Почему древесина влажная
Garant-vl.ru

Строительный портал

Почему древесина влажная

Влажность древесины

Дерево – это «живой» материал, меняющий свои свойства не только во время роста, но долгое время после сруба. Влажность – одна из важнейших характеристик древесины для ее применения. Данный материал очень восприимчив к изменениям окружающей среды. Одним из его свойств является «дыхание» — поглощение и выделение газов стенками клеток материала. По такому же принципу эти клетки всасывают и выделяют влагу.

Время года, в которое его спилили;

Рассмотрим наиболее употребимые понятия влажности 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.

Измерение влажности дерева влагомметром

Абсолютная влажность древесины

Относительная влажность древесины

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

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

Влажность пород древесины

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

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

Стабильными и устойчивыми к изменениям считаются дуб, мербау.

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.

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 +7 (831) 410-85-25 или оставив контактные данные в форме!

Причины снижения качества древесного сырья

По причине сезонности лесозаготовок у лесоперерабатывающих предприятий возникает необходимость создания серьезных запасов пиловочного и фанерного сырья. Однако это ведет не только к замораживанию оборотных средств, но и к неизбежному снижению качества сырья и даже к его потерям. А в конечном итоге — к повышению себестоимости конечной продукции.

Причины снижения качества сырья: торцевые трещины сортиментов, грибные и плесневые поражения, поражения насекомыми.

Растрескивание древесины

При естественном высыхании древесины или сушке в сушильной камере ее наружная поверхность быстро высыхает, а внутренняя — остается сырой, при этом высушенная (наружная) часть уменьшается в объеме, и в ней возникают напряжения, вследствие которых образуются трещины. Трещины, в свою очередь, способствуют беспрепятственному проникновению спор грибов вглубь древесины. Наиболее интенсивно влага испаряется с торцевой поверхности бревна, что объясняет образование трещин именно в этой области.

Поражение древесины грибами и плесенью

Древесина является питательной средой для различных грибов. Для их развития требуется оптимальная температура (для большинства видов грибов синевы 26-27°С) и влажность древесины (35-80%).

Древесину, пораженную деревоокрашивающими грибами, в большинстве случаев отличает повышенная скорость водопоглощения. Некоторые виды грибов синевы стимулируют развитие дереворазрушающих грибов, которое происходит при температуре от 2 до 35°С и влажности древесины свыше 20%. При высокой влажности, когда древесина находится в воде, грибы не развиваются. Таким образом, наиболее благоприятны для развития грибов следующие условия: температура от 15 до 25°С и влажность древесины от 30 до 60%.

Особенно велико разрушительное действие грибов при изменениях влажности и температуры. Этим объясняется то обстоятельство, что чаще всего загнивают элементы цокольного перекрытия, обвязки по цоколю, нижние венцы брусчатого здания, подоконные доски, врытые в землю столбы — на границе почвы и атмосферы и др. При температуре ниже 20°С и выше 35°С развитие грибов замедляется и даже может совсем прекратиться, но грибы при этом не погибают — с наступлением благоприятных условий их развитие возобновляется. При температуре выше 60°С большинство грибов погибает. В зависимости от масштабов поражения древесины гнилью ее сортность снижается вплоть до полной непригодности.

Заболонная гниль — анормальные по окраске участки заболони без понижения или с понижением твердости древесины. Этот порок возникает в сухостойной, валежной и срубленной древесине под воздействием дереворазрушающих грибов . Заболонная гниль распространяется от торцов и боковых поверхностей вглубь. На торцах наблюдается в виде пятен разной величины и формы и сплошного поражения заболони, на продольных разрезах — в виде вытянутых пятен, полос и сплошного поражения заболони.

Заболонная гниль присуща всем древесным породам. У хвойных пораженная древесина приобретает желтовато- или розовато-бурую окраску, у лиственных — пеструю, напоминающую рисунок мрамора. Развивается при длительном и неправильном хранении, чаще в круглых лесоматериалах. У лиственных пород заболонная гниль обычно следует за побурением и может переходить на ядро.

Различают твердую и мягкую заболонную гниль. Твердая уменьшает прочность древесины при статическом изгибе на 22%, при сжатии вдоль волокон — на 20-25%; мягкая резко снижает механические свойства древесины.

При хранении свежесрубленных лиственных пород (особенно березы, бука, ольхи) в теплое время года заболонь приобретает бурую окраску различной интенсивности и равномерности, иногда со слабо выраженными серыми или белесыми пятнами и полосами. Этот порок носит название «побурение» (прежнее название — «задыхание»).

Исследованиями специалистов ЦНИИМОД установлено, что побурение представляет собой явление, при котором три разных по природе процесса протекают одновременно или последовательно. Во-первых, происходит закупорка водопроводящих путей, замедляющая испарение воды из древесины и преграждающая доступ в нее воздуха (раневая реакция живых клеток заболони). Во-вторых, по мере просушки древесины отмирают живые клетки заболони, их содержимое окисляется кислородом воздуха и появляется бурая окраска. В-третьих, на древесине поселяются грибы, что приводит к дальнейшему изменению ее цвета. Побурение предшествует заболонной гнили. Обычно побурение бревен начинается с торцов и распространяется вглубь древесины вдоль волокон, при этом в первую очередь поражаются внутренние слои заболони с ослабленной жизнедеятельностью клеток, затем побурение охватывает всю заболонь. После отмирания коры побурение переходит и на боковую поверхность бревен, продвигаясь языками в радиальном направлении к центру. Древесина растущего или свежесрубленного дерева всегда имеет влажность выше влажности предела насыщения, то есть является сырой.

Читать еще:  Что учесть при выборе

Влажность свежесрубленной древесины зависит от породы, структуры (ядро или заболонь) и времени года, когда дерево срублено.

Она колеблется в очень широких пределах. У хвойных пород влажность ядра и спелой древесины значительно ниже влажности заболони. У лиственных пород различия во влажности по сечению ствола практически не наблюдаются.

Исследования специалистов ЦНИИМОД показали, что наиболее надежно можно защитить от побурения свежезаготовленные лиственные кряжи при поддержании их влажности.

Для сохранения качества пиловочного и фанерного сырья можно воспользоваться составами для защиты торцов лесоматериалов, снижающими интенсивность испарения и предотвращающими их увлажнение, приводящее к загниванию.

Поражение древесины насекомыми

Для некоторых видов насекомых — так называемых насекомых-фитофагов — древесина служит питательной средой. Одни виды поражают ослабленные растущие деревья, другие — срубленные или вываленные, есть и такие, которые питаются сухой древесиной. Поэтому регулирование влажности древесины не защитит ее от поражения фитофагами. Древесину повреждают разные насекомые — жуки (усачи, златки, короеды, долгоносики, дровосеки, точильщики), рогохвосты, термиты, муравьи и др. Некоторые из них проделывают ходы только в коре, многие углубляются в древесину.

Личинки насекомых проделывают в древесине ходы и отверстия — червоточины. Находясь в древесине, древоточцы способны прогрызать ходы до 40 м длиной!

Поражения насекомыми бывают настолько значительны, что части дерева теряют прочность.

Бывает и так, что при незначительном числе наружных отверстий древесина оказывается полностью разрушенной внутри.

Отдельной проблемой, связанной с международной торговлей древесиной, является импорт тропических сортов, уже пораженных насекомыми. При длительном хранении древесины наиболее эффективным способом защиты от насекомых на всех стадиях их развития являются химические препараты. Но эти препараты могут отрицательно воздействовать на животных и человека. Поэтому нужно быть особенно внимательными как при подборе химического препарата, так и при его использовании.

Защита древесины

Способы защиты при хранении древесиныусловно можно разделить на химические и нехимические. Нехимическая защита древесины основывается на создании неблагоприятных для развития биоразрушителей условий.

В основе химической защитыиспользование препаратов, под воздействием которых древесина становится несъедобной для различных грибов и насекомых.

Согласно ГОСТ 9014.0-75 в зависимости от вида и назначения лесоматериалов используют различные способы хранения материалов:

  • влажное хранение — обеспечивает сохранение высокой влажности древесины (укладка неокоренных сортиментов в плотные штабеля, дождевание, затопление, замазка торцов материалов гидроизолирующими составами и т. п.);
  • повышение влажности (затопление, дождевание);
  • сухое хранение — обеспечивает сохранение низкой влажности древесины (окорка, рядовая укладка материалов);
  • снижение влажности (атмосферная сушка при помощи окорки, рядовой укладки материалов в штабеля; камерная сушка);
  • повышение температуры древесины — обеспечивает стерилизацию древесины (пропаривание, обжиг, камерная сушка);
  • понижение температуры древесины — сезонная защита сырой древесины при хранении круглых лесоматериалов (замораживание);
  • хранение в плотных штабелях с затенением бревен свежей заготовки в течение 2-4 месяцев.

Традиционными средствами и составами для защиты древесины являются воск, парафин, битумные смолы, смесь олифы и извести, смесь древесной смолы и мела. Принцип их действия: на поверхности древесины образуется эластичная пленка, которая препятствует проникновению спор грибов внутрь древесины, снижает интенсивность испарения из нее влаги.

Недостатки способов обработки этими средствами:

  • может потребоваться дополнительный подогрев средства;
  • средства могут плавиться под воздействием солнечных лучей;
  • не исключено, что запертая внутри древесины влага будет благоприятствовать развитию микроорганизмов.

Специальные составы применяются для защиты торцов :

  • круглых лесоматериалов высокотоварных групп (пиловочник, различные кряжи);
  • пиломатериалов (в особенности большого сечения) при атмосферной и камерной сушке;
  • оцилиндрованных и рубленых бревен в различных строениях.

Задачи, которые должны выполняться составами для защиты торцов:

  • препятствие торцевому увлажнению древесины;
  • снижение количества трещин и уменьшение их глубины;
  • защита от синевы, плесени и гнилостных поражений.

Требования к характеристикам составов для защиты торцов:

  • морозостойкость, отсутствие необходимости подогрева при применении;
  • низкая вымываемость, повышенное водоотталкивание;
  • универсальность (пригодность для всех видов древесины);
  • пожаро­ и взрывобезопасность;
  • экологическая безопасность;
  • удобство хранения и транспортировки;
  • срок обеспечения защиты древесины — не менее 6 месяцев;
  • возможность применения в сушильных камерах (стойкость к агрессивной среде);
  • вязкость состава (должна обеспечивать нормируемый расход за одно нанесение валиком и кистью);
  • возможность нанесения распылителем (для отдельных составов);
  • наличие в составе биоцидов против деревоокрашивающих и дереворазрушающих грибов.

Кроме того, в случае обработки сырья для мебельных щитов состав должен быть лессирующим (для идентификации пороков перед распиловкой с последующим позиционированием).

Сырье, поставляемое лесозаготовительными предприятиями на фанерные комбинаты, тоже желательно обрабатывать лессирующими составами, чтобы не возникали споры по поводу установления сортности древесины. Для контроля выполнения работ лессирующий состав необходимо подкрашивать. Характеристики средства должны обеспечивать возможность его применения в сушильных камерах (стойкость к агрессивной среде).

Факты о которых должен знать каждый сушильщик

А знаете ли Вы, что:
Сушка древесины зависит от :

  • продвижения влаги изнутри материала наружу
  • испарения влаги с поверхности материала

Важнейшим фактором для этого является ТЕПЛО, которое определяет скорость сушки.
Древесина, подвергнутая действию сухого теплого воздуха, даст трещины, коробления, так как с поверхности доски больше испарится влаги, чем поступит из внутренних слоев.
При сушке теплым и влажным воздухом, а не сухим, наблюдается обратное явление — замедление процесса сушки и меньший риск порчи материала.
ВЫВОД: Следует сушить не сухим, а влажным воздухом!
ТРИ ФАКОТОРА быстрой и успешной сушки.

Процесс сушки древесины регулируется не циркуляцией воздуха, а только температурами и относительной влажностью его.
Иногда предполагают, что циркуляция воздуха ускоряет процесс сушки: это предположение правильно, поскольку к лесоматериалу посредством циркуляции подводится тепло, и уносится, испаренная из дерева влага, НО ЦИРКУЛЯЦИЯ КАК ТАКОВАЯ, НЕ ОКАЗЫВАЕТ НИКАКОГО ВЛИЯНИЯ НА ИСПАРЕНИЕ.
Т.о. из изложенного следует, что процесс сушки регулируется не циркуляцией воздуха , а только температурами и относительной влажностью его.
Для достижения влажности пиломатериала от 15 % до 6 % требуется больше затрат и эксплуатационных расходов, чем для материала с влажностью 15 % и выше.
Хороший сушильщик даже при посредственной сушильной установке даст хороший результат, и наоборот, самая современная компьютеризированная сушильная камера при не достаточном компетентном обслуживании даст БРАК.
ВЛАГА в древесине находится в двух состояниях:

  • в полостях клеток в свободном состоянии
  • в клеточных стенках в абсорбированном (впитанном) состоянии

При сушке в первую очередь сохнет влага в полостях клеток и только после того, как выйдет свободная влага, начнут сохнуть клеточные стенки.
Пример. Отдачу воды клеткой древесины можно сравнить с кожанным мешком, наполненным водой : ПОКА ВОДА НАХОДИТСЯ В МЕШКЕ, КОЖА НЕ СОХНЕТ.
СУШКА тангенциальной доски проходит быстрее, чем радиальная.
У ХВОЙНЫХ древесных пород заболонь влажнее ядра.
У ЛИСТВЕННЫХ пород дерева влажность заболони практически не отличается от ядра.
Понятие о том, что ВЕСНОЙ и ЛЕТОМ в дереве больше влаги — не верно. Якобы, весной поврежденный ствол дерева больше выпускает сока, чем в другое время года. Причина этого не в увеличении сока в стволе дерева, а увеличении напора (давления) в стволе , так как листья и почки не раскрыты . Как только почка, листья раскроются, влага начинает испарятся с листьев, давление в стволе дерева падает, значительно сокращаясь против количества сока в зимнее время.
Степень влажности , до которой дерево должно быть высушенно:

  • мебель — 4 — 6 %
  • межкомнатные двери — 5 — 7 %
  • паркет — 6 %
  • материал для стульев — 5 %
  • ручки инструментов — 2 %
  • клепки для бочек — 5 %

ВЕС. Вес древесины уменьшается на вес удаленной влаги
КРЕПОСТЬ. Все виды крепости увеличиваются с уменьшением влаги , кроме вязкости
УСУШКА и РАЗБУХАНИЕ. Правильно высушенный в соотвествии с требуемой конечной влажностью материал не подвержен ни усушке, ни разбуханию.
ОКРАСКА И СКЛЕЙКА. Плохо высушенный материал, не соответствующий конечной эксплуатационной влажности,разрушит окраску и склейку изделий.
ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ. Влажное дерево легче поддается обработке, но зато высушенный материал дает более гладкую поверхность обработки.
ТЕПЛО и ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ. Проводимость тепла и электричества падают с увеличением сухости материала.
ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬ. Увеличивается с уменьшением влажности.
ВЛАГО и ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ. Для влаги менее проницаемо сухое дерево, а для газов больше проницаемо.
ВПИТЫВАНИЕ ВЛАГИ ПРИ ПОГРУЖЕНИИ ДЕРЕВА В ВОДУ проходит интенсивно, а затем все медленне и слабее. Даже образцы дерева, пролежавшие в воде в течение 7 лет , полностью не были насыщены.
ВПИТЫВАНИЕ, ПОГЛОЩЕНИЕ ВЛАГИ ИЗ ВОЗДУХА дерево на открытом воздухе не высохнет до совершенно сухого состояния . Высушенное дерево, перенесенное из теплого и сухого помещения во влажное и холодное впитывает в себя влагу, и наоборот, в теплом сухом помещении снова отдаст ее. Эта гигроскопичность и является причиной усадки и рабухания(коробления) дерева.
А знаете ли Вы, что: дерево при усадке и разбухании развивает значительные напряжения ; при искуственном противодействии работе этих напряжений получается разрыв или смятие волокон ( для смятия волокон требуется нагрузка до 100 кгсм2, в зависимости от древесной породы)
Общее представление об усадке при сушке свежесрубленного дерева до абсолютно сухого состояния.

  • усадка вдоль волокон — 0.1 — 0.35 %
  • в радиальном направлении — 2.0 — 8.5 %
  • в тангенцальном — 4.0 — 14.0 %
  • объемная — 7.0 — 21.0 %

При вакуумной сушке выход влаги из 1 м3 дерева сосны до влажности 6 % составляет 300 и более литров ; пихты, осины до 480 литров ; дуба- до 390 литров.
Поперечное коробление доски происходит из — за неравномерного прогрева досок , больше греется одна пласть доски.
Торцевые трещины. Торцы досок в штабеле сохнут быстрее , чем вся остальная доска. Путь устранения — постоянно держать влажный воздух в камере или замазывать их краской, мастиками.
Поверхностная засушка(ПЗ). Если дерево с влажносью 60 % сушится в условиях низкой относительной влажности воздуха , то получается несоотвествие в скорости сушки наружних и внутренних слоев материала, наружние слои сохнут быстрее, чем внутренние. Пов. засушка является устойчивым состоянием. Особенно сильно проявляется в сибирской лиственнице и дубе.
Предупреждение ПЗ. Как можно быстрее поместить в сушильную камеру свежесрубленный пиломатериал. Не держать пиломатериал на солнце. Если сушить пиломатериал с ПЗ , чаще проводить увлажнение тогда, когда влажность внутренних слоев перешла точку насыщения волокна.
Точка насыщения волокон — это та влажность, при которой вся свободная влага удалена из дерева, и в древесине находится только связанная вода.
А знаете ли Вы, что:
Существует вторая стадия поверхнотной засушки , вследствии чего возникают внутренние трещины (свищи) потому, что поверхностные трещины закрываются и одновременно углублясь превращаются во внутренние трещины. Возникают при интенсивной сушке поверхностного слоя материала.
Для предотвращения внутренних трещин требуется проводить срочное увлажнее.
Стоить помнить о том, что внутренние трещины могут появляться ДАЖЕ ПОСЛЕ СУШКИ , а именно, когда ВНУТРЕННИЕ СЛОИ БЫЛИ ЕЩЕ ВЛАЖНЫ ( большой перепад влажности по толщине), т.е материал имел влажное ядро , или когда поверхность материала опять начинает впитывать влагу и разбухать. Неравномерность усадки отдельных клеток.
При интенсивной сушке происходит выход свободной влаги, клеточные стенки начинают сближаться между собой. Когда одна клетка отдает влагу, она должна заполняться воздухом, но доступ воздуха к ней затруднен. Стенки сближаются между собой за счет притяжения воды ; клетки сжимаются как эластичный сосуд, из которого выливается вода без впуска в сосуд воздуха. Сила притяжения между стенками клеток может достигать от 10 до 300 атмосфер!

Читать еще:  Заделываем швы между листами гипсокартона самостоятельно

Причины снижения качества древесного сырья

По причине сезонности лесозаготовок у лесоперерабатывающих предприятий возникает необходимость создания серьезных запасов пиловочного и фанерного сырья. Однако это ведет не только к замораживанию оборотных средств, но и к неизбежному снижению качества сырья и даже к его потерям. А в конечном итоге — к повышению себестоимости конечной продукции.

Причины снижения качества сырья: торцевые трещины сортиментов, грибные и плесневые поражения, поражения насекомыми.

Растрескивание древесины

При естественном высыхании древесины или сушке в сушильной камере ее наружная поверхность быстро высыхает, а внутренняя — остается сырой, при этом высушенная (наружная) часть уменьшается в объеме, и в ней возникают напряжения, вследствие которых образуются трещины. Трещины, в свою очередь, способствуют беспрепятственному проникновению спор грибов вглубь древесины. Наиболее интенсивно влага испаряется с торцевой поверхности бревна, что объясняет образование трещин именно в этой области.

Поражение древесины грибами и плесенью

Древесина является питательной средой для различных грибов. Для их развития требуется оптимальная температура (для большинства видов грибов синевы 26-27°С) и влажность древесины (35-80%).

Древесину, пораженную деревоокрашивающими грибами, в большинстве случаев отличает повышенная скорость водопоглощения. Некоторые виды грибов синевы стимулируют развитие дереворазрушающих грибов, которое происходит при температуре от 2 до 35°С и влажности древесины свыше 20%. При высокой влажности, когда древесина находится в воде, грибы не развиваются. Таким образом, наиболее благоприятны для развития грибов следующие условия: температура от 15 до 25°С и влажность древесины от 30 до 60%.

Особенно велико разрушительное действие грибов при изменениях влажности и температуры. Этим объясняется то обстоятельство, что чаще всего загнивают элементы цокольного перекрытия, обвязки по цоколю, нижние венцы брусчатого здания, подоконные доски, врытые в землю столбы — на границе почвы и атмосферы и др. При температуре ниже 20°С и выше 35°С развитие грибов замедляется и даже может совсем прекратиться, но грибы при этом не погибают — с наступлением благоприятных условий их развитие возобновляется. При температуре выше 60°С большинство грибов погибает. В зависимости от масштабов поражения древесины гнилью ее сортность снижается вплоть до полной непригодности.

Заболонная гниль — анормальные по окраске участки заболони без понижения или с понижением твердости древесины. Этот порок возникает в сухостойной, валежной и срубленной древесине под воздействием дереворазрушающих грибов . Заболонная гниль распространяется от торцов и боковых поверхностей вглубь. На торцах наблюдается в виде пятен разной величины и формы и сплошного поражения заболони, на продольных разрезах — в виде вытянутых пятен, полос и сплошного поражения заболони.

Заболонная гниль присуща всем древесным породам. У хвойных пораженная древесина приобретает желтовато- или розовато-бурую окраску, у лиственных — пеструю, напоминающую рисунок мрамора. Развивается при длительном и неправильном хранении, чаще в круглых лесоматериалах. У лиственных пород заболонная гниль обычно следует за побурением и может переходить на ядро.

Различают твердую и мягкую заболонную гниль. Твердая уменьшает прочность древесины при статическом изгибе на 22%, при сжатии вдоль волокон — на 20-25%; мягкая резко снижает механические свойства древесины.

При хранении свежесрубленных лиственных пород (особенно березы, бука, ольхи) в теплое время года заболонь приобретает бурую окраску различной интенсивности и равномерности, иногда со слабо выраженными серыми или белесыми пятнами и полосами. Этот порок носит название «побурение» (прежнее название — «задыхание»).

Исследованиями специалистов ЦНИИМОД установлено, что побурение представляет собой явление, при котором три разных по природе процесса протекают одновременно или последовательно. Во-первых, происходит закупорка водопроводящих путей, замедляющая испарение воды из древесины и преграждающая доступ в нее воздуха (раневая реакция живых клеток заболони). Во-вторых, по мере просушки древесины отмирают живые клетки заболони, их содержимое окисляется кислородом воздуха и появляется бурая окраска. В-третьих, на древесине поселяются грибы, что приводит к дальнейшему изменению ее цвета. Побурение предшествует заболонной гнили. Обычно побурение бревен начинается с торцов и распространяется вглубь древесины вдоль волокон, при этом в первую очередь поражаются внутренние слои заболони с ослабленной жизнедеятельностью клеток, затем побурение охватывает всю заболонь. После отмирания коры побурение переходит и на боковую поверхность бревен, продвигаясь языками в радиальном направлении к центру. Древесина растущего или свежесрубленного дерева всегда имеет влажность выше влажности предела насыщения, то есть является сырой.

Влажность свежесрубленной древесины зависит от породы, структуры (ядро или заболонь) и времени года, когда дерево срублено.

Она колеблется в очень широких пределах. У хвойных пород влажность ядра и спелой древесины значительно ниже влажности заболони. У лиственных пород различия во влажности по сечению ствола практически не наблюдаются.

Исследования специалистов ЦНИИМОД показали, что наиболее надежно можно защитить от побурения свежезаготовленные лиственные кряжи при поддержании их влажности.

Для сохранения качества пиловочного и фанерного сырья можно воспользоваться составами для защиты торцов лесоматериалов, снижающими интенсивность испарения и предотвращающими их увлажнение, приводящее к загниванию.

Поражение древесины насекомыми

Для некоторых видов насекомых — так называемых насекомых-фитофагов — древесина служит питательной средой. Одни виды поражают ослабленные растущие деревья, другие — срубленные или вываленные, есть и такие, которые питаются сухой древесиной. Поэтому регулирование влажности древесины не защитит ее от поражения фитофагами. Древесину повреждают разные насекомые — жуки (усачи, златки, короеды, долгоносики, дровосеки, точильщики), рогохвосты, термиты, муравьи и др. Некоторые из них проделывают ходы только в коре, многие углубляются в древесину.

Личинки насекомых проделывают в древесине ходы и отверстия — червоточины. Находясь в древесине, древоточцы способны прогрызать ходы до 40 м длиной!

Поражения насекомыми бывают настолько значительны, что части дерева теряют прочность.

Бывает и так, что при незначительном числе наружных отверстий древесина оказывается полностью разрушенной внутри.

Отдельной проблемой, связанной с международной торговлей древесиной, является импорт тропических сортов, уже пораженных насекомыми. При длительном хранении древесины наиболее эффективным способом защиты от насекомых на всех стадиях их развития являются химические препараты. Но эти препараты могут отрицательно воздействовать на животных и человека. Поэтому нужно быть особенно внимательными как при подборе химического препарата, так и при его использовании.

Защита древесины

Способы защиты при хранении древесиныусловно можно разделить на химические и нехимические. Нехимическая защита древесины основывается на создании неблагоприятных для развития биоразрушителей условий.

В основе химической защитыиспользование препаратов, под воздействием которых древесина становится несъедобной для различных грибов и насекомых.

Согласно ГОСТ 9014.0-75 в зависимости от вида и назначения лесоматериалов используют различные способы хранения материалов:

  • влажное хранение — обеспечивает сохранение высокой влажности древесины (укладка неокоренных сортиментов в плотные штабеля, дождевание, затопление, замазка торцов материалов гидроизолирующими составами и т. п.);
  • повышение влажности (затопление, дождевание);
  • сухое хранение — обеспечивает сохранение низкой влажности древесины (окорка, рядовая укладка материалов);
  • снижение влажности (атмосферная сушка при помощи окорки, рядовой укладки материалов в штабеля; камерная сушка);
  • повышение температуры древесины — обеспечивает стерилизацию древесины (пропаривание, обжиг, камерная сушка);
  • понижение температуры древесины — сезонная защита сырой древесины при хранении круглых лесоматериалов (замораживание);
  • хранение в плотных штабелях с затенением бревен свежей заготовки в течение 2-4 месяцев.

Традиционными средствами и составами для защиты древесины являются воск, парафин, битумные смолы, смесь олифы и извести, смесь древесной смолы и мела. Принцип их действия: на поверхности древесины образуется эластичная пленка, которая препятствует проникновению спор грибов внутрь древесины, снижает интенсивность испарения из нее влаги.

Недостатки способов обработки этими средствами:

  • может потребоваться дополнительный подогрев средства;
  • средства могут плавиться под воздействием солнечных лучей;
  • не исключено, что запертая внутри древесины влага будет благоприятствовать развитию микроорганизмов.
Читать еще:  Зачем делать наливной пол под линолеум? Подготовительные работы и заливка

Специальные составы применяются для защиты торцов :

  • круглых лесоматериалов высокотоварных групп (пиловочник, различные кряжи);
  • пиломатериалов (в особенности большого сечения) при атмосферной и камерной сушке;
  • оцилиндрованных и рубленых бревен в различных строениях.

Задачи, которые должны выполняться составами для защиты торцов:

  • препятствие торцевому увлажнению древесины;
  • снижение количества трещин и уменьшение их глубины;
  • защита от синевы, плесени и гнилостных поражений.

Требования к характеристикам составов для защиты торцов:

  • морозостойкость, отсутствие необходимости подогрева при применении;
  • низкая вымываемость, повышенное водоотталкивание;
  • универсальность (пригодность для всех видов древесины);
  • пожаро­ и взрывобезопасность;
  • экологическая безопасность;
  • удобство хранения и транспортировки;
  • срок обеспечения защиты древесины — не менее 6 месяцев;
  • возможность применения в сушильных камерах (стойкость к агрессивной среде);
  • вязкость состава (должна обеспечивать нормируемый расход за одно нанесение валиком и кистью);
  • возможность нанесения распылителем (для отдельных составов);
  • наличие в составе биоцидов против деревоокрашивающих и дереворазрушающих грибов.

Кроме того, в случае обработки сырья для мебельных щитов состав должен быть лессирующим (для идентификации пороков перед распиловкой с последующим позиционированием).

Сырье, поставляемое лесозаготовительными предприятиями на фанерные комбинаты, тоже желательно обрабатывать лессирующими составами, чтобы не возникали споры по поводу установления сортности древесины. Для контроля выполнения работ лессирующий состав необходимо подкрашивать. Характеристики средства должны обеспечивать возможность его применения в сушильных камерах (стойкость к агрессивной среде).

Почему древесина влажная

Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением.

Понятие влажность используется для количественной характеристики содержания воды в древесине.

Влажность – это выраженное в процентах отношение массы воды, содержащейся в образце к массе сухой древесины: W = (M — M0) / M0 * 100, где M — начальная масса образца древесины, г, а M0 — масса образца абсолютно сухой древесины, г.

Влажность может быть измерена прямыми или косвенными методами. Прямые методы основываются на выделении воды из древесины, например высушиванием. Эти методы простые, надёжные и точные, но довольно продолжительные. Этого недостатка лишены косвенные методы, которые основаны на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине (например, электропроводность). Наибольшее распространение получили кондуктометрические электровлагомеры. Но косвенные способы имеют свои недостатки: дают надёжные показания при влажности древесины в диапазоне от 7 до 30 % и лишь только в месте введения игольчатых контактов.

Вода в древесине может находиться в двух формах: в связанной или в свободной. Связанная вода находиться в клеточных стенках и удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания сильно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах, удерживается только механическими связями. Свободная вода удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.

Когда проводят испытания по определению физико-механических свойств древесины её приводят к нормализованной влажности – 12 %.

По степени влажности древесина может быть:

мокрая, W > 100%, длительное время находившаяся в воде;

свежесрубленная, W = 50-100%, сохранившая влажность растущего дерева;

воздушно-сухая, W = 15-20%, выдержанная на открытом воздухе;

комнатно-сухая, W = 8-12%, долгое время находившаяся в теплом помещении; абсолютно-сухая, W = 0, сушка проводилась при температуре t=103±2°C.

Усушка – это уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.

Усушка древесины в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше, чем в радиальном.

Полная усушка (или максимальная усушка Bmax) — это уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении всего количества связанной воды.

Формула для вычисления полной усушки, %, имеет вид:

Bmax = (Аmax — Аmin) / Аmax * 100

где Аmax и Аmin — размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок и в абсолютно-сухом состоянии, мм (мм3).

Полная линейная усушка древесины распространённых отечественных пород в радиальном направлении примерно 3-7 %, в тангенциальном 8-10 %, а вдоль волокон 0,1-0,3 %. Полная объёмная усушка составляет около 11-17 %.

Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (делаются припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

В результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке возникают внутренние напряжения в древесине, не связанные с внешними нагрузками.

Полные сушильные напряжения можно рассматривать как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызываются неоднородной усушкой материала. В поверхностной части доски, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а внутри доски — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения в отличие от влажностных не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, то появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Коробление это изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке или неправильном хранении. Коробление может происходить из-за различия усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность. Поперечная покоробленность бывает: желобчатая, трапециевидная, ромбовидная, овальная. Продольная покоробленность бывает по кромке, по пласти и крыловатость.

Коробление может возникать при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Влагопоглощение – это способность древесины вследствие её гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) из окружающего воздуха. Влагопоглощение практически не зависит от породы. Сухая древесина, помещённая в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает её физико-механические характеристики и снижает биостойкость. Для защиты древесины от влияния влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают лакокрасочными и плёночными материалами.

Разбухание –это увеличение линейных размеров и объёма древесины при повышении в ней содержания связанной воды. Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Это — свойство, обратное усушке, и подчиняется, в основном, тем же закономерностям. Так же, как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперёк волокон, а наименьшее — вдоль волокон.

Разбухание — отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединений (в бочках, чанах, судах, топорищах).

Водопоглощение – это способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном контакте с капельножидкой водой. Максимальная влажность, которой достигает погруженная в воду древесина, складывается из предельного количества связанной воды и наибольшего количества свободной воды. Количество свободной воды зависит от объёма полостей в древесине, поэтому, чем больше плотность древесины, тем меньше её влажность, характеризующая максимальное водопоглощение.

Способность древесины поглощать воду, а также другие жидкости важна в процессах варки древесины для получения целлюлозы, при пропитке её растворами антисептиков и антипиринов, при сплаве леса.

Плотность. Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.

а) Плотность древесинного вещества Рд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: Рд.в. = Мд.в. / Vд.в., где Mд.в. и Vд.в. — соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.

Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.

б) Плотность абсолютно сухой древесины P0 равна: P0 = M0 / V0, где M0, V0 — соответственно масса и объём древесины при W=0%.

Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как учитываются пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненные воздухом).

Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (V0 — Vд.в.) / V0 * 100, где V0 и Vд.в. — соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.

в) Плотность влажной древесины: Pw = Mw / Vw, где Mw и Vw — соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W меньше Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины.

г) Парциальная влажность древесины P`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: P`w = M0 / Vw, где M0 — масса абсолютно сухой древесины, г или кг; Vw — объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.

д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца M0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: Pб = M0 / Vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в деревообработке, целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.

Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную — самшит (1040), ядро фисташки (1100). Диапазон изменения плотности древесины иностранных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).

По плотности древесины при 12% влажности породы делятся на 3 группы:

малая плотность Р12 740.

Проницаемость – это способность древесины пропускать жидкости или газы под давлением.

Водопроницаемость древесины вдоль волокон значительно больше, чем поперёк волокон, при этом у древесины лиственных пород она в несколько раз больше, чем у хвойных.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector