Процесс высыхания древесины

Дерево пористый материал, в котором содержится влага необходимая для процессов жизнедеятельности. Физический показатель, характеризующий количество содержания влаги в древесине – влажность, выражается в процентах %. Вот таблица влажности только что спиленных деревьев по породам.

 

При спиливании дерева, начинается процесс его высыхания, при котором из древесины выделяется влага в виде испарений. Отсюда следует, что показатель влажности дает нам четкое представление о процессе высыхания и степени сухости материала, чем ниже этот показатель, тем суше материал. По степени влажности, древесина делится на несколько видов:

Высыхая, древесина медленно переходит из состояния только что срубленной или мокрой, до абсолютно сухой, влажностью = 0 %. Это не значит, что в ней совсем не осталось влаги, она есть в незначительном количестве, но необходима древесине для сохранения своих свойств. Такое состояние получают длительной сушкой образца при температуре +105 градусов. «ГОСТ 16588-91 (ИСО 4470-81), Методы определения влажности»

При долгом нахождении древесины в воде, она способно впитать в себя влагу до уровня максимального насыщения, такое состояние называют мокрым.

Содержащуюся в дереве влагу подразделяют на два вида: свободную, а так же связанную. Свободная влага находится между клетками древесины и в их полостях, а связанная, находится в стенках самих клеток.

Для наглядности и понятия строения древесины, ее клеток и находящейся в ней влаге в самом простом виде, представим: ствол дерева в виде трубы, а клетки в виде множества бамбуковых стволов в ней, связанных между собой, разница лишь в том, что клетки дерева имеют прямоугольное сечение. Так вот влага между бамбуковыми стволами и внутри их будет свободной, а в стенках стволов – связанная.

Наглядное, упрощенное строение древесины

Полости между клеток и в них, занимают примерно 60-70 % всего объема древесины, а клеточные перегородки и связывающие их лучи 30-40 %. Отсюда и пропорция содержания влаги: 60-70% свободная влага, 30-40 % связанная влага. Чем выше плотность древесины, тем меньше полостей, а значит и свободной влаги.

После спиливания или из мокрого состояния древесина постепенно высыхает – высвобождается  сначала свободная влага. Она уходит относительно быстро, без воздействия высоких температур, при этом древесина не изменяет своего объема, а масса значительно понижается.

Например: занесите сырое, мокрое или замерзшее полено в теплый дом, поставьте на торец, через некоторое время на полу под поленом начнет образовываться влажное пятно, это и есть не что иное, как высвобождение свободной влаги.

Когда данный вид влаги полностью высвободится, останется только связанная – такое состояние называют пределом насыщения стенок клеток, т. е. остается влага только в стенках клеток, и они ею полностью насыщены. При таком состоянии, для инженерных общих расчетов, влажность древесины принято считать = 30 %, но иногда требуется точное значение влажности для данной породы в точке предела насыщения. Для этого значение просчитывается исходя из плотности данной породы.

При дальнейшем высыхании, когда начинает удаляться связанная влага, древесина начинает терять свой объем, этот процесс называется — усушкой. Он начинается при влажности ниже 30 %, ему сопутствует небольшая потеря веса, но значимое изменение объемов. (Подробно об усушке читайте здесь).

При достижении влажности 15-20 %(атмосферная или естественная сушка), дальнейшее понижение влажности возможно только при термообработке в камерах (воздействие высоких температур) или в домашних условиях (постоянно положительная температура).

Наступает момент, когда древесина, находясь, долгое время в помещении с постоянной влажностью и температурой, не меняет своей влажности, называется устойчивым состоянием. При небольшом увеличении влажности в помещении, влажность дерева повышается, при снижении – понижается, т.е. соответствует показателям микроклимата помещения, называется – равновесной влажностью. Это самое стабильное состояние древесины, при котором ее влажность, масса, размеры, плотность не изменяются. Влажность древесины в равновесном состоянии принято считать 12 %.

 

Время всего процесса высыхания древесины зависит от размеров и вида сушки. Атмосферная или естественная (подробней читайте здесь), самый дешевый вид, но продолжительность сушки довольно длительный процесс. Камерная сушка намного ускорит этот процесс, но изделия крупного сортамента не подвергаются камерной сушке, вследствие растрескивания и изменения своей геометрической формы.