Что показывает коэффициент объемной усушки

Усушка древесины

Усушка – это изменение линейных размеров и объёма древесины при высыхании в результате удаления влаги из древесины. Она начинается после полного удаления свободной влаги и с началом удаления связанной влаги. Усушка по разным направлениям неодинакова.

В тангентальном направлении усушка в 1,5-2 раза больше, чем в радиальном. Усушка вдоль волокон незначительна. В среднем полная линейная усушка в тангентальном направлении составляет 6-10%, в направлении радиальном – 3-5% и вдоль волокон – 0,1-0,3%.

Уменьшение объёма древесины при испарении связанной влаги называется объёмной усушкой.

Неравномерность усушки древесины в различных частях и в разных направлениях приводит к искажению формы материала, то есть к короблению, что вызвано возникновением разнонаправленных напряжений.

Когда неравномерная усушка вызывает напряжение, превышающее прочность древесины в направлении, перпендикулярном волокну, вдоль волокна происходит разделение клеток. Это вызывает растрескивание материала. Трещины наиболее часто проявляют себя на поверхности, а также на торцах досок, но могут образовываться и внутри.

Основная проблема неравномерного изменения толщины древесины в досках при усушке, как правило, вызвана разницей тангентальной и радиальной усушки. Если один край доски расположен вблизи сердцевины, годовые кольца в нём имеют значительную кривизну и усушка будет происходить, в основном, в радиальном направлении. На противоположном краю волокна расположены, в основном, перпендикулярно поверхности и, стало быть, усушка будет тангентальной.

По величине коэффициента объёмной усушки древесные породы можно разделить на три категории:

1. Малоусыхающие – (коэффициент объёмной усушки не более 0,4%) – ель сибирская и обыкновенная, пихта сибирская, кедры сибирский и корейский, тополь белый.

2. Среднеусыхающие – (коэффициент объёмной усушки от 0,4 до 0,47%) – бук, вяз, дуб, сосна, липа мелкозернистая, ольха чёрная, осина, пихты белокорая, кавказская и маньчжурская, тополь чёрный, ясень.

3. Сильноусыхающие – (коэффициент объёмной усушки 0,47% и более) – граб, лиственницы сибирская и даурская, берёзы плакучая и белая, клён остролистый.

Коэффициент объемной усушки считается в % на 1% снижения влажности ниже точки насыщения.

Источник

Усушка древесины

Усушка древесины — физическое явление, которое вызывает уменьшение габаритных размеров и общего объема древесины в процессе удаления влаги. Эта метаморфоза напрямую связана с микроскопическим строением дерева и требует особенного внимания при работе с ним.

Показатели, относящиеся к изменению влажности, значительно оказывают воздействие на конструкционные и технические значения прочностных характеристик, плотности и пластичности древесины. Поэтому, при заготовке, хранении и обработке лесоматериалов важно учитывать произойдет ли усушка древесины в существующих условиях окружающей среды.

Что нужно знать об усушке древесины

Древесина имеет резко выраженное анизотропное строение. Это значит, что свойства по-разному проявляют себя в различных направлениях. Все клетки, из которых состоит дерево, отличаются по размерам в поперечном и продольном сечении. Микрофибриллы, находящиеся в оболочке клеток, располагаются вдоль оси клетки, а влага занимает пространство между ними. По этой причине при удалении влаги значительно изменяются поперечные размеры в радиальном и тангенциальном направлениях. Стоит отменить, что в тангенциальном направлении, то есть при разрезе вдоль волокон по касательной к годичным кольцам, усушка древесины имеет показатели в 1,5-2 раза выше.

Виды усушки древесины

В зависимости от количества удаленных молекул воды усушка древесины рассматривается как:

Определение характера и вида усушки обычно происходит в лабораторных условиях. Образец материала помещают в воду до полного насыщения. Затем измеряют размеры, используя специальные инструменты — микрометр или штангенциркуль. После этого образцы высушиваются до абсолютно сухого состояния в сушильном шкафу, и их линейные размеры измеряются повторно.

Эти испытания необходимы при определении показателя, характеризующего степень расширения и сжатия древесных волокон под физическим воздействием.

Коэффициенты усушки и разбухания

Величина усадки пилопродукции при снижении влажности в процентном соотношении определяется коэффициентом усушки. Он характеризует степень трансформации габаритных размеров изучаемого деревянного образца при понижении количества влаги на 1 %. С информацией и методикой нахождения этого коэффициента можно познакомиться, изучив ГОСТ 6782.2-75.

ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки

Разбухание древесины происходит в результате насыщения волокон влагой. Протекает это при повышенных показателях влажностного режима. Этот процесс, обратный усадке древесины, вызывает увеличение линейных размеров лесоматериалов. В числовом эквиваленте это явление выражается с помощью нахождения коэффициента разбухания. Методика определения этого показателя описана в ГОСТ 16483.35-88.

Степень усушки и разбухания для каждой породы дерева индивидуальна. Обуславливается это особенностями микроскопического строения и химического состава волокон древесины. Представители хвойных пород, имеют в структуре волокон вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Это значительно отличает их от лиственных пород, строение которых представлено развитыми проводящими сосудами.

ГОСТ 16483.35-88 Древесина. Метод определения разбухания

Все древесные породы имеют разный коэффициент усушки и в зависимости от его величины формируются на группы:

Величина коэффициента усушки помогает составить прогноз вероятности появления внутренних напряжений и растрескивания в результате неравномерного испарения влаги и принять меры по предотвращению их появления.

Припуски на усушку

Предрасположенность лесоматериалов к усыханию и разбуханию относится к свойствам, имеющим негативное влияние на эксплуатационные качества дерева. Чтобы после заготовки и распиловки достичь заданных размеров изделия предусматривается припуск на усадку материала. Это является универсальным средством, позволяющим избежать деформацию дерева в процессе его высушивания до необходимых показателей влажности.

Числовые значения припусков на усадку пиломатериалов предусмотрена в ГОСТ 6782.1-75. Степени усушки наиболее распространенных древесных пород в ГОСТ указаны в виде таблицы с данными о значениях номинальной толщины и ширины пилопродукции в миллиметрах и конечной влажности в процентном соотношении.

ГОСТ 6782.1-75 Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки

Чтобы вычислить величину припуска и найти фактические размеры изделия, необходимо произвести расчет согласно данным из таблицы. Для удобства и лучшего понимания разработчиками стандарта приведены примеры таких вычислений.

Правильная сушка древесины

Процесс усадки древесины можно взять под контроль, если соблюдать правила сушки лесоматериалов. Основной задачей в этом деле является обеспечение равномерного удаления влаги из волокон, составляющих структуру дерева. В промышленных условиях это обеспечивается в специальных электрических или газовых сушильных камерах. Самым распространенным видом сушки в естественных условиях является атмосферная сушка. Заготовленный материал защищается от осадков, а также влияния негативных факторов окружающей среды с помощью изолирующего покрытия и складируется несколькими рядами в режиме интенсивного проветривания.

Дерево является долговечным, но капризным конструкционным материалом. Его механические и физические свойства зависят от внешних факторов. Существенные перепады температур и несоблюдение влажностного режима приводят к усушке или разбуханию древесины. Неравномерное распределение влаги по волокнам дерева может привести к искажению линейных размеров лесоматериалов. Поэтому, в процессе работы с деревом, начиная с заготовки, важно учитывать вероятность изменения габаритов изделия, и соблюдать припуски на усадку.

Источник

Изменения древесины в процессе сушки

Хотя на самом деле усушка древесины начинается раньше достижения предела гигроскопической влажности: первыми высыхают наружные слои, затем внутренние. Процесс прекращается, когда доски и бруски становятся абсолютно сухими на всю глубину.

Неоднородность усушки

Подобная неравномерность усушки приводит к деформации древесины, что является ее недостатком, поскольку создает трудности при обработке материала — в процессе высыхания пиломатериалов форма их поперечного сечения меняется: в зависимости от выпиловки доска может утончиться по краям, принять желобообразную форму, а сечение бруса из квадратного стать ромбовидным. Изменить ситуацию и стабилизировать размеры досок и брусков, изготовленных из предварительно невысушенной древесины, возможным не представляется. Остается работать с полностью просушенным материалом.

Теоретические расчеты

Таким образом можно вычислить количество удаляемой из древесины при сушке влаги:

Тогда процент усушки высчитывается по формуле:

где У — процент усушки, %.

Коэффициенты усушки древесных пород

Припуски на усушку

На основании исследований реальной усушки древесины различных пород определены размеры припусков усушки они узаконены ГОСТом и занесены в таблицы. Так, в помощь специалистам разработана таблица величины припусков на усушку для пиломатериалов тангенциальной или смешанной распиловки из древесины ели, сосны, кедра и пихты. Основываясь на ней, можно также высчитать припуски усушки для материалов радиальной распиловки, других размеров или влажности. В частности, для получения значения припуска для пиломатериалов радиальной распиловки в отношении данных таблицы применяется коэффициент 0,6. Если влажность древесины ниже 30%, припуски на усушку вычисляют как разницу между показателями указанных в таблице припусков для требуемой конечной и фактической начальной влажности древесины.

Также установлены припуски на усушку для пиломатериалов лиственных пород (ГОСТ 4369-52). Кроме того, при расчетах можно пользоваться формулами, учитывающими способ распиловки и породу древесины.

При радиальном расположении годовых слоев:

1) для бука, дуба, ильма, клена, ясеня, ольхи, осины и тополя:

2) для березы, граба, липы:

При тангенциальном расположении годовых слоев в досках:

1) для березы, дуба, клена, ясеня, ольхи, осины, тополя:

2) для бука, граба, ильма и липы:

где S — припуск на усушку, мм.

А — размер пиломатериалов по толщине или ширине в сухом состоянии, мм.

W — конечная влажность пиломатериалов, %.

В данных расчетах средняя начальная влажность материала установлена на уровне 35%. Если влажность древесины меньше, в формуле учитывается фактический показатель.

Ориентируясь на эти значения, можно добиться того, чтобы пиломатериалы имели требуемые размеры после высушивания.

Источник

Процесс усушки древесины

При возведении зданий из деревянного материла возникает много проблем, и одна из них — усушка древесины. Происходит это потому, что древесина является непростым, требовательным сырьем, которое реагирует на внешние условия. Использовать в работе необходимо подготовленный материал, в противном случае сырая древесина растрескивается, деформируется и усыхает. Специалисты, которые работают с этим природным материалом, должны знать все тонкости и правила обращения с ним, а также, как правильно его использовать в строительстве.

Постройки из дерева всегда отличаются особой красотой, колоритом и необычайной внутренней атмосферой. На сегодняшний день дома из дерева пользуются большой популярностью. Во-первых, важно знать о физических особенностях разного сорта древесины, ведь коэффициенты усушки древесины различных пород сильно отличаются. Работу строителям облегчает специальная таблица, которая вмещает в себя данные об усушке различных видов дерева. Эти показатели помогают специалистам во время работы определять величину необходимых припусков, чтобы в будущем постройка не изменила своего вида и оставалась безопасным жильем.

Что нужно знать об усушке древесины

Элементарные знания о свойствах и структуре древесины можно получить, изучая древесиноведение. Эта научная дисциплина вмещает в себя все характеристики и данные, полученные путем химических, физических, биологических и механических исследований такого природного материала, как древесина. Наука о дереве изучает все его свойства, строение, реакции на внешние условия и воздействия.

Усушка представляет собой процесс изменений свойств материи, ее объемов и линейных размеров. Стоит отметить, что данному изменению подвержены все породы деревьев, но только каждый вид — по-разному, а именно, процент усушки и длительность этого процесса может отличаться. Происходит этот процесс по мере того, как удаляется из материала связующая и адсорбирующая вода. Жидкости в этом природном сырье предостаточно, поэтому подготовить древесину к строительным работам может лишь грамотный и опытный специалист.

Перед тем как выпустить древесину для строительных работ, ее сушат, и это довольно долгий и трудоемкий процесс. Он имеет определенные требования и стандарты в работе, к примеру, на каждый вид данного материала есть свой ГОСТ, который гарантирует качество и прочность сырья.

Сушка древесины проходит в несколько этапов:

Суть коэффициента усушки древесины

Благодаря данным, полученным в ходе исследования различных пород древесины, создана классификация различных сортов этого природного материала, каждый из которых имеет свой коэффициент объемной усушки, т. е. это показатель того, насколько сырье избавилось от влаги и сжалось в объеме. Это нужно знать при использовании данного товара в работе, т. к. внешние факторы и природные явления могут оказывать обратное влияние на него и привести не к усадке, а наоборот, к увеличению и искажению его размеров.

Ориентируясь на данные показатели, была созданная классификация всего сырья:

Самым распространенным видом обработки древесных растений является камерная сушка. При таком процессе процент убыли влаги из сырья будет высок и вода из заготовки выпаривается равномерно. На предприятиях имеется специальное оборудование, которое позволяет выполнять этот процесс быстро и качественно. Если же происходят сбои в работе печей, то на выход идет некачественная и неликвидная заготовка, которая не пройдет ГОСТ.

Использовать в работе можно и сырое дерево, но стоит понимать, что усыхание древесины — это природный и неизбежный процесс.

Искусственная сушка

Естественным путем заготовки могут сушиться достаточно долго, в некоторых случаях на это может уйти год и более. При этом равномерность выхода влаги из сырья будет нарушена, что, соответственно, скажется на качестве. Поэтому на сегодняшний день работают в основном с пиломатериалом, прошедшим искусственную сушку. Это значительно сокращает время и позволяет получать товар, соответствующий ГОСТ. На качественной заготовке не должно быть дефектов и, тем более, деформаций. Ее безопасно использовать в строительстве дома, т. к. есть уверенность, что он простоит не одно десятилетие, не даст усадку и нахождение в нем будет безопасным и комфортным для людей.

Специалисты утверждают, что неправильно обработанный пиломатериал может привести к разрушению сооружений и к его деформации. Выбирать заготовки стоит тщательно, поверхность должна быть ровной и без видимых дефектов. Приобретая пиломатериалы, всегда нужно ознакомиться с документами и сертификатами на этот товар.

Источник

Усушка древесины

В процессе сушки древесина существенно изменяется свои физические параметры. Она становится легче, меняет свою форму и немного искажаются геометрические размеры.

Все это вместе называется усушкой и главной задачей при осуществлении обработки пиломатериалов в сушильных камерах является сохранение исходных размеров с минимальными отклонениями.

Нюансы при осуществлении сушки

Чтобы сохранить геометрию пиломатериалов и по возможности исключить существенные изменения по наружным размерам в древесине выполняются компенсационные пропилы.

Благодаря им дерево равномерно расширяется в разные стороны, не давая трещин. Но все же, даже правильно изготовленные пропилы не могут обеспечить 100% сохранения размеров. И это необходимо учитывать при осуществлении механической обработки перед сушкой.

Таблица усушки древесины

Усушка древесины происходит по длине пиломатериала.

Коэффициенты усушки и разбухания

В процессе заготовки древесины рассчитывают процент усушки по формуле:

У = К ( 30 – W_K )

У (%) – процент усушки;

К (%) – коэффициент, который берется со специально разработанных таблицах;

W_K (%) – влажность дерева после прохождения сушки.

Припуски на усушку для пиломатериалов тангенцальной или смешанной распиловки пород: ель, сосна, кедр, пихта

Когда наступает усушка?

Усушка древесины наступает в тот момент, когда из нее начинает удаляться, именно, связанная влага. Проще говоря, чрезмерная сушка приводит к существенным деформациям и искажениям.

Квадратные брусья могут стать подушковидными, трапецеидальными и в форме скошенного параллелепипеда. При этом степень усадки различных пород различна. Например, дуб меньше подвержен искажениям, чем сосна или другие пористые виды.

Изменение размеров пиломатериалов по всем направлениям получило название объемная усушка, которая может быть различной:

Чтобы строение было долговечным, надежным и комфортным, важно качественно подготовить строительный пиломатериал. После спила в ней содержится большое количество влаги, в среднем составляющее около 60%. Выполнять строительство таким материалом не практично. Он в процессе службы подвергается линейным деформациям, что постепенно приведет к его порче, кручению или растрескиванию. Если вам предстоят столярные или плотницкие работы, конечное […]

Сушка древесины — сложный процесс, требующий особого контроля. Влага от наружных слоев к внутренним сильно изменяется в количественном соотношении, что приводит к неравномерности испарения воды из всех частей дерева. Если древесину сушить под одной и той же температурой, есть вероятность ее внешнего и внутреннего растрескивания, что происходит из-за движения воды и температуры внутри структуры материала […]

Камерная сушка является одним из самых распространенных видов обработки пиломатериалов, предназначенных для осуществления строительства различных объектов как бытового, так и промышленного назначения. Зачастую технология обработки древесины заключается в интенсивном обдуве ее мощным потоком горячего воздуха, который чередуется потоком пара и охлаждением. В процессе сушки древесина подвергается предварительному нагреву, увлажнению, охлаждению и последующей сушке. Циклы часто […]

Известно много технологий качественной сушки древесины, но при этом каждая из них имеет свои недостатки и преимущества. Конечно, именно положительные показатели и делают их актуальными, но все же разница между ними имеется и довольно существенная. Разновидности оборудования для сушки дерева Вид сушильных камер зависит от размера пиломатериалов, его типа, характера качеств, которыми древесина должна […]

Одним из главных требований в разработке нового оборудования для осуществления заготовки качественных пиломатериалов является именно быстрая сушка древесины, но не все технологии это могут выполнить одинаково качественно. При резком нагреве и тем более перегреве дерева оно не только быстрее сохнет, но и сильнее подвержено различным нежелательным деформациям. Что может привести к порче внешнего вида, снижению […]

Качественным пиломатериал может называться только в том случае, если его равновесная влажность около 15%, наблюдается правильная геометрия на срезе и имеются несущественные отклонения от линейности. Если же все это ярко выражено, то это говорит о том, что процесс сушки был не соблюден. Поэтому существует целый ряд требований, предъявляемых к оборудованию и обслуживающему его персоналу, заключающихся […]

Чтобы получить действительно качественный пиломатериал для осуществления какого-либо строительства, важно соблюдать технологию и придерживать основных правил. Дело в том, что эти правила составлялись на основании опытных испытаний, которые давали реальные результаты, вписывающиеся в основные требования. Технологические этапы сушки дерева Обычно, сушка древесины имеет схожую технологию при использовании многих видов оборудования и она включает следующие […]

Требования к древесине на всех этапах её жизненного цикла (заготовка, обработка, использование, утилизация) регламентируются пакетом нормативных документов (в разговорной речи их объединяют в единый блок термином «ГОСТ древесина»). Среди них есть действующие в полном объёме (например, определяющие сорт древесины ГОСТ), применяемые частично, и полностью утратившие свою актуальность (но, до сих пор, не отменённые). Вместе с […]

Известно множество различных способов сушки пиломатериалов, и каждый из них имеет преимущества. Например, при атмосферной материальные затраты минимальны. Требуется только время и место для хранения древесины. Но этот способ можно назвать естественным процессом. Виды искусственной сушки Для увеличения качества обработки и снижения временных затрат была придумана искусственная сушка древесины. При этом способов реализации достаточно […]

Древесины является весьма популярным видом строительного материала, заслужившего всеобщее доверие за счет своих многочисленных положительных качеств. Она является достаточно прочной и долговечной, имеет привлекательный внешний вид, а многие породы и вовсе являются полезными и рекомендованы для использования в строительстве бань и саун. Но чтобы она действительно была таковой, ее необходимо качественно подготовить, одним из видов […]

Источник