Главная » Мебель » Сушка древесины и определение влажности. О сушке древесины подробно

Сушка древесины и определение влажности. О сушке древесины подробно

Естественная сушка происходит под влиянием атмосферного циркулирующего воздуха, испаряющего влагу из древесины. Процесс сушки влажных пиломатериалов, как правило, начинается сразу после распиловки, что предупреждает появление червоточин и гнили, а сама естественная сушка древесины совмещается с хранением. При этом сушить древесину надо обязательно в тени, под навесом и на сквозняке. Если сушка древесины осуществляется на солнцепеке, то внешняя поверхность древесины быстро нагревается, а внутренняя остается сырой. В результате из-за разницы напряжений образуются трещины, дерево быстро коробится.
Следует иметь в виду, что уложенные в штабель пиломатериалы весной и осенью сохнут хуже, чем летом, а в зимний период процесс сушки вовсе останавливается. Более интенсивно процесс сушки древесины происходит в июне. Время сушки хвойных пиломатериалов, уложенных штабелем с прокладками в естественных условиях до 18 - 22% влажности приведено в таблице 1.
Таблица 1.

Месяц укладки пиломатериалов для сушки	Номер климатической зоны	Срок сушки в днях при толщине пиломатериалов, мм
Месяц укладки пиломатериалов для сушки	Номер климатической зоны
Март, апрель, май



Июнь, июль



Август, сентябрь



Октябрь

Примечание: 1. Климатические зоны указаны в таблице 2.
Таблица 2.

	Регионы, входящие в климатические зоны
	Архангельская, Мурманская, Вологодская, Куйбышевская, Пермская, Свердловская, Сахалинская, Камчатская, Магаданская области, северная половина Западной и Восточной Сибири и Коми, северная часть Хабаровского края и восточная часть Приморского края
	Карелия, Ленинградская, Новгородская, Псковская области, южная часть Хабаровского края и западная часть Приморского края
	Смоленская, Калининградская, Московская, Тверская, Орловская, Тульская, Рязанская, Ивановская, Ярославская, Нижегородская, Брянская, Челябинская, Владимирская, Калужская, Костромская, Амурская области, южная часть Западной и Восточной Сибири, республики Чувашия, Марий Эл, Мордовия, Татарстан, Башкоторстан, Удмуртия
	Курская, Астраханская, Самарская, Саратовская, Волгоградская, Оренбургская, Воронежская, Пензенская, Тамбовская, Ростовская, Ульяновская области, Северный Кавказ

Следует отметить, что естественная сушка пиломатериалов резко сокращается с середины августа. При этом пиломатериалы из ели сушатся быстрее, чем из сосны, а для лиственницы сроки сушки, указанные в таблице 1, увеличиваются на 60%. Тонкомерные материалы сушатся быстрее толстомерных изделий из древесины. Пиломатериалы хвойных пород толщиной 16 ммчерез 4 суток сушки теряют половину начальной влажности, затем интенсивность сушки резко падает. Пиломатериалы толщиной более 20 ммбольшую часть влаги испаряют после 20-30 суток сушки.
Укладка штабеля для хранения и сушки древесины начинается с устройства основания, верх которого должен быть горизонтальным, а высота вместе с лагами должна быть не менее 500 мм. Опоры основания размещают с шагом 1,5 м, чтобы исключить прогиб пиломатериалов. Форма штабелей в зависимости от длины пиломатериалов может быть в виде квадрата или прямоугольника. Для защиты пиломатериалов от замачивания атмосферными осадками, непосредственного воздействия солнечных лучей и пыли штабеля пиломатериалов ограждаются крышей.
Укладывают пиломатериалы на сухие прокладки из хвойных пород дерева размером 25×40 мм. Крайние прокладки укладывают заподлицо с торцами досок, а остальные на расстоянии между ними не более700 мм. Для создания лучшей вентиляции штабеля все прокладки укладывают в строго вертикальном ряду по отвесу. Между укладываемыми в штабеля досками или брусками оставляют одинаковые по ширине промежутки – шпации, образующие по всей высоте штабеля вертикальные каналы. Ширину шпации в зависимости от климатических условий и сечения досок устанавливают для пиломатериалов толщиной до45 мм от ½ до ¾ ширины пиломатериала и для пиломатериалов толщиной свыше 45мм от ¼ до ⅓ ширины пиломатериалов. Для равномерного просыхания пиломатериалов по высоте штабеля на расстоянии 1 и2 м от нижнего ряда досок устраивают продухи высотой150 мм.
Для уменьшения коробления досок следует укладывать их внутренними пластами вверх. Кроме того для защиты пор древесины и для предупреждения растрескивания пиломатериалов рекомендуется торцы досок тщательно закрасить масляной краской или несколько раз пропитать горячей олифой. Если древесина отличается повышенной влажностью, то торец нужно вначале просушить паяльной лампой, а уже потом закрасить. Обрабатывать торцы нужно сразу после поперечного распила под продольный размер.
Следует отметить, что на практике различают древесину: комнатно-сухую – влажностью 8-12%, воздушно-сухую искусственной сушки – влажностью 12-18%, атмосферно- сухую древесину – влажностью 18-23% и влажную, влажность которой превышает 23 процентов. Однако при изготовлении любого вида столярных изделий дерево должно быть сухим, поскольку сухая древесина обладает высокой прочностью, меньше коробится, не подвержена загниванию, легко склеивается, лучше отделывается, более долговечна, а готовые изделия не растрескиваются. Нужно отметить, что древесина самых различных пород очень чутко реагирует на изменение влажности окружающей среды, и это ее свойство является одним из недостатков лесоматериалов. При повышенной влажности древесина легко вбирает в себя воду и разбухает, а в отапливаемых помещениях наоборот – усыхает и коробится. Поэтому для столярных изделий дерево необходимо высушивать до той степени влажности, которая предполагается в дальнейшем при их эксплуатации. Так в помещении будет достаточной влажность древесины – 10%, а под открытым небом – не более 18%.

Требования к влажности древесины в столярных изделиях представлены в таблице 3.
Таблица 3.

	Наименование изделий		Влажность, %
	Двери:
	коробки наружных и тамбурных дверей
	коробки внутренних дверей
	полотна дверей
	Окна:
	коробки
	створки, форточки клапаны, жалюзи
	нащельники, раскладки
	Детали профильные:
	доски и бруски пола, плинтус, подоконник
	внутренние наличники
	наличники и обшивка наружные
	поручни, обшивка наружные
	поручни, обшивка наружные
	Балки перекрытий деревянные:
	из цельной древесины
	из клееной древесины

Влажность древесины - это количественная характеристика, показывающая содержание в биомассе влаги. Различают абсолютную и относительную влажность биомассы.
Абсолютной влажностью называют отношение массы влаги к массе сухой древесины: W a = m - m 0 /m 0 100

где W a - абсолютная влажность древесины, %; m - масса образца во влажном состоянии, г; m о - масса того же образца, высушенного до постоянного значения. Относительной или рабочей влажностью называют отношение массы влаги к массе влажной древесины: W p = m - m 0 /m 100

где W p - относительная или рабочая влажность древесины. Пересчет абсолютной влажности в относительную и наобо-рот производится по формулам:

W p = 100 W а /100 + W a ; W a = 100W p /100 - W p (2.1)

Различают две формы влаги, содержащейся в древесной биомассе: связанную (гигроскопическую) и свободную. Связанная влага находится внутри стенок клеток и удерживается физико-химическими связями; удаление этой влаги сопряжено с дополнительными затратами энергии и существенно отражается на большинстве свойств древесинного вещества.
Свободная влага находится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Свободная влага удерживается только механическими связями, удаляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на механические свойства древесины.

Пределом гигроскопичности называют максимальную влажность клеточных стенок древесинного вещества при увлажнении его в насыщенном влагой воздухе. При выдерживании древесины на воздухе происходит обмен влагой между воздухом и древесинным веществом. Если влажность древесинного вещества очень высока, то при этом обмене происходит высыхание древесины. Если влажность его низка, то древесинное вещество увлажняется. При длительном пребывании древесины на воздухе, стабильных температуре и относительной влажности воздуха влажность древесины становится также стабильной это достигается тогда, когда упругость паров воды окружающего воздуха сравняется с упругостью паров воды у поверхности древесины. Величина устойчивой влажности древесины, выдержанной длительное время при определенной температуре и влажности воздуха, одинакова для всех древесных пород, но зависит от направления процесса. В процессе сушки древесины устойчивая влажность выше той, которая получается в процессе увлажнения древесины. Разницу между устойчивыми значениями влажности при сушке и увлажнении принято называть гистерезисом сорбции.

Мелкая древесина (опилки, стружка, щепа) с большой удельной поверхностью имеют ничтожно малый гистерезис сорбции и ее устойчивую влажность называют равновесной WPP.
Равновесная влажность одинакова у древесины различных пород и полностью определяется параметрами воздуха, в среде которого она находится, т. е. его температурой t и относительной влажностью р.

Влажность стволовой древесины. В зависимости от величины влажности стволовую древесину подразделяют на мокрую, свежесрубленную, воздушно-сухую, комнатно-сухую и абсолютно сухую.

Мокрой называют древесину, длительное время находившуюся в воде, например при сплаве или сортировке в водном бассейне. Влажность мокрой древесины W р превышает 50%. Свежесрубленной называют древесину, сохранившую влагу растущего дерева. Она зависит от породы древесины и изменяется в пределах WP = 33. . .50 %.

Средняя влажность свежесрубленной древесины составляет, %, у ели 48, у лиственницы 45, у пихты 50, у сосны кедровой 48, у сосны обыкновенной 47, у ивы 46, у липы 38, у осины 45, у ольхи 46, у тополя 48, у березы бородавчатой 44, у бука 39, у вяза 44, у граба 38, у дуба 41, у клена 33.

Воздушно-сухая - это древесина, выдержанная дли-тельное время на открытом воздухе. Во время пребывания на открытом воздухе древесина постоянно подсыхает и ее влажность постепенно снижается до устойчивой величины. Влажность воздушно-сухой древесины WP= 13.. .17 %.

Комнатно-сухая древесина - это древесина, длительное время находящаяся в отапливаемом и вентилируемом помещении. Влажность комнатно-сухой древесины Wр = 7. .. ...11 %

Абсолютно сухая - древесина, высушенная при температуре t = 103 ± 2 °С до постоянной массы. В растущем дереве влажность стволовой древесины распределена неравномерно. Она изменяется как по радиусу, так и по высоте ствола.

Влажность коры. Влажность коры в свежесрубленной состоянии изменяется в широких пределах. По исследованиям Н. Л. Леонтьева влажность коры отдельных участков бревен колебалась у сосновых сортиментов от 40 до 211 %, у еловых от 40 до 159 % и у березовых от 38 до 82 % абсолютной влажности. У коры сосны влажность существенно изменяется по высоте ствола, при этом влажность коры комлевых бревен ниже влажности вершинных. У ели и березы влажность коры по высоте ствола почти одинакова.

По данным А. В. Жидкова, относительная влажность коры хвойных пород увеличивается при сплаве до 80. ..84 %, влажность луба при этом доходит до 85. ..90 %. Поскольку относительная критическая влажность коры составляет 60%, то очевидно, что кора хвойных пород после сплава перед сжиганием должна быть обезвожена тем или другим способом.
Влажность древесной гнили. Различают два вида гниения древесины: коррозионное и деструктивное. При коррозионном гниении в древесине образуются отверстия, которые пoстепенно увеличиваются, и древесина приобретает характерную ячеистую структуру. При деструктивном гниении происходит равномерное растворение оболочек клеток без образования крупных отверстий.

Максимальная влажность древесины ограничена суммарным объемом полостей клеток и межклеточных пространств. При гниении древесины ее клетки разрушаются, в результате чего образуются дополнительные внутренние полости, структура гнилой древесины по мере развития процесса гниения становится рыхлой, пористой, прочность древесины при этом резко снижается.

По указанным причинам влажность древесной гнили не ограничена и может достигнуть столь высоких значений, при которых ее сжигание станет неэффективным. Увеличенная пористость гнилой древесины делает ее очень гигроскопичной, находясь на открытом воздухе, она быстро увлажняется.

Влажность элементов кроны. В Крестецком леспромхозе в течение многих лет осуществлялась вывозка деревьев. Элементы кроны - ветви, сучья, вершины измельчались на нижнем складе в топливную щепу с помощью рубительной машины ДУ-2 и использовались в качестве топлива для энергохимической установки или в котельной. В составе щепы были также хвойные лапки, листья, неодревесневшие побеги.

Для определения влажности древесины существует несколько способов. Например, можно использовать специальный прибор - электровлагомер. Действие прибора основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами вводят в дерево и пропускают через них электрический ток, при этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы. Широкое распространение получили электровлагомеры ЭВА-2М, определяющие влажность в диапазонах 7 - 60%.

Многие опытные столяры определяют влажность дерева на глаз. Зная виды древесины, ее плотность и другие физические свойства, можно определить влажность древесины по массе (взвешивая поочередно несколько одинаковых заготовок одной породы), по наличию трещин на торце или вдоль волокон древесины, по короблению и другим признакам.

При весовом способе от доски (контрольного образца) на расстоянии от торца 300 - 500 мм отпиливают секцию влажности толщиной 10 - 12 мм , тщательно очищают от заусенцев, опилок и взвешивают, записывают результат в журнале, а секцию помещают в сушильный шкаф с температурой до 103 °С. Через 6 часов сушки секцию взвешивают и массу записывают в журнал, затем вновь сушат и через каждые 2 ч после сушки взвешивают.

Если после повторных взвешиваний масса секции не меняется, это означает, что секция высушена до абсолютно сухого состояния с влажностью W 0 = 0% и массой Р.

Первоначальную влажность древесины образца определяют по формуле: W = (P н - Р с ) : Р с * 100%, где W - первоначальная влажность, %; Р н и Р с - начальная масса и масса в абсолютно сухом состоянии образца.

Также проверку текущей влажности в процессе можно проводить методом взвешивания контрольных образцов длиной не менее 1000 мм , которые выпиливают из досок, подлежащих сушке, на расстоянии 300 - 500 мм от торца, очищают от коры, заусенцев, опила, после чего торцы окрашивают краской. Образец взвешивают с точностью до 5г.

При обработке пиломатериала рубанком тонкая его стружка, сжатая рукой, легко сминается - значит, материал влажный. Если стружка ломается и крошится, это указывает на то, что материал достаточно сухой. При поперечных порезках острыми стамесками также обращают внимание на стружки. Если они крошатся или выкрошивается сама древесина заготовки, это значит, что материал слишком сухой.

Полную насыщенность древесины водой называют границей гигроскопичности. Такая стадия влажности в зависимости от породы дерева составляет 25-35%.

На практике различают древесину: комнатно-сухую (с влажностью 8-12%), воздушно-сухую искусственной сушки (12-18%), атмосферно- сухую древесину (18-23%) и влажную (влажность превышает 23%).

Древесину только что срубленного дерева или находившуюся долгое время в воде, называют мокрой, ее влажность до 200%. Различают также эксплуатационную влажность, соответствующую равновесной влажности древесины в конкретных условиях.

Требования к влажности древесины в изделиях

Влажность свежесрубленной древесины (имеющей влажность растущего дерева) 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 сплавной древесины, как правило, выше, чем у древесины, доставленной сухопутным путем, причем влажность сплавной древесины выше влажности свежесрубленной. Так, влажность заболонной части сосновых бревен после сплава повышается до 150%, ядровой части бревен - до 50%.

Как, известно, древесина имеет клеточное строение. Влага в древесине может заполнять полости клеток, межклеточное пространство и пропитывать стенки клеток. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточное пространство, называется свободной , а пропитывающая стенки клеток - связанной , или гигроскопической.

Свежесрубленная древесина имеет как свободную, так и связанную влагу. При высушивании древесины сначала удаляется свободная влага, а затем связанная.

Влажность свежесрубленной древесины

При изготовлении любого вида столярных изделий дерево должно быть сухим. Сухая древесина обладает высокой прочностью, меньше коробится, не подвержена загниванию, легко склеивается, лучше отделывается, более долговечна, готовые изделия не растрескиваются. Любая древесина самых различных пород очень чутко реагирует на изменение влажности окружающей среды. Это свойство является одним из недостатков лесоматериалов. При повышенной влажности древесина легко вбирает в себя воду и разбухает, а в отапливаемых помещениях она усыхает и коробится. Поэтому для столярных изделий дерево необходимо высушивать до той степени влажности, которая предполагается в дальнейшем при их эксплуатации. В помещении достаточна влажность древесины до 10%, а под открытым небом - не более 18%.

Сушкой называется процесс удаления из древесины влаги испарением. бывает естественной или искусственной.

ЕСТЕСТВЕННАЯ

Естественная происходит под влиянием атмосферного циркулирующего воздуха, испаряющего влагу из древесины. Естественная совмещается с хранением. надо обязательно в тени, под навесом и на сквозняке. При сушке на солнце внешняя поверхность древесины быстро нагревается, а внутренняя остается сырой. Из-за разницы напряжений образуются трещины, дерево быстро коробится. Влажные пиломатериалы сушат сразу после распиловки. Это предупреждает появление червоточин и гнили.

Материалы, уложенные в штабель, весной сохнут хуже, чем летом. Более интенсивно этот процесс происходит в июне. Время сушки хвойных пиломатериалов в естественных условиях до 18 - 22% влажности приведено в таблице.

Время, необходимое для сушки до 18-22% влажности пиломатериалов, уложенных штабелем с прокладками:

Таблица3

Примечание: Для лиственницы сроки сушки увеличиваются на 60%.

Климатические зоны

1-я - Архангельская, Мурманская, Вологодская, Пермская, Свердловская, Сахалинская, Камчатская, Магаданская области, северная половина Западной и Восточной Сибири и Коми, северная часть Хабаровского края и восточная часть Приморского края.

2-я - Карелия, Ленинградская, Новгородская, Псковская области, южная часть Хабаровского края и западная часть Приморского края.

3-я - Смоленская, Калининградская, Московская, Тверская, Орловская, Тульская, Рязанская, Ивановская, Ярославская, Нижегородская, Брянская, Челябинская, Владимирская, Калужская, Костромская, Амурская области, южная часть Западной и Восточной Сибири, республики Чувашия, Марий Эл, Мордовия, Татарстан, Башкоторстан, Удмуртия.

4-я - Курская, Астраханская, Самарская, Саратовская, Волгоградская, Оренбургская, Воронежская, Пензенская, Тамбовская, Ростовская, Ульяновская области, Северный Кавказ.

Естественная резко сокращается с середины августа. Пиломатериалы из ели сушатся быстрее, чем из сосны. Тонкомерные материалы сушатся быстрее толстомерных. Пиломатериалы хвойных пород толщиной 16 мм через 4 суток сушки теряют половину начальной влажности, затем интенсивность сушки резко падает. Пиломатериалы толщиной более 20 мм большую часть влаги испаряют после 20 - 30 суток сушки.

Укладка штабеля начинается с устройства основания, высотой вместе с лагами не менее 50 см. Верх основания должен быть горизонтальным. Опоры основания размещают с шагом 1,5 м, чтобы исключить прогиб пиломатериалов. Форма штабелей - квадрат или прямоугольник.

Штабеля пиломатериалов ограждаются крышей, защищающей материал от атмосферных осадков, непосредственного воздействия солнечных лучей и пыли.

Укладывают пиломатериалы на сухие прокладки из хвойных пород размером 25х40 мм. Крайние прокладки укладывают заподлицо с торцами досок, а остальные на расстоянии между ними не более 70 см. Для создания лучшей вентиляции штабеля все прокладки укладывают в строго вертикальном ряду по отвесу. Между укладываемыми в штабеля досками или брусками оставляют одинаковые по ширине промежутки (шпации), образующие по всей высоте штабеля вертикальные каналы. Ширину шпации в зависимости от климатических условий и сечения досок устанавливают для пиломатериалов толщиной до 45 мм от 1/2 до 3/4 ширины пиломатериала и для пиломатериалов толщиной свыше 45мм от 1/5 до 1/3 ширины пиломатериалов. Для равномерного просыхания пиломатериалов по высоте штабеля на расстоянии 1 и 2 м от нижнего ряда досок устраивают продухи высотой 150 мм. Доски укладывают внутренними пластями вверх для уменьшения их коробления. Для предупреждения растрескивания рекомендуется торцы досок тщательно закрасить масляной краской или несколько раз пропитать горячей олифой для защиты пор древесины. Обрабатывать торцы нужно сразу после поперечных перепилов в размер. Если дерево отличается повышенной влажностью, то торец просушивают паяльной лампой, а уже потом закрашивают.

КАМЕРНАЯ

До проведения процесса сушки по выбранному режиму, древесину прогревают паром, подаваемым через увлажнительные трубы, при включенных обогревательным приборах, работающих вентиляторах и закрытых приторно-вытяжных каналах. В начале прогрева температура агента сушки должна быть на 5°С выше первой ступени режима, но не более 100°С. Степень насыщенности среды должна быть для древесины с начальной влажностью более 25% в пределах 0,98 - 1, а для древесины с влажностью менее 25% - 0,9 - 0,92.

Продолжительность начального прогрева древесины зависит от породы древесины и для пиломатериалов хвойных пород (сосны, ели, пихты и кедра) при температуре наружного воздуха более 0°С составляет 1 - 1,5 ч при температуре менее 0°С - 1,5 - 2 ч на каждый сантиметр толщины. Продолжительность прогрева пиломатериалов мягких лиственных пород (осины, березы, липы, тополя и ольхи) увеличивается на 25%, а для пиломатериалов твердых лиственных пород (клена, дуба, ясеня, граба, бука) увеличивается на 50% по сравнению с продолжительностью прогрева древесины хвойных пород.

После прогрева параметры агента сушки доводят до первой ступени режима, и затем приступают к сушке пиломатериалов, соблюдая установленный режим. Температуру и влажность воздуха регулируют вентилями на паропроводах и шиберами приторно-вытяжных каналов.

В процессе сушки в древесине возникают остаточные внутренние напряжения, для их устранения проводят промежуточную и конечную влаготеплообработку в среде повышенной температуры и влажности. При этом обработке подвергаются пиломатериалы, высушиваемые до эксплуатационной влажности и подлежащие в дальнейшем механической обработке.

Промежуточная влаготеплообработка производится при переходе со второй на третью ступень или с первой на вторую при сушке по высокотемпературным режимам. Влаготеплообработке подвергают пиломатериалы хвойных пород толщиной от 60 мм и выше и лиственных пород (в зависимости от породы) толщиной от 30 мм и выше. В процессе тепловлагообработки температура среды должна быть на 8°С выше температуры второй ступени, но не более 100°С, при степени насыщенности 0,95 - 0,97.

Конечную влаготеплообработку проводят лишь по достижении древесиной требуемой конечной средней влажности. В процессе конечной термовлагообработки температуру среды поддерживают на 8°С выше последней ступени режима, но не более 100°С. По окончании конечной влаготеплообработки пиломатериалы, прошедшие сушку, выдерживают в камерах в течение 2 - 3 ч при параметрах, предусмотренных последней ступенью режима, после чего камеры останавливают.

При производстве мебели, как и при выполнении строительно-отделочных работ с применением древесины, используется высушенный материал. Ввиду своей высокой влажности, свежесрубленная древесина не подходит для столярных работ.

Изделия из сырого дерева с течением времени теряют первоначальный вид, они коробятся и растрескиваются в результате усушки. Сырое дерево плохо поддается покрытию лакокрасочными материалами, быстро поражается насекомыми-вредителями и грибками. Поэтому перед тем как пускать материал в мебельное производство нужно снизить показатель влажности.

Влажностью называют отношение веса влаги, содержащейся в древесине, к массе полностью высушенного материала. Этот показатель выражается в процентах. Свежесрубленная древесина имеет влажность 60…90%, значение показателя зависит от месяца произведения рубки и изменяется в течение года у разных пород деревьев по-разному.

Для строительных работ достаточно просушить материал до уровня влажности 10…15%, а в мебельное производство должен идти материал, имеющий комнатную влажность - 8…10%.

Виды древесины для изготовления мебели

При выборе материала для тех или иных работ, мастера оценивают такие показатели, как твердость, стабильность, степень окисления (изменения цвета под воздействием УФ-лучей), стойкость к нагрузкам, выразительность текстуры.

Для каждой породы дерева, а нередко и для различных частей одного дерева, свойства могут быть разными. Все зависит от условий, в которых ему пришлось расти.

В России для производства мебельных модулей чаще всего используют дуб, бук, липу и клен. Древесина дуба высоко ценится из-за своей прочности и красивой текстуры. Мебель, изготовленная из нее, служит очень долго. Но этот материал сложен в обработке ввиду своей хрупкости. Для изготовления мебели лучше всего брать дуб, которому не менее 150 лет.

Бук имеет красивый цвет: светло-бурый с желтоватым или красноватым отливом, на нем ярко выражены годичные слои. Древесина бука твердая, прочная и тяжелая. Легко имитируется под красное дерево. Пропаренный материал очень гибок, поэтому идеален для изготовления гнутой мебели. Однако бук плохо режется и имеет низкую устойчивость к гниению.

Липа идеальна в обработке, ее древесина мягкая, легкая и прямослойная, легко режется. Поэтому часто используется для резных работ. Мебель из липы красива, но не рассчитана на большие нагрузки. Наилучшим применением этого материала в мебельном производстве считается изготовление декоративных элементов отделки. При сушке липа не трескается и не коробится.

Клен достаточно прочен и тверд, но при этом хорошо режется в любом направлении с сохранением четкости рисунка. Клен может конкурировать с липой в вопросах изготовления резных декоров. Мебельные модули из клена прочнее и тяжелее, чем из липы. Достоинствами этого материала являются также устойчивость к разбуханию и короблению.

Особенности сушки древесины для изготовления мебели

Следующим этапом после выбора и заготовки древесины является ее сушка. Чаще всего древесина сушится в виде пиломатериалов. Бруски и доски легче укладывать в штабель, чем круглые бревна, а процесс сушки проходит наиболее оптимально. Все существующие на сегодняшний день методы сушки принято делить на 2 класса:

естественную сушку, которую можно провести в домашних условиях;
искусственную сушку с применением специальных сушильных установок в промышленных условиях.

Искусственная сушка древесины для изготовления мебели

В промышленных условиях сушка пиломатериалов производится в специальных сушильных установках при определенном влажностном и температурном режиме. Условия сушки выбираются в зависимости от влажности исходного материала и требуемых показателей для конечного продукта.

На производствах используют разные типы искусственной сушки:

камерную;
контактную;
вакуумную;
в жидкой среде;
в электрополе токов высокой частоты.

1-ю высококачественную - для нужд машино- и приборостроения, создания музыкальных инструментов, лыж, авиационных деталей, моделей;
2-ю повышенного качества - для производства мебели;
3-ю среднего качества - для изготовления дверей, окон, фрезерованных деталей;
4-ю рядовую - для строительных нужд.

Выбирая готовый материал для производства мебели, убедитесь, что он имеет подходящую категорию. Использование хорошо высушенной древесины - залог красоты и долгого срока службы сделанной из нее мебели.

Как известно, древесина является живым материалом, строения из которого обладают своеобразным свойством «дышать» и, соответственно, изменять уровень влажности. Это ее основная особенность, которая глобально отличает этот материал от кирпича, бетона или метала.

Данная особенность создает и некоторые проблемы при эксплуатации материала. Поэтому для стабильного использования необходимо знать все свойства древесины, в особенности информацию о влажности.

Влажность: понятие свободной и связанной влаги

В основном большая часть влаги в древесине находится в полостях клеток, каналах и прочих пустотах – она является свободной. В это же время некоторое количество воды находиться непосредственно в клеточной оболочке – связанная влага.

Свободная, или капиллярная влага в материале находится благодаря простым физико-механическим связям, благодаря чему она легко испаряется при простой сушке. Но при этом с учетом малейшего изменения микроклимата она впитывает влагу обратно или же отдает ее еще больше. Влажностью материала считается именно уровень свободной влаги.

Связанная, или микрокапиллярная обуславливает свое существование более сложными физико-химическими связями, поэтому ее удаление требует больших энергозатрат. В природных условиях она испаряется только во время горения или же естественного старения материала с условие разрушения клеток.

Следует отметить, что процесс влажности — это практически самая важная характеристика, которая обуславливает качество, сферу применения и непосредственно прочность. Также следует отметить, что за счет процентному показателю влажности древесина разделяется на пять сортов.

Таким образом в ГОСТ 8486-86 строго указано, что к отборным относятся только материалы 1-3 сортов, с учетом влажности до 22% для сухих, и свыше 22 – мокрых. При этом 4 и 5 сорт не входит в данное нормирование.

Также можно разделить влажность на относительную и абсолютную. Обычно на практике особое внимание уделяют только абсолютной, которая представляет собой соотношение массы воды в материале к сухой массе древесины. При этом таким образом определяется 5 типов влажности%

Более 100% — сплавная.
50-100% — свежепиленная.
До 20 – воздушно-сухая.
7-10% — комнатно-сухая.
0% — абсолютно сухая.

Также отдельным типом иногда выделяют полусухие материалы, влажность которых составляет 22-25%.

Для чего нужно знать процент влажности пиломатериалов

Следует отметить, что влажность не обладает постоянным показателем, это обусловлено гигроскопичностью древесины, то есть свойством уравновешивания своего состояния с состоянием окружающей среды. То есть при понижении влажности воздуха, древесина отдает свою, в обратном случае наоборот забирает себе воду с воздуха, пока влажность не сравняется.

Такое взаимодействие проявляется непосредственно при наблюдении за внешним видом древесины:

усушка;
разбухание;
коробление;
растрескивание.

Необходимо отметить, что при высыхании материал несколько уменьшается в объеме, поскольку из него испаряется влага. При этом уменьшение происходит прямо пропорционально самому высыханию.

Сама по себе древесина вдоль и поперек волокон высыхает по-разному, если в направлении волокон можно отметить высушку в 4-8%, то поперек их 6-10%. В среднем же можно отметить приблизительное высыхание в 15%. Для получения в конечном итоге нужного размера при распиле оставляется определенного размера пропуск. Величина его обуславливается плотностью материала, поскольку от нее зависит насколько в последствии он уменьшится. Следует также отметить, что в зависимости от породы дерева, материал может быть менее или же более стойкий к влажности.

При увеличении влажности наоборот происходит разбухание, т.е. по своей сути процесс полностью противоположный сушке. Такое происходит при эксплуатации древесины в условиях повышенной влажности. Хоть сам процесс не оказывает воздействия непосредственно на площадь, но может с помощью давления деформировать сам материал, и также в последствии разрушить и всю конструкцию.

Таким образом эти два свойства при резком изменении микроклимата могут быть довольно вредными для всей конструкции в целом. Но при этом в некоторых же случаях и оказаться весьма положительным фактором.

Любые деревянные строения или другие элементы периодически подвергаются резким сменам климатических условий. В основном это происходит из-за смены времен года. Исходя из этого, можно сказать, что они подвержены деформации или короблению, которые происходят из-за постоянной смены влаги.

Следует отметить, что в случае усушки материала возникает сильное напряжение в разных направлениях волокон, что способствует образованию трещин. Это происходит в связи с неравномерным распределением воды в разных слоях дерева.

Также следует отметить, что довольно часто в результате усушки наблюдается коробление, происходящее в разных направлениях. В данном случае значительно осложняется монтаж конструкций, а также наблюдается потеря несущих способностей. В некоторых случаях выделяется даже особый порок древесины – винтовой продольный изгиб.

Выбираем пиломатериал по проценту влажности

Одной из основных характеристик древесины – это влажность. И выбирая для себя материал первым делом следует обратить внимание именно на ее показатель. И важно знать, что для каждого вида работ и условий эксплуатации необходим свой уровень влажности древесины, таким образом можно выделить следующее разделение:

Для возведения уличных конструкций, например, заборов беседок и т.д., лучшим выбором станет материал с уровнем влажности 20-30 процентов. Также такой материал подойдет и для возведения некоторых элементов несущих конструкций при проведении ремонтных работ или же возведении зданий. Рассматривая более конкретные примеры, можно отметить использование такого материала при обустройстве полов, стропильных систем, поскольку это обойдется несколько дешевле, а предусмотрев надежное крепление удастся избежать коробления или же образования трещин.
Для наружной и внутренней отделки используется сухой материал, с уровнем влаги 8-10 процентов.
Для транспортировки на большие расстояния также существуют требования уровня влажности. Таким образом при надобности перевозки материала его влажность должна составлять не более 20 процентов, поскольку больший ее показатель может привести к загниванию древесины.
Для определения уровня влажности существует понятие абсолютно сухой древесины, влажность составляет 0 процентов, на практике такой материал не встречается.

Основные методы определения влажности

Всего существует два основных метода, с помощью которых определяют влажность древесины – это весовой способ и использование влагомера.

Весовой метод

При весовом методе определение влажности проходит следующим образом:

Для исследования берется маленький образец древесины, выпиленный с центральной области бруса, обычно шириной 20-30 сантиметров. Он полностью очищается от мусора и опилок, после чего взвешивается.

Следующим шагом проводится сушка материала с помощью специального сушильного шкафа. Первый этап сушки длится пять часов, при температуре 100-110 градусов. После чего снова проводится взвешивание.

Далее образец снова подвергается сушке. Взвешивание проводится спустя каждые несколько часов. Сушка продолжается до тех пор, пока материал не перестанет терять вес. После чего проводится расчет влажности: конечная масса делится на первоначальную, результат умножается на 100%.

Такой способ имеет значительное преимущество, поскольку предоставляет довольно точные сведения о влажности, но также имеются и свойственные минусы:

Сам процесс проверки может занять довольно много времени.
Для исследования необходим образец материала, который невозможно получится в случае с готовым изделием.

Использование влагомера

Вторым методом является измерение влажности с помощью специального прибора – влагомера.

Данных приборов различают две разновидности:

Контактный. Исследования проводятся путем погружения в материал иглы.
Бесконтактный. Измерение проводится с помощью радиочастотного облучения.

Рассматривая более подробно каждый из приборов, можно отметить следующие их особенности:

Контактный

Прибор для контактного определения влажности имеет две металлические иглы, которые для получения результата погружаются в древесину. После проводится замыкание цепи. Таким образом сквозь материал пропускается электрический ток, именно на основании электропроводности и определяется уровень влажности. Следует отметить, что проводить исследования необходимо в нескольких местах.

Бесконтактный

В конструкции бесконтактного влагомера основную роль играет генератор радиочастот. В нем в свою очередь вмонтированы контактные площадки, благодаря чему на готовом изделии не остается никаких следов.

Сам по себе процесс измерений основан на уровне диэлектрической проницаемости древесины, поскольку вода имеет достаточно высокий ее уровень. Именно это и позволяет получит максимально точные показатели влажности.

Следует отметить, что исследования с использованием влагомеров позволяют довольно быстро получить результаты, а также довольно удобны в применении. Также их несомненным преимуществом становится возможность измерения без повреждения образца. Но есть и существенный недостаток, а именно довольно высокий уровень погрешности, который может достигать 7 процентов, что в некоторых ситуациях недопустимо.

Основные методы сушки пиломатериалов

Одной из важнейших операций, которые проводятся с древесиной, является сушка. Этот технологический процесс обуславливает значительное улучшение эксплуатационных свойств материала. Таким образом, даже в случае сильного переувлажнения древесины, предварительно высушенный материал практически никогда не коробится, при этом монтаж конструкций проводится несколько легче. Также высушенная древесина значительно лучше противостоит грибковым поражениям. Еще одним фактором следует отметить меньший вес, при значительно лучших эксплуатационных характеристиках.

На сегодняшний день различают два основных метода сушки материала, это естественный и принудительный способы.

Естественная сушка

Естественная, или атмосферная сушка проводится на открытом воздухе, без использования дополнительного оборудования. Пиломатериал предварительно складывается в штабеля под обустроенным навесом, для защиты от осадков. Также важным фактором становится правильность складирования. Между рядами материала должны быть обустроены прокладки, в тоже время должно быть предусмотрено расстояние между несколькими штабелями для полноценной циркуляции воздуха. Также торцы древесины подвергаются обработки специальными защитными веществами, которые предотвращают появление трещин. Также желательно провести процедуру антисептирования (для лиственных пород обязательно).

Главным фактором в этом процессе становится воздух, температуру которого регулировать не представляется возможным (в отличии от принудительного способа). Поэтому процесс сушки зависит от погодных условий. Также важным фактором становится плотность укладки (чем она выше, тем медленней проходит процесс высыхания.

Сушка таким способом проходит до уровня 20 процентов. При этом время высыхания будет напрямую зависеть от климатических условий, начальной влажности, габаритов, породы материала и конечно же времени года.

Значительным преимуществом становится полная автономность процесса. Он не требует дополнительных затрат, или же специального оборудования. Также при изначально высокой влажности, процесс обуславливает более низкое остаточное напряжение, что позволяет избежать дальнейшего появления трещин.

Есть конечно и значительный минус, сам процесс занимает достаточно большой период времени, поскольку невозможно контролировать температуру и влажность окружающей среды. При этом существует риск грибкового поражения.

Принудительная сушка

Вторым способом становится камерная сушка, она же принудительная. Такой процесс позволяет снизить влажность древесины до 7-12 процентов, при этом потребует малых затрат времени. Проводится процесс следующим образом:

Древесина укладывается в штабеля.
Помещается уложенный материал в специальные сушильные камеры.
Далее на протяжении установленного времени (для каждой породы материала и начальной влажности оно устанавливается индивидуально).

Таким образом проводится быстрая и качественная сушка древесины. Главное, что можно получить необходимую влажность в максимально короткие сроки. При этом появляется возможность полностью контролировать процесс сушки, что невозможно при естественном методе. Также при высоких температурах полностью исключается появление грибковых поражений или же насекомых. Значительным же недостатком является большая стоимость, поскольку требуется специализированное оборудование, а также дополнительные затраты, связанные с его эксплуатацией.

Одним из вариантов оборудования становятся вакуумные камеры, где древесину сушится путем прогревания электрическим током. Также существуют и другие способы, которые применяются достаточно редко.

Напечатать