в какую сторону выгибает доску при высыхании
В какую сторону выгибает доску при высыхании
УСУШКА И РАЗБУХАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ
Усушка и разбухание древесины вызывают изменения её размеров, но это не самое главное. Более серьёзная проблема возникает, когда усушка или разбухание происходят неравномерно в разных частях одной и той же детали из древесины, даже если их относительная величина невелика. Коробление, которое может быть описано, как искажение полученной или желаемой формы или размера детали, обычно вызвано разницей в усушке в разных направлениях, или неравномерной усушкой, вызывающей возникновение напряжений в детали.
В таблице представлены некоторые породы древесины, грубо поделенные на три категории в зависимости от их склонности к короблению при высыхании.
Когда неравномерная усушка вызывает напряжение, превышающее прочность древесины в направлении, перпендикулярном волокну, вдоль волокна происходит разделение клеток. Это и называется трещиной. Наиболее часто они проявляют себя на поверхности, а также на торцах досок, но могут образовываться и внутри.
Если доску, выпиленную из середины, силой удержать от коробления, она может треснуть, чтобы «раскрыться» (рис. 4).
На рисунке 4 половину доски, выпиленной из вяза, запустили в рейсмус, где она треснула под давлением устройства подачи (верх). Другая половина демонстрирует естественное коробление.
Деталь квадратного или прямоугольного сечения с диагонально ориентированными годовыми кольцами усохнет по одной диагонали вдвое сильнее, чем по другой, деформируя форму сечения в ромб – отсюда и термин «ромбовидность» (рис. 2). При токарной обработке древесины то же самое приводит к превращению круглого сечения в овальное при высыхании детали. Отверстия, просверленные вдоль волокон, имеют ту же тенденцию.
Классическая проблема неравномерного изменения толщины древесины в досках всегда (по крайней мере, по большей части) вызвана разницей тангенциальной и радиальной усушки. Типичным примером являются доски, напиленные «в четверть». Если один край доски расположен вблизи сердцевины, годовые кольца в нём имеют значительную кривизну и усушка будет происходить, в основном, в радиальном направлении (r на рисунке 5). На противоположном краю волокна расположены, в основном, перпендикулярно поверхности и, стало быть, усушка будет тангенциальной (t). Хотя и небольшая, эта разница особенно будет заметна в месте клеевого стыка – если «сердцевинный» край стыкуется с «внешним» (как в случае А). Проблему можно свести к минимуму, если стыковать доски «одинаковыми» краями (как в случае В).
Достоинством натуральной древесины является:
высокая прочность при небольшой объемной массе (у большинства пород
низкая теплопроводность
высокая морозостойкость
легкость в обработке
низкий коэффициент температурного линейного расширения
К недостаткам можно отнести:
наличие пороков (сучки, трещины, смоляные карманы, и др.)
гигроскопичность (присутствие избыточной влаги в древесине вызывает
резкое ухудшение всех ее физико-механических свойств)
Недостатки древесины устраняются специальными технологическими мероприятиями, о которых пойдет речь ниже.
Остановимся подробнее на гигроскопичности и горючести древесины. Древесина, как капиллярно-пористый материал, обладает гигроскопичностью, т.е. способностью отдавать влагу или поглощать водяные пары из воздуха в зависимости от влажности и температуры окружающего воздуха и влажности самой древесины. Гигроскопичность древесины обуславливает изменяемость размеров деревянных конструкций в процессе эксплуатации зданий и создает опасность развития микроорганизмов-разрушителей (грибков). С целью обеспечения стабильности размеров деревянных конструкций на их поверхность наносят водо- и воздухонепроницаемые покрытия: краски, лаки и т.п.
Сушка должна производиться по строго определенной технологии. Это связано с тем, что физико-механические свойства древесины зависят от ее влажности. При сушке влажной древесины вначале удаляется капиллярная влага, при этом объем и механические свойства древесины не изменяются. После того как удалиться вся капиллярная влага, начинает испаряться гигроскопическая, при этом объем древесины уменьшается, а прочность увеличивается. Влажность древесины W3 выражается в % от массы сухой древесины.
Сушка должна проводиться в два этапа. Вначале происходит предварительная сушка: пиломатериалы складируются в штабеля под навесом и в течении нескольких лет древесина сушится при естественном атмосферном воздействии. Если опустить этот этап, то материал не будет иметь достаточной устойчивости к деформации. Затем следует сушка в вакуумной камере при низкой температуре, что позволяет свести к минимуму внутреннее напряжение и обеспечить бережную сушку, без трещин. На современном производстве процессом сушки управляет компьютер, который учитывает все особенности древесной породы, а также толщину пиломатериала и выдает через определенные промежутки времени протоколы о том, как протекает сушка.
Древесина сушится до влажности около 12%, а затем пиломатериалы выдерживаются в закрытом помещении для достижения баланса влажности и только после этого пиломатериал готов для дальнейшей обработки
Компания «Bautex Sib»
Почему доска в пропеллер? Сушка древесины.
Для чего сушить пиломатериалы?
Сам понимаешь, сухая доска легче сырой. Но это не так важно, важнее другое: сухая доска прочнее.
А как в домашних условиях измерить влажность древесины?
Есть очень простой метод. Кстати, он намного точнее даже электронных влагоизмерителей, ведь все они имеют определенную погрешность, порой до 30%.
Теперь тщательно, поточнее взвесь, определи вес этого набора. Да не потеряй ни одно полешко! Запиши, забудешь. Все, теперь скажи супруге, что в соседнем районе (лучше: городе) в супермаркете свежий привоз французского белья, и продают очень дешево, якобы, для рекламы. Вобщем, наплети чего-нить, чтоб уехала, потому как сейчас ты полезешь со своими дровами в святая святых ее, в электродуховку.
И у тебя два важных результата: вес до полного осушения и вес после. Осталось рассчитать влажность. Например:
Вес до просушки, m1 = 1 кг.
Вес после просушки, m2 = 850 гр.
Влажность будет равна (m1-m2)/m2*100 = (1000-850)/850*100 = 17.64%
Конечно, здесь имеется в виду влажность образца до его просушки.
Однако, если доска хорошо закреплена и не имеет возможности коробиться, если созданы условия для неторопливой сушки, то со временем степень ее влажности в разных точках выравнивается, приобретая значение влажности окружающей среды. Исчезают и те силы, что приводят к короблению.
Да не на землю штабель складывай! Что за сушка будет, если дерево из земли воду потянет? По паре кирпичей положил, пленкой в два-три слоя накрыл да сверху бруски-бревнышки поперек, через каждые полтора-два метра, а на них уже и штабель возводи.
Сердцевину допускай только в брусе со стороной более 100 мм, но упаси тебя господь взять брус, если сердцевина не в его центре. Придет время, высохнет брус, вывалится сердцевина и останется корыто. А перед ним ты сам затылок чешешь:))
Хотите что-то сказать? Приходите на мой видеоканал, где можно общаться в комментариях к видеороликам.
Почему коробит и ведет дерево?
Содержание статьи:
Внутренние напряжения в древесине
Любая древесина подвержена деформациям. Дерево разбухает и усаживается, его ведет и коробит. Под короблением понимают изменение формы бревен, бруса, досок и других пиломатериалов в процессе сушки, распиловки и хранении.
Причиной коробления являются внутренние напряжения, возникающие в древесине в процессе высыхания. При сушке влажность в зонах, прилегающих к поверхностям лесоматериала, становится значительно меньше, чем во внутренних зонах. И как результат — возникновение внутренних напряжений, которые образуются без участия внешних нагрузок, а только вследствие неоднородного изменения объема и уравновешены в пределах данного образца древесины.
Полные же внутренние напряжения в древесине часто рассматривают как совокупность двух видов напряжений: влажностных и остаточных. Влажностные напряжения обусловлены неоднородной усушкой пиломатериала из-за неравномерного распределения в нем гигроскопической влаги. Эта часть полных напряжений исчезает при выравнивании влажности, когда каждый участок лесоматериала принимает объем, соответствующий его влажности.
Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения (в отличие от влажностных) не исчезают при выравнивании влажности в бревне, брусе или доске. Они присутствуют в древесине не только во время сушки, но и остаются в ней после ее полного высыхания.
Однако величина деформации и коробления древесины распределены по её объему неравномерно:
В результате характер изменения геометрических параметров деревянного строительного материала зависит от разреза древесины. На рисунке ниже наглядно показано как ведет деревянную доску из-за её усадки:
Как мы видим, ядровые доски, у которых годовые кольца расположены вертикально, практически не коробит, а боковые доски с горизонтальным расположение годовых колец принимают закругленную форму – их ведет.
В силу наличия внутренних напряжений, сохраняющихся в высушенном материале (остаточные напряжения), коробление может возникнуть и при механической обработке уже сухого пиломатериала вследствие нарушения равновесия остаточных напряжений. Например, при несимметричном строгании, ребровом делении.
Как и почему деформируется дерево?
Для того чтобы иметь представление о том, как поведет себя доска при деформациях, принято делить стороны доски на правую и левую:
Определение сторон досок поможет избежать образования щелей при сооружении наружной обшивки.
Сильные сокращения размеров древесины в направлении годовых колец приводят к растрескиванию цельнодеревянных балок, а также приствольного круга дерева. По этой причине, если по каким-то соображениям (например, эстетическим) трещины не допускаются, то вместо кругляка лучше использовать четвертины, которые дают значительно меньшие трещины.
Ниже на схеме изображен рисунок древесины в зависимости от разреза ствола.
Еще одна причина появления трещин – влажность древесины изменяется слишком быстро и из-за перепада влажности превышается прочность на поперечное растяжение. В результате древесина растрескивается. В естественных условиях дерево сохнет очень медленно. Так, в старину считали, что древесина для изготовления мебели (влажность 8-10%) должна сохнуть со скоростью 1 см толщины в год. Однако при такой скорости сушки требуются большие склады для заготовленного леса, а это дорого и экономически не выгодно. Поэтому современные производители лесоматериалов применяют искусственную сушку древесины в сушильных камерах, а при изготовлении мебели редко используется древесный массив. 
Как пилят балки и бруски и где лучше их использовать?
Если деревянный элемент содержит сердцевину (рисунок а), то он подвержен выгибанию и образованию трещин. Его используют в невидимых местах с предъявлением низких эстетических требований.
При распиловке через сердцевину (рисунок б) деформации дерева и образование в нем трещин – сокращаются. Такой лесоматериал также используют в невидимых местах, но уже можно предъявлять средние эстетические требования.
Деревянные балки и бруски без сердцевины (рисунок в) практически не ведет и на них минимальные трещины. Их можно использовать в видимых местах.
Как происходит усадка массива дерева?
При распиловке через сердцевину и отсутствии при деформации деревянного элемента нагрузок от других строительных конструкций, массив слабо подвержен образованию трещин.
И наоборот, при распиловке через сердцевину и наличии при деформации нагрузок от других строительных конструкций, массив сильно подвержен образованию трещин.
В случае использования распиловки без сердцевины дерево при усадке не ведет, а образование трещин – минимальное.
В нижеприведенном видео эксперты дают советы как добиться минимальной деформации бревен, сложенных в сруб, чтобы их не повело:
Как сушить доски, чтобы не повело: оптимальные условия, длительность процесса
Древесину можно назвать самым распространенным стройматериалом, которым человек пользуется с древнейших времен. У нее множество достоинств конструкционного характера, но в полной мере они могут проявиться только при условии правильной сушки изделия. В ином случае неизбежны риски деформации, коробления и искривления пиломатериала. Поэтому возникает вопрос: как сушить доски, чтобы не повело?
Способы могут быть разные, в том числе применимые в домашних условиях. Но в каждом случае крайне важно соблюдать параметры сушки и технологические тонкости методов.
Общие задачи и условия сушки
Потребность в данном процессе возникает применительно к свежей или влажной древесине. Слишком высокий коэффициент влажности в структуре материала не позволит решить большинство строительно-ремонтных задач. Обычно речь идет о том, как правильно сушить доски, которые могут применяться в отделке вертикальных и горизонтальных поверхностей.
В принципе, процесс сушки древесины является естественным. В условиях доступа структуры древесных волокон к воздушной среде регуляция влажности до оптимальных с точки зрения строительных задач значений происходит сама собой. Проблема лишь во времени, которое может требоваться для данной операции без применения специальных средств.
Будет иметь значение и порода древесины. Например, как правильно сушить березовую доску? Это типичный представитель нетребовательного к условиям сушки пиломатериала, как и тополь, который не трескается и не требует удаления коры перед процедурой. Противоположностью березы в этом отношении можно назвать дуб, который нуждается в полной зачистке перед сушкой. Более того, дубовая доска может требовать для полного просыхания несколько лет.
Уровни сушки
Для разных целей требуется своя степень сушки, величина которой будет выражаться в коэффициенте влажности структуры. Технологи выделяют несколько видов древесной структуры в зависимости от данного показателя:
Условия сушки на улице
Материал достаточно уложить под специальным укрытием, но без плотной изоляции по сторонам. Важно предохранить доску от атмосферных осадков, при этом оставив возможность прямого контакта с воздухом.
Предусматривается и специальная подкладка на днище. Как правильно сушить доски на улице, если отсутствует фундамент или стяжка? Нельзя допускать прямого контакта пиломатериала с землей. Специалисты рекомендуют создавать зазор до 30 см, причем поверхность земли должна быть закрыта рубероидом или песчано-гравийной подушкой. Доска может укладываться на специальную обрешетку, рельсы или балки, но с изоляцией пятен контакта.
Необходимо позаботиться и о состоянии торцов, которые перед сушкой обрабатываются краской, олифой или защитным маслом для древесины. Между самими досками также подкладывается сухой материал для предотвращения развития негативных биологических процессов по всей партии.
По времени данный процесс сушки может длиться от нескольких месяцев до 7 лет. Недостатком его можно назвать невозможность добиться глубокой сушки с минимальным коэффициентом влажности.
Технология сушки в песке
В качестве активного материала, который будет способствовать увеличению эффекта иссушения, может использоваться обычный речной песок. Сыпучим материалом наполняется большой чан, металлическая бочка или таз. В песчаную массу погружается доска, после чего емкость ставится возле печи. Как правильно сушить доски в домашних условиях по этой технологии? Главный секрет заключается в нахождении оптимального расстояния от источника огня. Не стоит сразу слишком близко подставлять емкость к печному сооружению, чтобы не возник риск образования трещин. Попеременно следует подставлять к направлению тепла разные стороны доски, но так, чтобы ее поверхности не касались самой емкости.
Методы выпаривания
Один из древнейших способов сушки, который можно применять и в наше время, сохраняя должный уровень технических свойств материала. Стоит вернуться к главному вопросу: как сушить доски, чтобы не повело? Ответ на него предполагает более расширенный взгляд на технологии избавления от влажности. Не только ее содержание в структуре может вызвать негативные процессы деформации доски. Гораздо сложнее выводить природные соки древесины, которые затрудняют и механическую обработку на этапах подготовки изделия к монтажу.
В решении этих проблем и поможет процедура выпаривания при 60-70 °C. Необходимо взять тот же чан или другую металлическую тару, наполнить ее опилками и залить водой. Далее туда погружается доска, после чего емкость ставится на медленный огонь томиться. Данный процесс в конечном итоге не только способствует удалению глубинной влаги из структуры, но и физическому укреплению материала.
Технология сушки на бетоне
Цементная стяжка также впитывает влагу, поэтому можно сушить доски прямо на ее поверхности. Первоначально следует очистить и по возможности выровнять бетонную поверхность абразивами. Затем на подготовленной основе выкладываются доски. Таким способом можно избавлять от влаги материал, который планируется использовать для ответственных задач. Как сушить доски, чтобы не повело в процессе эксплуатации? Во-первых, важно регулярно переворачивать материал, что позволит добиться равномерности иссушения структуры. Во-вторых, следует защищать доски от негативных факторов. Угрожать структуре пиломатериала будут солнечные лучи, естественная сырость, насекомые и физические воздействия. Следовательно, материал должен размещаться на бетоне в защищенном и проветриваемом помещении без доступа солнечных лучей.
Технология сушки в зерне
Еще один бюджетный способ сушки древесных материалов по старинному народному методу. Для процедуры используется зерновой наполнитель, который выступит в качестве абсорбента. Материал необходимо просто закрыть зерном перед наступлением весны. Сколько сушить доски по этой технологии? Первый этап зерновой сушки длится несколько недель в зависимости от местных климатических условий, самого зерна и породы дерева. Но на этом процесс не заканчивается. Далее необходимо довести сушку до конца, оставив дерево в сухом и теплом помещении еще на несколько недель. Такие мероприятия не только способствовали выведению влаги, но и улучшали механические качества материала.
Технология ускоренной сушки
Способ достаточно эффективный, но при этом удивляющий своей технологической простотой. Достаточно обернуть заготовку в несколько слоев бумаги и обвязать полиэтиленовой пленкой. Чтобы процесс действительно был ускоренным, целесообразно предусмотреть размещение изделий возле источников тепла. Иными словами, в помещении должны также находиться отопительные приборы или печные сооружения. В процессе сушки из древесины будет испаряться влага, впитываемая бумагой. Причем оберточный материал нужно регулярно менять, задействуя несколько слоев. Опытные мастера рекомендуют использовать для таких нужд обычную газету, производя замену листов раз в 2-3 суток.
Важный вопрос касается теплового режима. При какой температуре сушить доски с бумажной оболочкой? Должен быть сохранен баланс между комнатным режимом и температурой нагрева – оптимальным будет режим на уровне 40-60 °C. Но не стоит пытаться сделать процесс еще более быстрым, подставляя доски прямо под источники тепла. Данная мера скорее приведет к растрескиванию древесины.
Заключение
Использование сырой древесины в строительно-ремонтных работах – это всегда риск порчи материала, последствия чего могут проявиться в ближайшем будущем. Как сушить доски, чтобы не повело и не возникло деформации? Опираться стоит на методы, предполагающие естественное выведение влаги. Чтобы процесс был более интенсивным, можно использовать и вспомогательные средства, но без радикального физического и биохимического воздействия на структуру древесины. Важно понимать, что сам по себе процесс выведения влаги дает определенные нагрузки на материал, обуславливая и внутреннее напряжение. Поэтому в условиях интенсивного иссушения могут возникнуть уже очевидные нежелательные эффекты другого рода.