Влияние влажности на свойства древесины. Влажность бревна при строительстве деревянного дома. древесина

Влажность оказывает значительное влияние на свойства древесины, которые обычно меняются под воздействием влаги. А в ряде случаев влажность определяет пригодность древесины для тех или иных строительных целей.

    Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением

    Влажность. Влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах.Влияние воды на свойства древесины

    Влага в древесине пропитывает клеточные оболочки (связанная или гигроскопическая) и заполняет полости клеток и межклеточные пространства (свободная или капиллярная).

    При высыхании древесины сначала из нее испаряется свободная влага, а затем гигроскопическая. При увлажнении древесины влага из воздуха пропитывает только клеточные оболочки до полного их насыщения. Дальнейшее увлажнение древесины с заполнением полостей клеток и межклеточных пространств происходит только при непосредственном контакте древесины с водой (вымачивание, пропаривание).Из этого следует, что однажды высушенная древесина, не находясь в непосредственном контакте с водой, не может иметь влажность выше предела гигроскопичности - состояния древесины, при котором клеточные оболочки содержат максимальное количество связанной влаги, а в полостях клеток находится только воздух. Влажность, соответствующая пределу гигроскопичности, при комнатной температуре (200 С) составляет 30% и практически не зависит от породы.

    Различают следующие ступени влажности древесины: мокрая - длительное время находившаяся в воде, влажность выше 100%; свежесрубленная - влажность 50...100%; воздушно-сухая (транспортная) - влажность 15...20%; комнатно-сухая - влажность 8...12% и абсолютно сухая - влажность 0%.

    Усушка. Усушкой называется уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка начинается после полного удаления свободной влаги и с начала удаления связанной влаги.

    Усушка по разным направлениям неодинакова. В среднем полная линейная усушка в тангентальном направлении составляет 6...10%, в радиальном - 3...5% и вдоль волокон - 0,1...0,3%.

    Уменьшение объема древесины при испарении связанной влаги называется объемной усушкой.

    При распиловке бревен на доски предусматривают припуски на усушку с тем, чтобы после высыхания пиломатериалы и заготовки имели заданные размеры.

    Внутренние напряжения, растрескивание и коробление. Напряжения, которые возникают без участия внешних сил, называют внутренними. Причина образования напряжений при сушке древесины - неравномерность распределения влаги.

    Если растягивающие напряжения достигнут предела прочности древесины на растяжение поперек волокон, то могут возникнуть трещины: в начале процесса сушки на поверхности сортимента, а в конце - внутри.

    Внутренние напряжения сохраняются в высушенном материале и служат причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины. Остаточные напряжения снимают путем дополнительной обработки пиломатериалов (пароувлажнение).

    При высыхании или увлажнении древесины изменяется форма поперечного сечения доски. Такое изменение формы называется короблением. Коробление может быть поперечным и продольным.

    Разбуханием называется увеличение линейных размеров и объема древесины при повышении содержания связанной влаги. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности; увеличение свободной влаги не вызывает разбухания.

    Водопоглощение - способность древесины благодаря пористому строению поглощать капельно-жидкую влагу. Водопоглощение происходит при непосредственном контакте древесины с водой. При этом в древесине увеличивается содержание как связанной, так и свободной влаги.

    Теплопроводность, звукопроводность, электропроводность древесины Теплопроводностью древесины называется ее способность проводить тепло через свою толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность сухой древесины незначительна, что объясняется пористостью ее строения. Коэффициент теплопроводности древесины равен 0,1...0,35 ккал/м*град*час. Плотная древесина проводит тепло несколько лучше рыхлой. Влажность древесины повышает ее теплопроводность. Теплопроводность древесины вдоль волокон примерно вдвое больше, чем поперек. Звукопроводностью называется свойство материала проводить звук; она характеризуется скоростью распространения звука в материале. В древесине быстрее всего звук распространяется вдоль волокон, медленнее в радиальном и очень медленно в тангентальном направлениях. Звукопроводность древесины в продольном направлении в 16 раз, а в поперечном в - 3...4 раза больше звукопроводности воздуха. Повышенная влажность древесины повышает ее звукопроводность. Электропроводность древесины характеризуется ее сопротивлением прохождению электрического тока. Электропроводность древесины зависит от породы, температуры, направления волокон и ее влажности. Электропроводность сухой древесины незначительна. При увеличении влажности в диапазоне от 0 до 30% электрическое сопротивление падает в миллионы раз, а при дальнейшем увеличении влажности - еще в десятки раз. Электрическое сопротивление древесины вдоль волокон меньше в несколько раз, чем поперек волокон. Повышение температуры древесины приводит к уменьшению ее сопротивления до величины примерно в два раза.

    Влажность бревна при строительстве деревянного дома

    Влияние влажности древесины на ее свойстваОдним из важных вопросов, встающих перед застройщиком на первоначальном этапе строительства является влажность бревна: какое бревно предпочесть — сухое или естественной влажности? Если окунуться в историю, в древнейшие традиции деревянного зодчества, то выясниться что издревле для строительства жилых домов использовали бревно естественной влажности.

    После укладки брёвен в сруб, их влажность уменьшается до равновесной, т. е. происходит усушка. Кроме того под действием собственного веса бревна уменьшаются в общем объёме. Из-за такой усадки сруба существенно уменьшается коэффициент продуваемости стен, деревянное строение становиться ещё более прочным, обладающим максимальными теплоизоляционными свойствами.

    Влияние влажности на прочность древесиныВ течение первых двух лет после установки дома, сруб даёт усадку в среднем на 6%. Естественной усадке ничто не должно мешать, поэтому в конструкции бревенчатого сруба естественной влажности не используют ни одного жёсткого крепления и предусматривают компенсаторы усадки. Подобная предусмотрительность позволит при необходимости регулировать высоту конструкции и правильность геометрии дома. Брёвна сруба скрепляют между собой деревянными нагелями в шахматном порядке, закладываемыми на расстоянии до двух метров друг от друга.

    Как влияет влажность на свойства древесины?Сухое бревно при вывозе на открытую строительную площадку, начинает активно впитывать влагу, что в итоге может привести к искривлению бревна. Сухие брёвна невозможно притянуть на деревянные нагеля, поскольку нагеля в процессе разбухания ломаются. Для скрепления срубов в этом случае используют металлическую арматуру, несмотря на то, что железо со временем портит древесину. Сруб, сложенный из сухих брёвен не даёт нормальной усадки. В отличие от сруба естественной влажности он не усыхает, а наоборот разбухает, в результате чего брёвна часто начинают выпирать из сруба. Для застройщика строительство дома из сухих брёвен обходится гораздо дороже. Даже самые крепкая порода древесины — сосна, теряет вою прочность до 8%, а ударная вязкость увеличивается до 12%

    В настоящее время современные строители нашли компромиссное решение, используя при строительстве срубов подсушенное бревно, с влажностью незначительно ниже естественной, однако выше равновесной. Такие бревна позволяют снизить процент усадки дома, что позволяет заселяться и производить отделку дома почти сразу же после его постройки.

    Влага в древесине и ее влияние на физико-механические свойства

    Величина влажности древесины определяется по количеству воды, содержащейся в ней в процентах от ее веса в абсолютно сухом состоянии. Влага, заполняющая в древесине пустоты (каналы, сосуды, полости клеток и межклеточные пространства), носит название свободной или капил­лярной. Влага, пропитывающая оболочку клеток, может попадать в дре­весину за счет поглощения паров воздуха и называется гигроскопической или связанной. Предельное количество свободной влаги в древесине определяется объе­мом в ней пустот и зависит от ее породы. Максимальное количество в дре­весине гигроскопической влаги составляет при температуре 20° С около 30% и мало зависит от ее породы. Если в древесине имеется только гигроскопическая влага, а полости клеток заполнены воздухом, то такое состояние будет соответствовать точке насыщения клеточных оболочек (для данной влажности и температуры воздуха), являющейся пределом гигроскопичности древесины. Влажность древесины в значительной степени оказывает свое влияние на ее физико­механические свойства. В свежесрубленной древесине с влажностью в пределах от 80 до 100%, находящейся в атмосферных условиях, при высыхании сначала происходит быстрое удаление с поверхности свободной влаги с одновременным пере­мещением ее из внутренних более увлажненных слоев к наружным; такой процесс постепенно приводит к равномерному распределению влажности в древесине, которая будет соответствовать температуре и влажности окру­жающего ее воздуха. Такая влажность древесины называется равновесной. Количество влаги, поглощенной древесиной, может быть определено по диаграмме, представленной на рис. 2.6; наклонные линии указывают про­цент влажности древесины W при определенной влажности ф и температуре окружающего воздуха t. Зная заранее условия, в которых достаточно дли­тельное время будет находиться лесоматериал или элемент конструкции, можно определить соответствующую равновесную влажность древесины W в %. При удалении свободной влаги процесс сушки происходит сравнительно быстро, без изменения линейных размеров и объема, уменьшается лишь только объемный вес древесины. При дальнейшей сушке в результате удаления связанной влаги изме­няются линейные размеры и объем древесины; сам процесс сушки с мо­мента уменьшения влажности ниже точки насыщения оболочек клеток протекает значительно медленнее. Процесс усушки древесины, исходя из строения оболочки клеток, объяс­няется наличием размещенной между мицеллами влаги, которая при своем воздействии раздвигает их.

    При высыхании древесины из-за удаления влаги мицеллы сближаются, вызывая сокращение линейных размеров древесины в целом с резкой разницей в изменении размеров в поперечном и продоль­ном направлениях волокон, а также, что особенно вредно, в радиальном и тангентальном направлениях. 24 300x244

    Влага в древесине и ее влияние на физико механические свойства Рис. 2.6. График W—ф—t-зависимости равновесной влажности дре¬весины W от относительной влажности воздуха ф и температуры t Процесс разбухания представляет собой обратное явление, которое проявляется при поглощении древесиной влаги, пропитывающей оболочки клеток, нарастанием линейных размеров и объема. Полная линейная усушка для древесины хвойных пород от точки насы­щения до воздушно-сухого состояния (15—18%) в среднем принимается равной: вдоль волокон от 0,1 до 0,3, в радиальном направлении от 3 до б и в тангентальном (по касательным к годовым слоям) от 6 до 12%. Влияние влаги на свойства древесины
    Объемная усушка в этом случае принимается равной 15%. Неравномерная усушка древесины в радиальном и тангентальном направлениях, а также то обстоя­тельство, что во внутренних годовых слоях сохраняется еще высокая влаж­ность, в то время как наружные слои уже в значительной мере высыхают, приводят к возникновению сжимающих напряжений во внутренних годо­вых слоях и растягивающих усилий в поверхностных годовых слоях.

    Резкая неравномерность в деформации годовых слоев в процессе усушки древесины приводит к возникновению радиальных трещин, уширяющихся от сердцевины к периферии, которые располагаются главным образом по сердцевинным лучам.

    Если возможно свободное развитие деформаций, то возникающие напря­жения не превысят соответствующих пределов прочности, трещины не появляются, а вместо этого возникает явление коробления — изменение формы сечения. На рис. 2.3 показана деформация и изменение формы пило­материалов и крупных сортиментов. Наличие перерезанных волокон в годовых слоях материала , приводит к большим трещинам, чем в бревнах.

    Процесс образования продольных сердцевинных трещин также объяс­няется неравномерностью усушки заболонной и ядровой частей. Крайние с заболонью кромки пиломатериалов усыхают сильнее, чем ядровые и в направлении волокон. Чем медленнее идет процесс сушки древесины, тем меньше напряжения, возникающие за счет изменения размеров элемента и меньше вероятность возникновения трещин. Этим и объясняется хорошее качество естественной сушки древесины на открытом воздухе в штабелях под навесами.

    Влияние влажности на свойства древесиныВлажность - свойство древесины, характеризуется содержанием влаги в древесине. Влажность древесины существенно влияет на ее физические и механические свойства, а в ряде случаев определяет ее пригодность для тех или иных строительных целей. Наличие влаги связано с ростом дерева. Влажность древесины срубленного дерева и неверные условия хранения являются причинами ее гниения.

    В зависимости от степени влажности древесина делится на: мокрую — длительное время находившуюся в воде, ее влажность выше 100%; свежесрубленную — влажность 50—100%; воздушно-сухую — долгое время хранившуюся на воздухе, влажность 15—20%; комнатно-сухую — влажность 8—12%; абсолютно сухую — влажность 0%. Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.

    Влияние влажности на свойства древесиныВ древесине различают две формы воды: связанную и свободную.
    Связанная вода находиться в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах. Связанная вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины.
    Свободная вода, удерживаемая только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.
     

    Влияние влажности на прочность древисиныКак уже говорилось выше, влага оказывает влияние на различные свойства древесины. Так, усушка и разбухание древесины происходят при изменении ее влажности. С увеличением влажности уменьшается прочность древесины. Существенное влияние на прочность древесины оказывает только связанная влага, содержащаяся в клеточных оболочках. При увеличении количества связанной влаги прочность древесины уменьшается (особенно при влажности 20-25%). А электропроводность древесины, наоборот, значительно повышается при насыщении ее влагой. При полном удалении влаги из деревянных изделий (усушке) может произойти их растрескивание и потеря формы. В качестве защитных мероприятий, предупреждающих негативное влияние влаги, древесину пропитывают антисептиками, а изделия из нее покрывают лаками, красками, тонкими полимерными пленками. 

    Деревянные оконные блоки и опорные части мебели из древесины - наиболее подвержены для разрушающего воздействия влаги. 

    Похожие товары

    Перед установкой деревянных окон для начала нужно определиться с материалом - какой сорт дерева предпочтительнее по его качественным характеристикам и соответствует вашим потребностям и возможностя
    Оцилиндрованное бревно, применяемое для строительства домов, коттеджей, бань и прочих строений уже на протяжении более 5 лет зани
    Как известно, помимо деревопоражающих организмов, древесина может быть подвержена разрушительному воздействию
    Вываривание древесины в соленой воде также предупреждает ее растрескивание.
    Технология «жидкой древесины» способна заменить стандартные пластмассы и обеспечить человечество новыми материалами на долгие годы.
    ДРЕВЕСИНА сравнительно твердый и прочный волокнистый материал, скрытая корой основная часть стволов, ветвей и корней деревьев