Древесина является материалом органического происхождения и всегда содержит то или иное количество влаги. По своим свойствам она относится к ограниченно набухающим коллоидным капиллярно-пористым телам, которые обладают свойствами гигроскопичности, то есть способностью отдавать влагу в воздух или впитывать её из окружающего воздуха.
В древесине различают влагу свободную, или капиллярную, находящуюся в полостях клеток, и влагу связанную, или гигроскопическую, находящуюся в толще стенок клеток. Количество свободной влаги, имеющей только механическую связь с древесиной, зависит от объёма пустот в той или иной древесной породе и от её объёмного веса. Чем меньше объёмный вес, тем больше в древесине пустот — соответственно, тем больше свободной влаги она может вместить. Количество гигроскопической влаги в физико-механической связи мало зависит от породы древесины и составляет в среднем 30% при температуре 20 °С.
Где искать влагу в древесине?
Известно, что влажность служит показателем качества древесины и оказывает значительное влияние на её физико-механические свойства, а также на качество готовой продукции. Сложность измерения заключается в том, что на физическую величину, являющуюся источником информации о влажности, влияют многие другие параметры древесины. Это мешает получению точных результатов. Часть из этих параметров может быть измерена и учтена введением поправок. Измерение же других: плотности древесины в абсолютно сухом состоянии, температуры, ориентации волокон, структуры — задача не менее сложная, чем измерение самой влажности.
Существующие методы можно разделить на прямые, в которых производится непосредственное разделение материала на сухое вещество и влагу, и косвенные — они позволяют измерить другую величину, функционально связанную с влажностью материала.
Введение
Не у каждого под рукой имеется всегда влагомер, и как обычно когда его нет, нужно определить содержание воды в дереве. В других случаях такая проблема встает перед мастерами в домашних условиях, при ремонте или создании мебели.
Работая технологом на крупном деревообрабатывающем производстве, начинаешь определять влажность древесины уже и без влагомера, как говорят среди специалистов — вырабатывается «чуечка».
На самом же деле, никакая это не чуечка, а просто набор правил и небольших секретов определения содержания воды в дереве по взгляду и на ощупь. Давайте я поделюсь с вами некоторыми хитростями и тонкостями в этом вопросе, ведь они могут быть так полезны когда нет под рукой гигрометра.
Весовой метод
К прямым относится весовой метод измерения, или метод высушивания. Он считается наиболее точным в деревообрабатывающей промышленности. Суть его в непосредственном установлении количества удалённой из древесины влаги путём взвешивания образца до и после окончательной сушки в специальном сушильном шкафу при температуре 103±2 °С). Измерения проводятся в соответствии с ГОСТ 16483.7-71.
Влажность древесины — это процентное соотношение массы воды mв, содержащейся в образце, к его массе в абсолютно сухом состоянии m0. Выражается оно следующим соотношением:
При определённых условиях этот метод может обеспечивать очень высокую точность, однако на производстве не всегда получается их создать. Он может быть рекомендован при отсутствии влагомера древесины. Наряду с достоинствами у этого метода имеются и недостатки. Главный из них — чрезмерная длительность процесса измерения, тогда как использование современных высокопроизводительных сушильных камер требует довольно оперативного управления процессом сушки. Другой недостаток заключается в невозможности непрерывного измерения влажности высушиваемого материала. Кроме того, после этого образцы древесины становятся практически непригодными для дальнейшего использования.
Для быстрого и непрерывного измерения влажности материала в технологическом потоке используются косвенные методы определения, основанные на измерении какого-либо физического параметра, зависимого от влажности. Наибольшее распространение получили электрические методы измерения.
Возможные ошибки, исправление влажности
Недоразумения возникают на разных этапах после спила лесозаготовки.
Например:
- На складе проигнорировали, что бревна находились в воде.
- Одинаково обрабатывались разные породы деревьев.
- Могла быть нарушена технология сушки, не выдерживаться сроки просушки, не соблюдаться правила аэрации лесоматериалов.
- Другая причина – чрезмерное содержание влаги воздуха на складе и (или) протекающая крыша тента.
Продавцы готовых лесоматериалов иногда обманывают покупателей, предлагая им недосушенные или пересушенные изделия. Такие партии продают по сниженной цене, что дополнительно стимулирует к покупке.
Покупатель решает сэкономить на проверке влажности, начинает строительство или собирает предмет мебели без подготовки. Наконец, ошибки возможны, если неграмотно определять влагосодержание.
Сушить недосушенное
Даже если покупатель решил сэкономить и приобрел влажные недосушенные пиломатериалы, есть возможность досушить их на своем участке.
Для этого доски нужно правильно укладывать, делать зазоры, чтобы обеспечить воздухообмен. Также требуется защищать заготовки от дождя, накрыв их пленкой, построить крышу для лесоматериалов.
Можно высушить дерево только для внешних конструкций. Если планируется заниматься столярными работами, заготовки требуется досушивать до 5-8 %. Для этого можно либо обратиться к специалистам цеха либо воспользоваться домашней мастерской.
Для грамотной просушки надо правильно уложить заготовки и периодически обрабатывать доску тепловентилятором. Если планируется много работы или хочется сэкономить, можно приобрести инфракрасную сушилку.
Инфракрасный спаситель
В большинстве случаев инфрасушка способна решить проблему. Инфракрасные лучи нагревают воду, которая содержится в волокнах, далее она испаряется.
Важно устанавливать правильный температурный режим, это позволит сохранить структуру древесины, волокна. Такую сушку с помощью инфракрасной пушки можно проводить также на открытом воздухе.
Преимуществом такой машины является ее невысокая стоимость (по сравнению с сушильным шкафом), мобильность, высокая эффективность, разные режимы работы, простота в работе, обслуживании.
Кондуктометрический метод
Рис. 1. Зависимость электропроводности от влажности древесины
Древесина в сухом состоянии — диэлектрик, её электропроводность резко возрастает с увеличением влажности до предела гигроскопичности. При дальнейшем повышении влажности электропроводность увеличивается медленно, а при уровне 80-100% устанавливается постоянной (рис. 1).
Для измерения влажности древесины в производственных условиях обычно применяют электрические кондуктометрические влагомеры, в которых измерение строится на зависимости сопротивления древесины от её влажности. Они просты по конструкции, достаточно надёжны в работе, могут быть переносными (с автономным источником питания). Пределы измерения влажности для древесины сосны составляют 7-22% на первом диапазоне и 22-60% на втором. Общий вид кондуктометрического влагомера представлен на рис. 2.
При измерении влажности древесины электровлагомером ЭВ-2К необходимо учитывать, что на результат измерения оказывают влияние положения игл датчика в древесине и, самое главное, её температура. Поэтому, чтобы определить, например, текущую влажность пиломатериалов в процессе сушки, необходимо открыть камеру, взять из штабеля заранее уложенный контрольный образец и измерить влажность только после его охлаждения до комнатной температуры. Надо отметить, что в современных влагомерах учитывается поправка на температуру древесины.
Рис. 2. Электровлагомер ЭВ-2К для определения влажности
В основном влагомер ЭВ-2К применяют при ручном измерении конечной влажности высушенных пиломатериалов, а также при подборе сортиментов примерно одной влажности, например, для склеивания. Кондуктометрический метод измерения влажности древесины широко используется системах управления процессом в сушильных камерах. Роль датчиков выполняют двухэлектродные зонды (рис. 3).
Рис. 3. Электроды измерения влажности древесины
Их устанавливают непосредственно в древесину в разные места сушильного пространства камеры. Значения влажности со всех датчиков поступают в единый измерительный блок, где происходит анализ и дальнейшая выдача команд на центральный процессор управления процессом сушки.
Как производят сушку пиломатериала
Даже если влажность пиломатериала, который собираетесь приобрести, выше допустимого показателя – это не повод отказываться от покупки. Ситуацию можно исправить. При этом даже не обязательно прибегать к камерной сушке. Тем более, что сушка древесины в естественных условиях иногда более предпочтительна. Главное правило – соблюдать все правила хранения пиломатериала.
Доводить бревна до желаемой кондиции необходимо в специально обустроенном для этого месте. Обязательно на сквозняке или в хорошо проветриваемом помещении. Дерево должно быть надежно защищено от атмосферных осадков и агрессивных солнечных лучей. Последнее крайне важно, так как под солнцем одна сторона бревен (бруса) будет сохнуть быстрее, вторая же будет оставаться более влажной. В результате такого хранения древесина просто пойдет трещинами и потеряет форму.
Доски для правильной просушки нужно класть на специально оборудованную платформу. На деревянные балки, толщиной в 50 сантиметров, поперек укладываем черновые доски. Дистанция между балками должна быть не меньше полутора метра, иначе пиломатериал будет прогибаться. Черновые доски лучше брать из ели, например. Толщина – примерно 4 сантиметра.
Важно! Ни в коем случае не следует складывать сухой и влажный пиломатериал в одну кучу. Древесина обладает свойством впитывать влагу из окружающей среды, так что в результате уже сухие доски просто отсыреют.
В зависимости от погоды, времени года, толщины досок и изначального процента влажности, на атмосферную сушку может уйти в среднем сорок дней.
Диэлькометрический метод
Принцип действия основан на корреляционной зависимости диэлектрической проницаемости материала от содержания в нём влаги при положительных температурах. Влагомер МГ4Д предназначен для измерений влажности пилопродукции и деревянных деталей диэлькометрическим методом по ГОСТ 21718-84 и ГОСТ 16588-91. Он имеет 15 градировочных зависимостей для следующих видов древесины: сосны, лиственницы, дуба, берёзы, бука, осины, ели, тополя, липы, ясеня, кедра.
Данная модель прекрасно подходит для ручного измерения влажности древесины, при этом устройство не разрушает её структуру (в отличие от игольчатых влагомеров). Его можно использовать для единичных измерений влажности, а также для проведения серий измерений с усреднением и для непрерывного измерения с целью обнаружения участков повышенного влагосодержания.
Текст: Николай Ладейщиков, директор ООО «Уралдрев-СКМ»
Статья опубликована в журнале Лесной комплекс №5 2021
Отзывы
Важно следить за качеством приобретаемых лесоматериалов, как и за соблюдением правил работы с деревом.
Покупатель Thunder2000 (г. Таганрог) на фундамент положил черновой пол. При этом доска не были просушена, к тому же в доме была вода из-за дождей. Как говорит покупатель, “вода еще не испарилась из дома, на лесе в некоторых местах появился пушок”. Чтобы защититься от плесени, надо поскорее закрывать дом – окна, двери, после этого просушивать помещение мобильным кондиционером. Естественно, такой пол не прослужит долго.
Другой покупатель (sashavitas, Умань) столкнулся с некачественным оказанием услуги. Небольшой цех продал ему круглый стол из непросушенной сосны, сказав, чтобы не ставили в жаркое помещение, во избежание рассыхания.
Покупатель уверяет, что поставил его на кухне на даче, где температура около 15 градусов. Однако стол все равно начал рассыхаться. Такой стол надо вернуть для досушки. Опытные мастера советуют приобретать лесозаготовки, материал и готовые изделия только в проверенных компаниях.
Приобретение лесоматериалов – ответственный шаг! Важно учитывать состояние древесины, ее влажность. Соответствие стандартам: 15-20 % для строительных работ, 5-8 % для столярных – сэкономит средства на ремонт. Такое дерево прослужит долго!
