Все про влажность древесины

Влажность пород древесины

От породы дерева зависит реакция пиломатериала на атмосферные явления, способность впитывать влагу и испарять ее. Одни деревья более устойчивы к влаге, другие абсолютно не переносят влажного климата и обработки при помощи воды, третьи быстро наполняются и легко сушатся.

Менее всех подвержены изменениям при влажном климате дуб и мербау. Бук и груша впитывают воду активно и также легко высушиваются. Теми же свойствами обладает кемпас.

Те рыхлые по структуре деревья, которые легко сушатся, могут быстро пересушиться и тогда на них появятся трещины, сколы. Плотные породы, менее подверженные воздействию влаги, не меняют своих свойств под воздействием воды. У хвойных пород изначально древесина более влажная, чем у лиственных. Причем показатель растет ближе к центральной части ствола, а у лиственных деревьев по всему стволу одинаковые проценты.

В некоторых столярных работах используют воду, чтобы придать материалу необходимую форму. Это называется столярной влажностью, и ее показатель колеблется в пределах 6-8%. При таких условиях материал проще точить, резать, шлифовать и пр. Сухая древесина проще склеивается, не подвержена загниванию, слабо коробится.

Если материал изначально мокрый или свежесрубленный с высоким процентом влаги, его необходимо немного подсушить перед транспортировкой, иначе он просто может не доехать до пункта назначения. Транспортная влажность пиломатериалов составляет 18-20%. Перед тем как погрузить такой пиломатериал и отправить транспортом, его вылеживают на улице примерно 2,5 месяца. Для ускорения процесса были придуманы специальные сушильные камеры, и сушка сократилась до 5 дней. После достижения необходимых показателей древесина становится устойчивой к атмосферным проявлениям и сохраняет свои габариты до прибытия на дальнейшую обработку.

Значения равновесной влажности

Древесина относится к материалам, размеры которых меняются при изменении влажности. При снижении влажности наблюдается уменьшение линейных размеров и объема древесины. Это явление называется усушкой. Она имеет место лишь при уменьшении количества связанной воды и начинается для сырой древесины от предела насыщения, т.е. от 30%. Усушка прекращается при достижении древесиной абсолютно сухого состояния.

Изменение содержания в древесине свободной воды не вызывает изменения ее размеров. Увеличение линейных размеров и объема при повышении влажности называется разбуханием. Разбухание происходит при повышении влажности от 0 до 30%. Усушка и разбухание – процессы обратимые.

Усушка зависит от структурного направления, диапазона изменения влажности и породы древесины. Влияние структурного направления на усушку связано с особенностями строения древесины. При удалении связанной воды наиболее значительно изменяются размеры в поперечном направлении и несущественно в продольном (вдоль волокон), причем усушка в тангенциальном направлении в 1,5-2 раза больше, чем в радиальном, вдоль волокон она ничтожна и в расчетах не учитывается 

Усушка приблизительно прямо пропорциональна изменению влажности древесины. При снижении влажности от предела насыщения клеточных стенок до нуля будет иметь место наибольшая усушка, которая называется полной. В среднем полная усушка в тангенциальном направлении составляет 6-10%, в радиальном – 3-5 %, а полная объемная усушка – 12-15%.

Морёная древесина — невероятная красота и прочность

Пролежавшие под водой стволы и обломки деревьев принято называть топляк. Логичное название, учитывая, что дерево действительно оказывается утопленным, находится на дне моря, озера, реки, болота десятки лет. Примечательно, что некоторые стволы при этом превращаются в труху, гниют и, разумеется, не могут быть использованы. А вот другие деревья, напротив, приобретают поистине каменную прочность.

Сама ценная морёная древесина — дуб. Это царское дерево и без того ценится за прочность и красивую текстуру. Пролежав под водой не меньше 300 лет дуб приобретает нежные палевые оттенки. Если же дерево чёрного цвета, то оно пролежало в водоёме порядка 1000 лет!

В доиндустриальную эпоху «чёрным золотом» называли вовсе не нефть, а именно морёный дуб. Изделия из него практически вечные, не подвержены ни гниению, ни грибку, ни плесени. Им не нужно защитное покрытие, а ещё морёная древесина выглядит необычайно красиво.

Помимо дуба самой ценной морёной древесиной считается лиственница. Это неудивительно. Именно эти породы деревьев за счёт высокой плотности тонут, опускаются на дно, где под слоем ила или песка происходит процесс трансформации. Даже в пресной воде есть соли, которые взаимодействуют с дубильными веществами древесины и помогают ей приобрести особую твёрдость и прочность.

По словам специалистов, чтобы дерево действительно стало морёным, оно должно пролежать под водой не меньше 40 лет. Вообще, чем дольше, тем лучше, считают эксперты. Идеальными местами для получения морёной древесины являются стоячие воды болот или озёр. Но и дерево, пролежавшее в морской воде, пропитанное солью, тоже будет не менее прочным.

Из морёной древесины можно делать буквально что угодно: мебель, паркет, различные поделки, статуэтки и фигурки, шкатулки, бильярдные кии, трубки, другие предметы интерьера и даже ювелирные изделия. Недостатков у этого материала нет, но доступен он далеко не всем. Стоит морёная древесина, особенно дуб и лиственница, очень дорого! На то есть несколько весомых причин:

• Во-первых, это редкий материал. Хотя, как подсчитали в ЦНИИ Лесосплава, в процессе транспортировки стволов деревьев тонет примерно 1% из всего сплавляемого объёма, а в Волжском бассейне накопилось порядка 9 миллионов м3 топляка. Это же много, скажете вы. Но отыскать затонувшие стволы нелегко. Кроме того, лишь 50% всей затонувшей древесины можно отнести к деловой, то есть пригодной к дальнейшему использованию. И дуба среди топляка не больше 5%. В Европе поисками и подъёмом затопленных деревьев занимались давно и целенаправленно, поэтому отыскать в европейских странах топляк уже очень сложно. Россия пока обладает запасами этого материала;
• Во-вторых, поднять на поверхность дерево сложно технически. Нужна специальная техника, обычно требуется помощь аквалангистов. Древесина становится тяжёлой, вручную цельный ствол не достанешь;
• В-третьих, мало достать топляк. Его нужно ещё и высушить перед использованием. На это уходит примерно год, причём ускорять процесс ни в коем случае нельзя, сушка должна происходить естественным путём;
• В-четвёртых, обрабатывать ставшее очень прочным дерево сложно, нужны специальные навыки и инструменты. Не все столяры берутся за работу с морёным дубом.

Поэтому за три килограмма морёного чёрного дуба в интернете зачастую просят порядка 2 тысяч рублей! Или 200 рублей за один кусочек небольшого размера, буквально кубик, пригодный только для вырезания, например, рукоятки ножа. А готовый гребень из морёного дуба, такой, как показан на фото выше, будет стоить больше 12 тысяч рублей.

Можете представить, во сколько же обойдётся паркет из такого материала или кухонный гарнитур. Эксперты сравнивают стоимость хорошего морёного дубового бревна с ценой автомобиля. Дешевле морёная берёза, сосна, осина — за кубометр просят от 1,5 до 20 тысяч рублей, в зависимости от состояния и качества древесины.

При таких ценах на морёную древесины, неудивительно, что изготовители мебели и предметов интерьера добиваются схожести с помощью морилок, специальных пропиток. Да, это уже имитация, по прочности и твёрдости такое дерево не отличается от обычного, но цвет становится темнее, благороднее, структура подчёркнута.

Морёная древесина — материал элитный. Только для дорогих интерьеров, отделки яхт, салонов эксклюзивных автомобилей, мебели, которая стоит в кабинетах президентов и руководителей крупных компаний. опубликовано econet.ru  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Как увеличить эксплуатационный срок деревянному материалу

Чтобы защитить деревянный материал от негативных атмосферных действий, от насекомых, грибка, нужно всего лишь вовремя проводить тщательную обработку с использованием специальных пропиток. Сейчас имеется масса антисептических составов. Для внутренних помещений изготовляются безопасные средства, состоящие на водной основе. Для деревянных изделий, находящихся на открытом воздухе, имеются более мощные пропитки. Подойдут для такой обработки масляные и органические пропитки.

Особое внимание при обработке деревянных срубов стоит уделить нижним венцам, имеющим контакт с землей и фундаментом. Они в большей степени подвергаются негативному воздействию, потому что главный враг дерева – влага, постоянно сопутствует им.  Необходимо для них использовать антисептические составы, обладающие антибактериальными и в то же время влагостойкими свойствами

Лучше использовать для обработки деревянных материалов комплексные средства, они защищают деревянную конструкцию не только от биологического заражения и гниения, но и от огня. В их составах имеются антипирены, которые улучшают огнестойкость древесины.  И в то же время многие такие комплексные средства улучшают внешний вид древесины, благодаря способности создавать на поверхности декоративное покрытие, не скрывающее естественной красоты материала.

Почему гниёт древесина

Основной причиной является высокая влажность воздуха либо самого материала. Влажная древесина является естественной средой обитания грибков, плесени и гнили. Под их воздействием ухудшаются внешние данные материала, его прочностные характеристики. Заразиться биологическими агентами дерево может находясь еще в лесу. Они могут длительное время себя не проявлять, но как только будет обеспечена высокая влажность, тепло, отсутствие свежего воздуха, они начнут действовать.

Еще одной причиной гниения могут стать насекомыми. Они ухудшают не поверхностные слои материала, а пробираются в его глубь. Многие жуки питаются волокнами древесины, снижают его прочность, но самое опасное они могут пронести грибковую инфекцию, которая начнет развиваться внутри древесины. В таком случае заражение материала обнаруживается уже слишком поздно, и восстановить прежние свойства древесины невозможно.

Равновесная влажность

Чтобы пиломатериал хранился продолжительное время и не сгнил, его необходимо правильно высушить. Для проведения процедуры понадобится показатель равновесной влажности древесины. Он достигается путем длительного нахождения пиломатериалов в определенной внешней среде. При изменении внешних условий меняется и равновесная влажность.

Избыточное количество влаги в породе негативно влияет на состояние готового изделия и портит заготовки. Пиломатериал под воздействием воды плесневеет, в нем заводится грибок. Древесина по структуре пористая и впитывает влагу легко. Также легко от нее и избавляется, уменьшаясь или увеличиваясь в размерах. В результате при неправильных расчетах показателя, некоторые участки деревянного строения могут начать выпирать со временем или осесть. А потом, под воздействием внешней среды вновь сгладятся.

Степень влажность у хвойных и лиственных пород отличается. Для четкой сортировки пиломатериала его разделяют на 3 степени по процентному соотношению воды в составе:

• Сырая древесина. Содержит более 35% влаги.
• Полусухая. В диапазоне от 25 до 35%.
• Сухая. Менее 25%.

При естественной сушке показатель снижается до 30%. При этом меняются габариты и масса материала. Для ускорения процесса применяются технологии, позволяющие в короткий период снизить его до 7-18%.

Свободная и связанная влага

Когда дерево срублено и лежит на складе, влага по стволу распределяется равномерно. Прежде чем это произойдет должен пройти достаточно большой промежуток времени. Сразу после спила влажность повышена, достигает в среднем 60%. Влага внутри ствола делится на :

• гигроскопическую (свободную), которая задерживается в волокнах;
• капиллярную (связанную), содержащуюся в клетках растения.

В процессе сушки из ствола выходит только свободная влага. Капиллярная остается. Ее в древесине всего примерно 23%. Если пиломатериал срубили недавно, то влажность будет распределяться неравномерно по длине ствола. Самый высокий процент наблюдается в комлевой части, чем ближе к верхушке, тем процент становится ниже. Еще есть зависимость количества влаги в древесине у некоторых пород от близости к ядру. У одних она повышается при приближении к сердцевине, у других, наоборот, понижается.

Когда вода распределяется равномерно по всей структуре древесины и не превышает показатель 15 % — это называется стандартная влажность. В таком состоянии заготовку можно использовать для обработки и подготовки к работам (отделочным, строительным). Материал хорошо хранится, но восприимчив к погодным условиям, при выпадении осадков может промокнуть и показатель количества влаги изменится.

Для производства качественной древесины необходимо использовать оба понятия (стандартной и равновесной влажности). Надо понимать, что при эксплуатации готового изделия на улице, под воздействием разных температурных режимов, ее свойства могут меняться. Поэтому изделие необходимо защитить пропиткой.

Точка насыщения волокон древесины

Это показатель равновесной влажности, при котором свободная влага из древесины уже испарилась, а капиллярная осталась. Процент влажности в точке насыщения колеблется от 23 до 30. Зависит от породы древесины, внешних условий. Если показатель наличия влаги опустить ниже этой точки, то процесс сушки замедлится, материал начнет усыхать, смещаться, оседать. При естественном процессе сушки, верхние слои материала быстрее отдают свободную влагу и начинают отдавать связанную. В результате свойства заготовки меняются. Этот процесс вносит трудности в процесс сушки.

После достижения точки насыщения волокон, дальнейшее намокание и просушка заготовки уже не несет такого значения, как прежде.

Влажность свежесрубленной древесины

Древесина относится к гигроскопическим материалам, т.е. таким, которые обладают свойством изменять свою влажность с изменением состояния окружающей среды. Если древесину длительное время выдерживать в воздухе неизменного состояния, то ее влажность будет стремиться к определенной величине, которая называется устойчивой влажностью. Устойчивой влажности древесина может достигнуть, поглощая водяные пары из воздуха (сорбция) либо выделяя их в воздух (десорбция). Водяные пары из воздуха могут поглощать только клеточные стенки. Появление свободной воды при этом не возможно, даже если воздух будет насыщен водяным паром.

Максимальная устойчивая влажность, которую приобретает пиломатериал при длительной выдержке в воздухе, содержащем насыщенный водяной пар (влажность предела гигроскопичности) при комнатной температуре равна 30%, а при температуре 100°С – 19%. То есть с ростом температуры она уменьшается. Устойчивая влажность древесины зависит от температуры и относительной влажности воздуха. Значения устойчивой влажности при некоторых значениях температуры и степени насыщения воздуха приведены в таблице.

Абсолютная влажность древесины

Физическая величина, которая отображает количество влаги заготовки по отношению к количеству влаги в совершенно сухом материале. Показатель абсолютной влажности древесины при расчетах обозначают знаком — W. Влажность совершенно сухой древесины считается равной 0%. Высчитывается эта величина для расчета параметров стройматериалов. В процессе сушки вес пиломатериала постоянно уменьшается. Если влажность в атмосфере повысилась — показатель начнет расти. Этот процесс затормаживается, когда достигается точка насыщения волокон. В это время вес заготовки перестанет падать. Это состояние называется абсолютно сухим, его показатель считается идеальным и берется за основу при других расчетах.

Формула абсолютной влажности:

W = (m_c-m_o)/m_o× 100

где m_с и m_o  — это масса влажной свежесрубленной (m_c) и масса сухой (m_o) заготовки.

По ГОСТу это понятие трактуется как просто влажность. Иногда, при расчетах возникают ошибки, поскольку учитывается абсолютно сухая масса древесины, неполный вес.

Интересным и популярным методом сушки древесины является сушка древесины вывариванием в соли. Рассмотрим этот метод более подробно:

Сушка древесины вывариванием в соли – как это работает?

Дерево — это природный материал с высокой влажностью, в стволе дерева имеются капилляры, в которых содержится жидкость. Эту жидкость дерево впитывает из грунта и из окружающей среды. В этой жидкости помимо воды содержаться питательные вещества.

Нельзя использовать в производстве. Такая древесина плохо поддается обработке, не клеится, а в ходе эксплуатации может менять свою форму, что приведет к растрескиванию и появлению щелей в изделии. Перед использованием древесину необходимо тщательно просушить. Идеальной, для такого материала как дерево, считается влажность не выше 10-12%. В принципе, дерево прекрасно высыхает и в естественных условий и для этого не нужно прилагать каких либо дополнительных усилий. Достаточно разместить древесину в хорошо вентилируемом помещении и забыть о ней на некоторое время. Но это вызывает ряд неудобств, во-первых, это достаточно долго, а во-вторых, нужно иметь помещение, в котором достаточно места для сушки необходимого количества материала. Как же можно облегчить и ускорить процесс сушки дерева?

Одним из самых доступных методов является варка древесины. Вываривать древесину можно и в обычной пресной воде, но больший эффект дает вываривание древесины в соленой воде.

Сушка древесины
вываривание в соли ускоряет процесс сушки и улучшает качества дерева. Дело в том, что варка древесины в соленой воде ускоряет процесс выведения сока, который содержится в клетках древесины, что в свою очередь уменьшает общее время необходимое для сушки дерева. Вываривание древесины в соли делает ее мягкой, она быстрее высыхает, что помогает предупредить растрескивание и изменение формы материала в ходе дальнейшей сушки. Также вываривание дерева в соли помогает улучшить внешний вид дерева.

Вываривание древесины в соли в домашних условиях

Сушка древесины
вываривание в соли один из методов, которые с легкостью можно использовать в домашних условиях.

Вываривание древесины в соли производят с помощью 25% солевого раствора. Древесину необходимо поместить в емкость, наполненную солевым раствором варить на среднем огне в течении двух-трех часов. Время может меняться в зависимости от количества древесины.

Небольшие части древесины, деревянные детали или заготовки можно вываривать, используя большую кастрюлю и обычную бытовую плиту. Раствор делаем в такой пропорции: на один литр воды примерно пять столовых ложек соли.

Для большого количества дерева обычно используют специально оборудованные ванны. Мастера, которые используют этот метод сушки дерева, часто самостоятельно изготавливают ванны с вмонтированными нагревательными элементами.

Для прогрева емкости с материалом подойдет также костер.

Более подробно о вываривании древесины в соленой воде смотрите в видеоролике. Приятного просмотра!

Ирина Железняк, Собкор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»

Насколько информация оказалась для Вас полезной?

Какая древесина практически не гниет

Меньше всего подвергается гниению ценные породы древесины. Они обладают высокой стоимостью и не все способны приобрести их для строительства. К примеру, таким материалом является дуб.

Этот сорт сопротивляется неблагоприятным воздействиям со стороны окружающей среды. Его не портит грибок, ветер, солнце, вода. При соприкосновении с водой он наоборот становится только крепче, приобретает более темный оттенок. Дуб тяжело поддается обработке, сложно ему придать определенную форму. Он практически не трескается и не коробится. Чем старше само дерево дуба, тем лучше.

Менее доступная по стоимости, прочная и устойчивая к гниению лиственница.  Это дерево хвойной породы, обладающее прямым стволом. Несколько сотен лет город Венеция стоит на сибирской лиственнице, отсюда можно сделать вывод о ее прочностных и других характеристиках. Она практически не гниет, не подвергается воздействию грибка синевы. Ее в меньшей степени поражают насекомые и грибки, из-за особенностей ее смолы, выполняющей антисептическую роль. У лиственницы интересная текстура, которая после обработки материала выглядит красиво. Естественный оттенок тёмно-бурый.

1. Сосна. Она относится к мягким породам, ее легко пилить, строгать, обрабатывать. У данной древесины прямой и ровный ствол. При высыхании не сильно растрескивается. Она обладает желтовато-белым оттенком, четко выраженной текстурой и большим количеством содержанием смол, за счет чего защищенной от попадания влаги. Ещё существует корабельная сосна, она не боится влажности, активно используется в кораблестроении. От обычной сосны она отличается более высоким и ровным стволом. А ее смолистость зависит от времени года и возраста дерева.
2. Ель. Дерево обладает ровным, прямым, круглым стволом. Обрабатывать ее труднее, из-за твердости имеющихся сучков, несмотря на то что сама древесина мягкая. Ель обладает более рыхлой структурой и теплой, чем сосна и при высыхании может растрескаться. Эту древесину редко поражает синева. Цвет у ели белый, с золотистым оттенком.

Относительная влажность древесины

Является ориентировочным показателем. При расчетах за основу берется фактический вес имеющейся заготовки в отношении к абсолютно сухой. Так определяется относительная влажность во всем имеющемся в наличии материале.

Показатель выражается в процентах и посчитать его можно следующими способами:

• исходя их влажной и сухой массы заготовки;
• пользуясь данными о количестве влаги в граммах и весе заготовки.

Чтобы расчет оказался верным, требуется произвести практические манипуляции.

1. От заготовки отрезается образец пиломатериала.
2. Свежеспиленный образец взвешивается, данные фиксируются.
3. Далее, он высушивается до абсолютно сухого состояния и взвешивается повторно.
4. Фиксируется фактическая разница между двумя показателями. Так получается масса воды внутри образца.

Далее, по формуле:

W = m_в/m_о ×  100

где m_в — масса воды, а m_о — масса образца в обычном состоянии, высчитывается относительная влажность.

Так можно определить процент влаги по отношению ко всей массе имеющихся пиломатериалов.

Естественная влажность

Показатель используют для определения количества воды внутри ствола сразу после спиливания или во время роста. Он определяет качество сушки древесных материалов. Естественная влажность древесины считается изначальной величиной, на основе которой начинают вести расчеты по сушке материала. Если показатель определён неверно, есть риск недосушить или пересушить пиломатериал.

Сколько процентов воды содержится в стволе определяют следующие факторы:

• строение древесины;
• пористость;
• окружающая среда.

Показатели естественной влажности древесины колеблются от 30 до 80% и меняются в зависимости от типа материала. От них отталкиваются перед тем, как определить оптимальный режим сушки для достижения нужного качества сухой заготовки.

У лиственных пород естественная влажность древесины ниже, чем у хвойных. Это связано со строением древесины.  В ели содержится до 90% влаги, в пихте в пределах 92%. Для сравнения в ясеневой древесине всего 36%. Кроме этого, на процент воды в материале влияет состояние окружающей среды. Зимой растения переходят в “спящий режим” и практически не потребляют питательных веществ из земли. Поэтому влажность в летний период намного превышает зимние показатели. Также у свежесрубленной древесины процент влаги значительно выше, чем у давних заготовок.

Задача тех, кто занимается обработкой пиломатериала — снизить влажность до минимально возможного процента. Это делается для того, чтобы заготовки обрели необходимую твердость, прочность. Износ у изделий материал которых прошел процесс сушки успешно существенно ниже.

Влажность также влияет и на размер заготовок. Чем больше усыхает материал, тем меньше по габаритам он становится. Правильная сушка должна быть организована таким образом, чтобы влага испарялась равномерно. Тогда вес и размер заготовки будет стандартным, а сам материал приобретет необходимые свойства. Новейшие способы сушки древесины снижают процент влажности до 6. Этот показатель также зависит от породы, структуры дерева, времени года.

Для строительства сильно высушенная древесина не используется, поскольку она может дать трещину. Количество воды в материале для этих целей снижается следующими способами:

• Самостоятельное досушивание. Приобретается готовый распил естественной влажности, и раскладывается на участке штабелями. Между рядами досок делаются зазоры с помощью брусков, чтобы воздух свободно циркулировал. Опору надо ставить не реже, чем через 1,5 метра друг от друга, и материал не прогнется. Чтобы дождь или другие осадки не испортили древесину, сверху конструкцию укрывают пленкой или рубероидом. Естественную сушку лучше проводить в теплое время года. Материалы размещаются в тени, под навесом. Тонкие по ширине доски просохнут быстрее, чем толстые. Конструкция устанавливается на прокладки из хвойных веток или защитного материала.
• Покупка готового материала. В этом случае продавец уже подготовил доски и высушил их естественным способом самостоятельно.
• Если требуется понизить количество влаги до 15% и ниже, то применяют камерную сушку в закрытом помещении. Такие материалы будут дороже стоить, так как при обработке потребуется большая трата ресурсов. И для строительства такую древесину лучше не использовать, она может дать трещину.

Идеальное применение сухой древесины — мебель и предметы интерьера.

Способы защиты дерева от загнивания

Занимаясь строительством или отделкой, очень важно вовремя принять меры, благодаря которым хвойные пиломатериалы долго не потребуют замены. Всё начинается с выбора подходящего сорта древесины

Для ответственных конструкций лучше всего подойдет сорт А или В. А вот для чернового пола можно использовать и менее качественную древесину.

Даже самый качественный материал можно испортить, если использовать его без соблюдения определенных правил. Купленным доскам нужно дать вылежаться в помещении, где их предполагается использовать. За 10–14 дней уровень влажности полностью выровняется, и у вас не возникнет проблем с короблением.

Хорошие производители пиломатериалов из сибирской лиственницы часто предлагают уже полностью готовые к использованию доски, в том числе – с пропиткой. Если таких нет, обязательно защитите древесину от ультрафиолета и грибка. Дополнительную устойчивость к влаге обеспечат окрашивание либо вскрытие лаком.