Сушка древесины таблицы и формулы усушка для разных пород дерева
Сушка древесины
При высыхании древесина сокращает свои размеры вследствие сокращения оболочек клеток при испарении из них влаги. Это явление называется сушкой. В каждом данном участке сушка происходит лишь с момента, когда влажность древесины в нем становится ниже точки насыщения волокон (23—30%).
Дерево после рубки постепенно теряет свою влагу. Сначала испаряется- капиллярная вода, затем начинается испарение имбибиционной влаги. Момент, когда испарилась вся капиллярная вода и начала испаряться имбибиционная вода, называется моментов насыщения волокна, а влажность древесины, соответствующая этому моменту, точкой насыщения волокон. У различных пород точки насыщения волокон несколько различаются между собой (табл. 8) и в. среднем соответствуют 23—30% влажности.
Рис. 12. Зависимость между относительной и абсолютной влажностью.
Таблица 8 Влажность древесины различных пород. Точка насыщения волокон по Masviel
| Порода дерева | Влажность % |
| Бук | 30 |
| Ель | 29 |
| Каштан | 25 |
| Липа | 29 |
| Лиственница | 30 |
| Сосна обыкновенная | 29 |
| Ясень | 23 |
Процесс испарения влаги из древесины заключается: а) в перемещении влаги от внутренних частей древесины к поверхности и б) в улетучивании влаги с поверхности в виде паров.
До 12—15% влажности степень сушки достигает половины возможной величины и далее до 7% четвертой части ее.
сушка древесины при высыхании начинается прежде, чем средний процент влажности станет меньше 30%
Рис. 13. Изменение величины сушки от влажности. Т—сушка в тангентальном направлении, Р—сушка в радиальном направлении, Д—сушка вдоль волокон.
Теоретически можно считать, что величина сушки прямо пропорциональна изменению влажности от точки насыщения волокон до абсолютно Сухого состояния. Практически сушка происходит по некоторой кривой (Рис. 13).
Рис. 14. Вид сушки в зависимости от положения образца в стволе.
Рис. 15. Диаграмма сушки березы. 1—в тангентальном направлении, 2—в радиальном направлении.
Это зависит от того, что влажность поверхностных слоев при высыхании- станет ниже точки насыщения волокон, внутри же влажность будет еще значительно выше этого предела.
Практика показала, что сушка хотя и в незначительных размерах начинается тотчас же после начала высыхания
Рис. 16. Диаграмма сушки ели. 1—в тангентальном направлении, 2—в радиальном направлении.
сушка древесины неодинакова в различных направлениях, так как отдельные элементы древесины при сушке ведут себя различным образом. Диаметры сосудов и паренхимные клетки обычно уменьшаются в тангентальном направлении и слегка увеличиваются в радиальном. Древесные волокна в радиальном и тангентальном направлениях усыхают одинаково. Сердцевинные лучи усыхают сильнее по ширине, чем в продольном направлении.
Наименьшая сушка наблюдается в направлении длины волокон, наибольшая — в тангентальном направлении. сушка в зависимости от положения и формы образца в стволе показана на Рис. 14.
сушка зависит от породы дерева, от изменения влажности и от объемного веса (Рис. 15—18).
Рис. 17. Диаграмма сушки сосны. 1—в тангентальном направлении, 2—в радиальном направлении.
Так как тангентальная сушка больше радиальной, то доски обычной распиловки усыхают по ширине, примерно вдвое больше, чем в толщину (в процентном отношении). Поэтому припуск на усушку досок дают для толщины около 4%, а для ширины 6—8%.
Рис. 18. Диаграмма сушки лиственницы в поперечном направлении.
В среднем для наших пород полная сушка в направлении волокон составляет 0,10%, в радиальном направлении 5% и в тангентальном 10%. Объемная сушка колеблется в пределах от 12 до 16% (табл. 9—10). Реставрация мебели
Таблица 9 – Сушка древесины некоторых европейских пород (при переходе от свежесрубленного до абсолютно сухого состояния) (по Арнольду и Савкову)
| Порода дерева | Величина сушки в % | ||||
| вдоль волокон | в радиальном направлении | в тангентальном направлении | объемная сушка (средняя) | Средняя длярадиального и тангентального направлений | |
| Ель | 0,08 | 1,1-2,8 | 2,0-7.3 | 14,3 | 3,3 |
| Ильм | 0,01—0,63 | 1,2-4,6 | 2,7-8,5 | — | 4,2 |
| Каштан | 0,65 | 3,4—4,56 | 6,10-6,80 | 18,9 | |
| Кизил | 0,43 | 3,9-10,3 | 4,5-10,0 | — | 7,2 |
| Клен остролистый | — | 2,7-4,6 | 4,1—6,8 | — | 4,55 |
| Липа | 0,10-0,12 | 0,4-7,1 | 0,4-10,9 | — | 4,7 |
| Лиственница | 0,01-0,29 | 0,3—7 „3 | 1,4-7,1 | 15,07 | 4,0 |
| Ольха | 0,3-1,4 | 2,9-6,5 | 4,1-9,8 | — | 5,8 |
| Орех | 0,22 | 2,6-8,2 | 4,0—17,6 | — | 8,1 |
| Пихта | 0,09-0,12 | 1,7—4,8 | 4,1—8,1 | — | 4,7 |
| Самшит | 0,03 | 1,3-7,4 | 3,2-10,4 | — | 5,6 |
| Сосна обыкновенная | 0,01-0,20 | 0,6-3,8 | 2,0-6,8 | 12,52 | 3,3 |
| Ясень | 0,19-0,82 | 0,5-7,8 | 2,6-11,8 | 13,53 | 5,7 |
| Береза | 0,06—0,90 | 1,7-7,2 | 3,2-9,3 | 1&33 | 5,3 |
| Бук | 0,20-0,34 | 2,3-6,0 | 5,0—10,7 | 6,0 | |
Таблица 10 – Средние значения сушки некоторых американских древесных пород
| Порода дерева | сушка в процентах от свежесрубленного состояния | до состояния: | |||||||
| воздушносухого (12—15% влажности) | камерносухого (6—7% влажности) | абсолютносухого (0% влажности) | |||||||
| радиальная | танген тальная | объемная | радиальная | танген тальная | объемная | радиальная | танген тальная | объемная | |
| Береза желтая | 3,3 | 4,4 | 8,1 | 4,9 | 6,6 | 12,2 | 6,5 | 8,8 | 16,2 |
| Бук | 2,6 | 5,5 | 8,2 | 3,8 | 8,2 | 12,2 | 5,1 | 11,0 | 16,3 |
| Вишня | 1,8 | 3,6 | 5,8 | 2,8 | 5,3 | 8,6 | 3,7 | 7,1 | 11,5 |
| Гикори | 3,6 | 5,7 | 9,0 | 5,5 | 8,6 | 13,4 | 7,3 | 11,4 | 17,9 |
| Гледичия | 2,1 | 3,3 | 5,4 | 3,2 | 5,0 | 8,1 | 4,2 | 6,6 | 10,8 |
| Дуб | 2,7 | 4,6 | 8,0 | 4,0 | 7,0 | 12,0 | 5,4 | 9,3 | 16.0 |
| Ильм | 2,4 | 4,0 | 7,0 | 3,6 | 6,0 | 10,6 | 4,8 | 8,1 | 14,1 |
| Каштан | 1,7 | 3,4 | 5,8 | 2,6 | 5,0 | 8,7 | 3,4 | 6,7 | 11,6 |
| Кипарис | 1,9 | 3,1 | 5,2 | 2,8 | 4,6 | 7,9 | 3,8 | 6,2 | 10,5 |
| Клен | 2,0 | 4,1 | 6,6 | 3,0 | 6,2 | 9,8 | 4,0 | 8,2 | 13,1 |
| Кедр | 1,4 | 2,6 | 3,8 | 2,3 | 3,5 | 5,8 | 3,3 | 5,2 | 7,6 |
| Камедное дерево | 2,6 | 5,0 | 7,5 | 3,9 | 7,4 | 11,2 | 5,2 | 9,9 | 15,0 |
| Красное дерево (магагони) | 1,7 | 2,4 | 3,8 | 2,6 | 3,6 | 5,8 | 3,5 | 4,8 | 7,7 |
| Липа | 3,3 | 4,6 | 7,9 | 5,0 | 7,0 | 11,8 | 6,6 | 9,3 | 15,8 |
| Лиственница | 2,1 | 4,0 | 6,6 | 3,2 | 6,1 | 9,9 | 4,2 | 8,1 | 13,2 |
| Магнолия | 2,6 | 4,4 | 6,8 | 3,9 | 6,6 | 10,2 | 5,2 | 8,8 | 13,6 |
| Нисса | 2,1 | 3,8 | 6,2 | 3,2 | 5,7 | 9,4 | 4,2 | 7,6 | 12,5 |
| Орех грецкий | 2,6 | 3,6 | 5,6 | 3,9 | 5,3 | 8,5 | 5,2 | 7,1 | 11,3 |
| Орех белый | 1,6 | 3,0 | 5,1 | 2,5 | 4,6 | 7,6 | 3,3 | 6,1 | 10,2 |
| Пихта благородная | 2,2 | 4,1 | 6,2 | 3,4 | 6,2 | 9,4 | 4,5 | 8,3 | 12,5 |
| Пихта дугласова | 2,0 | 3,8 | 5,4 | 3,1 | 5,7 | 8,2 | 4,1 | 7,6 | 10,6 |
| Секвойя | 1,3 | 2,2 | 3,4 | 2,0 | 3,3 | 5,1 | 2,6 | 4,4 | 6,8 |
| Сосна | 2,6 | 3,8 | 6,1 | 3,8 | 5,6 | 9,2 | 5,1 | 7,5 | 12,2 |
| Cnpyc | 2,2 | 3,8 | 5,8 | 3,2 | 5,6 | 8,6 | 4,3 | 7,5 | 11,5 |
| Гемлок | 2,2 | 4,0 | 6,0 | 3,2 | 5,9 | 8,9 | 4,3 | 7,9 | 11,9 |
| Тамаринд | 1,8 | 3,7 | 6,8 | 2,8 | 5,6 | 10,2 | 3,7 | 7,4 | 13,6 |
| Тополь | 1,9 | 4,5 | 6,6 | 2,8 | 6,5 | 9,5 | 3,5 | 8,7 | 13,2 |
| Ясень | 2,2 | 3,9 | 6,8 | 3,4 | 5,8 | 10,3 | 4,8 | 7,8 | 13,7 |
При пользовании таблицами 9 и 10 следует иметь в виду, что величина сушки не одинакова не только у разных пород, но и у одной и той же породы колеблется в значительных пределах. Причины таких различий объясняют многочисленными обстоятельствами: разницей в анатомическом строении тканей, неодинаковым содержанием в них влаги, скоростью высушивания и т. д.
Данные о степени усыхания имеют большое значение при выборе режима сушки. Чем резче колебание в степени сушки, тем осторожнее должен быть проведен процесс сушки, тем мягче должен быть подобран режим сушки. Для практических целей — учета величины сушки в конструкциях — целесообразнее всего пользоваться величиной средней сушки для поперечного направления.
Величина полной сушки (от свеже- срубленного состояния до абсолютно сухого состояния) пропорциональна условному объемному весу (γусл) и выражается с достаточной точностью следующими формулами:
объемная сушка
Yоб = 26,5 γусл;
сушка в радиальном направлении сушка в тангентальном направлении
Yрад = 9,1 γусл;
Yтан = 16,3 γусл;
Сушка у хвойных пород зависит от содержания поздней древесины. С увеличением процента поздней древесины, а также с увеличением объемного веса сушка возрастает.
По объемной сушке все древесные породы разделяют на следующие группы (по Нердлингеру):
а) сильно усыхающие — дуб, клен, граб, каштан, бук, липа, черешня, береза, ольха, вяз;
б) умеренно усыхающие — сосна, тис, еилым, осокорь, груша, осина, самшит, ива, белая акация, лиственница;
в) мало усыхающие—ель, красное дерево, дзельква.
Древесина, высушиваемая в теплой влажной среде, дает большую усушку, чем в случае интенсивной сушки. Πρи интенсивной сушке некоторая часть волокон высыхает раньше других. Менее влажные волокна не позволяют соседним волокнам сократиться и фиксируют их размеры в том положении, которое соответствует менее высушенным волокнам. Поэтому полная сушка при быстром высыхании наступает не сразу, а спустя некоторое время.
При склеивании древесины это обстоятельство обязательно надо учитывать и давать материалу вылежаться в течение 15—30 дней после сушки, с тем чтобы полная сушка произошла в заготовке, а не в склеенном изделии.
Скорость, с которой происходит сушка, оказывает в некоторых случаях огромное влияние не только на появление трещин, коробление и пр., но· и на появление внутренних напряжений.
Надежных способов уменьшения – сушки не существует.