Усушка деревини: показники і методи визначення. Волого- та водопоглинання деревини, розбухання деревини, тиск розбухання

деревини, розбухання деревини, тиск розбухання

зв"язаної води називається усушкою. Зниження кількості вільної води не призводить

до усушки.
Основна усушка відбувається при видаленні адсорбційної води, що знаходиться всередині деревинної речовини. Спочатку випарюється мікрокапілярна вода і невелика кількість адсорбційної. Тому усушка росте повільно, після видалення всієї мікрокапілярної води спостерігається більш інтенсивне зростання усушки.

середині них. Оскільки мікрофібріли орієнтовані в основному уздовж поздовжньої осі

клітини, видалення адсорбційної води призводить до зменшення товщини клітинних оболонок та поперечних розмірів клітин. Анатомічні елементи в основному витягнуті уздовж осі стовбура, тому найбільша усушка спостерігається в поперечному напрямку; уздовж волокон, тобто в напрямку найбільшої жорсткості, - в десятки разів менша; у тангенціальому напрямку у 1,5-2 рази більше, ніж в радіальному.

- чим більше в одиниці об"єму клітинних стінок, тим більше

наявності адсорбційної води, тим більше усушка. Більш щільні пізні шари більше усихають; підтверджено експериментальними даними.
Також впливають серцевинні промені (особливо у листяних порід), кут нахилу мікрофібріл малий до їх довжини; тому їх поздовжня усушка в 2 рази менше поперечної. Серцеві промені стримують усушку в радіальному напрямку.

зменшення лінійних розмірів або об"єму деревини при видаленні всього обсягу

зв"язаної води. Формула для визначення повної усушки, %:

amax розмір зразка при вологості рівній або вище межі насиченості , мм (мм3),
amin- відповідно розмір зразка в абсолютно сухому стані.

розповсюджених порід в тангенціальному напрямку становить 8-10%, в радіальному -

3-7%, уздовж волокон-0,1-0,3%, об"ємна - 11-17%.
Для розрахунків вологісної деформації необхідно знати коефіцієнт усушки, що визначає величину усушки при зниженні вмісту зв"язаної вологи в деревині на 1%:

Результати заокруглюють до 0,01% на 1% вологості.

Результати заокруглюють до 0,01% на 1% вологості.

вологості, наприклад для нормалізованої вологості 12%.:

де а12, - розмір (об"єм)

зразка деревини за даною або 12% вологістю.

можна визначити коеф.об"ємної усушки:

Зменшення розмірів при сушінні пиломатеріалів наз. усадкою: включає усушку, деформації від сушильних напруг і, в деяких випадках, колапс. Усадку деревини враховують при розпилюванні колод на дошки (припуски на усушки).

в результаті неоднакових змін об"ємів; вони врівноважені в межах даного

тіла.
Повні сушильні напруження - сукупність двох складових - вологісних та залишкових.
Вологісні - викликані неоднорідною усушкою матеріалу (розтягуючі на поверхні спочатку процесу, стискаючі - всередині). Залишкові -обумовлені виникненням неоднорідних залишкових деформацій, що викликані не тільки тим, що деревина не є абсолютно пружним тілом, але й тим, що утворюються "заморожені" залишкові деформації Залишкові - не зникають, як вологісні при вирівнюванні вологості за перетином і спостерігаються як під час сушіння, так і після нього.

знаки цих двох напруг протилежні. На першому етапі сушіння напруги

від вологості більші, ніж залишкові, і сумарна напруга буде мати знак більшої складової. На другому - напруги міняються знаками і переважають залишкові.
Якщо напруги на розтяг поперек волокон досягають границі міцності на розтяг в цьому напряму, то виникають тріщини. На першому етапі сушіння утворюються тріщини поверхневі, на другому - внутрішні (свищі).

за СТ СЕВ 145-75, а за допомогою ГОСТ 11603-73 -

визначити їх абсолютні величини.
Величина залишкових деформацій залежить від способу та режиму сушіння, чим інтенсивніше процес, тим більші напруги.
Внутрішні напруги можуть проявлятися в деревині не тільки при сушінні, але й при просочуванні її рідинами, а також під час росту дерева.

розпилюванні і зберіганні називається жолобленням. Поперечне жолоблення виникає внаслідок анізотропії

усушки, а також залежить від розташування річних шарів на торці сортименту. Вигин тим більше, чим більше дошка до серцевини. Поздовжнє - виникає якщо в дошці знаходяться ділянки різної за будовою деревини: ділянки кренєвої деревини, або молодої (ювенільної) деревини, що мають збільшену усушку уздовж волокон. Криловатість (спіральна жолобленість) - у деревини з нахилом волокон.
Причина: поперечне - м.б. внаслідок нерівномірності розподілу вологи за перетином (після вирівнювання вологості зникає); неправильне укладання в штабелі для атмосферного або камерного сушіння, зволоження під час зберігання.

оточуючого повітря називається водопоглинанням.
Процес вологопоглинання складається з сорбції пари води

основними органічними речовинами клітинної стінки і переміщення утвореної зв"язаної вологи всередину деревини. Сорбція в свою чергу включає явища адсорбції та мікрокапілярної конденсації.

найдрібніших структурних утворень з целюлози, лігніну та геміцелюлоз конденсуються молекули

води. Спочатку відбувається зв"язування вологи в мономолекулярному шарі (товщиною в одну молекулу води), який дуже міцно утримується органічними речовинами деревини. Потім з'являється мономолекулярний шар з поступово спадною міцністю зв"язків між молекулами води і компонентами деревини. Так утворюється адсорбційна вода, що знаходиться в плівковому стані і за своїми властивостями відрізняється від звичайної води

меншим за суму об"ємів сухої деревини та поглиненої води.
Крім явища

сорбції відбувається конденсація пари води в мікрокапілярах (мікрозаглибленнях) клітинної стінки.
Сорбційна здатність в більшій мірі виражена у геміцелюлоз, слабше - у целюлози і ще менше у лігніна.

від деревини. Вологість деревини, що може бути досягнута в процесі

водопоглинання за різної температури визначається за діаграмою рівноважної вологості.
Спроможність деревини до поглинання води - негативна властивість. Висушена деревина у виробах "дихає", змінюючи вміст зв"язаної води при коливаннях параметрів повітря. Покриття з лаків, фарб, плівкових матеріалів виконують вологозахисні функції. Більш радикально - модифікація шляхом просочування штучними смолами.

у вологому повітрі або воді, яке супроводжується збільшенням лінійних розмірів

і об"єму деревини. Властивість зворотня усушці і має тіж самі закономірності. Визначається експериментально за ГОСТ 16483.35-80 та 16483.36-80 (лінійне та об"ємне) використовуючи теж саме обладнання і процедуру як при визначенні усушки, але способи підрахування інші.

найменше уздовж волокон.
Коефіцієнти розбухання є більшими від коефіцієнтів усушки. У

процесі усушки анізотропія в поперечному напрямку приводить до часткового недопускання усушки (напруги на субмікрорівні),що відображено на значенні цих коефіцієнтів. Розбуханням деревина повертається до природного стану клітинних оболонок.
Криві залежності усушки та розбухання не збігаються - це пов"язано із гістерезісом сорбції. Складний механізм розбухання поки ще не встановлено остаточно.

виробах (дерев"яних трубах, суднах) із деревини, що використовуються у водному

середовищі, може створювати тиск, що приводить до ущільнення цих виробів.
При недопускання вільного розбухання утворюється тиск розбухання. Єгиптяни ще в 1500 р до н. використовували тиск розбухання для розколювання гранітних глиб.

прилад. Результати дослідів вказують на те, що із збільшенням щільності

деревини зростає її тиск розбухання. Встановлено, що для хвойних порід у тангенціальному напряму тиск розбухання приблизно в 1,5-2 рази більший, ніж в радіальному.

При підвищенні температури він зменшується - зменшуються в"язкість води і

жорсткість деревини.
Взагалі розбухання приводить до жолоблення, що утруднює обробку і використання деревини.