Сушка древесины

Припуски на усушку

Предрасположенность лесоматериалов к усыханию и разбуханию относится к свойствам, имеющим негативное влияние на эксплуатационные качества дерева. Чтобы после заготовки и распиловки достичь заданных размеров изделия предусматривается припуск на усадку материала. Это является универсальным средством, позволяющим избежать деформацию дерева в процессе его высушивания до необходимых показателей влажности.

Числовые значения припусков на усадку пиломатериалов предусмотрена в ГОСТ 6782.1-75. Степени усушки наиболее распространенных древесных пород в ГОСТ указаны в виде таблицы с данными о значениях номинальной толщины и ширины пилопродукции в миллиметрах и конечной влажности в процентном соотношении.

ГОСТ 6782.1-75 Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки

1 файл   423.34 KB

Чтобы вычислить величину припуска и найти фактические размеры изделия, необходимо произвести расчет согласно данным из таблицы. Для удобства и лучшего понимания разработчиками стандарта приведены примеры таких вычислений.

Эксплуатация сушильной камеры

Обслуживание конструкции, когда она собрана правильно не представляется сложным процессом. Сушильные камеры не рекомендуется использовать для хранения, даже временного любым посторонних предметов, товаров. Поддерживается внутри помещения чистота. Регулярная уборка обязательна. Удаление пыли, грязи, опилок необходимо, поскольку достаточно мощная конвекция воздуха внутри камеры неизбежно приведет к попаданию посторонних веществ на источники тепла, что уменьшит их производительность, а в случае использования электрических, газовых нагревательных элементов к опасности возгорания. Проводится регулярных осмотр всех элементов конструкции: теплоизоляции, вентиляции, источников тепла.

Ротационная

При ротационной сушке штабели материала помещаются и закрепляются в специальном барабане. Он должен быть установлен в хорошо вентилируемом и обогреваемом помещении. Процесс просушивания проходит так — при вращении барабана центробежная сила приводит к тому, что влага в дереве смещается к поверхности. А постоянное прохождение между досками горячего воздуха обеспечивает интенсивное испарение жидкости.

Для сушки дерева в домашних условиях вполне подходят атмосферный и естественный методы. Они не требуют никаких финансовых затрат, и их основной недостаток — медленный процесс выхода влаги.

Также можно воспользоваться способом предварительной естественной сушки до спиливания леса. Это так называемый метод просушивания на кроне. Для этого с дерева, которое предполагается пустить на доски, снимается кора (в нижней части ствола), что приводит к его гибели. В результате древесина довольно быстро высыхает, после чего она уже спиливается и распускается на пиломатериал, при надобности — досушивается.

Промышленная сушка

Выбор подходящего режима зависит от породы дерева и толщина исходного материала. Чтобы доски при проведении процедуры не коробились и не трескались, их предварительно пропаривают в камерах с влажным паром.

Сначала материал хорошо прогревают один-два часа при t 50°. Затем ее повышают до 60°, и повторяют процедуру пропарки. Ее можно повторять до трех раз при необходимости.

Для мягких пород используют температуру t° от 40 до 75 градусов, для твердых сортов от 35 до 55. В любом случае, этот показатель не должен быть выше 80°С. Если температура поднимается выше, происходят необратимые изменения в поверхностных слоях материала. Дерево как бы закаливается, что существенно затрудняет его дальнейшую обработку инструментами.

Между влажностью воздуха и содержанием влаги в материале имеется строгая зависимость. Ее можно определить с помощью особого прибора – психрометра, служащего для определения влажности и температуры воздуха в сушильных камерах. Последние носят название сушила. Существуют различные методы сушки древесины.

Заводской способ предполагает использование специальных камер для сушки. Это паровоздушные сушила периодического действия, имеющие реверсную циркуляцию. Полученный материал, выгруженный оттуда, двое-трое суток выдерживается в производственном цехе. В это время происходит нормализация материала, то есть его освобождение от поверхностных и внутренних напряжений, обретенных в процессе сушки.

Существуют также газовые камеры для сушки древесного материала. В таких устройствах периодического действия, чтобы избавиться от ненужной влаги, используют особый бездымный газ.

Его получают при сжигании в топках сырых отходов дерева. С помощью высоконапорного осевого вентилятора, через специальные газоходы, он подается на штабеля пиломатериалов. Конструкция системы предполагает наличие парового увлажнителя.

В деревообрабатывающей промышленности используют газовые аппараты, действующие на природном газе. Они оснащены топкой, температура в которой при горении достигает 1300°С. Но прежде чем попасть в сушилку, смесь циркулирует и охлаждается, приобретая ко времени попадания в камеру температуру 100 градусов. Рабочая смесь бездымна. Если работа такой камеры хорошо отлажена, то высушенные в ней пиломатериалы остаются светлыми. Каждая из них может вместить четыре больших штабеля досок. Также они применяются для обычной, рядовой сушки хвойных пород дерева.

Для скоростной сушки строительного материала используются электрические сушилки, в которых применяются высокочастотные токи. Такая процедура длится недолго – время сушки составляет лишь несколько часов, а качество ее высокое. Дерево высыхает равномерно: без изъянов, коробления и трещин. Количество брака при таком способе сушки оказывается значительно меньшим, чем при газовом и паровом методе – его показатель составляет менее пяти процентов.

Особенности нагревания диэлектриков и полупроводников (к ним принадлежит и дерево) в электрическом поле высокой частоты состоят в том, что температура всего обрабатываемого материала заметно повышается в небольшой отрезок времени. Влажную доску за три минуты можно нагреть до 100 градусов по всей ее толщине. Мощность поглощаемого материалом тока регулируется параметрами электрического поля (его изменением посредством регулировки).

Коэффициенты усушки и разбухания

Величина усадки пилопродукции при снижении влажности в процентном соотношении определяется коэффициентом усушки. Он характеризует степень трансформации габаритных размеров изучаемого деревянного образца при понижении количества влаги на 1 %. С информацией и методикой нахождения этого коэффициента можно познакомиться, изучив ГОСТ 6782.2-75.

ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки

1 файл   715.91 KB

Разбухание древесины происходит в результате насыщения волокон влагой. Протекает это при повышенных показателях влажностного режима. Этот процесс, обратный усадке древесины, вызывает увеличение линейных размеров лесоматериалов. В числовом эквиваленте это явление выражается с помощью нахождения коэффициента разбухания. Методика определения этого показателя описана в ГОСТ 16483.35-88.

Степень усушки и разбухания для каждой породы дерева индивидуальна. Обуславливается это особенностями микроскопического строения и химического состава волокон древесины. Представители хвойных пород, имеют в структуре волокон вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Это значительно отличает их от лиственных пород, строение которых представлено развитыми проводящими сосудами.

ГОСТ 16483.35-88 Древесина. Метод определения разбухания

1 файл   160.00 KB

Все древесные породы имеют разный коэффициент усушки и в зависимости от его величины формируются на группы:

• усушка в объеме не достигает 0,40 %— ель плакучая, пихта кавказская, тополь, ясень обыкновенный.
• усушка от 0,40 % до 0,47 %— бук европейский или лесной, вяз, дуб, липа сердцевидная, ольха;
• усушка проявляется более чем на 0,47 %— береза, лиственница европейская, клен остролистный.

Величина коэффициента усушки помогает составить прогноз вероятности появления внутренних напряжений и растрескивания в результате неравномерного испарения влаги и принять меры по предотвращению их появления.

Общее описание дефектов

Для начала стоит разобраться с тем, что, в принципе, классифицируется, как дефект древесины. Это различного рода недостатки, которые возникают на материале из-за воздействия на него погодных условий, механических усилий, наличие биологических вредителей или любых других факторов.

Также стоит отметить, что эти изъяны не всегда необходимо устранять, все зависит от той цели, для которой используется материал. Конечно, в деревообработке такие пороки ухудшают качество и усложняют процесс обработки. В резьбе по дереву, к примеру, некоторые изъяны вовсе не мешают работе, а по художественным замыслам могут быть еще и частью узора.

По этим причинам любому человеку, который планирует работать с деревом, необходимо знать, какие могут быть у материала дефекты, какие из них опасны, а какие нет. Для начала стоит разобраться с общей классификацией дефектов древесины:

• сучки и трещины;
• недостатки в форме и в строении ствола;
• биологические и грибковые изъяны;
• инородные включения или химический окрас;
• механические повреждения, покоробленность и т. д.

Тут важно отметить, что к механическим изъянам относят не только те, что были у дерева изначально, но и те, которые могут возникнуть во время обработки, транспортировки, сортировки и т. д

Вакуумная сушка древесины своими руками

Чтобы высушить деревянные конструкции своими, нужно приобрести вакуумную камеру. Промышленное оборудование отличается высокой стоимостью, поэтому рекомендуется самостоятельно собрать сушильный аппарат. Процесс изготовления вакуумной сушилки для древесины своими руками выглядит следующим образом:

1. Постройка фундамента.
2. Возведение каркаса.
3. Обшивка корпуса металлическими пластинами.
4. Установка теплоизоляционных материалов и опорных механизмов.
5. Монтаж нагревательных элементов и вентиляторов.

Стенки самодельной камеры выполняются из бетона, металла и древесины. Их необходимо утеплить фольгой, пенополистиролом или древесной стружкой. Толщина утеплителей составляет должна составлять не менее 0,15 м. Каркас аппарата обшивается листовым металлом. Дверь сушилки нужно загерметизировать.

В качестве источника тепла рекомендуется использовать электрический бойлер, тепловентилятор или радиатор отопления

Важно обеспечить циркуляцию горячей воды при помощи насоса. Равномерное распределение тепла обеспечивается при помощи вентиляторов

Чтобы контролировать влажность и температуру в камере, рекомендуется установить влажный и сухой термометр.

После сооружения вакуумной камеры необходимо загрузить в нее пиломатериалы. Для этого можно использовать вилочные погрузчики. После погрузки начинается процедура сушения досок. Необходимо контролировать процесс при помощи термопар и датчиков давления. Чтобы материалы не сместились во время обработки, на них торцевые части нужно нанести смесь из олифы и мела.

Два основных этапа сушки дерева

Как правило, в продажу на строительные рынки не попадает сырая древесина. Заготовленная сосна изначально может иметь влажность до 150%, и она не готова к обработке. Сушка дерева предполагает два основных этапа. Первый этап это вывод природной влаги до уровня, который возможен при атмосферных условиях. Второй — досушка, требует уже более требовательного подхода. Здесь уже необходимо держать ориентир на условия, в которых будут эксплуатироваться материалы из древесины.

Строительная древесина не должна иметь влажность выше 20%, чтобы дерево время эксплуатации дома не могло ни высыхать, ни набухать. Утепление дома эковатой – целлюлозным наполнителем дает дополнительную защиту высушенному дереву от влаги и плесени. При этом «дышит» вместе с деревом. Если Вы позвоните 8 (812) 99-99-812, то мастера компании Теплосервис СПб защитят ваш дом от влаги, плесени, холода и сквозняков.

Естественный процесс сушки дерева, предназначенного для стройки, занимает порой более года. Затем, уже пиломатериалы закладывают в штабеля для естественной сушки порой на несколько лет. И лишь после этого качественная древесина поступает на строительный рынок. При этом нельзя забывать о нормах хранения древесины на складах – штабелирование, естественная вентиляция без сквозняков, защита от атмосферных воздействий.

Как сушить доски?

Когда лучше покупать пиломатериал для сушки?

Во-первых, вовремя купить-привезти.

Я покупаю с марта до середины мая. (Можно и в феврале, но возиться с ними в это время, знаете ли, ещё холодно.) Можно быть уверенным, что этот пиломатериал не залежался с прошлого года и, к тому же, имеет естественную влажность (в смысле, ещё не сухой; потому что если доски где-то были уложены кое-как и так высохли, то большая вероятность, что там одни «сабли» и «вертолёты». Если же они ещё и были накрыты кое-как и пролежали осень и зиму… В общем, нам нужен пиломатериал естественной влажности — влажности не очень давно спиленного дерева).

Что сделать раньше, чем покупать доски?

Подготовить место, на котором доски будут сушиться. Это сделать заранее, чтобы потом не тратить время: погоды могут портиться внезапно, так что время распределяем правильно, чтобы завезённый пиломатериал не остался мокнуть. Да и лежать сырым доскам, сложенным кое-как, даже накрытым, НЕ полезно.

На более-менее (лучше всё же более, чем менее) ровной площадке рядами кладём блоки (уж извините, почему-то не фотографировал с самого начала, а когда уже было уложено):

Расстояние между рядами блоков примерно 1 м. На блоки стелем гидроизоляцию: огрызки рубероида, полиэтилена, линолеума… в 2-3 слоя.

Важно! Штабель с досками для просушки должен располагаться так, чтобы они лежали перпендикулярно направлению ветра. Ветер дует, как правило, с запада или с востока. Значит, доски должны быть расположены по направлению «север-юг» — тогда прокладки не будут мешать свободной циркуляции воздуха между досками, и сушка будет равномерной

Значит, доски должны быть расположены по направлению «север-юг» — тогда прокладки не будут мешать свободной циркуляции воздуха между досками, и сушка будет равномерной.

Собственно технология сушки пиломатериалов

Итак, доски привезли ко мне во двор и выгрузили. Нужно укладывать для просушки.

Пиломатериал привозят шестиметровый. Несколько досок распиливаю пополам — по 3 м — это прокладки. Можно распиливать по 2 м, т. е. доску на три части, решите это заранее, после расчёта каркаса, — чтобы получалось как можно меньше обрезков.

Несколько лет назад я завозил доски для каркасной пристройки и на прокладки распиливал шестиметровые пополам. Эти трёхметровые отрезки потом отлично шли на стойки каркаса и потолочные балки:

Через время я завозил доски для устройства обрешётки на стены под утеплитель. Так что получилось возможным распиливать шестиметровые доски на три части, по 2 м.

В общем, здесь вам нужно семь раз померить, подумать, посчитать, ещё раз померить, приготовить площадку для укладки и сушки, а потом только завозить доски и отрезать.

Но, допустим, всё это вы проделали. У нас есть напиленные прокладки — кладём их на ряды блоков.

Выравниваем по уровню вдоль и поперёк, подкладывая где надо брусочки, кусочки фанеры, ОСП, сложенного в несколько раз рубероида и т. п. ПолЕнитесь — все перекосы потом проявятся в кривизне досок. Ну, пара, тройка миллиметров не в счёт.

Итак, первый ряд прокладок уложен, скорей всего, их будет 5 или 6.

Поперёк этих прокладок кладём шестиметровые доски. Причём, промежутки между досками стараемся делать одинаковыми:

Делается это очень просто — с помощью обрезка от такой же доски.

Дальше: во всех (!) местах пересечения досок с прокладками крепим саморезами (см. фото выше).

Согласен, саморезов нужно много. Помнится, на укладку 4.5 кубометров доски у меня ушло больше тысячи. Но фишка в том, что эти же саморезы потом пригодятся для всяких строительных работ… ну, у меня даром ни один не пропал.

Дальше поперёк шестиметровых кладём второй ряд трёхметровых — прокладок — строго над первым рядом. И прокладки крепим тоже саморезами к первому ряду досок.

Во всех местах пересечений!

Ко второму ряду прокладок крепим саморезами второй ряд досок, контролируя обрезком доски промежутки между досками… и т. д., пока все завезённые доски будут уложены:

(на фото видны швеллеры поверх досок; это не для груза, а просто их больше негде было класть)

Сколько времени может на это уйти? У меня на 4.5 м3 ушло три дня. Но в первый день я закручивал саморезы отвёрткой, а на второй пошёл с утра и купил шуруповёрт…

Потом доски накрываем. Можно накрыть полиэтиленовой плёнкой. Но от солнца она постепенно разрушается. Можно шифером (если есть). Профнастилом. Главное, чтобы с укрывного материала вода могла стекать.

Промышленная сушка

Выбор подходящего режима зависит от породы дерева и толщина исходного материала. Чтобы доски при проведении процедуры не коробились и не трескались, их предварительно пропаривают в камерах с влажным паром.

Сначала материал хорошо прогревают один-два часа при t 50°. Затем ее повышают до 60°, и повторяют процедуру пропарки. Ее можно повторять до трех раз при необходимости.

Для мягких пород используют температуру t° от 40 до 75 градусов, для твердых сортов от 35 до 55. В любом случае, этот показатель не должен быть выше 80°С. Если температура поднимается выше, происходят необратимые изменения в поверхностных слоях материала. Дерево как бы закаливается, что существенно затрудняет его дальнейшую обработку инструментами.

В самом начале процесса воздух имеет довольно большую влажность и невысокую t°. Чем больше начальная влажность дерева, тем больше влаги должно быть в воздухе, поступающем в камеру. Это необходимо для того, чтобы предотвратить растрескивание материала. По мере высыхания породы t° воздуха понемногу увеличивают, содержание же в нем влаги, напротив, снижают.

Между влажностью воздуха и содержанием влаги в материале имеется строгая зависимость. Ее можно определить с помощью особого прибора – психрометра, служащего для определения влажности и температуры воздуха в сушильных камерах. Последние носят название сушила. Существуют различные методы сушки древесины.

Заводской способ предполагает использование специальных камер для сушки. Это паровоздушные сушила периодического действия, имеющие реверсную циркуляцию. Полученный материал, выгруженный оттуда, двое-трое суток выдерживается в производственном цехе. В это время происходит нормализация материала, то есть его освобождение от поверхностных и внутренних напряжений, обретенных в процессе сушки.

Существуют также газовые камеры для сушки древесного материала. В таких устройствах периодического действия, чтобы избавиться от ненужной влаги, используют особый бездымный газ.

Его получают при сжигании в топках сырых отходов дерева. С помощью высоконапорного осевого вентилятора, через специальные газоходы, он подается на штабеля пиломатериалов. Конструкция системы предполагает наличие парового увлажнителя.

В деревообрабатывающей промышленности используют газовые аппараты, действующие на природном газе. Они оснащены топкой, температура в которой при горении достигает 1300°С. Но прежде чем попасть в сушилку, смесь циркулирует и охлаждается, приобретая ко времени попадания в камеру температуру 100 градусов. Рабочая смесь бездымна. Если работа такой камеры хорошо отлажена, то высушенные в ней пиломатериалы остаются светлыми. Каждая из них может вместить четыре больших штабеля досок. Также они применяются для обычной, рядовой сушки хвойных пород дерева.

Для скоростной сушки строительного материала используются электрические сушилки, в которых применяются высокочастотные токи. Такая процедура длится недолго – время сушки составляет лишь несколько часов, а качество ее высокое. Дерево высыхает равномерно: без изъянов, коробления и трещин. Количество брака при таком способе сушки оказывается значительно меньшим, чем при газовом и паровом методе – его показатель составляет менее пяти процентов.

Особенности нагревания диэлектриков и полупроводников (к ним принадлежит и дерево) в электрическом поле высокой частоты состоят в том, что температура всего обрабатываемого материала заметно повышается в небольшой отрезок времени. Влажную доску за три минуты можно нагреть до 100 градусов по всей ее толщине. Мощность поглощаемого материалом тока регулируется параметрами электрического поля (его изменением посредством регулировки).

Технология

Не каждый человек может воспользоваться качественным дорогостоящим оборудованием для высушивания древесины для собственных потребностей. В случае сушки в домашних условиях большого объема древесины следует помнить о нескольких важных моментах:

• выбор места;
• способ укладки материала;
• установка опор, крепежа;
• защита от осадков.

Брёвна на сушку или другие пиломатериалы нужно располагать на открытых площадках, например на приусадебном участке или плоской крыше небольшой постройки, то есть в местах с хорошим освещением. На поверхности складирования материалов нужно расстелить рубероид, затем засыпать древесные опилки.

Правильное расположение сырья для сушки должно основываться на направлении воздушных потоков. Штабель нужно укладывать поперек, а не вдоль движения ветра (имеется в виду его основное направление). Оптимальная ширина штабеля составляет 80 см. От поверхности почвы до нижней доски нужно выдержать расстояние не меньше 30 см. Этот зазор необходим для хорошей вентиляции пиломатериала.

Основной целью установки опорных конструкций считается необходимость приподнять самые нижние заготовки.

Лучше всего делать основание в виде квадратных колодцев. По бокам штабеля выкладывают два таких колодца. Их соединяют между собой опорной прокладкой. Между боковыми опорами оставляют расстояние в 1,5 м, при этом верхняя часть прокладок должна находиться в одной горизонтальной плоскости. Стягивание штабеля происходит при помощи резиновой ленты, которую можно сделать из камеры автомобиля.

При сушке в естественных условиях древесина может пострадать от атмосферных осадков, но полностью накрывать доски нет надобности.

Для защиты древесины на верхние прокладки укладывают несколько деревянных направляющих и расстилают кровельный материал (железо, профнастил), чтобы образовался уклон для отвода влаги. Кровлю дополнительно закрепляют верёвкой, чтобы не сдул ветер. Между металлом и деревом оставляют воздушную прослойку в пределах 8 см.

При высушивании пиломатериалов на воздухе влажность заготовки уменьшается до 20%. Сразу после окончания работ торцы заготовки с трещинами необходимо обрезать, привести изделие до нужного размера. Материал, который будет использоваться для внутренней отделки жилых зданий, помещают в отапливаемое помещение для досушивания.

Старинный способ

Существует много видов сушки дерева в промышленных условиях, но технология выпаривания была разработана в глубокой древности. Наши предки вываривали древесину несколько часов в соленой воде с добавлением мелких сосновых опилок, затем вынимали и досушивали в нежарком месте на протяжении трех недель.

В результате подобной обработки заготовка сохраняла первоначальную структуру, не трескалась, становилась гибкой и эластичной. В процессе выпаривания из структуры древесины освобождается лишняя влага, поверхность изделия приобретает красивый шоколадный цвет и чёткий рисунок волокон.

Современные пользователи могут понизить уровень влажности куска дерева, поместив его в духовку, но в старину широкое распространение получил способ парафинирования. В данном случае сырьё помещали в раствор парафина, температура которого находилась на уровне 40°, и оставляли его в жидкости на несколько часов.

В результате подобной обработки поверхность древесины приобретала красивую текстуру, не коробилась во время эксплуатации. После извлечения из раствора парафина древесину ещё несколько суток выдерживали в сухом, вентилируемом помещении.

Метод парафинирования использовался для обработки посуды. После извлечения из раствора деревянные чашки или другие предметы обихода оставалось только обработать лаком или покрыть узорами. Готовые изделия приобретали дополнительную прочность, не давали трещин.

Для улучшения водостойкости посуду высушивали в растворе льняного масла. В данном случае заготовку помещали в жидкость и пропаривали на медленном огне на протяжении 5 часов. Несмотря на давность, этот способ пользуется популярностью и у современных мастеров, делающих посуду.