Влажность древесины ее виды и способы определения

Методы определения влажности древесины

Дерево – натуральный материал, достаточно сильно восприимчивый к влажности. Оно способно выделять и поглощать влагу в зависимости от окружающих условий. При неизменном состоянии микроклимата влажность древесины стремится к постоянным показателям.

Определение влажности древесины во многом зависит от породы дерева. Наиболее гигроскопичными являются груша, бук, кемпас. Самыми стойкими считаются дуб, бамбук, мербау.

Использование древесины для строительства и ремонта предполагает соблюдение норм влажности. Под термином «влажность» подразумевается процентное отношение воды к сухой древесине.

Типы влажности

Выделяют два вида влажности древесного сырья: относительная и абсолютная.

Абсолютная

Такое понятие характеризуется отношением массовой доли влаги определенного объема древесины к весу абсолютно сухого сырья этого же размера. На этот показатель существуют установленные государственные стандарты. Согласно им показатели измерителя абсолютной влажности доски должна быть в границах 9%.

Относительная

Это процентное отношение влаги, которая содержится в дереве, к массе влажной древесине. В древесном сырье вода находится в двух формах: свободной и связанной. Они указывают на общее число влаги в сырье. Объем связанной влаги зависит от микроклимата, так как впитывается из воздуха. Находится она в клеточной структуре дерева. Именно из-за этого, в зависимости от влажности окружающей среды, происходит разбухание или усушка материала. Удалить связанную воду можно только при помощи сушки.

Помимо этого, вид древесного сырья зависит от степени его влажности.

Существует несколько типов влажности древесины:

Мокрая. К этому разряду относят дерево, которое долгое время подвергалось воздействию воды. В таком случае показатель измерителя влажности составляет более 100%.

Свежесрубленная. Влажность недавно сваленного дерева находится в пределах 50–100%.

Комнатно-сухая. Этот вид материала, который долгое время находился в отапливаемом здании. Поэтому его число находится в пределах 9–13%.

Воздушно-сухая. К такому типу относится древесина, которая длительное время хранилась на свежем воздухе. В зависимости от условий окружающей среды, ее показатель находится в пределах 15–20%.

Абсолютно сухая. Таких показателей можно добиться только при помощи сушки в специальном приборе. Количество воды в этом случае равняется 0.

wood

Как узнать влажность древесины?

Существует несколько методов, как определить влажность древесины. Но сначала надо выяснить вид растения и влагу воздуха, так как для разных деревьев существуют свои стандарты.

Для того чтобы измерить влагу древесного сырья, как правило, используют два метода: весовой либо при помощи электрического прибора. Их показатели могут несколько отличаться, но незначительно.

Весовой

Для этого метода потребуется:

очень точные весы;

Процесс измерения:

Для начала из середины доски нужно своими руками отпилить кусок шириной 10–15 миллиметров. Он будет служить контрольной пробой. Главное, в этом этапе – взять брусок именно с центра доски. С торцевой части отрезать не стоит, так как она имеет намного меньшую влажность.

Далее, выпиленный своими руками фрагмент, нужно очистить и взвесить на весах. Полученная цифра записывается. Например, обозначим ее «Ph». Это будет начальная масса пробы.

После взвешивания этот кусок нужно отправить в специальную сушку, прибор с температурой около 100С°.

Первое взвешивание производится своими руками через пять часов. Все последующие показатели записываются с интервалом 1–2 часа.

Высушивание проводится до тех пор, пока весовой показатель не начнет повторяться. Это означает, что материал стал абсолютно сухим. Обозначим числовой показатель последней пробы как «Pc».

Далее, влажность можно определить, используя формулу:

Электрический

Чтобы провести весовое измерение древесины требуется очень много времени. В среднем на такую работу уходит около девяти часов. Но есть способ, который позволяет намного быстрее и более точно определить процентное число воды в дереве.

Установить показатель влажности древесного сырья намного проще при помощи электрического влагомера.

water

Принцип работы влагомера основан на изменении удельного электрического сопротивления материала зависимо от его влажности. Иглы-электроды этого прибора вводятся в древесину так, чтобы они находились друг против друга. По ним пускается ток, и влагомер показывает количество воды в этом участке дерева. Но так как влагомер измеряет влагу только локально, то лучше повторить замер в нескольких местах.

Как определить влажность дерева без технических средств?

Сегодня количество воды в древесном сырье выясняют при помощи сложных расчетов и новейших приборов. Но ведь строительством люди занимались всегда. И как-то они обходились без прогрессивных методов и влагомеров.

Несколько простых рекомендаций, как определить влажность дерева:

По свежеспиленному фрагменту необходимо провести черту карандашом. Когда древесина влажная, линия через некоторое время посинеет, если сухая – нет.

О количестве воды в древесном сырье могут «рассказать» стружки. Если они эластичные, мягкие, при сминании не ломаются – дерево влажное. Стружки сухого сырья в руке будут ломаться, крошиться.

Можно своими руками провести по древесине острым металлическим предметом. По оставленному следу определяется состояние материала. У влажного дерева след будет влажный.

Определить количество влаги в древесном сырье можно ударив по нему каким-нибудь деревянным предметом. Если звук глухой – дерево влажное, тонкий и звонкий – сухое.

О сухости древесины свидетельствуют также трещины на ее торцах. У влажного материала их меньше.

Когда при распиливании доски своими руками в отверстие проступает влага, дерево содержит большое количество воды и непригодно к работе. Слишком пересохшее сырье при подобной обработке крошится.

Влажность древесины играет огромную роль при строительстве и ремонте. Сырое дерево в процессе высыхания будет деформироваться. Чтобы этого избежать работать следует только с сухим материалом.

Влажность древесины и способы её сушки

При строительстве деревянного дома, особенно по каркасной технологии, перед застройщиком стоит нелёгкий выбор: из какого дерева его построить, какую выбрать влажность древесины — естественную влажность или влажность после технической сушки. Эти пиломатериалы существенно отличаются ценой, а также точностью и геометрией размеров и у каждого из них есть как достоинства, так и недостатки.

Что такое влажность древесины

Основным свойством древесины является гигроскопичность — способность поглощать влагу из влажного воздуха и отдавать влагу в сухой воздух. При нахождении древесины на воздухе происходит их взаимный влагообмен. Древесина высокой влажности отдаёт влагу воздуху, высыхая при этом (усыхает). Древесина низкой влажности, наоборот, впитывает влагу из воздуха, увлажняясь при этом (разбухает).

Бесконечно влага испаряться или впитываться не может по той причине, что древесина при эксплуатации стремится к равновесному, устойчивому состоянию — к «равновесной влажности». Это состояние определяется температурой и влажностью воздуха той среды, где находится материал. Как правило, значение «равновесной влажности» для жилого помещения составляет 8-10%, для улицы 12-14%. То есть, сырое деревянное изделие в помещении будет усыхать, а сухое изделие вне помещения будет разбухать.

Вода в древесине находится в двух состояниях: свободная и связаная.

Свободная влага содержится в полостях клеток древесины и в межклеточных пространствах (капиллярах). За счёт сил капиллярного взаимодействия она поглощается из окружающей среды при прямом контакте с водой и удерживается только механическими связями. Поэтому и удаляется из материала сравнительно легко.

Связаная вода находится внутри стенок клеток, имеющих способность поглощать влагу из воздуха. Поскольку эта вода удерживается физико-химическими связями (молекулярными силами), то и удаляется значительно труднее, с дополнительными затратами энергии.

Влажность древесины определяется на практике как процентное отношение веса воды, содержащееся в ней, к весу абсолютно сухой древесины.

Классификация древесины по степени влажности

  • мокрая (влажность 100% и более) — древесина длительное время находилась в воде;
  • свежесрубленная (влажность 50-100%)- в зависимости от природных условий произрастания дерева;
  • воздушно-сухая (влажность 15-20%)- древесина хранится на воздухе или под навесом, поэтому влажность зависит от времени года и климатических условий;
  • комнатно-сухая (влажность 8-12%) — древесина хранится в закрытом, отапливаемом и хорошо проветриваемом помещении;
  • сухая (влажность менее 8%) — принудительно высушенная древесина.

Естественная влажность древесины

Каждое дерево первоначально имеет свой естественный уровень влажности, который зависит от места произрастания, вида древесины, погодных условий, способа хранения.

Естественная влажность — влажность древесины в растущем или свежеспиленном состоянии. Она зависит от того, в каких условиях произрастало дерево и в какое время года его спилили и колеблется в пределах 30-80%. У некоторых пород деревьев естественная влажность может превышать 100%.

При обычной распиловке бревна получают пиломатериал естественной влажности, уровень которой колеблется от 22 до 100%. Из-за высокого уровня влажности такие пиломатериалы в значительной степени подвержены гниению и поражению грибком и очень быстро приходят в негодность.

К тому же перевозить такие материалы на большие расстояния нельзя, поскольку при благоприятных погодных условиях плотно уложенные брёвна начнут гнить через 3-5 дней. Поэтому в строительстве их используют только при сооружении малоответственных конструкций.

Свойства деревянных изделий такие же, как и свойства древесины, из которой они изготовлены. При высыхании деревянное изделие, изготовленное из древесины естественной влажности и предварительно не просушенное, уменьшается в размерах (объёме) — даёт усушку, теряя при этом связанную воду.

Причём, размер древесины вдоль волокон (по длине пиломатериала) практически не уменьшается. Напротив, размер древесины поперёк волокон (по толщине и ширине пиломатериала) изменяется значительно. На величину изменения размеров влияет порода древесины и изменение значения её влажности.

Пиломатериалы, изготовленные из древесины естественной (высокой) влажности усыхают и коробятся. Дом, возведённый из такой древесины, за год может усесть на 10-20см. Во избежание этого, строительными нормами и правилами допускается использование в строительных работах древесины, естественная влажность которой находится в пределах 12-15%. Чтобы достичь такой влажности, древесину необходимо высушить, а результат проверить специальными приборами.

Сушка древесины — очень важная операция при обработке древесины, которая заключается в удалении из неё лишней влаги до необходимого процента влажности. Древесину сушат для того, чтобы защитить её от гниения и от поражения грибком при дальнейшей транспортировке и хранении. К тому же, изделия из сухой древесины обладают высокой прочностью, меньше коробятся, более долговечны, хорошо отделываются, легко склеиваются.

Читайте также  Утепление дома из бруса 150х150 снаружи

Сфера дальнейшего применения древесины определяет процент влажности, до которого её сушат (до равновесной влажности). Значение влажности зависит от температуры и влажности окружающего воздуха.

При изготовлении стен и перегородок нужно выбирать древесину с влажностью 6-20%. Для внутренней отделки помещений, а также для изготовления окон и дверей рекомендуется использовать древесину с влажностью 8-10%. Влажность древесины, из которой изготовлены деревянные элементы крыши, не должна превышать 15%.

Технологии профессиональной сушки древесины

В строительстве используют разнообразные технологии сушки древесины. Они отличаются не только применяемым оборудованием, а и способом передачи тепла материалу, который высушивают.

Атмосферная сушка

Атмосферная сушка древесины

Атмосферная сушка древесины

Это удаление влаги из дерева путём естественного процесса испарения. Древесина укладывается в штабеля и размещается в сухом, хорошо проветриваемом помещении таким образом, чтобы её омывал атмосферный воздух. Между штабелями обязательно должны быть вентилируемые просветы.

Если древесину сушить на открытом солнце, то её внешняя поверхность будет нагреваться больше, чем внутренняя. Это может привести к появлению различных дефектов.

Этот метод сушки считается недорогим, наиболее щадящим, а полученная древесина более устойчива к деформациям. К недостаткам этого метода относят: большую продолжительность сушки (4-6 месяцев); высокую конечную влажность материала (15-20%).

Камерная сушка

Камерная сушка древесины

Камерная сушка древесины

Это высокоэффективная технология сушки древесины, позволяющая получать качественный материал необходимой влажности. В лесосушильные камеры штабелями загружают пиломатериалы, где под воздействием газообразной среды (топочных газов, воздуха, перегретого пара) происходит выпаривание жидкости. Газообразная среда путём конвекции передаёт тепло древесине.

Для равномерного распределения и циркуляции тёплого воздуха в сушильных камерах применяют осевые или центробежные вентиляторы. Своевременный отвод лишней влаги позволяет избежать растрескивания и коробления пиломатериалов, а также получить материал высокого качества в минимальные сроки (от нескольких часов до нескольких суток).

Неоспоримым преимуществом данной технологии является: высокая скорость испарения лишней влаги, маленькое напряжение в готовом материале, большой объём загрузки камеры (до 1000м 3 ).

Камерная сушка древесины — удовольствие не из дешёвых, поэтому пиломатериалы, высушенные подобным образом, по стоимости значительно дороже, чем пиломатериалы естественной влажности. Однако если для строительства дома выбрать древесину естественной влажности можно выиграть в деньгах, но проиграть в качестве, со временем заделывая дыры между рассохшимися досками или меняя прогнившие конструкции.

Поскольку древесина технической сушки — высококачественное сырьё для строительства всех видов деревянных конструкций с высокими защитными и стабильными физико-механическими свойствами, то для строительства дома она подходит как нельзя лучше.

Влажность древесины ее виды и способы определения

Методы определения влажности

Wood. Methods for determination of moisture content

Дата введения 1973-01-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 6.12.71 N 1982 дата введения установлена 01.01.73

Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

ИЗДАНИЕ (март 2006 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в декабре 1977 г., июле 1983 г. и феврале 1988 г. (ИУС 2-78, 10-83, 5-88)

Настоящий стандарт распространяется на древесину и устанавливает два метода определения абсолютной влажности: с погрешностью не более 0,1% для приведения показателей физико-механических испытаний образцов к показателям при стандартной влажности и с погрешностью не более 1% для определения влажности древесины.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).

1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИСПЫТАНИЙ К ПОКАЗАТЕЛЯМ ПРИ СТАНДАРТНОЙ ВЛАЖНОСТИ

1.1. Аппаратура и материалы

Весы аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,001 г.

Сушильный шкаф, обеспечивающий высушивание древесины при (103±2)°С.

Бюксы с притертыми крышками.

Эксикаторы с безводным хлористым кальцием или серной кислотой концентрацией не ниже 94% (плотностью 1840 кг/м).

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

1.2. Подготовка к испытанию

1.2.1. Форма, размеры и порядок отбора проб из образцов, а также минимальное число проб указаны в стандартах на соответствующие методы испытаний.

На пробы переносят марки образцов, из которых они взяты.

1.2.2. Бюксы нумеруют и взвешивают с погрешностью не более 0,001 г.

1.3. Проведение испытания

1.3.1. Пробы на влажность, очищенные от заусенцев и опилок, закладывают в бюксы и взвешивают с погрешностью не более 0,001 г.

1.3.2. Пробы, находящиеся в бюксах со снятыми крышками, помещают в сушильный шкаф с температурой (103±2)°С. Высушивание проверяют повторными взвешиваниями двух-трех проб.

Первое взвешивание при высушивании мягких пород выполняют не ранее чем через 6 ч после начала высушивания, а при высушивании твердых пород — не ранее 10 ч. Повторные взвешивания выполняют через 2 ч. Высушивание считается законченным, когда разность между двумя последними взвешиваниями будет не более 0,001 г.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

1.3.3. Перед взвешиванием бюксы с пробами закрывают крышками и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе с гигроскопическим веществом.

1.3.4. Пробы из смолистой древесины хвойных пород не следует сушить в шкафу свыше 20 ч.

1.4. Обработка результатов

1.4.1. Влажность пробы () в процентах вычисляют с округлением не более 0,1% по формуле

где масса бюксы, г;

— масса бюксы с пробой до высушивания, г;

масса бюксы с пробой после высушивания, г.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.4.2. Статистическую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ 16483.0-89.

1.4.3. Результаты испытаний и расчетов заносят в протокол (см. приложение 1).

2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

2.1. Аппаратура и материалы

Весы с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.

Сушильный шкаф, обеспечивающий высушивание древесины при (103±2)°С.

Эксикаторы с гигроскопическим веществом, высушивающим воздух до состояния, близкого к абсолютно сухому.

2.2. Подготовка к испытанию

2.2.1. Образцы изготовляют в форме прямоугольной призмы с основанием 20х20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм.

Определение влажности допускается проводить на образцах, изготовленных для других испытаний, или на пробах, вырезаемых из них. Пробы должны удовлетворять требованиям п.1.2.1.

2.2.2. Точность изготовления, влажность и количество образцов должны соответствовать ГОСТ 16483.0-89.

2.3. Проведение испытания

2.3.1. Образцы взвешивают с погрешностью не более 0,01 г и помещают в сушильный шкаф с температурой (103±2)°С. Высушивание выполняют в соответствии с требованиями п.1.3.2 настоящего стандарта и считают законченным, когда для каждого контрольного образца разность между результатами двух последних взвешиваний будет не более 0,01 г.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

2.3.2. Образцы из смолистой древесины хвойных пород не следует сушить в шкафу свыше 20 ч.

2.3.3. Образцы, высушенные и охлажденные до комнатной температуры в эксикаторах с гигроскопическим веществом, взвешивают с погрешностью согласно п.2.3.1.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Влажность образцов () в процентах вычисляют с округлением не более 1% по формуле

где — масса образца до высушивания, г;

масса образца после высушивания, г.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.4.2. Статистическую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ 16483.0-89.

2.4.3. Результаты испытаний и расчетов заносят в протокол (см. приложение 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ
определения влажности для приведения показателей физико-механических испытаний древесины к показателям при стандартной влажности

Показатели влажности древесины: Как измерить самостоятельно?

Дерево – востребованный материал, который используется для строительства и отделки. Несмотря на ряд положительных характеристик, дерево достаточно капризно по отношению к влаге. При избыточном воздействии материал может покрыться плесенью, грибком. Вот почему так важно знать показатели влажности дерева, уметь измерять их подручными средствами.

Разновидности влажности

Любой эксперт скажет вам, что влажность древесины является самой главной ее характеристикой. Так называют соотношение жидкости к сухой массе.

Бывает относительная, абсолютная влажность древесины – последняя является разной для каждой породы, регулируется ГОСТ 8486-86. Относительная бывает 3 типов:

  • Естественная с показателем 27-81%. Пиломатериал пригоден для опалубки. Планируете делать стропильную систему? Строительный материал с таким показателем влажности вполне подойдет.
  • Транспортная. Для нее норма влаги равна 18-22%. Подходит для производства блок-хауса или шпунта.
  • И третий вид – влажность древесины для мебели. В материалах, которые используются для производства шкафов, столов и прочей мебели, количество влаги должно быть минимальным.

Существуют разнообразные виды влаги в древесине, но далеко не всегда процент жидкости 10% является оптимальным. Например, для строительства беседок, бани и других деревянных конструкций лучшим вариантом будет транспортная влажность. Дерево, содержащее примерно 20% жидкости, проще в обработке. Его приятно строгать и пилить, изделия не начинает коробить, вероятность заражения грибком ниже.

Возьмите брус с показателем 10% и попробуйте с ним поработать. Вы будете разочарованы, так как материал легко деформируется.

И еще 5 интересных фактов о влажности древесины:

  1. Если дерево было срублено недавно, большинство пород обладают показателем 50% и выше.
  2. Если строительный материал находился в воде, показатель влаги может вырасти до 100%.
  3. Длительное хранение на свежем воздухе позволяет снизить процентное содержание жидкости до 15-20%. Многое зависит от климатической зоны, породы.
  4. Пиломатериал с данными 8-10% является комнатно-сухим.
  5. Встречаются и полностью сухие заготовки 0%.

Еще раз акцентируем ваше внимание на том, что интенсивно сушить древесину в домашних условиях – весьма сомнительное мероприятие. Она начнет деформироваться, потеряет много положительных свойств.

От чего зависит?

У лиственных деревьев влажность варьируется от 30 до 80%. У хвойных пород процент выше. Это объясняется физиологией природного материала:

  • Ель – 90%.
  • Пихта – до 92% (еще выше).
  • Дуб – всего 50%.

Как показывают исследования, летом этот показатель значительно выше. Это объясняется физиологическими процессами, которые происходят в структуре. Зимой дерево «спит», активные процессы роста и развития приходятся на весенние, летние месяцы.

Можно сделать вывод, что влажность – величина нестабильная. Она меняется в зависимости от породы, состояния окружающей среды. Например, после дождя пиломатериалы активно впитывают микроскопические капли из воздуха. А если он слишком сухой, начинают отдавать жидкость. Такое взаимодействие может повлечь ряд процессов. Структура меняется, происходит усушка и растрескивание.

Читайте также  Собираем теплицу на брусе

Склонность к разбуханию считается негативным свойством древесины. Но в некоторых ситуациях оно становится полезным. При работе с различными видами деталей обеспечивается герметичность соединения.

Естественная, равновесная влажность

Проведем параллель между естественной, равновесной влажностью дерева. Важно не путать эти два понятия.

Естественная или начальная влажность пиломатериалов варьируется в пределах 27-81%. Процент влажности естественной зависит от времени года, породы, места заготовки. Деревья нуждается в регулярном поступлении влаги для нормального роста и жизнедеятельности. Сразу после спила процент влаги остается почти неизменным. Затем свежеспиленный ствол подсыхает, слегка уменьшаясь в объемах.

Объем сухой доски может уменьшиться так сильно, что сцепление между волокнами будет потеряно. Это приводит к появлению щелей. Вот почему так важно хорошенько подсушить дерево, и только потом начинать его обработку. При сушке оперируют понятием начальная и конечная влажность – результат, который хотел бы получить мастер после сушки.

С определением естественная влажность древесины разобрались – осталась равновесная. Так специалисты называют равномерное распределение, когда дерево больше не сохнет. Содержание жидкости почти такое же, как количество свободной влаги в окружающей среде.

Особенности сушки

Настоящий мастер должен разбираться в том, как узнать влажность древесины подручными способами. Влага непрерывно циркулирует по стволу живого дерева – это позволяет поддерживать развитие. В каждую клеточку древесины попадает сок, содержащий полезные вещества. У свежесрубленной древесины равновесная влажность меняется из-за прекращения циркуляции. Свободное пространство заполняется водой. Есть несколько способов снизить процент жидкости, но наиболее эффективный – испарение.

В процессе сушки влажной древесины потери влаги неравномерны. Сначала она уходит из верхних слоёв. Вслед за капиллярной водой испаряется гигроскопическая. Как вы думаете, сколько процентов влаги остается внутри сухого материала? Значительно больше, чем снаружи. Высушить полностью все слои – практически невыполнимая задача.

Как быстро узнать уровень влаги

Сколько именно жидкости содержится в дереве и как определить влажность любой древесины? Ответить на этот вопрос поможет компактное, но очень точное устройство – электровлагомер. Принцип работы оборудования основан на проводниковых свойствах материала. Если приходится сталкиваться с измерением влажности древесины каждый день, лучше обзавестись таким аппаратом. Есть карманные модели, которые не занимают много места. Они помещаются даже в небольшую сумочку. Имея под рукой измеритель влажности древесины, процесс определения влаги значительно упрощается.

Конечно, есть маститые специалисты, для которых определение влажности древесины – плёвое дело. Обладая нужным багажом знаний о плотности пиломатериала, породе дерева, они могут определить на глаз, сухое дерево или нет.

Какие еще способы существуют?

Отвечаем на вопрос, как еще можно проверить влажность древесины. Можно прибегнуть к весовому методу, выпилив небольшой кусочек шириной 2,5 см из середины. Его тщательно очищают от опилок, выполняют контрольное взвешивание на весах. Записывают полученные показания как НМП или начальную массу пробы.

Образец помещают в сушильный шкаф на 5 часов при температуре 100 градусов. Затем достают, фиксируют вес. Процедуру повторяют, пока вес не перестанет изменяться. Это и есть КМП или конечная масса пробы.

Чтобы определить влажность, разницу КМП/НМП делят на КМП. Результат умножают на 100. Метод является точным, погрешность 1%. Но он занимает много времени.

Итоги

Мы рассмотрели такой важный показатель пиломатериалов, как содержание влаги, научились определять ее несколькими способами, классифицировать различные типы влажности. Надеемся, данный материал оказался полезен и пригодится вам в повседневной деятельности.

Влажность древесины ее виды и способы определения

влагометр

Дерево — это природный материал, очень восприимчивый к колебаниям температуры и влажности. Основное свойство древесины — гигроскопичность, то есть способность изменять влажность в соответствии с окружающими условиями. Говорят, что древесина «дышит», то есть поглощает пары воздуха (сорбция) или выделяет их (десорбция), реагируя на изменения в микроклимате помещения.

Измерение влажности древесины влагометром

Поглощение или выделения паров осуществляется за счет клеточных стенок. При неизменном состоянии окружающей среды уровень влажности древесины будет стремиться к постоянной величине, которую называют равновесной (или устойчивой) влажностью.

На способность впитывать влагу влияет не только микроклимат помещения, но и порода дерева. К наиболее гигроскопичным породам относятся бук, груша, кемпас. Они наиболее быстро реагируют на изменения уровня влажности. В отличие от них существуют стабильные породы, например, дуб, мербау и т.д. К ним относится стебель бамбука, очень устойчивый к неблагоприятным климатическим условиям. Его можно настилать даже в ванной комнате.
Различные породы дерева обладают разным уровнем влажности. Например, береза, граб, клен, ясень имеют низкую влажность (до 15%) и при высыхании имеют склонность к образованию трещин. Влажность дуба и ореха умеренная (до 20%). Они относительно устойчивы к образованию трещин и высыхают не так быстро. Ольха является одной из самых устойчивых к высыханию пород. Ее влажность составляет 30%.

Влажность — одна из основных характеристик древесины. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к сухой массе древесины.

Абсолютной влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины. Согласно ГОСТу, абсолютная влажность паркета должна составлять 9%(+/- 3%).

Относительная влажность древесины — это отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии.

Различают две формы воды, находящейся в древесине — связанную и свободную. Из них складывается общее количество влаги в древесине.

Связанная (или гигроскопичная) влага содержится в клеточных стенках древесины, а свободная занимает полсти клеток и межклеточные пространства.

Свободная вода удаляется легче, чем связанная, и в меньшей степени влияет на свойства древесины.
По степени влажности древесину различают на следующие виды:

Мокрая древесина
Ее влажность составляет более 100%. Это возможно только при условии, что древесина долгое время находилась в воде.

Свежесрубленная
Ее влажность составляет от 50 до 100%.

Воздушно-сухая
Такая древесина обычно долгое время хранится на воздухе. Ее влажность может составлять 15-20%, в зависимости от климатических условий и времени года.

Комнатно-сухая древесина
Ее влажность обычно равна 8-10%.

Абсолютно сухая
Ее влажность равна 0%.

При продолжительной сушке вода из древесины испаряется, что может повлечь за собой значительные деформации материала. Процесс потери влаги продолжается до тех пор, пока уровень влаги в древесине не достигнет определенного предела, который напрямую зависит от температуры и влажности окружающего воздуха. Аналогичный процесс происходит при сорбции, то есть поглощении влаги. Уменьшение линейных объемов древесины при удалении из нее связанной влаги называется усушкой. Удаление свободной влаги усушки не вызывает.

Усушка неодинакова по разным направлениям. В среднем полная линейная усушка в тангенциальном направлении составляет 6-10%, а в радиальном — 3.5%.При полной усушке (то есть такой, при которой вся связанная влага удалена) влажность древесины снижается до предела гигроскопичности, то есть до 0%. При неравномерном распределении влаги при сушке древесины в ней могут образовываться внутренние напряжения, то есть напряжения, возникающие без участия внешних сил. Внутренние напряжения могут являться причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины.

Свойства древесины напрямую определяют свойства деревянных изделий. При избыточной или недостаточной влажности древесина обычно впитывает или отдает влагу, соответственно увеличиваясь или уменьшаясь в объеме. При высокой влажности в помещении древесина может разбухать, а при недостатке влаги она, как правило, усыхает, поэтому все деревянные изделия, в том числе напольные покрытия, требуют тщательного ухода.

Для предотвращения деформации напольного покрытия в помещении необходимо поддерживать постоянную температуру и влажность. Это благоприятно сказывается не только на качестве и долговечности напольных покрытий и деревянной мебели, но и на здоровье людей. При резком изменении температурно-влажностного режима в помещении в древесине возникают внутренние напряжения, которые приводят у трещинам и деформациям.

Оптимальная температура в помещении с паркетным полом должна составлять приблизительно 200C, а оптимальная влажность воздуха — 40-60%. Для контроля температуры в помещении используются гидрометры, а относительную влажность в помещении поддерживают при помощи увлажнителей воздуха.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

Для определения влажности древесины существует несколько способов. В бытовых условиях пользуются специальным прибором-электровлагомером. 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.

Многие опытные резчики определяют влажность дерева на глаз. Зная виды древесины, ее плотность и др.физические св-ва, можно определить влажность древесины по массе, по наличию трещин на торце или вдоль волокон древесины, по короблению и другим признакам.

По цвету коры, ее величине и цвету древесины можно распознать спелую или свежесрубленную древесину и степень ее влажности. При обработке п/м рубанком тонкая его стружка, сжатая рукой, легко сминается – значит материал влажный. Если стружка ломается и 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. Очень влажная древесина легко режется, и на месте порезки от стамески заметен влажный след. Но получить в итоге качественную резьбу вряд ли удасться, так как растрескивания, коробления и др.деформаций не избежать.

СУШКА ДРЕВЕСИНЫ

Сушка древесины — процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности.
Сухая древесина обладает высокой прочностью, меньше коробится, не подвержена загниванию, легко склеивается, лучше отделывается, более долговечна. Любая древесина самых различных пород очень чутко реагирует на изменение влажности окружающей среды. Это свойство является одним из недостатков лесоматериалов.

Читайте также  Производство клееного бруса своими руками

При повышенной влажности древесина легко вбирает в себя воду и разбухает, а в отапливаемых помещениях она усыхает и коробится. В помещении достаточна влажность древесины до 10%, а под открытым небом – не более 18%. Существует много способов сушки древесины. Самый простой и доступный – естественный вид сушки – атмосферный, воздушный. Сушить древесину надо 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. Доски, брус и др. п/м укладываются в штабеля на металлические, деревянные или иные подставки высотой не менее 50 см. Доски укладываются внутренними пластами вверх для уменьшения их коробления.

Считается, что сушка досок, поставленных на кромки, происходит быстрее, так как они лучше проветриваются и влага испаряется более интенсивно, но они и больше коробятся, особенно материал повышенной влажности. Штабель п/м, заготовленных из свежесрубленных и живых деревьев, сверху рекомендуется уплотнить тяжелым грузом для уменьшения коробления.

При естественной сушке на торцах всегда образуются трещины, для предупреждения их растрескивания и сохранения п/м рекомендуется торцы досок тщательно закрасить масляной краской или пропитать горячей олифой или битумом для защиты пор древесины. Обрабатывать торцы нужно сразу после поперечных перепилов в разрез.

Если дерево отличается повышенной влажностью, то торец просушивают пламенем паяльной лампы, а уж потом закрашивают. Стволы (кряжи) обязательно окоряют (очищают от коры), только у торцов оставляют небольшие пояски-муфты шириной 20-25см для предупреждения растрескивания. Кору очищают для того, чтобы дерево быстрее просыхало и не поражалось жуками.

Ствол, оставленный в коре, в относительном тепле с повышенной влажностью быстро загнивает, поражается грибковыми заболеваниями. После атмосферной сушки при теплой погоде влажность древесины составляет 12-18%.

Способы сушки древесины

Способ выпаривания Или запаривания использовали на Руси еще с давних времен. Заготовки распиливают на части с учетом размера будущего изделия, закладывают в обыкновенный чугун, подсыпают опилки из такой же заготовки, заливают водой и ставят на несколько часов в протопленную и остывающую русскую печь “томится” при t=60-700C. При этом происходит “выщелачивание” – выпаривание древесины; из заготовки выходят естественные соки, дерево окрашивается, приобретая теплый густо-шоколадный цвет, с ярко выраженным природным рисунком текстуры. Такая заготовка легче обрабатывается, а после окончания сушки меньше растрескивается и коробится.

Способ парафинирования Заготовки опускают в растопленный парафин и ставят в печь при t=400C на несколько часов. Затем древесина еще несколько дней просыхает и приобретает те же свойства, что и после запарки: не трескается, не коробится, поверхность становится тонированной с отчетливым узором текстуры.

Способ запаривания в льняном масле Посуда из древесины, пропаренная в льняном масле, очень водостойка и не растрескивается даже при повседневном использовании. Этот способ приемлем и сегодня. В емкость кладется заготовка, заливается льняным маслом и пропаривается на медленном огне.

Дровяное отопление

Способы определения влажности древесины

На данный момент широко применяется два основных способа измерения влажности древесины – прямой и косвенный. Прямой – по методике ГОСТ 17231-78 (ГОСТ 16483.7-71), косвенный – при помощи электрических влагомеров. Первый способ – точный, второй способ – быстрый.

Определение влажности древесины по ГОСТ 17231-78 (ГОСТ 16483.7-71)

Способ первый – прямой (стандартный, дедовской, проверенный временем)

На данный момент, на территории России действуют два стандарта, оба регламентирующие одну и ту же методику определения влажности древесины:

  1. ГОСТ 17231-78 Лесоматериалы колотые и круглые.
    Методы определения влажности
    Скачать GOST-17231-78.pdf [260.68 Kb] (cкачиваний: 1411)
  2. ГОСТ 16483.7-71 Древесина.
    Методы определения влажности
    Скачать GOST-16483.7-71.pdf [318.5 Kb] (cкачиваний: 1051)

Аналоги данных стандартов легко отыщутся в метрологии любой постсоветской страны. Оба документа (ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71) регламентируют порядок отбора образцов, методы испытаний и анализа для объективного определения влажности деревоматериалов, лесоматериалов и дров (всего того, откуда можно вырезать или отпилить образец для исследований). Методика определения влажности по ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71 предельно проста и заключается в систематическом отборе и последующем высушивании образцов испытуемого материала. При этом, исследуемый образец находится в сушильном шкафу до полного своего высыхания. После чего, производится взвешивание и сравнение веса исследуемой древесины до, и после высушивания.

Прим. Согласно ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71, сухим считается такой образец, масса которого не изменилась более чем на 1% после выдерживания в сушильном шкафу в течение 24-х часов при температуре 101. 103°С

ГОСТ-овские методы определения влажности древесины очень объективны, но имеют один большой недостаток – они громоздки и медлительны. Анализ древесины на влажность может растянуться до 3-х дней, пока сохнут образцы. Кроме того, для анализа на влажность требуется вырезать образец из массы исследуемого материала, что абсолютно неприемлемо для определения влажности древесины у готовых изделий

Определение влажности древесины влагомером

Способ второй – косвенный (быстрый и современный)

Чтобы не заморачиваться с утомительным отбором и просушкой образцов, гораздо проще и удобнее «ткнуть» в древесину влагомером. Влагомер – это специальный электрический прибор для определения влажности древесины. Действие влагомера основано на принципе изменения удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от её влажности. У влагомера есть специальные иглы-электроды, которые нужно ввести в контакт с исследуемой древесиной и просто нажать на кнопку. Результат измерения тут же высветится на экране (или будет указан отклонением стрелки на нужную величину, если у прибора шкала рычажного типа).

Определение влажности древесины влагомером невероятно быстро и удобно, относится к неразрушающему методу контроля и, поэтому – идеально подходит для готовых изделий. Увы, электрические влагомеры дают большую погрешность

Погрешности измерений при определении влажности древесины

Погрешность при измерения влажности древесины составляют

  1. По методике ГОСТ 17231-78 (ГОСТ 16483.7-71), не более 1%
  2. При использовании электрического влагомера, в пределах 2. 10%

Почему такая большая погрешность при использовании влагомеров:

    Иглы-электроды проникают локально, только на глубину 5. 15мм. Из-за этого получается поверхностное и местное изучение древесного материала. Как результат – большой процент погрешности, по сравнению со стандартными ГОСТ-овскими методами, где высушивание образцов происходит по всему объёму

Таблица удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от породы дерева (наглядное пособие к объяснению, зачем нужны таблицы для пересчёта влажности в зависимости от породы дерева при использовании электрических влагомеров)

Порода дерева Удельное электрическое сопротивление
(влажность 0%, 20°С, ОМ*см)
поперёк волокон вдоль волокон
Сосна 2,3*10 15 1,8*10 15
Ель 7,6*10 16 3,8*10 16
Ясень 3,3*10 16 3,8*10 15
Граб 8,0*10 15 1,3*10 15
Кедр 2,5*10 16 1,9*10 15
Лиственница 8,6*10 15 3,3*10 15
Прим. Данные таблицы найдены в Сети, их достоверность – неизвестна. Однако, даже поверхностного взгляда достаточно, чтобы понять, насколько может разниться величина удельного электрического сопротивления древесины, положенная в основу принципа работы электрического влагомера

Единицы измерения величины влажности древесины

Каким-бы способом не была измерена влажность древесины – величина её всегда выражается в процентах от общей массы. Влажность древесины – это количественный показатель процентного содержания влаги в ней. Само собой разумеется, что влажность древесины не зависит от породы дерева.

Свободная и связанная влага в древесине

Основная часть влаги (воды) содержится в древесине во внутриклеточных и околоклеточных полостях и пустотах, каналах, трещинах и т.д. Но, кроме этого, молекулы воды содержатся в химически-связанном состоянии непосредственно в толще древесинного вещества.

В зависимости от места расположения влаги в древесной массе, она (влага) разделяется на два вида – свободная влага и связанная влага

Свободная влага

Свободная влага – это влага, которая находится во внутриклеточном и междуклеточном пространстве, а также в полостях и пустотах древесины. Свободную влагу ещё называют «капиллярной». Свободная влага удерживается в древесной толще за счёт простых механических связей и легко удаляется из неё при обычной сушке. Свободная влага – это вода, которую древесина может впитывать в себя и затем отдавать при высушивании.

В обиходе, при определении влажности древесины, речь идёт именно об определении процентного содержания свободной влаги

Связанная влага

Связанная влага – это специфический термин. Связанная влага – это влага, которая находится внутри материала стенок клеток древесины, непосредственно в самом древесинном веществе. Связанную влагу ещё называют «гигроскопической». Связанная влага удерживается на уровне физико-химических связей. Удаление этого вида влаги из древесины весьма затруднительно, связано с большими затратами энергии и оказывает большое влияние на механические свойства самой древесины. В природных условиях, связанная влага может быть удалена во время горения или естественного старения (гниения) древесины, когда происходит разрушение материала стенок древесных клеток и физико-химических связей в их массе.

Как правило, связанная влага учитывается в расчётах химических процессов, разрушающих стенки древесных клеток (древесинное вещество). Например, при химической переработке (пиролизе или гидролизе) древесины. При этом, для определении полной рабочей влажности учитывается суммарный объем свободной и связанной влаги всей древесной массы.

При использовании древесины в бытовых, отопительных или строительных целях, связанная влага не принимается во внимание, поскольку в таких случаях – древесина никогда не сушится до состояния разрушения своих стенок древесных клеток

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: