате анизотропии усадки изменяются не только геометрические размеры древесины. Зачастую этот процесс сопровождается и изменением формы заготовки. Если усадка древесины происходит неравномерно, то это может напрямую повлиять на качество древесного материала.

В этом случае весьма велика вероятность появления дефектов сушки. Наиболее ярко подобные процессы себя проявляют именно при камерной сушке. Этот вид сушки древесины сегодня наиболее распространен и эффективен.

Таким образом, стоит говорить о том, что на предприятиях, которые занимаются сушкой древесины, должен происходить процесс контроля, который заключается в поддержании стабильных значений температуры и влажности воздуха в камере.

В этом случае весьма велика вероятность снижения появления брака готовой продукции. В современной действительности с поставленной задачей достаточно просто справиться.

Сейчас производится много оборудования, которое способно вести автоматический контроль за состоянием атмосферы внутри сушильной камеры. Разумеется, оно стоит недешево, зато вероятность появления брака ввиду усушки равна нулю.

Современные датчики температуры, которые устанавливаются в камерах, способны работать с минимальной погрешностью. Это достигается за счет применения высококачественных материалов в процессе их производства. Их погрешность зачастую составляет менее десятой доли процента.

Этого вполне достаточно, чтобы производить автоматический контроль внутри печи. Сигнал со всех датчиков поступает на микроконтроллер, который способен выполнять сотни операций в минуту.

Если в какой-то части камеры произошло резкое понижение или повышение температуры, контроллер на это среагирует мгновенно. Он передает сигнал на исполнительный орган, который выдает оператору сигнал тревоги. Таким образом, процесс автоматической усушки становится все совершеннее.

Схема устройства камеры для сушки древесины.

Если в процессе производства будут нарушены какие-либо технологические процессы, весьма велика вероятность того, что на выходе получится некачественная продукция.

Все подобные камеры работают с учетом опыта, который был добыт учеными экспериментальным путем. Они исследовали большую часть пород древесины на усушку.

В результате полученных данных можно отлаживать процесс нагрева в печи. На эти данные и опирается большинство предприятий, которые осуществляют усушку древесины в камерах.

Подведение результатов

Таким образом, можно считать, что усушка древесины – это процесс неизбежный. Практически все породы древесины подвержены этому явлению, которое может нести как отрицательные качества, так и положительные.

Усушка естественным путем происходит достаточно долго. Если строить дом из сырого дерева, то человеку будет невозможно в нем жить, пока не завершится процесс усушки. Для этого может понадобиться достаточно много времени.

В некоторых случаях продолжительность естественной усушки составляет около года. Разумеется, в настоящее время люди приобретают материал для строительства, который подвергся искусственной усушке. Это позволяет сохранить время. При покупке подобного материала обязательно стоит обращать внимание на его качество.

На строительном материале никогда не нужно экономить. Это может пагубно сказаться на строящейся конструкции. Особенно это касается именно древесины. Если она будет качественной, то сооружение может простоять несколько десятилетий. При этом оно сохранит свой первозданный вид.

Если в процессе строительства использовалась древесина, которая сушилась не по технологии, велика вероятность того, что дом вскоре начнет разрушаться. На качественной древесине не должно быть никаких дефектов. При этом искажения формы тоже не допускаются.

Усушка древесины

Усушка древесины — физическое явление, которое вызывает уменьшение габаритных размеров и общего объема древесины в процессе удаления влаги. Эта метаморфоза напрямую связана с микроскопическим строением дерева и требует особенного внимания при работе с ним.

Показатели, относящиеся к изменению влажности, значительно оказывают воздействие на конструкционные и технические значения прочностных характеристик, плотности и пластичности древесины. Поэтому, при заготовке, хранении и обработке лесоматериалов важно учитывать произойдет ли усушка древесины в существующих условиях окружающей среды.

Что нужно знать об усушке древесины

Древесина имеет резко выраженное анизотропное строение. Это значит, что свойства по-разному проявляют себя в различных направлениях. Все клетки, из которых состоит дерево, отличаются по размерам в поперечном и продольном сечении. Микрофибриллы, находящиеся в оболочке клеток, располагаются вдоль оси клетки, а влага занимает пространство между ними. По этой причине при удалении влаги значительно изменяются поперечные размеры в радиальном и тангенциальном направлениях. Стоит отменить, что в тангенциальном направлении, то есть при разрезе вдоль волокон по касательной к годичным кольцам, усушка древесины имеет показатели в 1,5-2 раза выше.

Виды усушки древесины

В зависимости от количества удаленных молекул воды усушка древесины рассматривается как:

Полная. Проявляется при полном испарении всего количества влаги из структурных волокон дерева. При этом его влажность снижается от верхних значений предела гигроскопичности до нулевого показателя. Под пределом гигроскопичности в этом случае принято понимать максимальную влажность материала.
Объемная. Проявляется в уменьшении объема древесины при испарении взаимосвязанных частиц воды.

Определение характера и вида усушки обычно происходит в лабораторных условиях. Образец материала помещают в воду до полного насыщения. Затем измеряют размеры, используя специальные инструменты — микрометр или штангенциркуль. После этого образцы высушиваются до абсолютно сухого состояния в сушильном шкафу, и их линейные размеры измеряются повторно.

Эти испытания необходимы при определении показателя, характеризующего степень расширения и сжатия древесных волокон под физическим воздействием.

Коэффициенты усушки и разбухания

Величина усадки пилопродукции при снижении влажности в процентном соотношении определяется коэффициентом усушки. Он характеризует степень трансформации габаритных размеров изучаемого деревянного образца при понижении количества влаги на 1 %. С информацией и методикой нахождения этого коэффициента можно познакомиться, изучив ГОСТ 6782.2-75.

ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки

Разбухание древесины происходит в результате насыщения волокон влагой. Протекает это при повышенных показателях влажностного режима. Этот процесс, обратный усадке древесины, вызывает увеличение линейных размеров лесоматериалов. В числовом эквиваленте это явление выражается с помощью нахождения коэффициента разбухания. Методика определения этого показателя описана в ГОСТ 16483.35-88.

Степень усушки и разбухания для каждой породы дерева индивидуальна. Обуславливается это особенностями микроскопического строения и химического состава волокон древесины. Представители хвойных пород, имеют в структуре волокон вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Это значительно отличает их от лиственных пород, строение которых представлено развитыми проводящими сосудами.

ГОСТ 16483.35-88 Древесина. Метод определения разбухания

Все древесные породы имеют разный коэффициент усушки и в зависимости от его величины формируются на группы:

усушка в объеме не достигает 0,40 %— ель плакучая, пихта кавказская, тополь, ясень обыкновенный.
усушка от 0,40 % до 0,47 %— бук европейский или лесной, вяз, дуб, липа сердцевидная, ольха;
усушка проявляется более чем на 0,47 %— береза, лиственница европейская, клен остролистный.

Величина коэффициента усушки помогает составить прогноз вероятности появления внутренних напряжений и растрескивания в результате неравномерного испарения влаги и принять меры по предотвращению их появления.

Припуски на усушку

Предрасположенность лесоматериалов к усыханию и разбуханию относится к свойствам, имеющим негативное влияние на эксплуатационные качества дерева. Чтобы после заготовки и распиловки достичь заданных размеров изделия предусматривается припуск на усадку материала. Это является универсальным средством, позволяющим избежать деформацию дерева в процессе его высушивания до необходимых показателей влажности.

Числовые значения припусков на усадку пиломатериалов предусмотрена в ГОСТ 6782.1-75. Степени усушки наиболее распространенных древесных пород в ГОСТ указаны в виде таблицы с данными о значениях номинальной толщины и ширины пилопродукции в миллиметрах и конечной влажности в процентном соотношении.

ГОСТ 6782.1-75 Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки

Чтобы вычислить величину припуска и найти фактические размеры изделия, необходимо произвести расчет согласно данным из таблицы. Для удобства и лучшего понимания разработчиками стандарта приведены примеры таких вычислений.

Правильная сушка древесины

Процесс усадки древесины можно взять под контроль, если соблюдать правила сушки лесоматериалов. Основной задачей в этом деле является обеспечение равномерного удаления влаги из волокон, составляющих структуру дерева. В промышленных условиях это обеспечивается в специальных электрических или газовых сушильных камерах. Самым распространенным видом сушки в естественных условиях является атмосферная сушка. Заготовленный материал защищается от осадков, а также влияния негативных факторов окружающей среды с помощью изолирующего покрытия и складируется несколькими рядами в режиме интенсивного проветривания.

Дерево является долговечным, но капризным конструкционным материалом. Его механические и физические свойства зависят от внешних факторов. Существенные перепады температур и несоблюдение влажностного режима приводят к усушке или разбуханию древесины. Неравномерное распределение влаги по волокнам дерева может привести к искажению линейных размеров лесоматериалов. Поэтому, в процессе работы с деревом, начиная с заготовки, важно учитывать вероятность изменения габаритов изделия, и соблюдать припуски на усадку.

Особенности усушки пиломатериалов: таблица припусков и коэффициента сушки

Древесина в строительстве используется с давних времен. Несмотря на то, что рынок полон современных материалов, она пользуется большой популярностью. Это объясняется тем, что древесина обладает многими достоинствами и высоким эксплуатационными свойствами. При использовании этого материала стоит учесть множество факторов. В особенности это касается его подготовки. Усушка пиломатериалов, таблица, которая содержит данные значения, влияет на их прочность и долговечность.

Дерево популярный строительный материал

Неоднородность сушки

Сушка древесины является довольно сложным и ответственным процессом, так как от него будет зависеть свойства пиломатериала. Древесина является анизотропным материалом, который имеет неоднородную структуру. Как результат, усушка, проводимая в разных направлениях, будет проводиться неодинаково.

Помимо этого на процесс влияют различные факторы. Прежде всего, стоит отметить вид древесины. Так, пиломатериала лиственных и хвойных пород усыхают меньше, чем твердых. Не менее значимым здесь является и способ складирование древесины. Усушка при этом происходит по-разному:

тангенциальная – усушка по направлению годовых слоев максимальна и составляет от 8 до 12%;
продольная – в основном не учитывается, так как имеет небольшое значение, которое составляет 0,1%, а в случае с креневой древесиной – до 5%;
радиальная – имеется в виду усушка, которая происходит по радиусу ствола, и не превышает 8%.

Чтобы понять, как происходит процесс, необходимо разобрать его поэтапно:

Первая стадия. На этом этапе уходит небольшая часть жидкости. Она выходит медленно и частично. Медленнее испарение происходит вдоль волокон. Несмотря на это, первая стадия очень важна в подготовке пиломатериалов к обработке. Особенно это касается древесины дорогих пород.
Вторая стадия. Усушка происходит в продольной и радиальной проекции. В последнем случае параметры отличаются в зависимости от сорта сырья. На этом этапе свойства материала изменяются в радиальном направлении.
Третья стадия. Завершающий этап, на котором происходит объемная сушка. На этой стадии определяется объем удаления влаги, а также заключительное состояние сырья. Главным показателем является коэффициент усушки.

Даже, несмотря на то, что процесс проводится по схожей технологии, результат будет разным. Такая неравномерность приводит к деформации сырья. Это является значительным недостатком, так как в дальнейшем создает некоторые трудности в ее обработке. Прежде всего, это касается изменения геометрических размеров древесины. Изменение формы и поперечного сечения приводит к увеличению отходов в процессе обработки.

Важно! Стоит учитывать, что все работы проводятся только с полностью высушенной древесиной. Невозможно работать с деревом, которое не прошло полноценную сушку.

Пиломатериалы проходят предварительную сушку и обработку

Проявление анизотропии усушки древесины на практике

Таблица соотношения коэффициентов усушки и разбухания древесины.

Схема устройства камеры для сушки древесины.

Теоретические расчеты

В процессе подготовки древесины важно знать приблизительные параметры ее изменения. Это даст возможность заготовить материал, который в результате будет максимально приближен к нужным размерам. Конечно, такие вычисления являются теоретическими и не могут иметь некоторые отклонения. Это связано с тем, что трудно предусмотреть деформацию сырья в процессе сушки.

Так, чтобы установить количество влаги, которая уходит из древесины, используют следующую формулу:

M = Pбаз. ( WН – WК ) / 100

М (кг/м3) – количество жидкости, которое удаляется из кубометра древесины;

Рбаз. (кг/м3) – плотность дерева, которая определяется отношением массы сухого материала к объему с влажностью более 30%;

Читайте также: Что такое полиуретан?

WН и WК – соответственно влажность дерева до и после сушки;

Помимо этого в процессе заготовки древесины принимают во внимание процент ее усушки. Она вычисляется по такой формуле:

У = К ( 30 – WK )

У (%) – процент усушки;

К (%) – коэффициент, который берется со специально разработанных таблицах;

WK (%) – влажность дерева после прохождения сушки.

При усушке возможна деформация материалов и изменение геометрических размеров

Коэффициент усушки

Этот коэффициент указывает на относительные изменения размеров пиломатериала в результате снижения влажности на 1%. В зависимости от направления сушки он бывает:

тангенциальным;
радиальным;
объемным.

У каждой древесины этот параметр имеет свое значение. Вот, коэффициент некоторых пород:

Древесина	Коэффициент
Древесина	Тангенциальный	Радиальный	Объемный
Ель	0,31	0,17	0,48
Клен	0,32	0,2	0,56
Бук	0,35	0,18	0,53
Сосна обыкновенная	0,31	0,18	0,49
Липа	0,33	0,23	0,56
Тополь	0,28	0,14	0,42
Дуб	0,29	0,19	0,48

При проведении расчетов очень важно обратить внимание на то, что для каждой древесины есть свой коэффициент. Это позволит более точно узнать особенности изменения сырья в процессе прохождения сушки.

При сушке нужно следовать некоторым правилам

Припуски

На основании многочисленных исследований государственным стандартом были разработаны таблицы, которые определяют припуски усушки древесины той или иной породы. В процессе их создания учитывался не только вид сырья, но и вид распиловки. При этом есть некоторые особенности расчетов.

Если влажность сырья составляет ниже 30%,то припуски основываются на разнице между показаниями влаги, приведенной в таблице, и фактической. Помимо этого расчеты могут быть проведены с помощью специально разработанных формул, в которых учитывает тип древесины и способ ее распиловки.

Важно! Если древесина имеет влажность меньше 35%, то в формулу включается фактический показатель. Это позволит в результате высушивания получить материал нужных размеров.

Важность учета усадки дома

Если сруб дома не отстоится положенное время для усадки, то велика вероятность, что оконные и дверные рамы могут перекосится, начнет крутить полы, стены и потолки.

Преждевременное заселение в дом также может привести к неравномерной усадке. Чем это значит и чем чревато? К примеру, одна комната будет греться больше, другая меньше, третья — вообще не будет отапливаться. В результате в конструкциях начнут образовываться щели, дом может перекоситься. Щели в стенах приведут теплопотерям. Так, отверстия совокупной площадью в 4% от общего объема дадут 25% снижения теплоемкости стены.

Припуски тангенциальной и смешанной распиловки пихты, ели, кедра и сосны

Перед тем как рассматривать припуски к усушке, нужно разобраться с тем, что же собой представляет смешанная и тангенциальная распиловка:

Тангенциальная. Самый популярный вид распиловки бревен. В результате можно получить долговечные и практичные пиломатериалы, которые обладают высокой устойчивостью к разбуханию, а также усушке. На материале виден утонченный рисунок колец. Он широко используется при оформлении постройки. Такая технология широко применяется при изготовлении качественного паркета.
Смешанная или полурадиальная. Не менее популярный способ, с помощью которого изготовляют пиломатериалы. Распил осуществляет под углом 45 градусов. Достоинство заключается в том, что можно сэкономить сырья и тем самым снизить стоимость готовой продукции. Единственный минус – это высокий риск деформации из-за неправильного сушения. Поэтому к этому процессу подходят со всей ответственностью. В качестве сырья используют хвойные и листовые породы.

Что же касается самих припусков, то для этого разработана таблица, в которой учитывается номинальный размер материала и конечная влажность. Все это стоит учитывать при проведении теоретических расчетов. Только так можно получить значение, которое максимально приближено к конечным параметрам пиломатериала.

Размеры заготовок влияют на процесс усушки

Припуски в зависимости от толщины и ширины

Как уже было отмечено, сушка древесины является довольно сложным и не менее ответственным процессом, при котором стоит учесть множество нюансов. В данном случае речь идет о таких факторах:

порода древесина;
способ распила;
метод складирования;
размеры досок.

Размер пиломатериалов является не менее важным параметром при обработке древесины, нежели порода или особенности распила. Все это имеет непосредственное отношение к конечному результату. Поэтому на первоначальном этапе необходимо учесть все эти факторы, которые повлияют на получение материала, готового к дальнейшей обработке.

Закономерность здесь довольно проста. Согласно ней, чем меньше ширина и толщина доски, тем меньше припуск на усушку. При этом стоит учитывать, что габаритные размеры также влияют на скорость сушки сырья, а также риск возникновения деформаций в процессе этого.

Достоинства древесины (натуральной):

Несмотря на некоторые проблемы, возникающие по причине коробления древесины, этот материал можно предпочесть другим благодаря таким его достоинствам, как высокие прочность и морозостойкость, низкие тепло- и звукопроводность, простота утилизации и легкость в обработке. Кроме того, древесине присущ низкий коэффициент линейного расширения под воздействием температуры.

Недостатки древесины (натуральной):

Из недостатков, присущих древесине, можно перечислить такие, как наличие сучков и трещин, гигроскопичность, горючесть. Отметим сразу, что недостатки устраняются при помощи специальных технологий. Рассмотрим, к примеру, гигроскопичность. Являясь капиллярно-пористым материалом, древесина обладает свойством, как отдавать, так и поглощать влагу из окружающей среды. Поэтому усушке-разбуханию древесина обязана именно своей гигроскопичности. Это может привести как к изменению размеров деталей и конструкций из дерева, так и к развитию разрушающих микроорганизмов – грибков. С целью устранения гигроскопичности поверхность деревянных конструкций покрывают водо – и воздухонепроницаемыми составами: лаками, красками и т. д.

Таблица припусков

Древесина	Размеры материала, мм
Древесина	16	25	40	60	100	130	160
Лиственная	0,6	0,9	1,4	2,1	3,5	4,5	5,6
Хвойная	0,6	0,8	1,2	1,8	2,8	3,9	4,1

Как видно, древесина хвойных пород меньше подвергается деформации и изменениям в плане размеров. Это обусловлено структурой дерева и наличием в его составе смол и других компонентов. В любом случае все эти параметры учитываются при расчете возможных размеров пиломатериалов после прохождения сушки.

От чего зависит величина усадки древесины

К факторам, оказывающим влияние на величину усушки древесины можно отнести следующие:

Пороки древесины: классификация и признаки

Пороки древесины — это специфические свойства и изъяны древесины, которые ухудшают ее сортность и ограничивают хозяйственное использование.

Природные пороки появляются при созревании дерева из-за ухудшения условий роста (климат, почва), случайных изъянов, естественного увядания, а так же жизнедеятельности микробов и бактерий, жуков-древоточцев и птиц.

При определении качества деревянных сортиментов учитывают следующие характеристики дефекта:

Тип
Размер и степень поражения
Размещение на сортиментах или круглых лесоматериалах

Исходя из особенностей порока, его могут не учитывать, а также снижать или повышать качество материала (желательные пороки, которые используют в декорировании деревянных изделий).

Безусловными пороками считают те изъяны, которые существенно уменьшают крепость древесины (гниение, крупные трещины, нарушение целостности ствола при столкновении с посторонними предметами или обламывании и др.).

Для определения типа и степени проявления порока наряду с визуальным осмотром используют электрические, магнитные и звуковые методики дефектоскопии.

Типы пороков

Пороки классифицируют на основе международного стандарта ISO и актуального ГОСТ2140-81.

Природные пороки

В эту категорию входят сучки и дефекты структуры древесины (всего государственный стандарт предусматривает более 180 видов природных пороков древесины).

Сучки

Сучок — это фрагмент ветки, заключенный в стволовые древесные ткани. По структуре, состоянию и положению относительно ствола выделяют светлые и темные сучки, не полностью сросшиеся, несросшиеся и сросшиеся. Отдельными категориями являются табачные, рыхлые и выпадающие сучки.

Заросшие сучки на кругляке образуют характерные бугры.

Сучки выявляют в древесине любой сортности. Они существенно влияют на качество и возможные области использования пиломатериалов. Во время распиловки и сушки сучки отсоединяются от окаймляющей древесины, создавая отверстия.

Трещины

Трещины — это поперечный или продольный относительно направления волокон разрыв древесных тканей. В мелких деталях их оценивают как один дефект. В крупных пиломатериалах различают несколько разновидностей трещин.

Метик — радиальный разрыв древесины внутри ствола, который появляется в ядровой древесине во время роста и не доходит до внешних слоев.

Различают следующие типы метика:

Шильфер — множество метиков внутри ствола.
Ветренница — внутренняя трещина, которая расширяется между ядром и внешними слоями древесины, а не в центральной части ствола.
Отлуп — разрыв между годовых слоев, образовавшийся в середине ствола. На торцевом срезе проявляется как дуговидная пустота.
Морозобоина — дефект растущего дерева, который появляется из-за сильного и быстрого снижения температуры. Согласно принятой стандартизации к морозобоинам относят громобоину — трещину, которая появилась из-за попадания молнии.
Трещина сжатия — стволовое повреждение растущего дерева, которое возникает из-за избыточного давления.
Отщеп — сквозной боковой разрыв ствола, который отходит от торцевого сечения.
Трещина усушки — внешняя трещина, появляющаяся при сушке, которая проникает внутрь деревянного сортимента.

В отдельную категорию относят трещины, которые возникли во время распиловки, пропарки и сушке древесины.

Дефекты формы ствола

Сбежистость — сужение ствола (сортимента) не обрезного пиломатериала от корня к вершине более чем 1 сантиметр на 1 метр длины (указанная величина — предел нормы). Максимальное проявление сбежистости — при приближении к вершине ствола.

Сбежистость приводит к пересечению годовых слоев и искусственному косослою, что уменьшает крепость древесины на изгиб. Этот порок повышает объем остатков при переработке, увеличивает расход материала, снижая его сортность.

Закомелистость — разновидность сбежистости: представляет собой резкое утолщение круглого сортимента или расширение не обрезного пиломатериала (ширина детали различается более 1,2 раза через 1 м длины). Этот порок увеличивает объем отходов и ухудшает качество полученных пиломатериалов из-за увеличения числа перерезанных волокон. Также различают округлую (изменение формы сечения) и рубчатую (корневые наплывы) закомелистость.

Продольная ребристость — ройки или борозды вдоль ствола. Дефект встречается на лиственных деревьях (чаще на ольхе). Ограничивает возможности использования пиломатериалов.

Овальность — изменение формы ствола, вызванное сильными ветрами, перегреванием и иными обстоятельствами, которое выглядит на распиле круглых пиломатериалов как увеличение большего диаметра (на 150% и более), в сравнении с меньшими сочетается со смещенной сердцевиной. Порок затрудняет обработку лесоматериалов и повышает объем отходов.

Двойная вершина — порок, возникающий из-за надламывания или отмерзания макушки, которую заменили боковые побеги. Ограничивает возможности использования пиломатериалов (для обработки непригодна вся часть ствола выше развилки).

Нарост (валок, наплыв и др.) — утолщение ствола, которое сопровождают уплотнение и утяжеление древесины. Этот дефект сопутствует свилеватости и затрудняет обработку материала.

Сувель — ровный нарост без почек. Чаще возникает на комле лиственных деревьев. Еловые и сосновые сувели имеют характерные извилистые и относительно широкие годовые слои.

Кап — неравномерный нарост на стволе с глазками и небольшими отростками. Древесина внутри капа отличается свилеватостью и плотным размещением глазков из заросших почек. Кап используют как сырье в декоративно-прикладном искусстве.

Омеловый нарост — порок, который развивается из-за поражения дерева омелой (кустарником-паразитом). На плоскости торцевого распила видны протоки и дыры от гаусторий омелы (гаустория — орган питания паразита). Порок снижает выход деловой древесины, потому что при заготовке наплыв устраняют с несущей частью дерева.

Раковый нарост — порок в виде нароста неправильной формы, вызванный раковым заболеванием дерева.

Узловатость — порок сосны в виде большого числа затянутых корой сучков на мутовке (зоне расположения ветвей на одном уровне ствола).

Кривизна — изгибание ствола. Порок уменьшает выход делового леса, создает искусственный косослой распила и уменьшает прочность пиломатериалов.

Различают следующие виды кривизны:

Простая (1 изгиб);
Саблевидная (дугообразное искривление);
Сложная (более 1 изгиба на сортимент);
Спиралевидная (винтообразность ствола).

Дефекты обработки

В данную категорию относят пороки древесины, которые возникли из-за механических повреждений при валке, транспортировке или резке леса.

Инородное включение — чужеродное тело в дереве (стекло, железный обломок, кусок камня и т.д.). Образует вздутие на коре. Усложняет переработку материала и может привести к поломке оборудования.

Механические повреждения ствола

Обдир коры — часть сортимента без коры. В естественных условиях возникает из-за порчи дерева грызунами или копытными животными. Является косвенной причиной заражения дерева грибами или паразитами.

Ожог коры — нарушение целостности коры из-за резкого весеннего потепления или в результате лесного пожара.
Ошмыг — повреждение или удаление части коры при падении во время урагана или промышленной валки окружающих деревьев. Облегчает проникновение в ствол паразитов и спор грибов, ослабляет дерево и может стать причиной усыхания.

Обугленность — сильно обгоревшие зоны коры.

Карра — нарушение стволовой целостности (засмоленный участок) на месте засечек для получения живицы из хвойных деревьев. Этот дефект способствует проникновению грибных спор в живое дерево или в заготовленные материалы.

Заруб — локальный дефект поверхности сортимента после повреждения топором. Делает материал уязвимым перед грибным заражением, увеличивает объем отходов. Разновидность заруба — затеска — плоское повреждение ствола, которое захватывает кору и внешние слои заболони.

Запил — локальный дефект ствола после обработки инструментами во время заготовки (пилой, лебедкой и др.).

Отщеп — проникающая трещина, которая отходит от торцевой части сортимента, постепенно сужаясь.

Скол — торцевая часть ствола с отсутствующей древесиной, которая откололась при заготовке.

Вырыв — выемка на детали (вплоть до отсутствия ее части) с рубчатым неравномерным дном. Появляется при воздействии специальным инструментом (выкалывание).

Накол — локальное повреждение сортиментов острым инструментом (багром). Имеет вид отверстий глубиной до 2 см (или сквозных — для шпона). Снижает качество материала, ухудшает декоративные свойства изделий и может стать косвенной причиной поражения грибами.

Облом — неровный торец от переламывания ствола (например, во время сильного ветра).

Дефекты переработки древесины

Дефекты распиловки

Обзол — кора с поверхности ствола, которая осталась на кромке пиломатериалов. Снижает полезный выход материалов, ограничивает сферы применения полученных деталей.

Риски — ряд отметин на пиломатериалах от режущих инструментов после пиления, строжки или фрезеровки.

Волнистость — углубления и возвышения на пиломатериале, которые возникли из-за скошенного пиления или неправильной сушки.

Ворсистость — торчащие неотделенные волокна на плоских гранях пиломатериалов, которые делают его шершавым. Возникает при пилении незаостренными инструментами, ошибках при заточке/разводе зубьев пилы, недостаточном натяжении полотна пилы (блуждающее пиление) и др.

Мшистость — большое количество ворса и множество неотделенных древесных волокон на плоских гранях пиломатериала.

Бахрома — непрерывная либо рваная полоса из множества неотделенных волокон на кромках доски или бруса. Возникает во время пиления в теплое время года, при обрабатывании косослойной, свилеватой или сучковатой древесины или из-за нарушений при настройке и применении инструментов деревообработки.

Другие дефекты обработки

Скос пропила — скошенная плоскость спила на кругляке.

Рваный торец — ребристые выемки и возвышения, а также пучки и волокна на торцевой плоскости.

Козырек — выходящая за торцевую плоскость древесина, появившаяся из-за неполного пропиливания сортимента.

Закорина — часть коры, которая сохранилась на шпоне (может выпадать, оставляя отверстия и выемки).

Заусенец — заостренный выступ, который примыкает к кромке пиломатериала.

Задир — не отсоединившийся после строжки кусок древесины с острыми краями.

Выщербины — неглубокие выемки в местах отрывания клочков волокон.

Рябь шпона — густо размещенные неглубокие выемки, параллельные продольной оси волокон.

Вмятина — выемка на пиломатериале, которая возникла из-за локальной деформации при ударе кувалдой (или другим инструментом) и при валке дерева.

Царапина — отметина на пиломатериале (углубление) после контакта с острым предметом.

Выхват — выемка на всю ширину поверхности обработки, которое возникло при удалении во время фрезеровки или обработки электрорубанком части сортимента ниже расчетного уровня.

Непрофрезеровка — необработанный участок детали.

Гребешок — необработанная зона пиломатериала, которая поднимается над профрезерованной частью (следствие неправильной настройки фрезы).

Прошлифовка — вырезание сортимента ниже требуемого уровня во время шлифования.

Недошлифовка — необработанная зона поверхности сортимента, который уже шлифовали.

Ожог — почерневшая зона на поверхности сортимента, которая появилась при трении о дерево подвижных частей деревообрабатывающего инструмента.

Покоробленности

Покоробленность — деформирование обрезного пиломатериала во время выпиливания, высушивания или хранения.

Коробление во время сушки возникает из-за разницы высушивания материала в тангенциальной и радиальной ориентации. Коробление может быть косвенным признаком другого порока: косослоя, крени, сучков и др. Во время сушки быстрее теряет влагу заболонные участки. Их объем уменьшается быстрее участков детали, состоящих из древесины, которая была ближе расположена к ядру, поэтому она изгибается в сторону заболони. Степень проявления порока меняется при изменении влажности древесины.

Коробление может быть следствием остаточного напряжения в древесине при распиловке (проявляется при фрезеровке и распиловке доски).

Этот порок усложняет использование пиломатериалов. При высокой степени проявления приводит к полной непригодности деталей. Усложняет заготовку, уменьшает выход полезной древесины.

Для предотвращения покоробленности доски сушат сжатыми в соответствии со специально подобранном режимом, который не приводит к появлению сильных напряжений внутри детали. Оставшееся напряжение снимают с помощью дополнительной тепло- и влагообработки.

Возможность коробления учитывают при склейке деревянных деталей.

Замер коробления

Продольное коробление — замеряют по соотношению наиболее длинной стрелы прогиба и длины коробления (выражают в процентах).
Поперечное коробление — замеряют по соотношению максимальной стрелы прогиба и ширины пиломатериала (выражают в процентах).
Крыловатость — замеряют по максимальному отклонению поверхности детали от требуемой плоскости.

Коробление клееной фанеры измеряют с помощью линейки, которую прикладывают к листу по диагонали (выражают в сантиметрах в отношении к 1 погонному метру диагональной длины).

Типы коробления

Продольное (по пласту).Доски загибаются в сторону широкой плоскости. Различают простое продольное (1 изгиб) и сложное продольное (более 1-го изгиба) коробление.
Продольное по кромке. Загибание доски в сторону кромки.
Поперечное. Деформирование материала в поперечном сечении, которое зависит от места выпиловки детали: края досок загибаются в сторону заболони; сечение брусков, годовые слои в которых расположены диагонально, принимает форму ромба; у пиломатериалов, которые выпилены из ядровой древесины, края сужаются и становятся тоньше центральной части детали.
Крыловатость (винтовое коробление). Спиралевидное коробление по длине пиломатериала. Возникает при ускоренной сушке из-за разной скорости выхода влаги в разных частях детали. Крыловатостью называют кручение круглых лесоматериалов, которое является следствием другого порока (например, косослоя).

Трещины срубленной древесины

Трещины усушки. Поверхностные разрывы древесины, которые уходят вглубь сортимента. Возникают во время сушки. Повышают вероятность поражения грибами.

Трещины распиловки. Следствие внутренних напряжений пиломатериала, которые возникают при распиловке.

Трещины пропарки, пропитки. Следствие уменьшения прочности деталей в сочетании с усилением внутренних напряжений.

Рассрочка Не надо копить и откладывать покупку. Выбирайте товары и оплачиваете картами рассрочки. Подробнее

Доставка Доставим товар по Минску и Минской области по минимальной цене, покупки от 2500р доставляем бесплатно Подробнее