Как правильно определить влажность древесины? rayvshalashe.ru

Как правильно определить влажность древесины?

Методы определения влажности древесины

Дерево – натуральный материал, достаточно сильно восприимчивый к влажности. Оно способно выделять и поглощать влагу в зависимости от окружающих условий. При неизменном состоянии микроклимата влажность древесины стремится к постоянным показателям.

Определение влажности древесины во многом зависит от породы дерева. Наиболее гигроскопичными являются груша, бук, кемпас. Самыми стойкими считаются дуб, бамбук, мербау.

Использование древесины для строительства и ремонта предполагает соблюдение норм влажности. Под термином «влажность» подразумевается процентное отношение воды к сухой древесине.

Типы влажности

Выделяют два вида влажности древесного сырья: относительная и абсолютная.

Абсолютная

Такое понятие характеризуется отношением массовой доли влаги определенного объема древесины к весу абсолютно сухого сырья этого же размера. На этот показатель существуют установленные государственные стандарты. Согласно им показатели измерителя абсолютной влажности доски должна быть в границах 9%.

Относительная

Это процентное отношение влаги, которая содержится в дереве, к массе влажной древесине. В древесном сырье вода находится в двух формах: свободной и связанной. Они указывают на общее число влаги в сырье. Объем связанной влаги зависит от микроклимата, так как впитывается из воздуха. Находится она в клеточной структуре дерева. Именно из-за этого, в зависимости от влажности окружающей среды, происходит разбухание или усушка материала. Удалить связанную воду можно только при помощи сушки.

Помимо этого, вид древесного сырья зависит от степени его влажности.

Существует несколько типов влажности древесины:

Мокрая. К этому разряду относят дерево, которое долгое время подвергалось воздействию воды. В таком случае показатель измерителя влажности составляет более 100%.

Свежесрубленная. Влажность недавно сваленного дерева находится в пределах 50–100%.

Комнатно-сухая. Этот вид материала, который долгое время находился в отапливаемом здании. Поэтому его число находится в пределах 9–13%.

Воздушно-сухая. К такому типу относится древесина, которая длительное время хранилась на свежем воздухе. В зависимости от условий окружающей среды, ее показатель находится в пределах 15–20%.

Абсолютно сухая. Таких показателей можно добиться только при помощи сушки в специальном приборе. Количество воды в этом случае равняется 0.

Как узнать влажность древесины?

Существует несколько методов, как определить влажность древесины. Но сначала надо выяснить вид растения и влагу воздуха, так как для разных деревьев существуют свои стандарты.

Для того чтобы измерить влагу древесного сырья, как правило, используют два метода: весовой либо при помощи электрического прибора. Их показатели могут несколько отличаться, но незначительно.

Для этого метода потребуется:

очень точные весы;

Процесс измерения:

Для начала из середины доски нужно своими руками отпилить кусок шириной 10–15 миллиметров. Он будет служить контрольной пробой. Главное, в этом этапе – взять брусок именно с центра доски. С торцевой части отрезать не стоит, так как она имеет намного меньшую влажность.

Далее, выпиленный своими руками фрагмент, нужно очистить и взвесить на весах. Полученная цифра записывается. Например, обозначим ее «Ph». Это будет начальная масса пробы.

После взвешивания этот кусок нужно отправить в специальную сушку, прибор с температурой около 100С°.

Первое взвешивание производится своими руками через пять часов. Все последующие показатели записываются с интервалом 1–2 часа.

Высушивание проводится до тех пор, пока весовой показатель не начнет повторяться. Это означает, что материал стал абсолютно сухим. Обозначим числовой показатель последней пробы как «Pc».

Далее, влажность можно определить, используя формулу:

Электрический

Чтобы провести весовое измерение древесины требуется очень много времени. В среднем на такую работу уходит около девяти часов. Но есть способ, который позволяет намного быстрее и более точно определить процентное число воды в дереве.

Установить показатель влажности древесного сырья намного проще при помощи электрического влагомера.

Принцип работы влагомера основан на изменении удельного электрического сопротивления материала зависимо от его влажности. Иглы-электроды этого прибора вводятся в древесину так, чтобы они находились друг против друга. По ним пускается ток, и влагомер показывает количество воды в этом участке дерева. Но так как влагомер измеряет влагу только локально, то лучше повторить замер в нескольких местах.

Как определить влажность дерева без технических средств?

Сегодня количество воды в древесном сырье выясняют при помощи сложных расчетов и новейших приборов. Но ведь строительством люди занимались всегда. И как-то они обходились без прогрессивных методов и влагомеров.

Несколько простых рекомендаций, как определить влажность дерева:

По свежеспиленному фрагменту необходимо провести черту карандашом. Когда древесина влажная, линия через некоторое время посинеет, если сухая – нет.

О количестве воды в древесном сырье могут «рассказать» стружки. Если они эластичные, мягкие, при сминании не ломаются – дерево влажное. Стружки сухого сырья в руке будут ломаться, крошиться.

Можно своими руками провести по древесине острым металлическим предметом. По оставленному следу определяется состояние материала. У влажного дерева след будет влажный.

Определить количество влаги в древесном сырье можно ударив по нему каким-нибудь деревянным предметом. Если звук глухой – дерево влажное, тонкий и звонкий – сухое.

О сухости древесины свидетельствуют также трещины на ее торцах. У влажного материала их меньше.

Когда при распиливании доски своими руками в отверстие проступает влага, дерево содержит большое количество воды и непригодно к работе. Слишком пересохшее сырье при подобной обработке крошится.

Влажность древесины играет огромную роль при строительстве и ремонте. Сырое дерево в процессе высыхания будет деформироваться. Чтобы этого избежать работать следует только с сухим материалом.

Как правильно определить влажность древесины?

Дерево — доступный, экологически чистый материал, широко использующийся при строительстве и отделке зданий. Однако многие отказываются от него по той причине, что со временем древесина начинает коробиться, в конструкциях появляются щели. Происходит это по мере высыхания древесины. Избежать такой проблемы можно, если работать с сухим материалом. Нормы влажности пиломатериалов регламентируются рядом документов, в частности СНиП II-25-80.

Для того, чтобы получить качественное и надежное строение, необходимо использовать при строительстве только сухую древесину.

Но как узнать влажность древесины при покупке? На глаз это определить достаточно сложно. Лишь специалист с большим опытом по некоторым признакам может определить, влажная древесина или сухая, но и он не даст точного процентного соотношения. Некоторые выводы о влажности можно сделать при обработке пиломатериала. Если снятая рубанком стружка пластичная и гнется, то древесина сырая, если крошится — сухая. Строительные же нормативы требуют точной цифры, и для ее определения существует ряд методов, наиболее применяемыми из которых являются расчет по массе и вычисление с помощью специального прибора — влагомера.

Расчет влажности древесины по массе

Рисунок 1. Таблица плотности различных видов древесины.

Известно, что различные породы деревьев имеют различную плотность. Но плотность зависит не только от породы, но и от влажности пиломатериала: чем суше древесина, тем она легче. Данные по наиболее распространенным породам представлены в таблице на Рисунке 1. Зная объем и массу, можно подсчитать плотность, найти ее в таблице для данного дерева и таким образом определить влажность древесины. Это достаточно простой и быстрый способ определения влажности. Однако следует учитывать, что плотность деревьев даже одной породы, но произрастающих в разных климатических зонах, может варьироваться, поэтому погрешности в вычислениях избежать не удастся.

Для более точного определения влажности пиломатериала проводится исследование. Для испытания берется образец размером 20х20х30 мм. Проба отрезается от пиломатериала на расстоянии не менее 30-50 см от края доски. Она взвешивается на весах с точностью до 0,1 г и помещается в сушильный шкаф с температурой в 101-104° С. По истечении 6 часов проба достается из шкафа, повторно взвешивается и снова кладется в шкаф. Последующие взвешивания проводятся с периодичностью в 2 часа. Результаты взвешиваний заносятся в журнал. Если разница массы по итогам двух взвешиваний не превышает 0,1 г, то древесина считается абсолютно сухой.

Расчет влажности древесины.

Абсолютная влажность материала высчитывается по формуле:

где W — влажность, m — масса образца при первом взвешивании, m0 — масса того же образца после полного высушивания.

Необходимо рассмотреть, как определить влажность образца на примере. Можно допустить, что до просушки он весил 98,76 г, после просушки — 65,81 г. Тогда W=(98,76-65,81)/65,81х100=50,1%.

Для получения достоверного результата необходимо произвести исследование с несколькими пробами. Не рекомендуется выдерживать в сушильном шкафу более 20 часов образцы смолистых пород.

Этот способ определения влажности древесины соответствует ГОСТу 16483.7-71, но он занимает много времени и требует наличия специального лабораторного оборудования.

Определение влажности при помощи влагомера

Для определения влажности древесины можно использовать влагомер.

Научно-технический прогресс, проявляющийся во всех сферах человеческой деятельности, не остался в стороне и в отношении такого вопроса, как определение влажности древесины. Сегодня влагомером никого не удивить. Стоимость этого портативного прибора зависит от производителя, модели и набора функций, но она не настолько высока, чтобы отказаться от этого удобного приспособления. Влагомеры есть практически на любом складе, где хранятся или продаются пиломатериалы. А потому и измерение влажности превращается в минутное дело.

Принцип действия влагомера основан на измерении сопротивления при пропускании через древесину электрического тока. Прибор имеет игольчатые датчики, которые заглубляются в пиломатериал вдоль волокон. При нажатии кнопки замера через них пропускается ток, и результат, уже переведенный в показатель влажности, моментально высвечивается на дисплее. Погрешность измерения у современных влагомеров составляет не более 1,5%. При этом следует понимать, что результат достоверен только для того места, где углублены иголки. Чтобы судить о состоянии пиломатериала в целом, необходимо произвести как можно больше замеров по всей длине и ширине доски.

Читать еще:  Как построить патио своими руками

Допустимые показатели влажности древесины по ГОСТу.

Ряд моделей имеет длинный проводник, соединяющий прибор с игольчатыми датчиками. Это позволяет измерять влажность древесины дистанционно при ее сушке в камере. При этом датчики вставляются в доски, расположенные в середине штабеля. Сам прибор помещается вне камеры. При замерах необходимо делать поправки на температуру. Дистанционный способ удобен для контролирования процесса сушки древесины, но следует признать, что зачастую он дает искаженные результаты. Это происходит по двум причинам: из-за нагревания иголок датчиков, которые передают его древесине в местах заглубления, и из-за нарушения плотного контакта датчиков вследствие усыхания древесины.

В тех случаях, когда крайне нежелательно даже минимальное повреждение древесины, например, если речь идет о деталях для мебели, определить влажность древесины можно бесконтактным влагомером. Он не имеет иголок, а просто прикладывается к поверхности пиломатериала. Принцип действия прибора основан на измерении длины электромагнитных волн, которая будет отличаться в зависимости от влажности. При измерении таким влагомером следует определять древесину по породе.

Сушка древесины

Влажная древесина — еще не приговор. Ее вполне можно довести до пригодного к работе состояния даже без сушки в камере. Более того, атмосферная просушка рекомендуется для любого приобретенного пиломатериала.

Высушивание древесины сводится к ее правильному хранению. Для этого оборудуется место на сквозняке, защищенное навесом от осадков и попадания прямых солнечных лучей. Последнее условие связано с тем, что под солнцем поверхность досок быстро нагревается и просушивается, а нижняя остается влажной. Из-за этого возникает напряжение, древесина коробится и трескается.

Под штабели устанавливаются лаги высотой не менее 0,5 м от уровня земли. Поверхность основания должна иметь строго горизонтальную ориентацию. Во избежание прогиба досок расстояние между точками опоры не должно превышать 1,5 м. Между рядами досок перпендикулярно им размещаются прокладочные доски из хвойных пород толщиной в 25-40 мм, а через 1,0-1,5 м — прокладки толщиной в 100-150 мм. Это обеспечит лучшую циркуляцию воздуха. Нельзя складировать в один штабель доски, имеющие разную влажность: древесина гигроскопична, и сухие пиломатериалы будут набирать влагу от влажных.

Время, необходимое для просушки до показателя 18-22 % влаги, варьируется от 9 до 40 дней. Оно зависит от климатических условий, времени года и толщины материала.

Определение влажности и сушка древесины

Определение влажности древесины

Для определения влажности древесины существует несколько способов. Для определения влажности можно использовать специальный прибор — электровлагомер. Действие прибора основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами вводят в дерево и пропускают через них электрический ток, при этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы.

Широкое распространение получили электровлагомеры ЭВА-2М, определяющие влажность в диапазонах 7 — 60%.

Многие опытные столяры определяют влажность дерева на глаз. Зная виды древесины, ее плотность и другие физические свойства, можно определить влажность древесины по массе (взвешивая поочередно несколько одинаковых заготовок одной породы), по наличию трещин на торце или вдоль волокон древесины, по короблению и другим признакам.

При весовом способе от доски (контрольного образца) на расстоянии от торца 300 — 500 мм отпиливают секцию влажности толщиной 10 — 12 мм, тщательно очищают от заусенцев, опилок и взвешивают, записывают результат в журнале, а секцию помещают в сушильный шкаф с температурой до 103°С. Через 6 часов сушки секцию взвешивают и массу записывают в журнал, затем вновь сушат и через каждые 2 ч после сушки взвешивают. Если после повторных взвешиваний масса секции не меняется, это означает, что секция высушена до абсолютно сухого состояния с влажностью W0 = 0% и массой Р.

Первоначальную влажность древесины образца определяют по формуле: W = (Pн — Рс) : Рс * 100%, где W — первоначальная влажность, %; Рн и Рс — начальная масса и масса в абсолютно сухом состоянии образца.

Также проверку текущей влажности в процессе сушки можно проводить методом взвешивания контрольных образцов длиной не менее 1000 мм, которые также выпиливают из досок, подлежащих сушке, на расстоянии 300 — 500 мм от торца, очищают от коры, заусенцев, опила, после чего торцы окрашивают краской. Образец взвешивают с точностью до 5 г.

При обработке пиломатериала рубанком тонкая его стружка, сжатая рукой, легко сминается — значит, материал влажный. Если стружка ломается и крошится, это указывает на то, что материал достаточно сухой. При поперечных порезках острыми стамесками также обращают внимание на стружки. Если они крошатся или выкрошивается сама древесина заготовки, это значит, что материал слишком сухой.

Полную насыщенность древесины водой называют границей гигроскопичности. Такая стадия влажности в зависимости от породы дерева составляет 25-35%.
На практике различают древесину: комнатно-сухую (с влажностью 8-12%), воздушно-сухую искусственной сушки (12-18%), атмосферно- сухую древесину (18-23%) и влажную (влажность превышает 23%).

Древесину только что срубленного дерева или находившуюся долгое время в воде, называют мокрой, ее влажность до 200%. Различают также эксплуатационную влажность, соответствующую равновесной влажности древесины в конкретных условиях.

Требования к влажности древесины в изделиях Таблица 1.

Влажность свежесрубленной древесины (имеющей влажность растущего дерева) зависит от породы и места взятия пробы по сечению ствола. У хвойных пород влажность древесины в периферийной части ствола (заболони) больше влажности древесины в центральной части ствола (ядро).У лиственных пород влажность по всему сечению ствола примерно одинакова.

Влажность сплавной древесины, как правило, выше, чем у древесины, доставленной сухопутным путем, причем влажность сплавной древесины выше влажности свежесрубленной. Так, влажность заболонной части сосновых бревен после сплава повышается до 150%, ядровой части бревен — до 50%.

Как, известно, древесина имеет клеточное строение. Влага в древесине может заполнять полости клеток, межклеточное пространство и пропитывать стенки клеток. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточное пространство, называется свободной, а пропитывающая стенки клеток — связанной, или гигроскопической.

Свежесрубленная древесина имеет как свободную, так и связанную влагу. При высушивании древесины сначала удаляется свободная влага, а затем связанная.

Влажность свежесрубленной древесины Таблица 2

Сушка древесины

При изготовлении любого вида столярных изделий дерево должно быть сухим. Сухая древесина обладает высокой прочностью, меньше коробится, не подвержена загниванию, легко склеивается, лучше отделывается, более долговечна, готовые изделия не растрескиваются. Любая древесина самых различных пород очень чутко реагирует на изменение влажности окружающей среды. Это свойство является одним из недостатков лесоматериалов. При повышенной влажности древесина легко вбирает в себя воду и разбухает, а в отапливаемых помещениях она усыхает и коробится. Поэтому для столярных изделий дерево необходимо высушивать до той степени влажности, которая предполагается в дальнейшем при их эксплуатации. В помещении достаточна влажность древесины до 10%, а под открытым небом — не более 18%.

Сушкой называется процесс удаления из древесины влаги испарением. Сушка пиломатериалов бывает естественной или искусственной.

Естественная сушка

Естественная сушка происходит под влиянием атмосферного циркулирующего воздуха, испаряющего влагу из древесины. Естественная сушка пиломатериалов совмещается с хранением. Сушить древесину надо обязательно в тени, под навесом и на сквозняке. При сушке на солнце внешняя поверхность древесины быстро нагревается, а внутренняя остается сырой. Из-за разницы напряжений образуются трещины, дерево быстро коробится. Влажные пиломатериалы сушат сразу после распиловки. Это предупреждает появление червоточин и гнили.

Материалы, уложенные в штабель, весной сохнут хуже, чем летом. Более интенсивно этот процесс происходит в июне. Время сушки хвойных пиломатериалов в естественных условиях до 18 — 22% влажности приведено в таблице.

Время, необходимое для сушки до 18-22% влажности пиломатериалов, уложенных штабелем с прокладками:

Примечание: Для лиственницы сроки сушки увеличиваются на 60%. Климатические зоны

1-я — Архангельская, Мурманская, Вологодская, Пермская, Свердловская, Сахалинская, Камчатская, Магаданская области, северная половина Западной и Восточной Сибири и Коми, северная часть Хабаровского края и восточная часть Приморского края.
2-я — Карелия, Ленинградская, Новгородская, Псковская области, южная часть Хабаровского края и западная часть Приморского края.
3-я — Смоленская, Калининградская, Московская, Тверская, Орловская, Тульская, Рязанская, Ивановская, Ярославская, Нижегородская, Брянская, Челябинская, Владимирская, Калужская, Костромская, Амурская области, южная часть Западной и Восточной Сибири, республики Чувашия, Марий Эл, Мордовия, Татарстан, Башкоторстан, Удмуртия.
4-я — Курская, Астраханская, Самарская, Саратовская, Волгоградская, Оренбургская, Воронежская, Пензенская, Тамбовская, Ростовская, Ульяновская области, Северный Кавказ.

Естественная сушка пиломатериалов резко сокращается с середины августа. Пиломатериалы из ели сушатся быстрее, чем из сосны. Тонкомерные материалы сушатся быстрее толстомерных. Пиломатериалы хвойных пород толщиной 16 мм через 4 суток сушки теряют половину начальной влажности, затем интенсивность сушки резко падает. Пиломатериалы толщиной более 20 мм большую часть влаги испаряют после 20 — 30 суток сушки.

Укладка штабеля начинается с устройства основания, высотой вместе с лагами не менее 50 см. Верх основания должен быть горизонтальным. Опоры основания размещают с шагом 1,5 м, чтобы исключить прогиб пиломатериалов. Форма штабелей — квадрат или прямоугольник.

Штабеля пиломатериалов ограждаются крышей, защищающей материал от атмосферных осадков, непосредственного воздействия солнечных лучей и пыли.

Читать еще:  Способы укладки плинтуса на ламинат

Укладывают пиломатериалы на сухие прокладки из хвойных пород размером 25х40 мм. Крайние прокладки укладывают заподлицо с торцами досок, а остальные на расстоянии между ними не более 70 см. Для создания лучшей вентиляции штабеля все прокладки укладывают в строго вертикальном ряду по отвесу. Между укладываемыми в штабеля досками или брусками оставляют одинаковые по ширине промежутки (шпации), образующие по всей высоте штабеля вертикальные каналы. Ширину шпации в зависимости от климатических условий и сечения досок устанавливают для пиломатериалов толщиной до 45 мм от 1/2 до 3/4 ширины пиломатериала и для пиломатериалов толщиной свыше 45 мм от 1/5 до 1/3 ширины пиломатериалов. Для равномерного просыхания пиломатериалов по высоте штабеля на расстоянии 1 и 2 м от нижнего ряда досок устраивают продухи высотой 150 мм. Доски укладывают внутренними пластями вверх для уменьшения их коробления. Для предупреждения растрескивания рекомендуется торцы досок тщательно закрасить масляной краской или несколько раз пропитать горячей олифой для защиты пор древесины.. Обрабатывать торцы нужно сразу после поперечных перепилов в размер. Если дерево отличается повышенной влажностью, то торец просушивают паяльной лампой, а уже потом закрашивают.

Камерная сушка пиломатериалов

Камерная сушка — основной способ, при котором сушку пиломатериалов производят в сушильных камерах, имеющих нужное оборудование и приборы. В камерах регулируют температуру, влажность и степень циркуляции воздуха.

Атмосферная сушка служит для предварительной подсушки пиломатериалов и, как правило, сочетается с камерой сушки древесины.

Пиломатериалы можно укладывать в штабеля штучным или пакетным способом. При формировании штабеля штучным способом между рядами досок укладывают сухие (влажностью не более 18%) калиброванные прокладки хвойных и лиственных пород сечением 25 х 40 мм и длиной равной ширине штабеля. Прокладки по высоте штабеля необходимо укладывать перпендикулярно доскам и строго вертикально одну над другой.

Штабель формируют из досок одной породы и толщины. Количество прокладок, укладываемых по длине штабеля, дано в таблице:

Измерение влажности древесины и древесных материалов

Методы и средства

Информация о влажности древесины очень важна для правильного построения технологических процессов деревообработки. Слишком высокая влажность древесных материалов чревата опасностью биологического поражения древесины, а также последующей усушки деревянных деталей и их коробления при эксплуатации в условиях повышенных температур и низкой влажности воздуха. Слишком сухая древесина становится довольно хрупкой, трудно деформируется и гнется, плохо поддается обработке резанием.

Контроль процесса сушки пиломатериалов неразрывно связан с необходимостью текущего контроля влажности древесины. Существуют разные методы измерения содержания влаги в древесине и древесных материалах: весовой, кондуктометрический, индукционный, микроволновый, инфракрасный.

Весовой метод является самым точным из перечисленных. Он предназначен для оценки влажности древесины в лабораторных условиях и требует пять-восемь часов для получения результата. От тестируемого материала (доски) на расстоянии 300-500 мм от торца отпиливают пробу толщиной 10-12 мм (вдоль волокон древесины), которую тщательно очищают от заусенцев и тут же взвешивают на лабораторных весах с точностью до 0,001 г. Затем пробу помещают в электрический сушильный шкаф и сушат при температуре 100-105°С. В процессе сушки пробу периодически вынимают из сушильного шкафа и взвешивают. Первое взвешивание выполняют через пять часов после закладки пробы в шкаф, остальные — через каждые один-два часа. Древесина достигает абсолютно сухого состояния, когда масса пробы перестает изменяться. Разница в массе влажного и сухого образца (пробы), отнесенная к массе абсолютно сухого образца, показывает влажность древесины в момент первого взвешивания.

Ускоренный сушильно-весовой метод предусматривает сушку образцов при температуре 120±2°С в сушильных шкафах с принудительной циркуляцией. Продолжительность сушки в этом случае составляет 2-2,5 ч. Конечную массу образцов определяют после их охлаждения в комнатных условиях в течение 2-5 мин.

Известен также экспресс-метод определения влажности древесины весовым способом. С пиломатериала или заготовки острой стамеской снимают тонкую стружку, которую тотчас же взвешивают с высокой точностью и помещают в сушильный шкаф. После полного высушивания стружки в течение нескольких минут ее охлаждают и снова взвешивают. При высокой точности взвешивания достигается высокая точность определения влажности. В одном агрегате размещаются точные аналитические весы, нагреватель и вентилятор, а также электронный узел для фиксации результатов измерений и расчета влажности. Для получения максимально объективного результата пробу следует сначала расколоть, а потом снять стружку с поверхности внутренней части образца.

Некоторую информацию о влажности древесины можно получить без использования приборов, изучая тонкую стружку, снятую острой стамеской. У древесины высокой влажности стружка при сминании легко деформируется. Сухая же стружка будет крошиться и ломаться. Слишком влажная древесина режется очень легко, а на образце можно заметить влажный след от пореза стамеской.

Остальные методы измерения влажности древесины предполагают использование специальных приборов — влагомеров. Наиболее распространены влагомеры, измеряющие электрическое сопротивление между иголками, внедряемыми в древесину (кондуктометрический способ). Ток, проходящий через тестируемую древесину, усиливается и затем измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах влажности древесины. Сопротивление зависит от влажности древесины, а также от плотности и температуры материала. Электровлагомеры довольно надежно определяют влажность древесины в диапазоне от 7 до 30%, а вот результаты измерений влажности выше 30% страдают большой погрешностью.

Электровлагомер может быть использован для дистанционного измерения влажности древесины, находящейся в сушильной камере. Для достоверного суждения о влажности целой доски необходимо выполнить замеры в большом числе точек по длине и ширине доски и взять среднее полученных значений. Контрольные образцы с заглубленными в них иглами датчика укладываются внутрь штабеля, а измерительный прибор находится вне камеры. При таких замерах обязательно делают поправку на фактическую температуру древесины. Однако опыт показывает, что дистанционный метод замера не дает точных результатов, в частности, из-за того, что иглы датчика доставляют лишнее тепло к древесине в местах заглубления. Из-за подсушки древесины в этих местах контакт между датчиком и материалом нарушается, и показания прибора искажаются.

Погрешность измерений современными электровлагомерами, которые оснащены шкалами для тестирования разных пород древесины: бука, ели, клена, лиственницы, дуба, сосны и др., — составляет 1-2% абс. в диапазоне от 0 до 30%.

В качестве примечания: абсолютная погрешность определяется в самих измеряемых величинах, а относительная — в долях измеряемой величины. Например, при абсолютной погрешности ±2% для влажности 18% можно считать, что реальная влажность 16-20%. При этих условиях относительная погрешность составит 2 х 100/18 = 11,1%.

Индукционный (диэлькометрический) способ измерения основан на использовании электромагнитных волн и определении диэлектрической проницаемости древесины, которая зависит от содержания в ней влаги. Диэлектрической проницаемостью какого-либо материала называется величина, показывающая, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если воздушную прослойку между пластинами заменить такой же толщины прокладкой из этого материала. Показатель диэлектрической проницаемости зависит от частоты тока и влажности древесины. С увеличением влажности древесины диэлектрическая проницаемость вдоль волокон увеличивается, что особенно заметно при частоте тока до 100 Гц.

Напряжение от датчика индуктивного типа, который представляет собой плоский излучательный контур, установленный внутри корпуса влагомера под цифровым табло, подается на цифровой вольтметр, расположенный на передней плате прибора.

Бесконтактные индукционные влагомеры малочувствительны к температуре древесины, что позволяет работать без таблиц температурной коррекции. Подобные влагомеры работают в диапазоне 5-45% влажности древесины с точностью до 1-1,5% абс. и учитывают плотность измеряемой древесины. Большим достоинством индукционного способа является то, что длительность измерения не превышает 5 с. При выходе результата измерения за верхнюю границу требуемого диапазона влажности прибор подает звуковой сигнал.

Индукционные влагомеры, принцип измерения которых основан на взаимосвязи диэлектрических свойств влажного материала с количеством содержащейся в нем влаги, выпускают многие фирмы, в т. ч. российские «Интерприбор» и MetronX.

В отечественной практике широко использовался портативный цифровой измеритель влажности ВСКМ-12У, предназначенный для оценки влажности разных строительных материалов, в т. ч. древесины. Теперь ему на смену выпускается экспресс-измеритель теплопроводности и влажности строительных материалов ИВТП-12 (рис. 1). В основу действия прибора положены корреляционные связи между диэлектрическими и физическими свойствами капиллярно-пористых тел.

Диапазон измерения влажности этим прибором — от 0,3 до 60% с погрешностью 1,5-2,5% абс. Глубина зоны контроля — не менее 50 мм, длительность одного измерения — не более 10 с.

Помимо задачи оперативного определения влажности пиломатериалов и заготовок (т. е. массивной древесины), в деревообработке не менее актуальна задача определения влажности измельченной древесины и древесных плит. Для текущего и выходного контроля продукции в плитном производстве применяются специальные электровлагомеры. Прибор ДИ-2М комплектуется двумя датчиками — для определения влажности стружки и плит, а также электронным измерительным блоком с автономным питанием. Датчик для измерения влажности измельченной древесины представляет собой разъемный стакан, в котором между двумя дисковыми электродами с помощью пресса уплотняется навеска материала. С помощью этих электродов измеряется электрическое сопротивление уплотненного материала — стружки или волокна. Датчиком для измерения влажности древесно-стружечных плит служит зонд с четырьмя иглами, укрепленный на ручке. Электровлагомер позволяет измерять влажность стружки в диапазоне от 5 до 25%, а влажность древесно-стружечных плит в диапазоне от 6 до 22%. Погрешность измерения ±1-2% абс.

Принцип действия сверхвысокочастотных (СВЧ) влагомеров для сыпучих материалов основан на значительном (в десятки раз) различии электрических свойств воды и сухого материала. Концентрацию влаги определяют по ослаблению СВЧ-излучения, проходящего через слой анализируемого материала. В таких влагомерах лента материала проходит между передающей и приемной антеннами. Передающая антенна соединена с СВЧ-генератором, приемная — с измерительным устройством. Чем выше влажность анализируемого материала, тем слабее сигнал, попадающий в измерительное устройство. СВЧ-влагомеры позволяют измерять влажность в широком диапазоне (0-100%) с высокой точностью. На рис. 2 представлена схема влагомера M-Sens 2 (производитель — SWR Engineering, Германия).

Читать еще:  Чем покрасить ванну внутри в домашних условиях

Метод измерения влажности, применяемый в M-Sens 2, основан на принципе поглощения микроволнового излучения материалом. Чем выше влажность материала, тем больше энергии микроволн поглощается им и превращается в тепло и тем меньше возвращается на сенсор датчика измерения влажности. Отраженные высокочастотные волны преобразуются и подвергаются цифровой обработке, что обеспечивает высокую разрешающую способность измерителя влажности. Структура материала и равномерность увлажнения оказывают влияние на результаты измерения, поэтому показатель измеренной влажности приводится к среднему значению через объемную плотность контролируемого материала. Для этого проводится предварительная калибровка прибора, в ходе которой в датчик вводятся опорные данные влажности сырья. Случайные изменения влажности, вызванные неоднородностью материала и его насыпной плотностью, отсеиваются программными инструментами. Датчик влажности сыпучих материалов снабжен функцией автоматической компенсации изменения температуры окружающей среды.

Для измерения влажности сыпучего материала прямо на конвейерной ленте разработаны влагомеры проходного типа, например влагомер Moistscan MA-500 (рис. 3).

Принцип его действия основан на измерении фазового сдвига и ослабления сигналов микроволн, проходящих через материал и конвейерную ленту. Качество измерения не зависит от размеров кусков материала и скорости движения конвейерной ленты. Влагомер автоматически компенсирует влияние изменения скорости подачи продукта при использовании измерителя веса ленты либо интегрального монитора толщины слоя материала. Толщина слоя исследуемого материала может колебаться от 20 до 500 мм, измеряемый диапазон содержания влаги — 0-90%, основная погрешность 0,1-0,5%.

Немецкая компания GreCon выпускает прибор Moisture Analyser MWF 3000 LD, работа которого основана на принципе измерения микроволнового резонанса. Для измерений используются свойства дипольного характера молекул воды. Электромагнитное поле генерируется посредством планарного сенсора и обеспечивает проникновение микроволн в материал на глубину от 30 до 100 мм (в зависимости от типа сенсора). Изменения в резонансном поле регистрируются сенсором и передаются на процессор. Резонансная частота микроволнового поля изменяется в зависимости от содержания влаги в материале (увеличивается ширина резонансной кривой). Измерение параметров поля позволяет отдельно оценивать влажность и плотность материала. Облучение не вызывает нагрева или каких-либо химических реакций в древесине. Измерения эффективны независимо от плотности, структуры поверхности и цвета материала. Благодаря большой глубине проникновения сигнала можно регистрировать как связанную, так и свободную влагу в древесине. При использовании прибора для тестирования разных материалов следует предварительно установить калибровочные кривые. Прибор применяется в производстве древесных плит на участках сушки стружки или волокна, на участке смешивания компонентов и формирования ковра, при контроле качества готовой продукции. Точность измерения ±2%.

Еще один принцип измерения влажности разных материалов реализован в инфракрасном влагомере Spectra Quad (рис. 4). Бесконтактная измерительная система, работающая в режиме online, оборудована оптическим устройством сбора измеряемых параметров. Рабочим инструментом является ИК-излучение, абсорбируемое влажным материалом: чем суше материал, тем больше инфракрасных лучей он отразит.

Интенсивность поглощения излучения определенной длины волны пропорциональна содержанию влаги в материале. Кварцево-галогенный источник испускает свет в определенном диапазоне длин волн. Свет от источника проходит через вращающиеся фильтры. Оптические ИК-фильтры разделяют световой поток на измерительные и опорные лучи, которые поглощаются и не поглощаются анализируемым компонентом. Отраженная энергия лучей преобразуется в электрические сигналы, соотношение уровня которых пропорционально величине контролируемого параметра. Дополнительные оптические каналы (внутренние лучи) компенсируют любую нестабильность оптических и электронных компонентов. Свет, прошедший через фильтр, направляется на образец и частично поглощается и частично отражается. Отраженный свет собирается и фокусируется на датчик, сигнал с которого пропорционален содержанию влаги в материале.

Как правильно определить влажность древесины?

Определение влажности древесины

Существует несколько основных технологий определения влажности древесины . В бытовых условиях применяется специальное устройство — электровлагомер. Действие данного прибора основывается на изменении электропроводимости дерева в зависимости от его влажности. Особые иглы электрического влагомера с подведенными к ним проводами вставляются в древесину, и через них пропускается электрический ток, причем на шкале этого прибора моментально обозначается влажность дерева именно в том месте, куда были вставлены иглы.

Многим опытным резчикам удается определить влажность древесины на глаз. Располагая сведениями о виде дерева, о физических свойствах древесины, ее плотности , можно с большой точностью установить влажность по ее массе, по короблению, по присутствию трещин вдоль волокон древесины или на ее торце и другим различным признакам. По цвету коры древесины и величине можно определить зрелое или свежесрубленное дерево, и степень его влажности.

Если при обработке пиломатериала рубанком сжать рукой его тонкую стружку, и она будет легко сминаться – это значит, что материал

еще влажный. Если же стружка от древесины легко крошится и ломается, то это будет указывать на тот факт, что материал является достаточно сухим. Также обращают внимание на стружки и при поперечном порезе острой стамеской. В случае если они чересчур крошатся или начинает выкрашиваться сама древесина данной заготовки, то это означает, что пиломатериал излишне сухой.

Слишком влажная древесина режется очень легко, а на месте пореза от стамески можно заметить влажный след. В итоге качественную резьбу произвести вряд ли удастся, в связи с неизбежностью коробления, растрескивания и других возможных деформаций влажного дерева.

Сушка древесины

Относительно сухая древесина имеет достаточно высокую прочность, не подвергается загниванию, легко склеивается, меньше коробится и лучше отделывается, а также является более долговечной. Самая различная древесина всевозможных пород дерева очень тонко реагирует на изменение уровня влажности окружающей ее среды. Данное свойство является одним из самых главных недостатков пиломатериала. При повышенной влажности древесины, дерево легко поглощает в себя воду и разбухает, а затем, в сухом и отапливаемом помещении она усохнет и покоробится. Рекомендуемая влажность древесины в помещении и под открытым небом — 10% и 18% соответственно.

Существует множество различных технологий сушки древесины. Самым доступным и простым является естественный способ сушки – воздушный, атмосферный. Сушку древесины необходимо производить под навесом, в тени и на сквозняке. Так как внешняя поверхность древесины при сушке на солнце будет очень быстро нагреваться, а внутренняя — еще долго будет оставаться сырой. Из-за разницы температуры на древесине появляются трещины, дерево начинает коробиться.

Брус, доски и другой пиломатериал укладывают в штабеля на деревянные, металлические или какие-то другие подставки не менее полуметра высотой. Доски укладывают внутренними пластинами к верху для снижения их коробления. Считается, что сушка поставленных на кромки досок проходит быстрее, в связи с тем, что они хорошо проветриваются, и интенсивней испаряется лишняя влага, но при этом они и большей частью коробятся, в особенности пиломатериал повышенной влажности. Штабель пиломатериала, заготовленного из свежесрубленных деревьев, рекомендуется сверху прижать каким-то тяжелым гнетом для уменьшения его коробления.

При сушке древесины естественным образом на ее торцах постоянно образуются трещины. Для сохранения пиломатериала и предотвращения его растрескивания торцы досок рекомендуется тщательно пропитать горячим битумом или олифой, либо закрасить их масляной краской для защиты древесных пор. Обработать торцы древесины необходимо сразу же после поперечного распила. В случае если древесина обладает повышенной влажностью, то ее торцы высушивают под пламенем газовой горелки, либо паяльной лампы и лишь только потом закрашивают.

Стволы деревьев непременно очищают от коры, только у самых торцов сохраняют небольшие пояски шириной около 20-25 сантиметров для предотвращения их растрескивания. Кору с дерева очищают для того, чтобы оно быстрее просохло и не поразилось различными жуками. Оставленный в коре ствол, в относительном теплом месте с повышенной влажностью очень быстро поражается всевозможными грибковыми заболеваниями и загнивает.

После способа атмосферной сушки в теплую погоду относительная влажность древесины должна составлять от 12 до18%.

Другие способы сушки древесины

1. Способ выпаривания

Такой способ применяли на Руси еще с незапамятных времен. Заготовки древесины распиливали на части, учитывая размер будущего изделия, закладывали в обыкновенный чугун, подсыпали опилки от такой же самой заготовки, заливали водой и ставили на несколько часов “томится” в ранее протопленную и уже охлаждающуюся русскую печь при температуре 60-70 градусов. При такой технологии происходит выпаривание — “выщелачивание” древесины; из заготовки вытекают естественные соки, древесина окрашивается, приобретая густой шоколадный цвет, с четко проявленным природным рисунком древесной текстуры. Такую заготовку будет легче обрабатывать, а после завершения сушки она будет меньше растрескиваться и коробиться.

2. Способ запарки в льняном масле

Посуда, изготовленная из древесины, пропаренной в льняном масле, является очень водостойкой и не растрескается даже при повседневном применении. Такой вариант сушки древесины пригоден и в наше время. В емкость укладывается деревянная заготовка, густо обливается льняным маслом и проходит процесс пропаривания на медленном огне.

3. Способ парафинирования

Деревянные заготовки опускают в расплавленный парафин и закладывают в печь при температуре 40 градусов на несколько часов. Далее древесина сохнет еще несколько дней и принимает те же самые свойства, что и после запаривания: не коробится, не трескается, а ее поверхность делается тонированной с четким узором древесной текстуры.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector