Вологість деревини: види, методи визначення

Деревина – це один з самих затребуваних матеріалів, використовуваних в будівництві, при виготовленні меблів, вагонобудуванні та багатьох інших галузях народного господарства. Головні переваги – висока міцність, екологічна чистота, гарна оброблюваність, хімічна стійкість. Одним з важливих властивостей, яке обов’язково враховують, є вологість деревини. Як її визначити і якою вона повинна бути у різних порід дерева, розглянемо в цій статті.

Види вологості

Деревина має природне походження, тому вона дуже чутлива до коливань температури повітря і тиску атмосфери. Підкоряючись станом навколишнього середовища, вона змінює відсоток вологості. Фахівці стверджують, що деревина дихає, поглинає або виділяє пари повітря і це явище називається гігроскопічністю. Прийнято вважати, що найбільш важлива характеристика – це вологість, яка визначає ставлення вологи до сухої маси. Вона підрозділяється на:

  • Абсолютну – має різні значення для кожної породи дерева. Визначається вологість деревини за Гост 8486-86.
  • Відносну – вимірювання проводяться у вологому стані і поділяються на вільну та зв’язану.

Крім цього, вологість буває:

  • Природна – 27-81%. Використовується для різних підсобних робіт: виготовлення опалубки, крокв та обрешітки.
  • Меблева – 8-12%. Застосовується в меблевому виробництві для отримання клеєного бруса.
  • Транспортна – 18-22%. Використовують для всіх інших видів робіт, крім перелічених у перших двох пунктах: для виробництва пиломатеріалів, будівництва, шпунта.

Для виконання будівельних робіт найкраща деревина – транспортна. Матеріал вологістю близько 20% легко обробляється, він не жолобиться і не піддається грибковим зараженням.

Ступінь вологості

За ступенем вмісту вологи в деревині її поділяють на такі види:

  • Мокра – вона містить більше вологи 100%. Такий стан настає, коли матеріал присутній у воді тривалий час.
  • Свіжозрубана – відсоток вологості деревини в цьому випадку коливається від 50 до 100.
  • Повітряно-суха – тривалий час утримується на відкритих майданчиках. Її вологість повністю залежить від природних умов і пори року, ступінь вологості 15-20%.
  • Кімнатно-суха – знаходиться в житлових приміщеннях з вмістом води не вище 10%.
  • Абсолютно суха – практично відсутня волога, її вміст дорівнює 0%. У цьому разі вона часто піддається деформації.

Знання ступеня вологості необхідно при практичному використанні деревини.

Що таке природна вологість?

Дерево – це живий матеріал, який постійно зростає і дихає. Для його життєдіяльності необхідна вода. Її зміст залежить від породи, погодних умов і місця зростання дерева. Відразу після рубки або розпилюванні колоди матеріал володіє вологістю, яку називають природною. Точних норм для цієї величини не існують. Вона змінюється в межах 27-81%. Деревина з природною вологістю нерідко заражається грибками і бактеріями, піддається гнилі. Не рекомендується відразу після вирубки колоди перевозити на великі відстані, через кілька днів вони приходять в непридатність.

Дивіться також:  Дейтерій - це... Визначення, застосування, властивості

Матеріал з природною вологістю використовують лише для будівництва маловідповідальних споруд. Перед тривалою транспортуванням і подальшим використанням деревини, зрубані колоди піддають атмосферної або примусовій сушці. Тільки після цієї процедури її можна сміливо використовувати для виготовлення різних конструкцій.

Особливості змісту вологи в деревині

Всім відомо з давніх часів, що вологість повітря істотно впливає на вироби, виготовлені з дерева. Особливо це помітно при різких перепадах вмісту вологи в повітрі. Явище пояснюється особливостями змісту води в деревних породах.

Існує дві форми, в яких вона знаходиться в матеріалі:

  • Пов’язана – зберігається в оболонці клітин, утримується фізико-хімічними зв’язками і сильно впливає на властивості деревини.
  • Вільна – розташовується у міжклітинних просторах і порожнинах клітин, зберігається завдяки механічних зв’язків, легко видаляється і мало впливає на якість матеріалу.

При висиханні деревини в першу чергу відбувається випаровування вільної вологи і лише після неї – зв’язаної. Процес буде тривати до тих пір, поки вода рівномірно не розподілиться по всьому матеріалу, і не зрівняється з відносною вологістю повітря. Аналогічно відбувається при поглинанні вологи.

Рівноважна вологість деревини

Будь-яка деревина здатна поглинати водяні пари і воду і віддавати отриману вологу. В залежності від вмісту вологи і температури навколишнього середовища і тривалості знаходження деревини на повітрі встановлюється рівноважна вологість. Це поняття пов’язане з повним рівномірним розподілом вологи, коли процес висихання дерева припиняється, а відсоток вологості деревини і навколишнього середовища стають рівними.

Виявляється, гігроскопічне рівновагу клімату регіону можна визначити за рівноважної вологості будинку, побудованого з натурального дерева. Волога, що міститься в деревині, як вказувалося раніше, складається з вільної складової. Границею цих понять є точка насичення. Це стан деревини, коли вільна рідина повністю видалена, а клітини залишилися насиченими водою. Незалежно від породи дерева вологість в точці насичення прийнято вважати рівною 23-31%.

Яка вологість прийнята за стандарт?

Для застосування пиломатеріалів в будівництві необхідна сортування їх за ступенем вологості. Стандартна вологість деревини приймається рівною приблизно 15% і вважається постійним показником для будь-яких порід дерева, до якого прагнуть всі виробники деревної продукції. В такому стані матеріал відмінно зберігається, використовується для будівельних та оздоблювальних робіт. Поняття рівноважної і стандартної вологості знайомі будь-якому фахівцю, який працює з виробництва пиломатеріалів.

Недостатньо просушена деревина – це реальна середовище для утворення зростання цвілі і грибків, що приводить до її руйнування. Сучасне сушильне обладнання дозволяє досягти показника вологості, що дорівнює 6%. В цьому випадку матеріал буде ще стійкіша до гниття, стійкий до деформації і довговічним.

Дивіться також:  Махач — це значить бійка!

Властивості деревини, пов’язані з вологістю

Основними деформуючими властивостями деревини, вологість якої змінюється, є наступні:

  • Усушка – характеризується зменшенням величини обсягу і лінійних розмірів деревини. Процес усушки пов’язаний тільки з видаленням з деревини зв’язаної води, вільна ніякого впливу не робить. При розпилюванні колод на дошки роблять припуски на усадку матеріалу.
  • Жолоблення – зміна пиломатеріалу за формою, що виникає при сушінні і неправильному зберіганні. Найчастіше це відбувається внаслідок різної усушки по поперечному або поздовжньому напрямку.
  • Водопоглинання – здатність деревного матеріалу вбирати вологу з повітря. Це властивість не залежить від породи деревини і сильно погіршує її властивості, знижуючи біостійкість. Для захисту дерев’яні поверхні покривають лакофарбовими матеріалами.
  • Розбухання – збільшується обсяг і лінійні розміри у результаті підвищується кількість зв’язаної води в клітинах. Таке явище відбувається при сплаві колод по воді або утриманні деревини на вологому повітрі. Причому розбухання поперек волокон спостерігається сильніше, ніж уздовж.

Властивість деревини поглинати рідини використовується при просоченні її антисептиками, варінні для одержання целюлози, сплаві лісу.

Питома вага деревини

Для визначення ваги деревини використовують величину, звану щільністю або питомою вагою. Вона обчислюється відношенням маси матеріалу до одиниці об’єму. Цей параметр дуже мінливий і залежить від вологості і породи деревини, тому прийнято використовувати його середнє значення. Для обчислення цієї величини надходять наступним чином:

  • Визначають масу деревини шляхом зважування.
  • Обчислюють об’єм. Його розраховують за спеціальною методикою, з урахуванням лише обсягу чистої деревини без пустот, які утворюються при укладанні.

Щільність, як правило, розраховується при природній вологості конкретного матеріалу. Вимірюється питома вага будь-якої деревини в кг/м3 і заноситься в таблицю.

Визначення ваги деревини природної вологості

Вага деревини споживачеві необхідно знати для:

  • Перевезення придбаного сировини – вибору транспорту та оплати доставки.
  • Визначення ваги готової конструкції – монтаж фундаменту і встановлення перекриттів.
  • Визначення місця зберігання матеріалу.

Обчислити вагу купується вами матеріалу дуже легко. Для цього буде потрібно визначити по таблиці питома вага конкретної деревини і помножити на кількість кубів придбаного матеріалу.

Визначення ступеня вологості в побутових умовах

Визначити, скільки води міститься в деревині можна різними способами. У побуті часто використовують для вимірювання вологості деревини прилад-электровлагомер. Його дія пов’язана зі зміною електропровідності матеріалу від його вологості. У корпус приладу вмонтовані голки, до яких підводиться електричний струм. Для проведення вимірювання досить вставити їх в досліджувану деревину і включити його в електричну мережу. На шкалі відображається значення вологості саме в тому місці, куди вставлені голки. Недолік электровлагомера полягає в тому, що він визначає вологість тільки в конкретному місці. Досвідчені майстри, які тривалий час працюють з деревиною, можуть визначити в ній вміст води за зовнішнім виглядом. Для цього враховується колір кори, наявність тріщин на торці і уздовж волокон.

Дивіться також:  Мука - це що таке? Значення, походження, синоніми

Методи вимірювання вологості

У промислових умовах, для визначення вологості деревини, використовують прямий і непрямий метод. До прямого відноситься ваговий спосіб визначення. Для цього з контрольованої партії обирають певну кількість дощок. З кожної випилюється зразок і зважується на вагах. Далі його починають висушувати духовий печі, продовжуючи зважування через кожні дві години до тих пір, поки покази не стануть однаковими. Потім, використовуючи всі дані, результат обчислюється за спеціальною формулою. На цей спосіб потрібно дуже багато часу, близько дев’ятої години, тому практикують рідко і беруть на озброєння непрямий метод. Для цього використовують прилад для вимірювання вологості деревини, в основі якого лежить вимірювання електропровідності матеріалу. Датчик кондуктометричного пристрої – це трехигольчатый зонд. Він встромляється вздовж волокон на всю глибину електродів.

Показання дивляться на шкалі міліампера, який проградуйований у відсотках. Для вимірювання вологості стружок використовують роз’ємний склянку. У нього між двома електродами у вигляді дисків міститься певна порція спресованого матеріалу. Вологість деревостружкових плит визначають четырехигольчатым зондом. Цей метод простий у використанні, дає швидкий результат, але можливі похибки, особливо при великій вологості матеріалу. Інший прилад для вимірювання вологості деревини – гігрометр Testo 616. Він дозволяє швидко виконати процедуру вимірювання вмісту води в деревині без її руйнування. Глибина вимірювання становить 5 див. Дані виводяться на дисплей у відсотковому відношенні ваги до сухої маси деревини. Прилад дуже зручний для отримання даних в динаміці, наприклад, при сушінні стін або підлоги.

Висновок

Деревина є натуральним продуктом і дуже сприйнятлива до температурного режиму і вологості. Завдяки гігроскопічності, вона постійно змінює вміст вологи через навколишніх умов середовища. Такий процес називають диханням дерева, воно може вбирати воду з повітря або виділяти її. Подібне явище – це реакція на зміни мікроклімату приміщення. При незмінному стані атмосфери (повітря) у закритому приміщенні вологість деревини приймає постійне значення, називається рівноважним.