На что влияет влажность древесины
Перейти к содержимому

На что влияет влажность древесины

  • автор:

Электронная библиотека
публикации о музее-заповеднике «Кижи»

Основные свойства древесины @kizhi

Кижское ожерелье, ПодъельникиБрёвна сруба

Влажность

Влажность древесины (количество содержащейся в ней воды) существенно влияет на её физические и механические свойства, обуславливает её пригодность для строительства.

При изменении влажности от нуля до точки насыщения клеточных оболочек древесины изменяется её объём и линейные размеры элемента. Разбухание – при увеличении влажности. Усушка – при снижении. Усушка и набухание всегда проявляются в поперечном направлении и почти не бывают в продольном. Чем плотнее древесина, тем больше усушка и набухание. Молодое дерево усыхает больше, чем старое, срубленное зимой усыхает больше, чем летом.

Усушка древесины в тангенциальном, направлении – 6-12%, в радиальном – 3-6%. Это и является причиной коробления досок.

Свежесрубленная древесина содержит 80-100% влаги. У хвойных пород влажность заболони в 2-3 раза больше влажности ядра. Древесина, используемая при строительных работах должна иметь влажность 12-18%. [текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

При повышении влажности древесины до 30% её прочность уменьшается, деформативность увеличивается.

Процесс гниения в древесине может начинаться при влагосодержании более 18-20% (но ниже 50%) в присутствии воздуха и при температуре в интервале от 5 до 45°.

Теплопроводность

Вследствие пористого строения древесина плохо проводит тепло. Теплопроводность вдоль волокон больше, чем поперёк. Плотная и влажная древесина более теплопроводна, чем менее плотная и сухая.

При реставрации рекомендуется использовать при замене или докомпоновке деталей или элементов те материалы, которые применялись первоначально. [текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

Перед началом реставрации при обследовании памятников необходимо определить из какой породы древесины на данном объекте выполнены те или иные элементы и, по возможности, наличие у использованной древесины каких-либо особенностей (свилеватость, плотная или рыхлая, и т.п.).

Механические свойства древесины

Древесина – материал анизотропный, её механические свойства различны в различном направлении.

У хвойных пород прочность поздней древесины в 2-3 раза выше плотности ранней. Как слишком узкие, так и слишком широкие годовые кольца характеризуют пониженную прочность древесины. На прочность древесины большое влияние оказывает скорость приложения нагрузки или продолжительность её действия. При быстром приложении предел прочности выше. Древесина обладает свойством последействия – возможный рост деформаций после приложения нагрузки.

Древесина хвойных пород имеет высокое значение предела прочности на растяжение вдоль волокон, при разрыве поперёк волокон предел прочности в 20-30 раз меньше… Сопротивление древесины на изгиб зависит от формы поперечного сечения, и наибольшим является у брёвна с круглым сечением. [текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

Время рубки древесины влияет на физические и механические свойства. Обычно дерево зимней рубки считают более прочным, так как зимой замирает движение соков. Всякие отклонения от нормальных условий строения дерева называют пороками К порокам относятся: различные последствия атмосферных влияний – косослойность, свилеватость, образование наростов, суховершинность, отлупы, сучковатость. К порокам относятся трещинноватость. Сердцевинные трещины обнаруживаются на торце, метик – это трещина по диаметру брёвна, Существуют морозобойные трещины, отлупы.

Биологические разрушители древесины

К ним относятся: дереворазрушающие грибы, насекомые и плесень.

Наиболее опасными разрушителями являются домовые грибы, которых существует несколько видов.

Благоприятными условиями для их развития являются определённая влажность древесины (20–55%), температура воздуха более +5 и влажность воздуха 80–95%. При снижении влажности воздуха грибница постепенно отмирает. Домовые грибы выделяют влагу, увлажняя древесину. В процессе гниения древесина меняет цвет, приобретая сначала желтоватый, красноватый или коричневатый оттенок, затем становясь более тёмной и менее твёрдой, а в конечной стадии гниения – бурой или тёмно–коричневой, распадаясь вдоль и поперёк волокон. [текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

К разрушающим древесину насекомым относятся усач–дровосек, жук–точильщик и некоторые другие виды. Процесс разрушения насекомыми протекает в толще древесины. На поверхности наблюдаются отдельные отверстия круглой или овальной формы в поперечнике от 1 до 9 мм. Древесина пронизывается ходами личинок, и из этих отверстий высыпается образуемый ими древесный порошок. Свежие повреждения древесины отличаются более светлой окраской буровой муки, лётных отверстий и ходов.

Виды лесоматериалов, использовавшиеся в народном зодчестве

В древности, в зависимости от наличия обрабатывающего инструмента, перечень заготавливаемого материала был более ограничен. С развитием техники и технологий, он значительно расширялся.

Основным материалом являлись:

  1. Круглый лес – брёвна, кряжи, подвязник, накатник, жерди (подвязник – брёвна диаметром 10–15 см и длиной около 15 м., накатник – брёвна того же диаметра, но длиной 6–10 м., жерди – брёвна диаметром меньше 10 см.). Брёвна употребляли различной длины, но учитывая трудность работы с длинными брёвнами, тем более, что в старину для возведения крупных построек брали лес толщиной 40 и более см. Однако обычно она не на много превышала используемую в настоящее время (в среднем 6–10 м). В настоящее время брёвна по диаметру делятся на три группы: мелкие брёвна с диаметром от8 до 13 см, средние – от 14 до 24, крупные – от 26 см и более.
  2. Тёсаный лес – брусья, лежни.
  3. Пластины – изначально – брёвна расколотые по длине на две части, в последующем распиленные на две части бревна.
  4. Доски – «тёс», до повсеместного распространения пил в «после Петровскую» эпоху, доски получали при раскалывании брёвен и последующем их обтёсывании топором, работа трудоёмкая, поэтому тёс по возможности заменяли пластинами.
  5. Лемех – изготавливался, обычно, из осинового тёса, обрабатываемого по нужной форме топором.

Требования предъявляемые при выборе материала для реставрации должны быть указаны в материалах проекта реставрации. Основные требования — материал должен соответствовать подлинному по основным параметрам — породе, размерам, внешним характеристикам, влажность не должна быть больше 20%, не иметь недопустимых пороков и разрушений.

// Школа плотника-реставратора
Интернет-публикация kizhi.karelia.ru. 2005.

Текст может отличаться от опубликованного в печатном издании, что обусловлено особенностями подготовки текстов для интернет-сайта.

© Музей-заповедник «Кижи»
Особо ценный объект культурного наследия народов Российской Федерации.
Кижский погост входит в Список всемирного культурного и природного наследия ЮНЕСКО.

Все материалы сайта не предназначены для лиц моложе 12 лет.
Допускается копирование и цитирование всех материалов, размещённых на сайте музея-заповедника «Кижи» (kizhi.karelia.ru), если цитируемое сопровождается точной активной ссылкой на оригинал и указанием всех правообладателей (в том числе музей-заповедник «Кижи»). При использовании любых материалов в печатных изданиях необходимо получить согласие от администрации музея на публикацию. По вопросам использования изображений необходимо ознакомиться с Положением о правилах использования изображений музейных предметов и музейных коллекций, а также зданий и памятников.
Во исполнение положений статьи 10.1 Федерального закона от 27 июля 2006 года №152-ФЗ «О персональных данных» Федеральное государственное бюджетное учреждение культуры «Государственный историко-архитектурный и этнографический музей-заповедник «Кижи» информирует о том, что любая обработка персональных данных, размещенных музеем на настоящем сайте, без получения согласия субъекта на обработку персональных данных, разрешенных субъектом персональных данных для распространения, не допускается.

Влажность древесины

Влажность древесины

Влажность – одна из основных характеристик древесины. Влажность – это выраженное в процентах отношение массы воды к сухой массе древесины.

Абсолютной влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины.

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

Влага в древесине бывает связанная (гигроскопическая) и свободная. Из них складывается общее количество влаги в древесине. Связанная влага находится в стенках древесных клеток, свободная занимает полости клеток и межклеточные пространства. Свободная вода удаляется легче, чем связанная, и в меньшей степени влияет на свойства древесины.

Степени влажности древесины

По степени влажности древесина бывает:

  • мокрая древесина (влажность более 100%, это бывает, если древесина долгое время находилась в воде),
  • свежесрубленная (влажность от 50 до 100%),
  • влажная (от 23 до 50%),
  • атмосферно-сухая (18-22%),
  • воздушно-сухая искусственной сушки (12-18%),
  • комнатно-сухая (влажность 8-10%),
  • абсолютно сухая (влажность 0%).

Определение влажности древесины

Для определения влажности древесины можно использовать специальный прибор — электровлагомер. Его действие основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами втыкают в исследуемый образец дерева в направлении вдоль волокон и пропускают через них электрический ток. При этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы.

Датчик для измерения влажности стружки — разъемный стакан, куда между двумя дисковыми электродами помещается определенная весовая порция исследуемого материала, уплотняемая с помощью пресса. Для контроля влажности древесностружечных плит используют четырехигольчатый зонд. Такой метод измерения влажности древесины прост, но имеет свои недостатки. Абсолютная погрешность измерения составляет в диапазоне от 7 до 12% до ±2%; в диапазоне от 12 до 30% — ±3%, при влажности образца свыше 30% она возрастает в несколько раз.

Требования к влажности древесины в изделиях

Наименование изделий ГОСТ Влажность, %
Двери:
коробки наружных и тамбурных дверей ГОСТ 475 12 ± 3
коробки внутренних дверей 9 ± 3
полотна дверей 9 ± 3
Окна:
коробки ГОСТ 23166 12 ± 3
створки, форточки клапаны, жалюзи 9 ± 3
нащельники, раскладки 9 ± 3
Детали профильные:
доски и бруски пола, плинтус, подоконник ГОСТ 8242 12 ± 3
внутренние наличники 12 ± 3
наличники и обшивка наружные 15 ± 3
поручни, обшивка наружные 15 ± 3
Балки перекрытий деревянные:
из цельной древесины ГОСТ 4981 до 20
из клееной древесины 12 ± 3

Влажность свежесрубленной древесины зависит от породы и места взятия пробы по сечению ствола. У хвойных пород влажность древесины в периферийной части ствола (заболони) больше влажности древесины в центральной части ствола (ядро). У лиственных пород влажность по всему сечению ствола примерно одинакова.

Влажность свежесрубленной древесины

Порода древесины Влажность, %
Ядра или спелой древесины Заболонной древесины Средняя
Сосна 30-40 100-120 88
Ель 30-40 100-120 91
Лиственница 30-40 100-120 82
Осина 80-100 82
Береза 70-90 78

Поделиться ссылкой:

Влажность древесины, ее виды и способы определения

Влага, поступающая из земли через корни, доставляет дереву необходимые для жизнедеятельности вещества, кислород. Определённое количество влаги остаётся в древесине после заготовки. Это оказывает серьёзное влияние на свойства материала во время обработки и на качество готовой продукции в процессе эксплуатации.

Влажность древесины, ее виды и способы определения

Понятие влажности, способы определения

Влажность – одна из основных характеристик материала, она определяется как отношение массы содержащейся воды к массе сухой древесины в процентах.

  • свободная – в межклеточном пространстве, между волокнами;
  • связанная – внутри древесных клеток.

Свободная влага легко удаляется, меньше влияет на свойства материала.

Выделяют несколько видов древесины в зависимости от степени увлажненности:

  • мокрая – влажность 100 % и более, это возможно, если материал находился в воде;
  • свежесрубленная – 50–100 %;
  • влажная – 23–50 %;
  • атмосферно-сухая – 18–22 %
  • воздушно-сухая после искусственной сушки – 12–18 %;
  • комнатно-сухая – 8–10%;
  • абсолютно сухая.

Естественная влажность – количество влаги во время роста дерева или сразу после спиливания, её необходимо знать, чтобы правильно определить методику сушки материала. На показатель влияют особенности древесины, условия окружающей среды. Естественная влажность ядра составляет 30-80 % для разных пород, заболони – 70-120 %, средняя – 70-101 %. Древесина хвойных пород содержит больше влаги, чем лиственных. Имеет значение время спиливания, зимой деревья вытягивают из земли минимальное количество питательных веществ, древесина, спиленная летом, намного влажнее.

Чтобы пиломатериалы не деформировались, необходимо их правильно высушить. После длительного нахождения материала на воздухе происходит выделение паров жидкости, устанавливается равновесная влажность по всему объёму материала. Обмен влагой между древесиной и окружающей средой прекращается. Это показатель не постоянен, соответствует определённым показателям воздуха.

Влияние влажности на свойства пиломатериалов

Если пиломатериалы плохо просушены, высок риск появления плесени, гнили, грибкового поражения. Под влиянием климатических факторов материал будет деформироваться, набухать, рассыхаться, трескаться при изменении условий окружающей среды.

Последствия изменения влажности:

  • при повышении влажности древесина увеличивается в размерах по ширине, в меньшей мере по длине;
  • при одновременном повышении влажности и температуры древесина становится гибкой, из нее можно изготавливать фигурные изделия;
  • продолжительное действие влаги приводит к разрушению, гниению.

Влажность – важный показатель для столярных и мебельных работ, её необходимо поддерживать на нужном уровне. Если материал пересушить, появляются трещины и сколы. Во время работы столяры иногда смачивают пиломатериал, чтобы его легче было пилить, резать, шлифовать.

Древесина для изготовления разного вида продукции должна иметь разную влажность:

  • древесно-стружечных плит и паркета – 6–8 %;
  • мебели – 6–10 %;
  • внутренних оконных блоков – 8–10 %;
  • наружных оконных блоков – 12–15%;
  • стройматериалов – 12–18 %;
  • электроприборов, корпусов музыкальных инструментов – 5–8 %.

При уровне 18–20 % (транспортная влажность) пиломатериал не изменяет свойства под воздействием окружающей среды, сохраняет физические характеристики и размеры. В таком состоянии древесину можно перевозить на большие расстояния, складировать, хранить.

Способы измерения

Точно определить влажность без проведения анализа невозможно, нужно воспользоваться приборами. Влагомеры измеряют электропроводность между электродами, диэлектрическую проницаемость древесины, коэффициент отражения ИК- излучения, уменьшение СВЧ излучения. Если под рукой нет прибора, можно применить весовой способ. Понадобятся линейка, точные весы, пила.

  • из центра бруска вырезать образец шириной 10–20 мм;
  • очистить, взвесить;
  • в сушильной камере при 100 о С выдержать 5 часов;
  • взвесить;
  • взвешивать образец через каждые 2 часа, пока масса перестанет уменьшаться.

Формула для вычисления:

  • W – влажность;
  • М0 – начальная масса;
  • МС – конечная масса.

Для получения точного результата необходимо произвести замеры с использованием нескольких образцов. Компания WoodNeva изготавливает и реализует пиломатериалы разных пород дерева – дуба, ясеня, бука, ольхи, каштана, вишни и других. Кроме традиционных для нашей местности, предлагаем пиломатериалы экзотических пород. Обрезные и необрезные доски после камерной сушки имеют влажность 8 %, они пригодны для изготовления мебели, оконных блоков, паркета, дверей. Сделать заказ можно на сайте или самовывозом забрать продукцию со склада. Доставляем пиломатериалы по Санкт-Петербургу и области, стоимость доставки можно уточнить у консультанта.

Влажность древесины

Рассмотрим наиболее употребимые понятия влажности древесины.

Фото древесины

Естественная влажность древесины

Это уровень влаги, содержащийся в дереве на момент спила. Его еще называют «начальной влажностью». От этого значения отталкиваются при дальнейших действиях с партией материала: так, например, можно рассчитать время и условия сушки. Содержание влаги при разных условиях может варьироваться от 25 до 80%. При определении естественной влажности той или иной партии древесного материала мы всегда будем иметь в виду «влажность при конкретных условиях».

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.

Комнатно-сухая – от 8-10%. Уровень влаги устанавливается при хранении в помещении.

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.

Прибор для измерения влажности древесины

Измерение влажности дерева влагометром

Абсолютная влажность древесины

Рассмотрим понятия абсолютной и относительной влажности.

Возьмем деревянный брусок.
Абсолютная влажность является отношением массы внутренней жидкости к массе полностью высушенного бруска.
Величина высчитывается по формуле:
W = (m – m0) / m0 x 100,
где, (m) и (m0) – масса влажного и высушенного бруска.
ГОСТ 17231-78 трактует данную величину просто как «влажность». Но это понятие неудобно использовать в расчетах, поскольку количество воды относится именно к сухой массе, а не к полному весу. В результате этого возникают расхождения: например 1000 г древесины содержит 200 г влаги, но абсолютная влажность высчитывается как 25%.

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.

Естественная влажность древесины

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.

Более «сухие» породы при усушке имеют тенденцию к растрескиванию. Умеренно-влажные, такие как дуб, более устойчивы к таким явлениям, меньше изменяют свои свойства при изменении условий.

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

Пеллеты и топливные брикеты ценятся благодаря низкому уровню влажности в топливе. Уровень содержания влаги в нем составляет 8-12%. С такими характеристиками при сжигании образуется минимальное количество дыма.

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.

Оборудование для переработки древесины

Сушильный комплекс для древесины от АЛБ Групп

Компания АЛБ Групп производит сушильные комплексы АВМ для линий гранулирования и брикетирования древесных отходов. Основной элемент комплекса – сушильный барабан АВМ, который за один прогон может снизить влажность древесины мелкой фракции с уровня 50% до требуемых 8-12%. Сушка происходит в следствии ворошения сырья в барабане и циркуляции в нем горячего воздуха. Работа барабана АВМ обеспечивается подключением теплогенератора или топочного блока, к комплексу подключается дымоуловитель и аспирационная система.

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

Узнайте больше о наших сушильных комплексах, позвонив по телефону или оставив контактные данные в форме!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *