Как самостоятельно определить влажность древесины?

В процессе роста дерево наполняется водой из земли через корни. Так оно впитывает питательные вещества, способствующие развитию. Затем, когда ствол срубают на заготовки, часть влаги остаётся с ним. Влажность древесины не должна превышать 22%. Ниже 15% высушить естественным способом ее не получится, поскольку внешняя среда тоже питает материал жидкостью. Показатель количества влаги влияет на свойства древесины, на то, как она будет вести себя при обработке. Чрезмерное количество воды приводит к появлению плесени и гниению.

Естественная влажность

Показатель используют для определения количества воды внутри ствола сразу после спиливания или во время роста. Он определяет качество сушки древесных материалов. Естественная влажность древесины считается изначальной величиной, на основе которой начинают вести расчеты по сушке материала. Если показатель определён неверно, есть риск недосушить или пересушить пиломатериал.

Сколько процентов воды содержится в стволе определяют следующие факторы:

• строение древесины;
• пористость;
• окружающая среда.

Показатели естественной влажности древесины колеблются от 30 до 80% и меняются в зависимости от типа материала. От них отталкиваются перед тем, как определить оптимальный режим сушки для достижения нужного качества сухой заготовки.

У лиственных пород естественная влажность древесины ниже, чем у хвойных. Это связано со строением древесины. В ели содержится до 90% влаги, в пихте в пределах 92%. Для сравнения в ясеневой древесине всего 36%. Кроме этого, на процент воды в материале влияет состояние окружающей среды. Зимой растения переходят в “спящий режим” и практически не потребляют питательных веществ из земли. Поэтому влажность в летний период намного превышает зимние показатели. Также у свежесрубленной древесины процент влаги значительно выше, чем у давних заготовок.

Задача тех, кто занимается обработкой пиломатериала — снизить влажность до минимально возможного процента. Это делается для того, чтобы заготовки обрели необходимую твердость, прочность. Износ у изделий материал которых прошел процесс сушки успешно существенно ниже.

Влажность также влияет и на размер заготовок. Чем больше усыхает материал, тем меньше по габаритам он становится. Правильная сушка должна быть организована таким образом, чтобы влага испарялась равномерно. Тогда вес и размер заготовки будет стандартным, а сам материал приобретет необходимые свойства. Новейшие способы сушки древесины снижают процент влажности до 6. Этот показатель также зависит от породы, структуры дерева, времени года.

Для строительства сильно высушенная древесина не используется, поскольку она может дать трещину. Количество воды в материале для этих целей снижается следующими способами:

• Самостоятельное досушивание. Приобретается готовый распил естественной влажности, и раскладывается на участке штабелями. Между рядами досок делаются зазоры с помощью брусков, чтобы воздух свободно циркулировал. Опору надо ставить не реже, чем через 1,5 метра друг от друга, и материал не прогнется. Чтобы дождь или другие осадки не испортили древесину, сверху конструкцию укрывают пленкой или рубероидом. Естественную сушку лучше проводить в теплое время года. Материалы размещаются в тени, под навесом. Тонкие по ширине доски просохнут быстрее, чем толстые. Конструкция устанавливается на прокладки из хвойных веток или защитного материала.
• Покупка готового материала. В этом случае продавец уже подготовил доски и высушил их естественным способом самостоятельно.
• Если требуется понизить количество влаги до 15% и ниже, то применяют камерную сушку в закрытом помещении. Такие материалы будут дороже стоить, так как при обработке потребуется большая трата ресурсов. И для строительства такую древесину лучше не использовать, она может дать трещину.

Идеальное применение сухой древесины — мебель и предметы интерьера.

Где используется?

Брус с маркировкой ЕВ активно используется в различных сферах. По надёжности, стойкости и другим характеристикам такой пиломатериал не уступает сухому. При этом он обходится дешевле.

Данный вид сырья нашёл своё применение в следующих направлениях.

• Доступный вспомогательный материал в дорожном строительстве. Брус также является замечательным дополнением к основным строительным материалам в жилом или промышленном строительстве.
• Брус можно использовать для возведения навесов и различных сезонных сооружений.
• Из данного пиломатериала делают заготовки для профилированного бруса. Для этого древесина проходит ряд обработок, включающих сушку, дефектацию и другие процессы.

Мнения профессионалов относительно целесообразности использования бруса естественной влажности расходятся. Одни отмечают положительные качества, такие как доступная цена и оптимальные эксплуатационные характеристики. С появлением этого вида материала у многих появилась возможность построить недорогой дом из бруса собственными силами.

Другие специалисты указывают на недостатки. Среди них необходимость использования дополнительного утепления, траты на облицовку, а также увеличенные сроки постройки.

Также нужно учесть, что такой вид материала даёт усадку. Появляются крупные трещины и меняется форма некоторых деревянных элементов.

Доска ЕВ подойдёт для пола или постройки каркасного дома. Для этого природное сырьё должно обладать другими необходимыми характеристиками (плотность, износостойкость и т. п.). Только в этом случае каркас будет достаточно надёжный и выдержит необходимую нагрузку.

Равновесная влажность

Чтобы пиломатериал хранился продолжительное время и не сгнил, его необходимо правильно высушить. Для проведения процедуры понадобится показатель равновесной влажности древесины. Он достигается путем длительного нахождения пиломатериалов в определенной внешней среде. При изменении внешних условий меняется и равновесная влажность.

Избыточное количество влаги в породе негативно влияет на состояние готового изделия и портит заготовки. Пиломатериал под воздействием воды плесневеет, в нем заводится грибок. Древесина по структуре пористая и впитывает влагу легко. Также легко от нее и избавляется, уменьшаясь или увеличиваясь в размерах. В результате при неправильных расчетах показателя, некоторые участки деревянного строения могут начать выпирать со временем или осесть. А потом, под воздействием внешней среды вновь сгладятся.

Степень влажность у хвойных и лиственных пород отличается. Для четкой сортировки пиломатериала его разделяют на 3 степени по процентному соотношению воды в составе:

• Сырая древесина. Содержит более 35% влаги.
• Полусухая. В диапазоне от 25 до 35%.
• Сухая. Менее 25%.

Далее представлена таблица равновесной влажности древесины в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха:

При естественной сушке показатель снижается до 30%. При этом меняются габариты и масса материала. Для ускорения процесса применяются технологии, позволяющие в короткий период снизить его до 7-18%.

Почему зимний материал все-таки лучше?

Если влажность зимнего пиломатериала не ниже, чему у летнего, то почему он пользуется наибольшим спросом? Причина в том, что летом деревянные изделия подвержены поражению грибком. Под влиянием тепла активизируется микрофлора, и влажная доска станет благоприятной средой для плесени.

ГОСТ предписывает обрабатывать антисептиками древесину перед летней сушкой. На периоды антисептирования влияют климатические условия регионов. По ГОСТу в Москве и Подмосковье обработке должны подвергаться материалы, заготовленные с 1 -15 апреля по 1 – 15 октября.

Зимой плесень не размножается, поэтому доску можно просушить.

Свободная и связанная влага

Когда дерево срублено и лежит на складе, влага по стволу распределяется равномерно. Прежде чем это произойдет должен пройти достаточно большой промежуток времени. Сразу после спила влажность повышена, достигает в среднем 60%. Влага внутри ствола делится на:

• гигроскопическую (свободную), которая задерживается в волокнах;
• капиллярную (связанную), содержащуюся в клетках растения.

В процессе сушки из ствола выходит только свободная влага. Капиллярная остается. Ее в древесине всего примерно 23%. Если пиломатериал срубили недавно, то влажность будет распределяться неравномерно по длине ствола. Самый высокий процент наблюдается в комлевой части, чем ближе к верхушке, тем процент становится ниже. Еще есть зависимость количества влаги в древесине у некоторых пород от близости к ядру. У одних она повышается при приближении к сердцевине, у других, наоборот, понижается.

Таблица показателей влажности пиломатериала:

Когда вода распределяется равномерно по всей структуре древесины и не превышает показатель 15 % — это называется стандартная влажность. В таком состоянии заготовку можно использовать для обработки и подготовки к работам (отделочным, строительным). Материал хорошо хранится, но восприимчив к погодным условиям, при выпадении осадков может промокнуть и показатель количества влаги изменится.

Для производства качественной древесины необходимо использовать оба понятия (стандартной и равновесной влажности). Надо понимать, что при эксплуатации готового изделия на улице, под воздействием разных температурных режимов, ее свойства могут меняться. Поэтому изделие необходимо защитить пропиткой.

Отзывы

Важно следить за качеством приобретаемых лесоматериалов, как и за соблюдением правил работы с деревом.

Покупатель Thunder2000 (г. Таганрог) на фундамент положил черновой пол. При этом доска не были просушена, к тому же в доме была вода из-за дождей. Как говорит покупатель, “вода еще не испарилась из дома, на лесе в некоторых местах появился пушок”. Чтобы защититься от плесени, надо поскорее закрывать дом – окна, двери, после этого просушивать помещение мобильным кондиционером. Естественно, такой пол не прослужит долго.

Другой покупатель (sashavitas, Умань) столкнулся с некачественным оказанием услуги. Небольшой цех продал ему круглый стол из непросушенной сосны, сказав, чтобы не ставили в жаркое помещение, во избежание рассыхания.

Покупатель уверяет, что поставил его на кухне на даче, где температура около 15 градусов. Однако стол все равно начал рассыхаться. Такой стол надо вернуть для досушки. Опытные мастера советуют приобретать лесозаготовки, материал и готовые изделия только в проверенных компаниях.

Приобретение лесоматериалов – ответственный шаг! Важно учитывать состояние древесины, ее влажность. Соответствие стандартам: 15-20 % для строительных работ, 5-8 % для столярных – сэкономит средства на ремонт. Такое дерево прослужит долго!

Точка насыщения волокон древесины

Это показатель равновесной влажности, при котором свободная влага из древесины уже испарилась, а капиллярная осталась. Процент влажности в точке насыщения колеблется от 23 до 30. Зависит от породы древесины, внешних условий. Если показатель наличия влаги опустить ниже этой точки, то процесс сушки замедлится, материал начнет усыхать, смещаться, оседать. При естественном процессе сушки, верхние слои материала быстрее отдают свободную влагу и начинают отдавать связанную. В результате свойства заготовки меняются. Этот процесс вносит трудности в процесс сушки.

После достижения точки насыщения волокон, дальнейшее намокание и просушка заготовки уже не несет такого значения, как прежде.

Камерная сушка гарантирует результат?

Камерная сушка – это способ обработки пиломатериалов, когда они высыхают в сушильной камере. Принудительные способ просушки позволяют получить результат быстрее, к тому же дерево можно довести до показателей влажности 10 – 20 %. Рассмотрим, так ли полезна древесина камерной сушки.

• Процесс производства таких пиломатериалов оказывается дороже, в результате конечная стоимость продукции выше.
• Пересушивание древесины принудительным способом может привести к появлению трещин.
• Когда пиломатериалы доставят на объект, они наберут равновесную с окружающей средой влажность.
• При камерной сушке толстых материалов (брус) сердцевина останется влажной.

Древесина камерной сушки подходит для отдельных видов работ: производства мебели, отдельных декоративных элементов из дерева, полов и др. В них не допускают коробления и усадки материала и требуют идеальной стыковки деревянных элементов.

Абсолютная влажность древесины

Физическая величина, которая отображает количество влаги заготовки по отношению к количеству влаги в совершенно сухом материале. Показатель абсолютной влажности древесины при расчетах обозначают знаком — W. Влажность совершенно сухой древесины считается равной 0%. Высчитывается эта величина для расчета параметров стройматериалов. В процессе сушки вес пиломатериала постоянно уменьшается. Если влажность в атмосфере повысилась — показатель начнет расти. Этот процесс затормаживается, когда достигается точка насыщения волокон. В это время вес заготовки перестанет падать. Это состояние называется абсолютно сухим, его показатель считается идеальным и берется за основу при других расчетах.

Формула абсолютной влажности:

W = (mc-mo)/mo× 100

где mс и mo

— это масса влажной свежесрубленной
(mc)
и масса сухой
(mo)
заготовки.

По ГОСТу это понятие трактуется как просто влажность. Иногда, при расчетах возникают ошибки, поскольку учитывается абсолютно сухая масса древесины, неполный вес.

Показатель выражается в процентах и посчитать его можно следующими способами:

• исходя их влажной и сухой массы заготовки;
• пользуясь данными о количестве влаги в граммах и весе заготовки.

Чтобы расчет оказался верным, требуется произвести практические манипуляции.

1. От заготовки отрезается образец пиломатериала.
2. Свежеспиленный образец взвешивается, данные фиксируются.
3. Далее, он высушивается до абсолютно сухого состояния и взвешивается повторно.
4. Фиксируется фактическая разница между двумя показателями. Так получается масса воды внутри образца.

Далее, по формуле:

W = mв/mо × 100

где mв

— масса воды, а
mо
— масса образца в обычном состоянии, высчитывается относительная влажность.

Так можно определить процент влаги по отношению ко всей массе имеющихся пиломатериалов.

Проверка влагосодержания в домашних условиях

Кроме традиционного взвешивания, электронно-измерительного замера в домашних условиях используют другие способы.

• Простой карандаш. При распиле чрезмерно влажного дерева спил будет влажным. Если этот способ не работает, следует провести по спилу карандашом. След на высоковлажном материале посинеет, на сухом – нет.
• Анализ стружки. Также можно условно определить влажность по стружке. Эластичная, гнущаяся, мягкая – много влаги, рассыпается в руках – сухая. При сверлении на несколько секунд оставить сверло, если доска сухая – появится дымок, если мягкая – стружка.
• По звуку. Другой способ – постучать по доске или стволу. Звонкий стук говорит о сухом пиломатериале, глухой – о влажном. Такие проверки позволяют сделать лишь такой вывод: влажный или сухой материал.

Когда погрешность велика, лучше применять электронный метод или взвешивание. Использование влагомеров позволяет снизить погрешность измерений до минимума.

Влажность пород древесины

От породы дерева зависит реакция пиломатериала на атмосферные явления, способность впитывать влагу и испарять ее. Одни деревья более устойчивы к влаге, другие абсолютно не переносят влажного климата и обработки при помощи воды, третьи быстро наполняются и легко сушатся.

Менее всех подвержены изменениям при влажном климате дуб и мербау. Бук и груша впитывают воду активно и также легко высушиваются. Теми же свойствами обладает кемпас.

Те рыхлые по структуре деревья, которые легко сушатся, могут быстро пересушиться и тогда на них появятся трещины, сколы. Плотные породы, менее подверженные воздействию влаги, не меняют своих свойств под воздействием воды. У хвойных пород изначально древесина более влажная, чем у лиственных. Причем показатель растет ближе к центральной части ствола, а у лиственных деревьев по всему стволу одинаковые проценты.

В некоторых столярных работах используют воду, чтобы придать материалу необходимую форму. Это называется столярной влажностью, и ее показатель колеблется в пределах 6-8%. При таких условиях материал проще точить, резать, шлифовать и пр. Сухая древесина проще склеивается, не подвержена загниванию, слабо коробится.

Если материал изначально мокрый или свежесрубленный с высоким процентом влаги, его необходимо немного подсушить перед транспортировкой, иначе он просто может не доехать до пункта назначения. Транспортная влажность пиломатериалов составляет 18-20%. Перед тем как погрузить такой пиломатериал и отправить транспортом, его вылеживают на улице примерно 2,5 месяца. Для ускорения процесса были придуманы специальные сушильные камеры, и сушка сократилась до 5 дней. После достижения необходимых показателей древесина становится устойчивой к атмосферным проявлениям и сохраняет свои габариты до прибытия на дальнейшую обработку.

Способы определения степени влажности

Методы, с помощью которых можно измерить влажность древесины, зависят от типа материала и атмосферной среды. Для каждой породы определены собственные стандарты измерения.

Основными способами определения степени считаются весовой и электронный. Между собой показатели могут незначительно отличаться, но разница несущественная.

Способ 1. Весовой

Чтобы померить количество влаги в образце потребуется пила, доска, линейка и точные весы.

Этапы:

1. С середины доски берется пробный образец древесины. Для этого при помощи пилы отрезается кусок небольшого размера 1-2 см шириной. Важно: образец берется из средней части доски, в центре концентрация влаги оптимальна. По краям пиломатериал обычно суше, так как влага испаряется оттуда в самом начале сушки.
2. Образец очищается от коры или других лишних элементов и измеряется на весах. Полученный результат записывается. Например, значение М0 будет указывать на изначальную массу образца.
3. Образец отправляют в специальный сушильный аппарат под воздействие нагрева до 100 градусов по Цельсию. Там брусок высушивается до абсолютно сухого состояния.
4. Следующее контрольное взвешивание проводится спустя 5 часов. Значение массы образца записывается как М1. Последующие весовые показатели снимаются с перерывом в два часа.
5. Сушить образец необходимо до тех пор, пока цифра на весах не начнет показывать одно и то же значение. Значит, результат достигнут и образец стал совершенно сухим. Последний показатель обозначается как МС.
6. При помощи формулы:

W = (М0 — МС):(МС × 100%)

где W

— искомая влажность,
М0
— первый вес,
МС
— последний вес.

Чтобы получить достоверный результат рекомендуется провести процедуру с несколькими пробами.

Особенности выбора

Важной характеристикой влагомера является диапазон измерений. Некоторые модели способны определять влажность по шкале от 0 до 100%. Но приборы с узким диапазоном более точны и производительны, так как рассчитаны на меньший объем переработки данных. Кроме того, широкий диапазон измерений важен скорее в профессиональной сфере. Простому пользователю вполне достаточно показаний в границах 1–50%.

При выборе устройства полезно учесть набор дополнительных функций. Зачастую даже относительно недорогие бытовые влагомеры могут сохранять данные в память, вести статистику измерений, автоматически выключаться в случае долгого бездействия и проч.

И конечно, покупателю нужно разбираться в типах устройств. Существует две основных разновидности влагомеров. Начнем с наиболее распространенной.