Влажность древесины - величина, которая показывает уровень обмена влагой между древесиной и воздухом. Так как влажность окружающей среды изменчива, то и у древесины она постоянно меняется. Уровень этого показателя влияет на качество и применение пиломатериалов. Изделия с повышенной влажностью более подвержены возникновению плесени и грибка, гниению и деформации. Поэтому для строительства и изготовления деревянных изделий выбирают сухое сырье.
Влажность бывает абсолютной и относительной. Первая представляет отношение массы влаги древесины к массе абсолютно сухого дерева. Более употребляемой, удобной и простой в расчетах величиной считается относительная влажность. Это отношение массы влаги древесины к общей массе дерева, что реально отражает содержание воды в изделии. Эта величина и является определяющей, поэтому она применяется на практике.
Типы древесины по влажности
Первоначальный показатель, как правило, составляет 50-60%. При естественной сушке через 1,5-2 года она падает до 20-30%, после чего сильно не изменяется и остается примерно на отметке 25%. Выделяют сырую древесину с влажностью выше 35%, полусухую с показателем 25-35% и сухую - менее 25%. Чтобы уменьшить уровень влаги до комнатно-сухой 7-18%, пиломатериалы сушат в специальных сушильных камерах.
Выделяют следующие типы:
- Сплавное дерево, которое продолжительное время находилось в воде либо хорошо отсыревшее и намокшее бревно - свыше 60%;
- Первоначальный показатель свежесрубленного дерева составляет 45-60%;
- Воздушно-сухая достигает 20-30%. Такой результат характерен для бревен и бруса, которые продолжительный период были на открытом воздухе или располагались в сухом хорошо проветриваемом помещении;
- Комнатно-сухая высушивается в помещениях с отоплением и хорошей вентиляцией либо в специальных камерах. Составляет 7-18%;
- Абсолютно сухая древесина с влажностью 0% высушивается до постоянной массы при температуре 100-105 градусов выше нуля.
Для строительства дома или бани используют сухие пиломатериалы с влажностью до 20%. Сегодня самым безопасным и эффективным методом, который позволяет добиться таких показателей, является конденсационная сушка. При сушке используется и горячий, и холодный воздух. Это предотвращает появление брака и дефектов на бревне или брусе, снижает количество трещин и позволяет получать качественные, прочные и сухие пиломатериалы. Подробнее о конденсационной сушке читайте .
Бревно и брус для строительства дома
В “МариСруб” вы можете заказать строительство деревянных домов только из качественных и тщательно отобранных высушенных материалов. Мы самостоятельно изготавливаем бревно и брус под проект деревянного дома, бани, беседки или гаража. Выбирайте индивидуальное проектирование или доработку уже готового варианта, которые вы увидите в .
При изготовлении применяем конденсационную сушку, соблюдаем требования ГОСТ, нормы хранения и транспортировки. Проводим антисептирование и контролируем каждый этап производства, что позволяет получать долговечные и качественные пиломатериалы. За счет такой обработки дерево надолго сохраняет первоначальный цвет и натуральные свойства. Оно не гниет и не темнеет, не покрывается плесенью. Материалы устойчивы к воздействию влаги и холода, ветра и насекомых, к перепадам температур.
Строим деревянные дома из бруса и бревна от производителя. Собственное производство - гарантия качества и низких цен на пиломатериалы! Предлагаем строительство “под ключ”, которое включает создание проекта и установку брусового или бревенчатого сруба, возведение фундамента и кровли, отделку внутри и снаружи дома, монтаж и введение в работу инженерных сетей. Гарантируем качественное строительство в срок!
Влажность - одна из основных характеристик древесины. Влажность - это 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.
Относительная влажность древесины - это отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии.
Влага в древесине бывает связанная (гигроскопическая) и свободная. Из них складывается общее количество влаги в древесине. Связанная влага находится в стенках древесных клеток, свободная занимает полости клеток и межклеточные пространства. Свободная вода удаляется легче, чем связанная, и в меньшей степени влияет на свойства древесины.
Степени влажности древесины
По степени влажности древесина бывает:
- мокрая древесина (влажность более 100%, это бывает, если древесина долгое время находилась в воде),
- свежесрубленная (влажность от 50 до 100%),
- влажная (от 23 до 50%),
- атмосферно-сухая (18-22%),
- воздушно-сухая искусственной сушки (12-18%),
- комнатно-сухая (влажность 8-10%),
- абсолютно сухая (влажность 0%).
Определение влажности древесины
Для определения влажности древесины можно использовать специальный прибор - электровлагомер. Его действие основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами втыкают в исследуемый образец дерева в направлении вдоль волокон и пропускают через них электрический ток. При этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы.
Датчик для измерения влажности стружки — разъемный стакан, куда между двумя дисковыми электродами помещается определенная весовая порция исследуемого материала, уплотняемая с помощью пресса. Для контроля влажности древесностружечных плит используют четырехигольчатый зонд. Такой метод измерения влажности древесины прост, но имеет свои недостатки. Абсолютная погрешность измерения составляет в диапазоне от 7 до 12% до ±2%; в диапазоне от 12 до 30% — ±3%, при влажности образца свыше 30% она возрастает в несколько раз.
Требования к влажности древесины в изделиях
| Наименование изделий | ГОСТ | Влажность, % |
|---|---|---|
| Двери: | ||
| коробки наружных и тамбурных дверей | ГОСТ 475 | 12 ± 3 |
| коробки внутренних дверей | 9 ± 3 | |
| полотна дверей | 9 ± 3 | |
| Окна: | ||
| коробки | ГОСТ 23166 | 12 ± 3 |
| створки, форточки клапаны, жалюзи | 9 ± 3 | |
| нащельники, раскладки | 9 ± 3 | |
| Детали профильные: | ||
| доски и бруски пола, плинтус, подоконник | ГОСТ 8242 | 12 ± 3 |
| внутренние наличники | 12 ± 3 | |
| наличники и обшивка наружные | 15 ± 3 | |
| поручни, обшивка наружные | 15 ± 3 | |
| Балки перекрытий деревянные: | ||
| из цельной древесины | ГОСТ 4981 | до 20 |
| из клееной древесины | 12 ± 3 | |
Влажность свежесрубленной древесины зависит от породы и места взятия пробы по сечению ствола. У хвойных пород влажность древесины в периферийной части ствола (заболони) больше влажности древесины в центральной части ствола (ядро). У лиственных пород влажность по всему сечению ствола примерно одинакова.
Дерево - живое растение, которое естественным образом впитывает воду для поддержания жизнедеятельности. Спиленное недавно, оно содержит значительный процент влажности, у разных пород он индивидуален. Тем не менее, это значение необходимо учитывать при покупке материала, чтобы понять, пригодна древесина к дальнейшей обработке и использованию или еще нуждается в сушке.
Виды влажности
Абсолютная - отношение массы жидкости в объеме древесины к массе сухого образца того же размера.
Относительная показывает количество влаги относительно массы этого же образца дерева в том же состоянии.
В природном материале соседствуют связанная и свободная влага:
- Свободная находится в межклеточном пространстве и составляет артерии дерева. Такая легко удаляется при сушке и не влияет на качество заготовки;
- Связанная содержится в клетках дерева.
Нормы
Влажность пород древесины регламентируют нормативные документы:
- СНиП II-25-80;
- СП 64.133330.2011;
- ГОСТ 16483.7-71*;
- ГОСТ 17231-78.
Существуют нормы влажности для древесины по классу использования материала. Для каждой отдельной породы величину определить сложно: в каких условиях росло растение, какой сезон выдался, в какой местности производили рубку - все факторы отображаются на количестве влаги в одной особи. Средние значения:
Влажность древесины: норма по ГОСТ определена для готовых конструкций в разных условиях эксплуатации.
Определение влажности
Чтобы определить, сколько процентов естественная влажность древесины, следует воспользоваться одним из методов:
- Самый простой и распространенный - использование влагометра - электрического прибора, работа которого основана на измерении электропроводности измеряемого сырья. В древесину вставляют 3 игольчатых электрода, прибор пускает по ним разряд и выводит искомое значение на экран.
- Зонды с четырьмя иглами для работы со стружкой основаны на том же принципе работы.
Как определить влажность древесины без влагомера
Точный расчет с погрешностью измерения не более 1% описывает ГОСТ 17231-78. Упрощенный алгоритм:
- Берут отрез древесины взвешивают его.
- Образец помещают в сушильную камеру с температурой воздуха +103°C до получения постоянной массы.
- Высушенный отрез охлаждают до комнатной температуры и снова взвешивают.
- Определяют влажность исходника по формуле:
- W=(m-m0)/m0*100%, где m и m0 - масса древесины до и после сушки.
Определение приборами может дать погрешность до 10%:
- Электроды проникают на незначительную глубину, вода в стволе или изделии распределена неравномерно. При высыхании верхние слои становятся более сухими.
- Каждая порода по-разному расстается с влагой.
- Удельное электрическое сопротивление разных видов деревьев индивидуально, универсальные приборы это не учитывают.
Описанные ГОСТом методы громоздки и длительны, определение значения может занять несколько дней и требует специального оборудования.
Опытные мастера определяют влажность дерева по внешнему виду:
- По цвету породы;
- По наличию ;
- По короблению и т.д.
Готовность древесины к обработке можно определить самостоятельно:
- По качеству коры: у влажного дерева она насыщенная и мягкая, в процессе сушки корка огрубевает;
- По месту распила: свежее растение влажное наощупь;
- По стружке: при сжатии пучка она не должна слипнуться - такая нет готова к обработке, изделие даст значительную усадку.
- Наличие равномерно распределенных неглубоких трещин говорит о зрелости материала, глубоки - о пересыхании и неоднородности.
Древесина - очень гигроскопичный материал, который легко изменяет свою влажность. Влажностью древесины называют процентное содержание в ней воды (влаги). Влажность древесины не зависит от породы дерева. Влажность древесины - это количественный показатель содержания влаги в ней
Влажность древесины
Между древесиной и воздухом все время происходит влагообмен. Поэтому, влажность древесины - очень нестабильная величина, которая изменяется вместе со влажностью окружающей среды. Если влажность древесины больше, чем влажность окружающего воздуха - будет происходить высыхание древесины. Если наоборот - увлажнение. А если влажность и температура окружающей среды (воздуха) достаточно долго будут иметь неизменное значение, то влажность дров тоже стабилизируется и будет соответствовать влажности окружающего воздуха.
Влажность древесины, при которой прекращается обмен влагой между ней и окружающей средой, называют «равновесной»
В природе, равновесная влажность для древесины - это крайне неустойчивое состояние. Потому что, в природе невозможно найти воздух с достаточно долго постоянными параметрами температуры и влажности. Однако, состояние равновесной влажности легко достигается для древесины, находящейся в условиях искусственного микроклимата, например - в сушильной камере или просто, в любом другом помещении с постоянной температурой и влажностью.
Различают абсолютную и относительную влажность древесины
Абсолютная влажность древесины
Абсолютная влажность - это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к массе абсолютно сухой древесины этого же образца. По , величина абсолютной влажности (W) высчитывается после исследования (сушки) образца, по формуле:
W = (m - m 0) / m 0 x 100,
где, (m) и (m 0) - масса образца, до и после высушивания.
Понятие величины «абсолютная влажность», по ГОСТ 17231-78, трактуется просто как «влажность». Как и всё «абсолютное», величина «абсолютной влажности» оторвана от реального мира и является крайне неудобоваримой формой при теплотехнических расчётах. Например, при величине абсолютной влажности 25%, килограмм древесины будет содержать 200 грамм воды. Такое несоответствие цифр сбивает с толку при расчётах.
Более удобной и практичной является величина относительной влажности
Относительная влажность древесины
Относительная (рабочая) влажность древесины - это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к его общей массе. По ГОСТ 17231-78, величина относительной влажности (W отн.) высчитывается из величины абсолютной влажности (W) образца, по формуле:
W отн. = 100W / (100+W)
или проще,
W отн. = m воды / m образца x 100
Относительная влажность - очень простая и удобная форма для учёта испаряемой воды в дровяных теплотехнических расчётах. Величина относительной влажности напрямую указывает на количественно содержание воды в древесине. Например, один килограмм древесины при влажности 20%, будет содержать 200 грамм воды и 800 грамм сухого древесинного вещества.
Для сравнения, соберём «живой» пример в таблицу. Это таблица для одного и того же нашего образца. Определим и сравним величины его абсолютной и относительной влажности:
|
Абсолютная влажность = 25%, |
Относительная влажность = 20%, |
| абсолютной влажности будет 25%, | - если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его относительной влажности будет 20%, |
|
Формула для определения W = (m - m 0) / m 0 x 100 W = (1000 - 800) / 800 x 100 = 25% |
Формула для определения W отн. = 100W / (100+W) W отн. = 100 x 25 / (100+25) = 20% |
|
Вывод Несмотря на то, что величина абсолютной влажности является первоисточником для определения величины относительной влажности, именно величина относительной влажности имеет большее практическое применение. Потому что, она (величина относительной влажности) более реалистично отображает содержание воды в образце и не сбивает с толку несоответствием цифр |
|
Степень влажности древесины
По влажности, всю древесину делят на три группы: сырая (влажность более 35%), полусухая (влажность от 25 до 35%) и сухая (влажность менее 25%). Первоначально, влажность свежесрубленных деревьев составляет 50-60%. Затем, при естественной сушке под навесом на воздухе, древесина в течение полутора-двух лет теряет до 20-30% влаги и приходит в состояние условно- влажности. После этого, влажность древесины уже существенно не изменяется, и её величина составляет ≈25%. Такая древесина называются воздушно-сухой. Чтобы снизить влажность древесины до состояния комнатно-сухой (7...18%), её нужно сушить принудительно в сушильных камерах, либо переместить на длительное время в условия искусственного микроклимата с заданными условиями (например, перенести в комнату или иное помещение).
Различают следующие степени влажности древесины:
- Сплавная
(влажность 60%, и более)
Это может быть дерево, которое длительное время находилось в воде. Например, сплавная древесина, или древесина после сортировки в водном бассейне, или просто хорошо намокшее (отсыревшее) бревно. - Свежесрубленная
(влажность 45...50%)
Это древесина, которая сохранила влагу растущего дерева. - Воздушно-сухая
(влажность 20...30%)
Это древесина, которая длительное время выдерживалась на открытом воздухе, при хорошем проветривании. - Комнатно-сухая
(влажность 7...18%)
Это древесина, которая длительное время находилась в жилой комнате или в ином, отапливаемом и вентилируемом помещении. - Абсолютно сухая
(влажность 0%)
Это древесина, высушенная при температуре t=103±2°С до постоянной массы.
Теплотворность влажных дров
Теплотворная способность древесины находится в прямой зависимости от её влажности. Влажность дров относится к определяющему показателю их качества. Что сухие дрова горят лучше сырых - известно многим, если не всем. И все знают, что мокрые дрова всегда можно подсушить, а сухие, наоборот - намочить. Соответственно и качество топлива будет изменяться - улучшаться или ухудшаться. Но, так ли это важно для современного отопительного оборудования? Например, дровяные пиролизные котлы позволяют сжигать дрова, влажностью до 50%, и даже - до 70%!
В таблице приведены обобщённые показатели теплотворной способности древесины для каждой степени её влажности.
Из таблицы видно, что чем меньше влажность древесины, тем выше ее теплотворная способность . Например, воздушно-сухая древесина имеет рабочую теплотворность почти в два раза большую, чем свежесрубленная, не говоря уже о мокрой древесине.
Древесина, влажностью 70% и выше, практически не горит.
Идеальный вариант для дровяного отопления - это использовать дрова в состоянии комнатно-сухой степени влажности. Такие дрова дают максимальное количество тепла. Но, поскольку сушка дров до такого состояния сопряжена с дополнительными затратами энергии, то наиболее оптимальным вариантом для отопления, будет использование воздушно-сухой древесины. Довести дрова до воздушно-сухого состояния сравнительно не сложно. Для этого достаточно заготовить их впрок и хранить в сухом проветриваемом помещении.
Напоследок хочется заметить, что влага, содержащаяся в дровах, не только ухудшает их теплотворность. Повышенное содержание влаги в топливе отрицательно сказывается на самом процессе горения. Избыток водяных паров служит основой для создания агрессивной среды, являющейся причиной преждевременного износа отопительного агрегата и дымоходов.
Производители современного отопительного оборудования рекомендуют использовать в качестве топлива воздушно-сухую древесину, влажностью, не более 30-35%
Дерево – это «живой» материал, меняющий свои свойства не только во время роста, но долгое время после сруба. Влажность – одна из важнейших характеристик древесины для ее применения. Данный материал очень восприимчив к изменениям окружающей среды. Одним из его свойств является «дыхание» - поглощение и выделение газов стенками клеток материала. По такому же принципу эти клетки всасывают и выделяют влагу.
Что может влиять на содержание влаги в древесных тканях? Существует 3 основных фактора:
Порода дерева
Время года, в которое его спилили;
Особенности климата.
Рассмотрим наиболее употребимые понятия влажности древесины.
Естественная влажность древесины
Это уровень влаги, содержащийся в дереве на момент спила . Его еще называют «начальной влажностью». От этого значения отталкиваются при дальнейших действиях с партией материала: так, например, можно рассчитать время и условия сушки. Содержание влаги при разных условиях может варьироваться от 25 до 80% . При определении естественной влажности той или иной партии древесного материала мы всегда будем иметь в виду "влажность при конкретных условиях".
Равновесная влажность
Когда древесина долгое время находится в одной и той же воздушной среде, без значительных изменений влажности воздуха и температуры, материал достигает равновесной влажности. Это состояние, когда процесс усушки или насыщения влагой в данных условиях прекратился, и процент влажности стал постоянным. Стоит отметить, что разные породы дерева в одних и тех же условиях достигают практически равных показателей внутренней влаги.
В зависимости от разных условий содержания различают 5 степеней влажности древесины :
Мокрая – влажность более 100%, такое состояние достигается при длительном хранении дерева в воде.
Свежесрубленная - уровень влаги от 50 до 100%.
Воздушно сухая – от 15 до 20 %. Такие показатели достигаются при хранении на воздухе, они различаются в зависимости от температуры и выпадения атмосферных осадков.
Комнатно-сухая – от 8-10%. Уровень влаги устанавливается при хранении в помещении.
Абсолютно сухая – древесина с влажностью 0%.
Свободная и связанная влага
В тканях дерева присутствует 2 типа жидкости:
Связанная влага – находится внутри клеток дерева.
Свободная влага – та, что наполняет поры и каналы тканей, но еще не впиталась клетками.
Точка насыщения волокон древесины
С этими двумя понятиями связана так называемая точка насыщения волокон: тот процент влажности древесины, когда из нее удалена вся свободная влага, но при этом в ней остается связанная жидкость.
Для разных пород дерева эта степень определяется от 23 до 31% .
Ясень – 23%
Каштан, веймутова сосна – 25%
Сосна, Ель, Липа – 29%
Бук, лиственница – 30%
Пихта Дугласа, секвойя – 30,5 -31%
Эта величина имеет значение, поскольку объемы и размеры древесины изменяются при влажности от 0% до точки насыщения. После полного заполнения клеток водой объем дерева не будет значительно увеличиваться.
Измерение влажности дерева влагомметром
Абсолютная влажность древесины
Рассмотрим понятия абсолютной и относительной влажности.Возьмем деревянный брусок.
Абсолютная влажность является отношением массы внутренней жидкости к массе полностью высушенного бруска.
Величина высчитывается по формуле:
W = (m – m 0) / m 0 x 100,
где, (m) и (m 0) – масса влажного и высушенного бруска.
ГОСТ 17231-78 трактует данную величину просто как «влажность». Но это понятие неудобно использовать в расчетах, поскольку количество воды относится именно к сухой массе, а не к полному весу. В результате этого возникают расхождения: например 1000 г древесины содержит 200 г влаги, но абсолютная влажность высчитывается как 25%.
Относительная влажность древесины
Это более удобное понятие для расчётов, поскольку в нем отражается отношение массы внутренней жидкости к полной массе бруска. Формула расчёта – самая простая:
W отн. = m воды / m образца x 100.
Эту формулу используют в расчёте теплотехники для определения объема испаряемой из дров воды. Согласно ему, при влажности 20% в 1000 – граммовом бруске находится 200 грамм влаги и 800 гр сухих волокон– вполне логичный результат.
Влажность пород древесины
Одним из факторов, влияющих на влажность, является порода дерева. Благодаря разной структуре волокон одни породы мгновенно реагируют на изменения внешней среды, впитывают и высвобождают воду. Другие – более устойчивы и очень медленно насыщаются влагой.
К наиболее активно впитывающим влагу породам относятся бук, груша, кемпас
Стабильными и устойчивыми к изменениям считаются дуб, мербау.
Более «сухие» породы при усушке имеют тенденцию к растрескиванию. Умеренно-влажные, такие как дуб, более устойчивы к таким явлениям, меньше изменяют свои свойства при изменении условий.
При спиле в обычных условиях влажность разных пород древесины имеет следующие средние значения:
Влажность древесины для гранулирования пеллет
Пеллеты и топливные брикеты ценятся благодаря низкому уровню влажности в топливе. Уровень содержания влаги в нем составляет 8-12%. С такими характеристиками при сжигании образуется минимальное количество дыма.
Оптимальным уровнем влажности древесины для пеллетного производства является уровень 12-14%. Молотковые дробилки работают в том числе с щепой до 65% влажности, но при такой влажности невозможно измельчить материал до необходимой фракции, поэтому измельчение происходит в несколько этапов. Для доведения измельченных опилок до нужной кондиции используются комплексы с сушильными барабанами.