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.
Содержание
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 – m0) / m0 x 100,
где, (m) и (m0) – 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:
Wотн. = mводы / mобразца 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:
| Наименование | Среднее значение влажности, % | |
| Хвойные породы | Пихта | 100 |
| Сосна кедровая | 92 | |
| Ель | 91 | |
| Лиственница | 82 | |
| Сосна обыкновенная | 88 | |
| Лиственные мягкие | Тополь | 92 |
| Ива | 85 | |
| Ольха | 84 | |
| Осина | 82 | |
| Липа | 60 | |
| Лиственные твердые | Вяз | 80 |
| Ясень манчжурский | 79 | |
| Береза | 78…68 | |
| Бук | 64 | |
| Граб | 60 | |
| Дуб | 50 | |
| Ясень обыкновенный | 36 |
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.
Сушильный комплекс для древесины от АЛБ Групп
Компания АЛБ Групп производит сушильные комплексы АВМ для линий гранулирования и брикетирования древесных отходов. Основной элемент комплекса – сушильный барабан АВМ, который за один прогон может снизить влажность древесины мелкой фракции с уровня 50% до требуемых 8-12%. Сушка происходит в следствии ворошения сырья в барабане и циркуляции в нем горячего воздуха. Работа барабана АВМ обеспечивается подключением теплогенератора или топочного блока, к комплексу подключается дымоуловитель и аспирационная система.
Модели АВМ 0,65 и 1,5 с производительностью до 1200 и 2500 кг в час являются наиболее востребованным оборудованием для сушки измельченной древесины.
Узнайте больше о наших сушильных комплексах, позвонив по телефону +7 (831) 410-85-25 или оставив контактные данные в форме! 
Древесина имеет большую удельную внутреннюю поверхность. Например, для ели она составляет около 220 м2/г. Она обладает способностью поглощать воду и пары воды и отдавать поглощенную влагу. В зависимости от содержания влаги и температуры окружающего воздуха устанавливается определенная равновесная влажность (ugl). В зависимости от климатической зоны изделия из древесины содержат влагу в среднем от 12 до 21% на открытом воздухе, а в жилом помещении этот показатель составляет около 8-10%.
В таблице 1 как пример представлена равновесная влажность еловой древесины при температуре 20°С и различной влажности воздуха.
| Вид древесины |
Относительная влажность в % . | ||||
| 35 | 50 | 65 | 75 | 85 | |
| Ель | 7,0 | 9,2 | 11,8 | 14,4 | 18 |
Различия в равновесной влажности местных пород древесины незначительны. Исключениями являются тропические породы деревьев. Путем предварительной термической или гидротермической обработки (например, высокотемпературной сушки) равновесная влажность древесины может заметно уменьшиться. Значительное понижение влажности древесины наступает приблизительно при 200°С. Обработка теплом и давлением уменьшает содержание гемицеллюлозы, приводя к понижению влажности древесины и улучшению устойчивости формы изделия. При температуре термической обработки 180-240°С снижается равновесная влажность, и происходит процесс усушки вплоть до 50%. Обработка древесины методом ацетилирования ведет равным образом к существенному понижению равновесной влажноеси и улучшению устойчивости к деформации.
До состояния насыщения волокон поглощение воды древесиной происходит путем диффузии и/или капиллярных сил всасывания. С увеличением плотности древесины происходит снижение скорости поглощения воды. Слишком влажная или слишком сухая обработка древесины ведет к напряжениям при выравнивании влажности в условиях окружающей среды и к образованию трещин в древесине и, соответственно, в лакокрасочном покрытии. В целом влажность древесины при обработке Л КМ должна быть <12% при наружных работах и <10% при работе внутри помещений. Следует принимать во внимание следующие нормативные показатели влажности древесины согласно DIN 1052-1 (табл. 2) для деревянного строительства.
|
||||||||
|
Um — изменение массы древесины (масс. %) за счет влажности воздуха |
Поглощение воды вдоль волокон за единицу времени заметно выше, чем в радиальном и тангенциальном направлениях. Это высказывание справедливо в случае поглощения влаги из воздуха. При большом поперечном сечении {например, клеенный из досок лесоматериал) равновесная влажность через все сечение достигается лишь через очень длительное время вылеживания. Так, полное повторное смачивание высушенной еловой древесины требует очень длительного времени.
Древесина — самый прихотливый в плане выдержки времени и температурных режимов строительный материал. При качественной сушке становится прочной и долговечной, а также обеспечивает сооружение привлекательным внешним видом на длительный срок. Но все это касается сухих пиломатериалов.
Если в древесине останется влага, она может даже не доехать до потребителя и посинеть, покрыться плесенью или деформироваться из-за возникающих внутренних напряжений при естественной сушке. Существует такое понятие, как транспортная влажность древесины. Она составляет такой процент содержания влаги, при котором пиломатериал не меняет физических качеств.
После спила в древесине может содержаться много влаги. В некоторых породах он достигает 63%, а при длительном пребывании в воде и вовсе до 100%. В плане распила это все хорошо, так как пилы не тупятся, и не закусываются волокнами.
Показатель транспортной влажности
Но такой материал может не долежать до прибытия к месту сушки. Его необходимо сразу же подвергнуть правильной термической обработке с целью достижения транспортировочной влажности древесины, составляющей 18-20% влаги. Для получения такого показателя, пиломатериал приходилось вылеживать на улице в течение 10 недель.
Вот и придумали сушить древесину в камерах, сократив тем самым время выпаривания влаги до 5 дней. Важно чтобы не только был достигнут необходимый процент влажности, но и образовалась равновесная влажность в районе 18%, чего можно добиться за сутки в вакуумных камерах.
После достижения требуемого процента транспортной влажности пиломатериал становится устойчивым к многочисленным неблагоприятным факторам окружающей среды, сохраняя геометрические и физические показатели.