Вага та вологість деревини

Вага деревини

Вага деревини залежить від її щільності та кількості вологи, яка в ній міститься. Розрізняють питому вагу деревини та об’ємну вагу деревини.

Питома вага деревини не залежить від породи деревини. Він виражає вагу ущільненого деревного матеріалу в одиниці об’єму без вологи та повітря і становить 1,5.

На практиці використовується об’ємна вага деревної маси, тобто вага деревної маси 1 cm³, виражена в грамах. За об’ємною вагою оцінюють вагу деревини та її технічні властивості. З підвищенням вологості збільшується і об’ємна маса деревини. Чим вища щільність, тим щільніша та менш пориста деревина.

Вологість деревини

Типи води в деревині

Воду, знайдену в деревині, поділяють на:

1. капілярний (вільний) — заповнює порожнини клітин;
2. гігроскопічний — міститься в клітинних стінках;
3. хімічний — входить до хімічного складу речовин, що входять до складу деревини.

Кількість води в деревині, виражена у відсотках ваги, називається вологістю деревини. Розрізняють абсолютну та відносну вологість.

Відносна та абсолютна вологість

Якщо вага деревини у вихідному стані позначена літерою A, вага абсолютно сухої деревини літерою A₁, відносна вологість у відсотках літерою B, а абсолютна вологість у відсотках літерою B₁, то відносну вологість можна визначити за такою формулою:

Форма відносної вологості деревини.

Абсолютна вологість визначається за такою формулою:

Форма для абсолютної вологості деревини.

Визначення вологості деревини

З середини дошки вирізається призма, яка вимірюється на шкалі з точністю 0,01 g. Отримане значення представляє розмір A. Призму, вага якої має бути не меншою за 20 г, потім сушать при температурі 105°, доки вона не досягне постійної ваги A₁.

Вважається, що постійна вага досягнута, якщо різниця між двома послідовними вимірюваннями не перевищує 0,3% сухої ваги. Вводячи значення A і A₁, отримані вимірюванням, у вказані форми, визначається відносна або абсолютна вологість деревини.

Якщо початкова вага призми, вирізаної з середини дошки, становила 240 г, а вага висушеної деревини 160 г, абсолютна вологість досліджуваного зразка дорівнює:

Приклад розрахунку абсолютної вологості досліджуваного зразка.

Вологість, отримана таким чином, вважається вологістю всієї партії деревини.

Точка насичення волокна

При сушінні деревини спочатку випаровується вільна вода. Момент, коли вся вільна вода випаровується, називається межею гігроскопічності або точкою насичення волокна. Протягом цього періоду сушіння розміри деревини, що сушиться, не змінюються.

Вологість, що відповідає межі гігроскопічності для різних типів деревини, наведена в наступній таблиці:

Вплив вологості на обробку та довговічність деревини

Деревина підвищеної вологості є хорошим провідником тепла, гірше обробляється машинами, погано склеюється, фарбується, лакується та полірується. На поверхні мокрого пофарбованого дерева фарба і лак швидко розкладаються. Волога деревина спричиняє іржавіння цвяхів і шурупів.

Розміри столярних будівельних виробів із необробленої деревини — дверей, вікон, дощок, паркету та інших виробів — при сушінні стискаються. Через це з’являються тріщини і втрачається жорсткість з’єднання між елементами.

Тому якість деревини в будівництві, її довговічність і стійкість до гниття визначаються в першу чергу її вологістю, а вже потім породою деревини та умовами експлуатації. За нормальних умов експлуатації суха деревина може служити в будівлях десятки років.

Зважування деревини під час сушіння

Під час сушіння деревина змінює свої розміри: у поздовжньому напрямку на 0,10%, у радіальному напрямку на 3–6%, у тангенціальному напрямку на 6–12%. Ця зміна називається зважуванням.

Зваження починається, коли вологість досягає точки насичення волокон, від 23% до 31%. Анатомічні елементи, з яких складається деревина, в процесі сушіння дають усадку нерівномірно, тому вага деревини різна в різних напрямках.

Деревина з високою щільністю, наприклад дуб, важить більше, ніж деревина з меншою щільністю, наприклад, липа. У хвойних порід розмір обважнення також залежить від участі пізньої деревини. Зі збільшенням відсотка пізньої деревини у сосни вага зростає, тому що пізня деревина хвойних порід при сушінні важить значно більше, ніж рання деревина.

Зважування ранньої та пізньої деревини хвойних порід

Зважування різних порід деревини

Повітрювання та тріщини

Нерівномірна зміна розмірів у процесі обважнення внаслідок сушіння, а також застосування неправильних режимів сушіння викликає внутрішні та зовнішні напруги в деревині. Вони призводять до вивітрювання та появи зовнішніх, а іноді і внутрішніх тріщин.

Тангенціально розрізані дошки більш схильні до атмосферних впливів, ніж радіально розрізані дошки. Чим ближче вони до периферії, тим сильніший зсув вітру.

Зображення 3. Намотування дощок відповідно до положення в колоді.

Зовнішні тріщини виникають внаслідок нерівномірного висихання зовнішнього та внутрішнього шарів деревини. Через велику різницю їх вологості на поверхні деревини виникають розтягуючі напруги, які призводять до зовнішніх тріщин.

Щоб уникнути появи зовнішніх тріщин, процес сушіння слід проводити повільно та рівномірно. Потім зміна розмірів відбувається поступово, тому сили, які викликають бризки, невеликі.

Деревина швидше висихає з лицьового боку, тому лицьові сторони дощок, заготовок і круглих брусів тріскаються раніше, ніж інші поверхні. Щоб уникнути появи тріщин, чола слід захищати від постійного впливу сонячних променів, покриваючи їх захисними засобами або поміщаючи в тінь.

Набухання дерева

Набухання деревини - процес, зворотний процесу сушіння та зважування. Висушена деревина здатна вбирати вологу і збільшувати свої розміри. Ця функція використовується для зволоження сухих бочок, дерев’яних труб, резервуарів та інших об’єктів, викликаючи їх набухання.

Пов’язаний вміст

• Вологість деревини — чому це важливо розуміти
• Сушка деревини
• Натуральна сушка деревини
• Матеріали
• Дерев’яні вікна
• Виробництво вікон і дверей