Усушка и особенности древесины

Строительство любого деревянного сооружения сопровождается множеством проблем. Дерево – материал достаточно прихотливый. Оно подвержено атаке различных насекомых и микроорганизмов, а также оно может попросту сгнить, если не учитывать ряд нюансов при строительстве.

Схема усушки древесины в разных направлениях

Усушка древесины – это одна из проблем, с которыми приходится сталкиваться каждому человеку, затевающему строительство любого сооружения из древесины. Нужно учитывать систему припусков на дереве в процессе строительства, чтобы усадка никак не сказалась на качестве будущей конструкции. Стоит поговорить о том, что такое усадка древесины, более подробно.

Что же такое усушка древесины?

Усушкой древесины называется изменение ее линейных размеров и объема с течением времени.

Усушка и коробление древесины: 1 – грани древесины, не подвергавшиеся усушке; 2 – грани высушенной древесины; а, б, в, г, – схемы усушки граней древесины в зависимости от их места на стволе.

Этот процесс возникает, когда связанная вода полностью удаляется из древесины. Этому явлению подвержены все пород деревьев. Однако какие-то подвержены усушке больше, а какие-то меньше.

Стоит сразу отметить, что усушка наблюдается на всех стадиях сушки древесины. Это связано с тем, что из волокон удаляется не только связанная вода, но и адсорбированная.

1. Первая стадия усушки сопровождается в основном удалением из структуры свободной воды. В этот момент удаляется лишь небольшая доля связанной. В это время усушка идет достаточно медленно. Только после удаления микрокапиллярной воды усушка начинает значительно ускоряться.
2. Если говорить об интенсивности усушки, то менее всего дерево подвержено ей вдоль своих волокон. В некоторых случаях этим видом усадки попросту пренебрегают. Однако если речь идет о дорогих породах дерева, то ее обязательно необходимо учитывать.
3. Немного по-другому дело обстоит в случае с усушкой в радиальном направлении. Она в данном случае зависит от многих параметров. В первую очередь, от вида самой древесины. Есть еще один параметр, на который следует обращать внимание. Он называется объемная усушка.

На практике применяется один очень важный параметр, который носит название коэффициент усушки древесины. Он показывает, насколько изменяются геометрические параметры того или иного вида древесины в результате повышения влажности на один процент.

При этом учитывается предел от насыщения древесных клеток до полного их освобождения от влаги. Если необходимо точно рассчитать значения влажностных напряжений, то в обязательном порядке необходимо пользоваться справочными таблицами, которые используются на территории нашей страны. Они отражают все имеющиеся коэффициенты для различных пород древесины.

В зависимости от степени усушки можно классифицировать все древесные породы на несколько больших групп.

Классификация всех древесных пород

В зависимости от величины объемной усушки все древесные породы можно подразделить на следующие большие группы:

1. Слабо усыхающие. К этому классу относятся все породы деревьев, которые имеют коэффициент объемной усушки менее 0,4.
2. Умеренно усыхающие. К этой группе относятся те породы, которые имеют коэффициент объемной усушки от 0,41 до 0,55.
3. Значительно усыхающие. Эту группу образуют древесные растения с коэффициентом объемной усушки от 0,56 до 0,65.
4. Сильно усыхающие. Это породы, которые имеют коэффициент объемной усушки свыше 0,66.

Если в древесину попадает какая-либо влага, то она заставляет ее разбухать. То есть разбуханием можно назвать явление, которое является обратным усушке. Оно приводит не к сжиманию объемов, наоборот, к их увеличению.

Таблица классификации пород дерева в зависимости от коэффициента объемной усушки.

Если говорить о максимальном значении разбухания, то тут история точно такая же, как и в случае с усушкой. При попадании влаги в структуру древесины она начинает разбухать. При этом наибольшее значение разбухания наблюдается в радиальном направлении. В продольном направлении это значение гораздо ниже.

Разумеется, многие специалисты скажут, что разбухание древесины и ее усушка являются процессами негативными. Однако стоит сказать, что дело обстоит не совсем так. Эти процессы позволяют сохранить целостность винных бочек и лодок в процессе их эксплуатации. Ведь не зря именно эти приспособления делаются из дерева.

При строительстве усушка дерева играет очень важную роль. Всегда нужно учитывать этот параметр, если планируется строительство дома из дерева. В противном случае он попросту может стать дефективным.

Проявление анизотропии усушки древесины на практике

Таблица соотношения коэффициентов усушки и разбухания древесины.

В результате анизотропии усадки изменяются не только геометрические размеры древесины. Зачастую этот процесс сопровождается и изменением формы заготовки. Если усадка древесины происходит неравномерно, то это может напрямую повлиять на качество древесного материала.

В этом случае весьма велика вероятность появления дефектов сушки. Наиболее ярко подобные процессы себя проявляют именно при камерной сушке. Этот вид сушки древесины сегодня наиболее распространен и эффективен.

Таким образом, стоит говорить о том, что на предприятиях, которые занимаются сушкой древесины, должен происходить процесс контроля, который заключается в поддержании стабильных значений температуры и влажности воздуха в камере.

В этом случае весьма велика вероятность снижения появления брака готовой продукции. В современной действительности с поставленной задачей достаточно просто справиться.

Сейчас производится много оборудования, которое способно вести автоматический контроль за состоянием атмосферы внутри сушильной камеры. Разумеется, оно стоит недешево, зато вероятность появления брака ввиду усушки равна нулю.

Современные датчики температуры, которые устанавливаются в камерах, способны работать с минимальной погрешностью. Это достигается за счет применения высококачественных материалов в процессе их производства. Их погрешность зачастую составляет менее десятой доли процента.

Этого вполне достаточно, чтобы производить автоматический контроль внутри печи. Сигнал со всех датчиков поступает на микроконтроллер, который способен выполнять сотни операций в минуту.

Если в какой-то части камеры произошло резкое понижение или повышение температуры, контроллер на это среагирует мгновенно. Он передает сигнал на исполнительный орган, который выдает оператору сигнал тревоги. Таким образом, процесс автоматической усушки становится все совершеннее.

Схема устройства камеры для сушки древесины.

Если в процессе производства будут нарушены какие-либо технологические процессы, весьма велика вероятность того, что на выходе получится некачественная продукция.

Все подобные камеры работают с учетом опыта, который был добыт учеными экспериментальным путем. Они исследовали большую часть пород древесины на усушку.

В результате полученных данных можно отлаживать процесс нагрева в печи. На эти данные и опирается большинство предприятий, которые осуществляют усушку древесины в камерах.

Подведение результатов

Таким образом, можно считать, что усушка древесины – это процесс неизбежный. Практически все породы древесины подвержены этому явлению, которое может нести как отрицательные качества, так и положительные.

Усушка естественным путем происходит достаточно долго. Если строить дом из сырого дерева, то человеку будет невозможно в нем жить, пока не завершится процесс усушки. Для этого может понадобиться достаточно много времени.

В некоторых случаях продолжительность естественной усушки составляет около года. Разумеется, в настоящее время люди приобретают материал для строительства, который подвергся искусственной усушке. Это позволяет сохранить время. При покупке подобного материала обязательно стоит обращать внимание на его качество.

На строительном материале никогда не нужно экономить. Это может пагубно сказаться на строящейся конструкции. Особенно это касается именно древесины. Если она будет качественной, то сооружение может простоять несколько десятилетий. При этом оно сохранит свой первозданный вид.

Если в процессе строительства использовалась древесина, которая сушилась не по технологии, велика вероятность того, что дом вскоре начнет разрушаться. На качественной древесине не должно быть никаких дефектов. При этом искажения формы тоже не допускаются.