Одно из преимуществ массива натурального дерева — способность «дышать» в стенах жилого дома. Особенность связана не столько с воздухом, проходящим через волокнистую структуру дерева, сколько с огромной внутренней площадью стенок капиллярной системы. Которая отдает и набирает влагу из окружающей среды до предела насыщения волокон, называемой гигроскопичностью дерева.
Гигроскопичность древесины (чувствительность к влаге) является причиной периодических колебаний объемных размеров бревен сруба и образования трещин после высыхания массива дерева. Дерево изначально и всегда содержит в себе некоторое количество влаги. 100% сухим никогда не бывает. На 50% пористый массив хвойного дерева впитывает влагу при изменении влажности воздуха, либо после прямого длительного воздействия дождя. Тем больше, чем выше температура воздуха.
Внутренняя влажность дерева снижается в зависимости от времени нахождения собранного дома в определенных климатических условиях региона строительства. Влияет на электро- теплопроводность и прочность дома. Пока со временем не будет достигнута устойчивая влажность равновесная.
Предельное значение гигроскопической «связанной» влаги мало зависит от породы древесины. Она составляет до 30% объема массива дерева. Накапливается в основном стенками тонких капиллярных сосудов. Остается в виде воды, удерживаемой химическими связями. Удаляется неохотно. Крупные волокнистые поры ближе к поверхности способны впитать разом большое количество влаги, реагируя на изменения погоды снаружи или микроклимата внутри дома. Однако легко с ней расстаются, увлажняя при необходимости воздух внутренних помещений. Поэтому влага в них называется «свободной».
Факторы снижающие впитывание влаги
При изменении температуры окружающей среды часть связанной воды из клеток в дереве превращается в свободную, занимающую межклеточное пространство и наоборот. Происходит это постоянно. Снизить естественное растрескивание дерева в результате данных процессов помогает предварительная камерная сушка, как минимум элементов декора: балясины, наличники, ветровая доска (причелина).
Способность массива дерева впитывать из воздуха парообразную воду можно уменьшить, за одним повысив износостойкость поверхностей, отшлифовав перед покраской все стены дома. Обязательно с обеих сторон.
При изготовлении дома стены в большей (строжка) или меньшей (окорка) степени подвергаются физическому изменению под воздействием режущего инструмента. Рвутся и меняют направление окончаний поверхностные волокна. Шлифовка бревна сглаживает поверхность, снижая ее гигроскопичность.
Адекватные в финансовом плане средства для блокировки природной гигроскопичности древесины отсутствуют. Окраска сруба не сильно влияет на снижение абсорбции из окружающей среды влаги деревом. Краска для дерева состоит из относительно больших молекул (несколько нано метров), заполняющих только крупные волокнистые поры стен сруба. Вода проникает гораздо глубже, размер ее молекул всего 1/4 нм. Защитные составы (грунт, антисептик, масло) служат другим целям, предохраняя от порчи грибком и плесенью массив натурального дерева.
Водопоглощение. Большое значение при пропитке имеет свойство древесины поглощать жидкость. Водопоглощение зависит от влажности древесины, и чем она выше, тем меньше жидкости древесина впитывает; абсолютно сухая древесина в сутки может впитать более 30% воды.
Скорость проникновения жидкости в древесину в значительной степени зависит от направления впитывания. Наибольшая скорость поглощения наблюдается с торцов — вдоль волокон, она во много раз превосходит скорость поглощения с боковых сторон (поперек волокон). Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе методов и режимов антисептирования, а также определения качества пропитки.
Определение водопоглощения производится по ГОСТ 11488-65.
Образцы для определения водопоглощения должны иметь размеры 30 X 30X10 мм (последний размер — по длине волокон). После высушивания по режиму, определенному ГОСТ, образцы выдерживаются в дистиллированной воде так, чтобы они плавали на торцевой поверхности. Образцы первый раз взвешивают через 2 ч после начала выдерживания, а затем через 1, 2, 4, 7, 12, 20 и 30 сут. На основании полученных данных строят диаграмму водопоглощения. Показателем водопоглощения являются диаграмма и максимальная влажность древесины (в процентах), соответствующая 30-суточно-му выдерживанию образцов в воде.
Повышение температуры увеличивает скорость проникновения жидкости и дает возможность в известных пределах регулировать процесс пропитки. Опыты Е. В. Харук показали, что высокотемпературная обработка древесины увеличивает ее проницаемость только при нагретом состоянии; после охлаждения древесина вновь становится практически непроницаемой поперек волокон. Наилучшие результаты получены при нагреве древесины до 120—130 °С. Более высокая температура не только не вызывает дальнейшего увеличения глубины пропитки, но даже приводит к ее уменьшению; кроме того, повышение температуры приводит к снижению прочности древесины. Очень важным фактором, увеличивающим проницаемость древесины при высокой температуре (выше 100° С), является расплавление при этой температуре смолы.
Объемная масса характеризует плотность древесины и зависит от ее породы, влажности и возраста.
Плотность древесины определяется по ГОСТ 11491-65 при влажности 15% и выражает массу 1 м3 древесины в килограммах.