Влажность, усушка, плотность пиломатериала

Влажностью пиломатериала называется отношение массы влаги, находящейся в данном объёме пиломатериала, к массе сухого пиломатериала, выраженной в процентах. Влага в пиломатериале пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства.

• Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной, или гигроскопической.
• Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной, или капиллярной.

При высыхании пиломатериала сначала испаряется свободная влага, а затем гигроскопическая. При увлажнении пиломатериала влага из воздуха пропитывает только клеточные оболочки до полного их насыщения. Дальнейшее увлажнение пиломатериала с заполнением полостей клеток и межклеточных пространств происходит только при непосредственном контакте пиломатериала с водой.

Общее количество влаги в древесине складывается из свободной и связанной влаги. Предельное количество влаги зависит от того, как велик объём пустот в древесине, который может быть заполнен водой.
Состояние древесины, при котором клеточные оболочки содержат максимальное количество связанной влаги, а в полостях клеток находится воздух, называется пределом гигроскопичности. Влажность, соответствующая пределу гигроскопичности, при комнатной температуре (20° С) составляет 30% и практически не зависит от породы.
Различают следующие ступени влажности древесины:

• Мокрая – длительное время находящаяся в воде, влажность выше 100%
• Свежесрубленная – влажность – 50-100%
• Воздушно-сухая – долгое время хранившаяся на воздухе, влажность 15-20% (в зависимости от климатических условий и времени года)
• Комнатно-сухая – влажность 8-12%
• Абсолютно сухая – влажность 0%

Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь – февраль), минимальное – в летние месяцы (июль – август). Содержание влаги в стволах изменяется в течение суток: утром и вечером влажность деревьев выше, чем днём.

Усушка древесины

Усушка – это изменение линейных размеров и объёма древесины при высыхании в результате удаления влаги из древесины. Она начинается после полного удаления свободной влаги и с началом удаления связанной влаги. Усушка по разным направлениям неодинакова. В тангентальном направлении усушка в 1,5 – 2 раза больше, чем в радиальном. Усушка вдоль волокон незначительна. В среднем полная линейная усушка в тангентальном направлении составляет 6-10%, в направлении радиальном – 3-5% и вдоль волокон – 0,1-0,3%. Уменьшение объёма древесины при испарении связанной влаги называется объёмной усушкой (рис. 1).

Неравномерность усушки древесины в различных частях и в разных направлениях приводит к искажению формы материала, то есть к короблению, что вызвано возникновением разнонаправленных напряжений.
Когда неравномерная усушка вызывает напряжение, превышающее прочность древесины в направлении, перпендикулярном волокну, вдоль волокна происходит разделение клеток. Это вызывает растрескивание материала. Трещины наиболее часто проявляют себя на поверхности, а также на торцах досок, но могут образовываться и внутри.
Классическая проблема неравномерного изменения толщины древесины в досках при усушке, как правило, вызвана разницей тангентальной и радиальной усушки. Если один край доски расположен вблизи сердцевины, годовые кольца в нём имеют значительную кривизну и усушка будет происходить, в основном, в радиальном направлении. На противоположном краю волокна расположены, в основном, перпендикулярно поверхности и, стало быть, усушка будет тангентальной.
По величине коэффициента объёмной усушки древесные породы можно разделить на три категории:

• Малоусыхающие – (коэффициент объёмной усушки не более 0,4%) – ель сибирская и обыкновенная, пихта сибирская, кедры сибирский и корейский, тополь белый.
• Среднеусыхающие – (коэффициент объёмной усушки от 0,4 до 0,47%) – бук, вяз, дуб, сосна, липа мелкозернистая, ольха чёрная, осина, пихты белокорая, кавказская и маньчжурская, тополь чёрный, ясень.
• Сильноусыхающие – (коэффициент объёмной усушки 0,47% и более) – берёзы плакучая и белая, граб, лиственницы сибирская и даурская, клён остролистый.
• Коэффициент объемной усушки считается в % на 1% снижения влажности ниже точки насыщения.

Коэффициенты объемной усушки для некоторых пород древесины

Порода древесины	Коэффициенты объемной усушки в радиальном направлении	Коэффициенты объемной усушки в тангенциальном направлении
Ель	1.16	0.28
Сосна	0.17	0.28
Береза	0.26	0.31
Дуб	0.18	0.27
Ясень	0.18	0.28

Порода древесины	Плотность древесины
	г/см3	кг/м3
Бальса	0.15	150
Пихта сибирская	0.39	390
Секвойя вечнозеленая	0.41	410
Ива белая	0.42	420
Ель	0.45	450
Ива	0.46	460
Ольха	0.49	490
Осина	0.51	510
Сосна	0.52	520
Липа	0.53	530
Конский каштан	0.56	560
Каштан съедобный	0.59	590
Кипарис	0.60	600
Черемуха	0.61	610
Лещина	0.63	630
Орех грецкий	0.64	640
Береза	0.65	650
Вишня	0.66	660
Вяз гладкий	0.66	660
Лиственница	0.66	660
Клен полевой	0.67	670
Тиковое дерево	0.67	670
Бук	0.68	680
Груша	0.69	690
Дуб	0.69	690
Свитения (махагони)	0.70	700
Платан	0.70	700
Жостер (крушина)	0.71	710
Тисс	0.75	750
Ясень	0.75	750
Слива	0.80	800
Сирень	0.80	800
Боярышник	0.80	800
Пекан (кария)	0.83	830
Сандаловое дерево	0.90	900
Самшит	0.96	960
Береза железная	0.97	970
Саксаул	1.04	1040
Хурма эбеновая	1.08	1080
Квебрахо	1.21	1210
Гваякум или бакаут	1.28	1280

Источник: eurowood.pl.ua