Гигроскопическая влага древесины это

1.2. Влага в древесине

Величина влажности древесины определяется по количеству воды, содержащейся в ней в процентах от ее веса в абсолютно сухом состоянии.

Влага, заполняющая в древесине пустоты, называется свободной или капиллярной. Влага, пропитывающая оболочку клеток, называется гигроскопической или связанной. Максимальное количество гигроскопической влаги составляет при околои мало зависит от ее породы.

Влажность древесины в значительной степени влияет на ее физико-механические свойства. По влажности древесина имеет следующую классификацию:

при — воздушно- сухая древесина, приопределяются физико-механические свойства древесины;

при — полусухая древесина;

при — сырая.

В свежесрубленной древесине влажность . При высыхании сначала удаляется свободная влага с поверхности элемента с одновременным перемещением ее из внутренних слоев к наружным. Это приводит к равномерному распределению влаги по сечению. Перераспределение влаги происходит до величины, соответствующей температуре и влажности окружающей среды. Такая влажность называетсяравновесной.

При удалении свободной влаги процесс сушки происходит сравнительно быстро, без изменения линейных размеров и объема, уменьшается только объемный вес древесины.

При дальнейшей сушке в результате удаления связанной влаги изменяются линейные размеры и объем древесины, т.е. происходит усушка древесины.

При высыхании толстых элементов влажность по сечению выравнивается медленно, неравномерность распределения в начале процесса может быть значительной. К такому же эффекту приводит большая плотность древесины. У хвойных пород у поздней древесины усушка примерно одинакова в радиальном и тангенциальном направлениях, у ранней усушка в тангенциальном в 2 — 3 раза больше усушки в радиальном.

Неравномерная усушка приводит к появлению сжимающих усилий во внутренних годовых слоях и растягивающих усилий в поверхностных годовых слоях. Это приводит к появлению радиальных усушечных трещин, направленных по сердцевинным лучам и уширяющихся от сердцевины к периферии.

Если возможно свободное развитие деформаций, то возникающие напряжения не превышают соответствующих пределов прочности, но появляется коробление — изменение формы сечения, следствие того, что усушка в радиальном и тангенциальном направлениях различна: в радиальном составляет ; в тангенциальном —.

Процесс набухания представляет собой обратное явление усушке, проявляющееся при поглощении древесиной влаги из окружающей среды, которая пропитывает оболочки клеток, что приводит к нарастанию линейных размеров и объема. При увеличения объема и линейных размеров не происходит.

Для защиты от набухания (коробления, растрескивания и т.д.) древесину пропитывают гидрофобными веществами или покрывают водостойкими лаками или красками, что приводит к снижению скорости проникания влаги в пористую структуру древесины.

1.3.Достоинства и недостатки древесины

Малый объемный вес.

Низкий коэффициент теплопроводности.

Низкий коэффициент температурного расширения, вследствие чего не требуется устройство температурных швов в протяженных деревянных конструкциях.

Химическая стойкость. Благодаря строению древесины химические реагенты медленно проникают вглубь древесины, и их разрушительное действие происходит годами и даже десятками лет. Чем больше поперечное сечение элемента, тем продолжительнее будет его эксплуатация.

Гвоздимость. Древесина характеризуется не только хорошей гвоздимостью, но и способностью сопротивляться выдергиванию гвоздей, т.к. при забивке гвоздь сплющивает и раздвигает трубочки волокон дерева, которые в силу своей упругости плотно обжимают гвоздь и создают силы трения на поверхности соприкосновения с ним.

Производственные преимущества обработки древесины: легкость обработки, простота сборки, малая трудоемкость и энергоемкость заводской обработки дерева.

Нет сезонных ограничений для строительства.

Ненормальности в строении дерева.

Изменение свойств в зависимости от влажности.

Пластичность древесины, ее способность под воздействием продолжительных нагрузок изменять свою форму без появления напряжений.

Источник

20. Формы влаги в древесине. Количественная характеристика влажности.

Различают две формы воды, содержащейся в древесине, — связанную (или гигроскопическую) и свободную. Связанная (адсорбционная и микрокапиллярная) вода находится в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Связанная вода прочно удерживается в основном физико-химическими связями; удаление этой воды, особенно ее адсорбционной фракции, затруднено и существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая силами капиллярного взаимодействия, удаляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на свойства древесины. Принято называть древесину влажной, если она содержит только связанную воду, или сырой, если она содержит, кроме связанной, и свободную воду.

Также может быть интересно:  Как придать блеск древесине

Предел насыщения клеточных стенок — максимальная влажность клеточных стенок, достигаемая при увлажнении древесины в воде; он характеризуется равновесием влажности клеточных стенок водой, находящейся в полостях клеток у сырой древесины. .

Предел гигроскопичности – максимальная влажность клеточных стенок, достигаемая при сорбции; характеризуется отсутствием воды в полостях клеток и равновесием влажности клеточных стенок с воздухом, приближающимся к насыщенному состоянию (при относительной влажности около 0,995).

21. Степени влажности древесины, различимые в практике.

В практике по степени влажности различают древесину: мокрую (W>100%), длительное время находившуюся в воде; свежесрубленную (w=50…100%), сохранившую влажность растущего дерева; воздушносухую (W=15…20%), выдержанную на открытом воздухе; комнатную (W=8…12%), долгое время находившуюся в отапливаемом помещении; абсолютно сухую (W=0), высушенную при t=103°С.

22. Микроскопическое строение древесины хвойных пород.

Образованная камбием так называемая вторичная древесина у хвойных пород состоит из ограниченного набора анатомических элементов. Они организованы в довольно упорядоченную структуру, которую целесообразно изучать, выделяя элементы, выполняющие стволе живого дерева преимущественно одну из трех физиологических функций.

Проводящую и механическую (опорную) функции выполняют прозенхимные клетки с отмершим протопластом — трахеиды, которые в растущем дереве расположены главным образом вертикально. Они составляют основную долю (90 % и выше) объема древесины. Запасающую функцию выполняют живые паренхимные клетки.

Трахеиды. У всех хвойных пород трахеиды имеют форму сильно вытянутых волокон с одревесневшими стенками и кососрезанными концами. На поперечном разрезе по форме они у большинства пород близки к прямоугольникам (иногда квадратам), а у лиственницы к пяти- или шестиугольникам. Первые из этих клеток образуются в начале вегетационного периода и называются ранними трахеидами, они выполняют в основном проводящую функцию. Вторые появляются в следующей стадии вегетационного периода и называются поздними трахеидами; они играют роль механических элементов.

Паренхимные клетки. Эти клетки в древесине хвойных пород входят главным образом в состав сердцевинных лучей, а также сопровождают смоляные ходы и иногда располагаются изолированно в виде древесной паренхимы.

Сердцевинные лучи у хвойных пород занимают 5— 10 % общего объема древесины, причем верхний предел этого диапазона относится к древесине лиственницы, сбрасывающей зимой хвою. На поперечном разрезе сердцевинные лучи состоят из одного ряда паренхимных клеток, т. е. относятся к категории очень узких лучей, невидимых невооруженным глазом. На радиальном разрезе видно, что сердцевинные лучи по высоте состоят из нескольких рядов паренхимных клеток с простыми порами. Сердцевинные лучи в растущем дереве не только хранят запасные питательные вещества в период покоя, но и проводят растворы веществ в горизонтальном направлении в период вегетации.

Смоляные ходы из наших хвойных пород имеют сосна, кедр, лиственница и ель. Они образуют единую смолоносную систему, состоящую из пересекающихся вертикальных и горизонтальных ходов. Эти межклеточные ходы включают три или два слоя клеток. У вертикальных смоляных ходов внутренний слой представляет собой клетки эпителия, выделяющие смолу. За этими клетками, выстилающими полость хода, следует слой пустых мертвых клеток, а снаружи находится слой живых клеток сопровождающей паренхимы.

Источник

Влажность

Что такое влажность древесины?

Введение

Вода – важнейший элемент жизни на нашей планете. Она покрывает бОльшую часть поверхности Земли и составляет около 80% тела человека.
Все живое на Земле буквально пропитано водой. Но не всегда большое количество воды приносит пользу, иногда даже вредит.
К таким негативным влияниям относится влажность в строительных и отделочных материалах из древесины. Ведь многие из Вас знают, что даже дом,
построенный из срубленных бревен, со временем словно уменьшается, появляются щели в стыках и трещины в бревнах, которые периодически приходится «конопатить».
Занеся свежеспиленную доску в теплое помещение, вы увидите, как на следующий день она превратится в «пропеллер», из которого Вы уже вряд ли сделаете полку для книг.
Все это происходит из-за того, что избыточное количество влаги начинает «выходить» из дерева, чья структура неоднородна. Эта неоднородность создает внутренние напряжения,
которые и вызывают перечисленные негативные последствия. Однако, почему же тогда шкаф, изготовленный из мебельного щита, вот уже несколько лет служит верой и правдой.
А вагонка в гостиной из лиственницы через пол века не теряет своей формы. И фасад дома, обшитый имитаций бруса, к примеру, все еще не вызывает у соседей даже и мысли,
о том, что дом построен не из настоящего бруса. Дело в том, что все эти изделия подвергались камерной сушке – т.е. — принудительному выведению лишней влаги в специальных
условиях и до определенных значений. Ведь дерево, в котором влаги нет совсем – станет рассыпаться, превратится в труху. Постараемся разобраться в причинах такого влияния воды,
разберемся в природе этого явления, выясним, какая влажность бывает, и найдем золотую середину. Что такое влажность древесины.

Также может быть интересно:  Масло для древесины для чего нужно

Влажностьэто отношение массы воды к массе древесины, выраженное в процентах. Бывает Абсолютная и Относительная влажность.
Относительная влажность – это отношение массы влаги, находящейся в древесине, к массе влажной древесины.
Для определения данного показателя, берется образец изделия из древесины. Его взвешивают – т.е. получают массу влажной древесины Мд.
Затем полностью высушивают и снова взвешивают – т.е. получают массу абсолютно сухой древесины Мсух. Вычисляют разницу между Мд и Мсух.: Мвл = Мд — Мсух.,
т.е. получают массу влаги в образце. Далее подставляют полученные данные в формулу: Wотн = (Мвл / Мд)*100%.
Значение относительной влаги не может превосходить 100%.
А сама эта величина является лишь количественной характеристикой, используется только при расчетах теплопроводности в теплотехнике и тогда,
когда древесину рассматривают как отопительный материал в виде дров.
Абсолютная влажность – это отношение массы влаги в данном объеме древесины к массе абсолютно сухой древесины.
В большей степени является качественным, чем количественным показателем влаги в материале. Именно абсолютную влажность применяют для измерения влажности древесины
в строительстве и мебельной промышленности. Для определения значения данного показателя потребуются те же данные, что мы указали выше, но в виде другой формулы:
WАбс = (Мвл / Мсух.)*100%. Либо, имея значение Относительной влажности, можно определить значение Абсолютной влажности по формуле:
WАбс = (100* Wотн )/(100 — Wотн) А перевести Абсолютную влажность в Относительную можно таким образом:
WОтн = (100* WАбс )/(100 + WАбс)

Типы влаги в древесине . Если говорить о самой влаге в составе дерева, то она бывает двух типов:
Связанная и Свободная. Связанная, или гигроскопическая (еще называют адсорбционной или микрокапиллярной) влага находится в стенках древесных клеток.
Она удерживается в основном физико-химическими связями, а ее удаление требует больших энергозатрат и сильно отражается на большинстве свойств древесины.
Максимальное количество связанной влаги содержится в древесине при её непосредственном контакте с водой, а также в древесине растущего дерева.
Влажность клеточных стенок в этом состоянии называют пределом их насыщения, который составляет около 30%. Свободная влага находится в полостях клеток и межклеточных пространствах,
она удерживается только физико-механическими связями, удаляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.

Степени влажности древесины . Для удобства определения пригодности пиломатериалов для той или иной области применения, приняли следующие степени влажности:
— мокрая древесина (влажность более 100%, это бывает, если древесина долгое время находилась в воде),
— свежесрубленная (влажность от 50 до 100%),
— влажная (от 23 до 50%),
— атмосферно-сухая (18-22%),
— воздушно-сухая искусственной сушки (12-18%),
— комнатно-сухая (влажность 8-10%),
— абсолютно сухая (влажность 0%).

Понятие Абсолютно сухая древесина является условным и применяется для характеристики влажностного состояния древесины в промышленности.
Это состояние (близкое к нему) достигается в сухом воздухе при темп-ре 100—105°С. Неравномерность распределения влаги. Распределение влаги в стволе растущего дерева неравномерно и по сечению, и по высоте.
Так же у хвойных пород влажность заболони в 3—4 раза выше влажности ядра. Однако, древесина хвойных пород Восточной Сибири, таких как ангарская сосна, сибирская ель и лиственница,
имеет равномерно распределенную влажность в пределах ядра (спелой древесины). Исключением является пихта и кедр, влажность центральной зоны спелой древесины которых намного выше, чем периферической.
Разница между ними может достигать в нижней части ствола 50%.

Также может быть интересно:  Как остановить жидкий стул дома

Гигроскопичность, Равновесная влажность и предел Гигроскопичности.
Любая древесина обладает способностью изменять влажность в зависимости от состояния окружающей среды. Говорят, что она «дышит». Это свойство называется Гигроскопичностью.
Это одновременно и хорошее и не очень хорошее качество. Позитивное последствие Гигроскопичности заключается в том, что в помещении, отделанном из натурального дерева, влажность будет уравновешиваться,
обеспечивая постоянный микроклимат. Так при повышении влажности в комнате, часть лишней влаги будет впитана обшивкой, а при ее уменьшении – наоборот, выделена из древесины до достижения определенного равновесного значения. Негативным последствием такого явления будет изменение линейных размеров элементов обшивки, будь то вагонка, имитация бруса, блок-хаус или планкен.
И как следствие, при сильных изменениях влажности и температуры в помещении, либо появление щелей и зазоров, либо набухание и «вспучивание» в местах стыка.
Когда древесина некоторое время находится в воздухе со стабильным состоянием, она стремится к определенной влажности, которую называют устойчивой.
Устойчивая влажность древесины зависит главным образом от состояния окружающего воздуха и изменяется неравномерно при увеличении и уменьшении влажности среды.
Так при поглощении влаги из воздуха (т.е. Сорбции) во время увлажнения, устойчивая влажность древесины будет меньше, чем во время выделения влаги (т.е. Десорбции) в процессе высыхания.
Вот почему так происходит. При десорбции (испарении) стенки клеток теряют вначале всю свободную влагу, а затем часть связанной.
Однако, при сорбции, влагу поглощают только стенки клеток (т.е. увеличивается только связанная влага, которая имеет предел насыщения около 30%).
Конденсация влаги в полостях клеток при выдержке древесины в воздухе невозможна, даже если воздух насыщен влагой. В то же время, существует предел впитываемости клеточных стенок (предел гигророскопичности).
Такое влажностное состояние древесины, при котором она поглотила вследствие сорбции максимально возможное количество связанной влаги, но не содержит свободной, называется пределом гигроскопичности.
И в отличие от предела насыщения клеток, он зависит от температуры. Поэтому и возникает разница в значениях устойчивой влажности при сорбции и десорбции в пределах 2,5%.
Проще говоря, если в помещении при комнатной температуре оставить на некоторое время 1 образец, влажность которого выше предела насыщения (30%), и 2-й образец в абсолютно сухом состоянии, то получим следующее:
1-й образец получит равновесную влажность в районе 9,5%, а второй – в районе 6-7,5%.
Как видим, при высыхании образец отдает больше, чем получает при увлажнении. Стандарты влажности для обшивки из древесины. Каковы же оптимальные значения влажности для евровагонки, доски пола, имитации бруса?
Чем она обусловлена? Для начала, нужно понять, что любой элемент обшивки – это изделие. Его изготовили из какой-то заготовки на каком-то станке.
Процесс изготовления накладывает определенные ограничения на такие параметры заготовки, как размеры и влажность.
Оптимальное значение влажности лежит в пределах от 10% до 20%.

Оно достигается при специальных условиях, создаваемых в сушильной камере. При влажности, меньше нижнего предела в продукции появляется множество выпавших сучков
(из-за различия коэффициентов усушки самой древесины и сучков), трещины сколы. При значениях, превосходящих 20%, ухудшается качество строжки поверхности и возникает риск, что продукция «зацветет»,
т.е. на ней появится синева. К тому же, в процессе строгания влажность изделия снижается еще на 2%.
Итого получаем рекомендуемую влажность заготовкив пределах 12-18%,
а влажность изделияв районе 10-16%.
Наиболее предпочтительным является влажность евровагонки в пределах 12-14%.
Данные значения позволит избежать разбухания вагонки (в следствии поглощения влаги из воздуха) и как следствие «выпирания», и с другой стороны гарантированно позволяет избежать
усушки вагонки (в следствии испарения избыточной влаги) и как следствие – возникновения щелей.

Заключение . Влажность древесины – важнейший показатель, характеризующий качество материала. И мы рассмотрели основные понятия, связанные с ним.
Но существует еще много вопросов, которые так или иначе касаются этой темы. Позже мы рассмотрим, как происходит сушка, что такое усушка,
откуда берутся внутренние напряжения и на что они влияют. Как и чем измерить влажность и т.д.

Источник

Деревология
Adblock
detector