Усадка дерева при сушке

УСУШКА ДРЕВЕСИНЫ. ПРИПУСКИ НА УСУШКУ

Свойство древесины сокращать линейные размеры и объем при уменьшении содержащейся в ней связанной влаги называется усушкой. Пока из высушиваемой древесины удаляется свободная влага, усушки не происходит. Усушка начинается после перехода древесины через точку насыщения волокна, т. е. после снижения влажности за пределы 28—30%- Это обусловлено сокращением промежутков между мицеллами после удаления влаги. Усушка пре­кращается по достижении древесиной абсолютно сухого состояния. Практически усушка досок и брусков начинается раньше достиже­ния ими средней влажности 25—30%, так как их наружные слои высыхают ниже влажности точки насыщения волокна прежде, чем начнется усушка внутренних слоев. Величина усушки выражается в процентах от первоначального размера.

Древесина обладает также свойством, обратным усушке, — способностью разбухать. Разбухание происходит при повышении влажности древесины в пределах от 0 до 30%.

Вследствие неоднородности строения древесины ее усушка и разбухание неодинаковы в различных направлениях. Наибольшую величину дает усушка в направлении годовых слоев, так называе­мая тангентальная. Она достигает 8—12% при удалении всей вла­ги. Например, доска шириной 100 мм, выпиленная из боковой час­ти бревна и высушенная до абсолютно сухого состояния, умень­шится по ширине до 88—92 мм. Усушка по направлению радиуса ствола, называемая радиальной, составляет 5—8%, а в направле­нии длины древесных волокон (вдоль оси ствола), называемая продольной, составляет всего 0,1%. Практически продольная усуш­ка никогда не учитывается.

Объемная усушка, т. е. уменьшение объема образца древесины при высушивании, равняется приблизительно сумме тангентальной и радиальной усушек и составляет от 12 до 20%. Плотная древеси­на твердых пород дает большие величины усушки, а древесина хвойных и мягких лиственных пород — меньшие.

Способность к усушке и разбуханию является отрицательным свойством древесины. Попытки стабилизировать размеры древе­сины пока не привели к успешным результатам. Единственным спо­собом избежать нежелательного изменения размеров и формы де­ревянной детали или изделия является предварительное высуши­вание древесины до нужной эксплуатационной влажности (см. табл. 4).

Для того чтобы пиломатериалы после высушивания имели нуж­ные номинальные размеры, установлены припуски на усушку.

Размеры этих припусков определены на основании тщательных исследований фактической усушки древесины различных пород и узаконены ГОСТами.

ГОСТ 6782—67 устанавливает припуски на усушку для пило­материалов хвойных пород, выпиливаемых из сырой (с влажностью 30% и выше) древесины и высушиваемых до различной конечной влажности.

Величины припусков для пиломатериалов тангентальной или смешанной распиловки из древесины ели, сосны, кедра и пихты даны в табл. 5.

Припуски на усушку для пиломатериалов тангентальной или смешанной распиловки из древесины ели, сосны, кедра и пихты

Номинальные размеры толщины и ширины пиломатериалов, мм

На усушку, мм, при конечной влажности пиломатериалов. %

Источник

Усадка древесины, ее типы и причины возникновения деформации

При использовании прочных способов соединения, от которых зависят жесткость, внешний вид и практичность мебели, следует принимать во внимание естественную деформацию древесины, и ее склонность давать усадку, разбухать и деформироваться при колебаниях внешних условий, поэтому, жизненно важно, чтобы каждый столяр знал с каким материалом он имеет дело и какие меры предосторожности можно принять, чтобы минимизировать деформацию.

Покрытие поверхности краской, воском или металлическими покрытиями может замедлить этот процесс, но никогда не сможет полностью защитить; причем возраст древесины не имеет значения, изменения наблюдаются на всех этапах жизненного цикла.

Усадка

Полное понимание причин усадки древесины, вероятной степени деформации и направления ее распространения (древесина не однородное тело и деформация, не равна во всех направлениях) очень важно, если мебель должна быть добротно сделана, поскольку невозможно долго удерживать древесные волокна против его естественных устремлений, и его сила такова, что в конечном счете преодолеет любые меры ограничения. Кроме того, увеличивающееся использование искусственного отопления означает более сухие атмосферы и очень увеличенные ценности усадки, и это одинаково применяется независимо от того, какого возраста древесина, поскольку даже античная мебель быстро распадется в перегретой среде. Нужно указать, однако, что одна только высокая температура не недружелюбна к древесине: это – степень степени сухости, причиняемой высокой температурой, которая является решающим фактором.

Вероятная степень и направление усадки лучше всего будут поняты, если представить дерево как цилиндр, составленный из множества меньших цилиндров или годичных колец, расположенных плотно друг к другу (рисунок 15).

Статью про утепление лоджии своими руками читайте тут. Подробное пошаговое руководство поможет быстро и качественно выполнить ремонт.

Поскольку дерево при сушке усаживается во все стороны, кроме длины, окружность внешнего цилиндра станет короче, и все вложенные цилиндры станут меньше и более плотно прижатыми друг к другу (1, 2). Эта кольцевая усадка вдоль годичных слоев всегда больше, чем усадка между кольцами, и в то время как точное отношение не возможно определить (значения зависят от плотности породы древесины, масла, содержания смолы в волокнах), вообще предполагается, что величина усадки между кольцами равняется чуть больше половины усадки вдоль колец.

На рисунке показаны эти типы усадок. На рисунке 3 большее значение усадки будет наблюдаться по ширине доски, это отмечено жирными стрелками, приблизительно вполовину меньшей будет усадка между кольцами, что показано тонкими стрелками; тогда как в радиальном или распущенном на 4 части бревне основная усадка будет по толщине, в целом, довольно незначительная (величина, показанная на рисунках, преувеличена в целях наглядности). Таким образом, обрезная доска, полученная из бревна, распущенного радиально или по четвертям (4, 5A) при сушке более устойчива к деформации, у нее не только меньше усадка по ширине, но и одинаковое напряжение между годичными кольцами, и поэтому нет никакой тенденции к деформации. На рисунке 5B показано, что годичные слои при тангенциальном распиле имеют различные длины, и напряжение на нижней стороне дальше от сердцевины, будет намного больше, чем на стороне ближайшей к сердцевине. Поэтому доски, выпиленные тангенциально имеют тенденцию к выгибанию дугой по ширине, в то же время как бруски круглой формы (6) станут овальными, а квадратное сечение станет параллелограммом (7). При неправильном направлении волокон как на рисунке 8, доска может деформироваться в нескольких направлениях, в таком случае трудно сказать как процесс сушки будет протекать.

Источник

Усушка древесины: показатели усадки и разбухания дерева. Таблица припуска, теоретические расчеты и проявления на практике

Строительство — это нелегкая задачка. Практически любой процесс строительства заключается в правильном выборе материалов, а также в правильной их подготовке. Древесина — это натуральный материал.

Он не всегда практичен, так как он часто становится лакомым объектом для вредителей. Даже самые ценные породы со временем загнивают и теряют свои уникальные качества. По этой причине любые породы дерева необходимо в процессе использования покрывать лаком, обрабатывать пропитками от вредителей, от плесени.

Часто дерево усыхает, оно начинает трескаться и теряет свою привлекательность. Усушка дерева — большая проблема. По этой причине во время проведения строительных работ в процессе строительства допускаются припуск, чтобы усадка несерьезно повлияла на эргономичность поверхности.

Что такое усушка древесины

Термин усушка древесины применяется в той ситуации, когда говориться об изменении размеров породы дерева. Порода дерева усыхает относительно ее линейных размеров и объемных значений в течение продолжительного периода времени.

Усушка может случится у любой породы. Это явление не зависит от характерных особенностей древесины, оно определяется коэффициентом влажности композита.

Усушка — это выход жидкости из натуральной породы. Из волокон древесины часто выходит связанная или же абсорбированная жидкость.

Первый этап усушки сопровождается освобождением жидкости от свободных молекул воды. Связанная между собой жидкость испаряется в незначительной степени. Постепенно процесс усыхания ускоряется.

Радиальное направление этого действия характеризуется большим количеством особенностей строения древесины.

Коэффициент усушки древесины

Данный показатель указывает на степень трансформации материала при увеличении его влажности на 1%. Данный учет производится относительно параметров трансформации древесины и заканчивается учетом степени выделения влаги из клеток дерева.

Если необходимо проводить более точные расчеты, то необходимо обратиться к профессионалам.

• Немаловажно знать, показатель плотности материала. Он всегда показывает вес изделия при точных показателях влажности.
• Такие показатели возможно получить из выбранных формул или же графическим методом.
• Самая большая полностью у древесины, клетки которой полностью наполнены жидкостью.

Группировка различных пород дерева

Возможный уровень усыхания породы оказывает большое влияние на классификацию естественных пород древесины по таким признакам, как:

• Порода со слабой степенью усушки древесины;
• Показатели уменьшения естественного объема породы;
• Породы со значительной степенью влажности в коре;
• Наиболее интенсивная степень влажности породы.

В том случае, когда на поверхности дерева появляется жидкость, порода начинает увеличиваться в объемах. Набухание внутренних волокон становится возможным, когда влажность естественной породы дерева увеличивается примерно на 30%.

Некоторые мастера заявляют, что подобные процессы являются отрицательными. Такие показатели особенно важны виноделам, которые делают акцент на сохранность вина в бочках, изготовленных из дуба.

Показатели усушки древесины

Характеристики усушки дерева, а также его разбухания будут всегда разниться. Максимальные показатели этих характеристик наблюдают в области годовых колец. Ученые дали имя этой зоне — тангентальная.

Ее отношение относительно всей остальной площади дерева после усыхания составляет 8-12%. Таким образом ширина доски в 100 мм после тщательной просушки будет сокращена до 88-92 мм.

• Снижение объемных величин пиломатериала после его усыхания будет приравниваться к 12-20%, что будет суммироваться путем складывания радиальных и тангентальных разновидностей данного процесса. Стоит заметить, что хвойные породы имеют относительно к лиственным маленький коэффициент усыхания древесины.
• Здесь возможно упомянуть об анизотропии. Этот показатель всегда влияет на геометрическое строения ствола дерева. И, конечно, в итоге усушки породы возможно изменение ее качественных характеристик.

На производстве для усушки пород используют специальные камеры. Специалисты всегда следят за ходом сушки, чтобы минимально навредить качеству древесины. Уровень погрешности в таких печах составляет около 0,1%.

Усушка древесины в домашних условиях

Чтобы домашние постройки были действительно долговечны, необходимо позаботиться о качестве материала. После спила в древесине всегда находится влага.

Просушивают материал в домашних условиях несколькими методами:

1. На открытом воздухе. Дерево выкладывается штабелями под навесом или же в сарае. При естественных атмосферных условиях излишняя влага будет испаряться. Оставшаяся влага будет распределена по всей поверхности породы;
2. В бумаге или пленке. Каждая единица материала оборачивается газетой или же пленкой. При этом нужно помнить о перфорации. Доски поставляют в теплом помещении и заботятся о том, чтобы влажная бумага была вовремя удалена. Доски нужно периодически кантовать. Сроки, в течение которых материал достигает оптимальную влажность составляют 3-5 дней. Если обложить древесину опилками вместо бумаги, то результат усушки будет ускорен.
3. Варка дерева. Дерево проваривается в кипятке в течение трех часов. Далее она укладывается на гладкую поверхность, на которой усыхает.
4. С помощью электроприборов. Задействование электрических приборов в значительной степени ускоряет сушку дерева. Для этого выделяют отдельную комнату, в которой вокруг дерева устанавливают электрические приборы. Будет отличным вариантом присутствие вытяжки в помещении. Некоторые усердные хозяева используют ВЧ генераторы, которые пропускают через материал.

Благодаря своим исключительным свойствам дерево станет диэлектриком, при этом будет преобразовываться электрическая энергия в тепловую.

Конечно, в домашних условиях процесс сушки достаточно трудоемок. Для правильного проведения операции необходимо учитывать много факторов самостоятельно. Большие объемы древесины требуют больших затрат энергии и времени на ее подготовку к строительным работам.

Источник