Влияние влажности на древесину
Влияние влажности на древесину – основная причина его разрушения. Влага в древесине заполняет полости клеток и межклеточные пространства и может быть в форме капиллярной жидкости. Эта вода, заполняя сосуды древесины, содержит различные соли, которые необходимы для жизни дерева. Коллоидно-связанная вода, пропитывая стенки клеток, удерживается в межмицеллярных промежутках. Наконец, химически связанная вода входит в состав отдельных веществ, составляющих древесину.
Гигроскопичностью древесины называют способность ее поглощать из воздуха парообразную воду. В заболони растущего дерева вода находится во всех формах, в ядре же – только коллоидной и химически связанная.
Влажностью называется массовое количество влаги, заключающееся в данный момент в древесине. По степени влажности древесины установлены следующие наименования:
Воздушносухой лес – влажность до 18% (для расчетов принимается 15%)
Полусухой лес – 18-23%
Сырой лес – свыше 23%
Древесина, пробывшая длительное время в воде, имеет большую влажность, чем свежесрубленная, и называется мокрой. Влажность древесины ствола растущего дерева в комле и вершине больше, чем в средней части. Содержание влаги в различных частях поперечного сечения ствола ядровых и спелодревесных пород различно, а у заболонных пород – равномерное. Свежесрубленное окоренное дерево, оставаясь на открытом месте, высыхает очень медленно, достигая воздушносухого состояния через полтора-два года. Хвойные породы высыхают несколько быстрее лиственных.
В процессе просыхания дерева вначале испаряется свободная вода, а затем очень медленно удаляется коллоидно-связанная вода. Состояние древесины, при котором стенки клеток еще насыщены влагой, а свободная вода уже удалена, называется точкой насыщения волокон. Это состояние влажности для различных древесных пород находится в пределах 23-30%. Точка насыщения имеет большое практическое значение, так как удаление свободной воды почти не сказывается на свойствах древесины; с момента же испарения связанной воды начинается уменьшение объема (объемная усушка) и размера (линейная усушка) древесины, что приводит к ее уплотнению и увеличению прочности.
При удалении связанной воды, находящейся в клеточных оболочках (в межмицеллярных промежутках), мицеллы постепенно сближаются, что и влечет за собой уменьшение объема.
Объемная усушка свежесрубленного дерева при высыхании до сухого состояния, так называемая полная усушка, колеблется у различных пород от 8,5 до 19%. Древесина тяжелых и твердых пород имеет большую усушку, чем древесина легких и мягких пород.
Кроме объемной или линейной усушки, определяют коэффициент объемной усушки как отношение показателя усушки к разности начальной и конечной влажности. Коэффициент объемной усушки для различных пород колеблется от 0,2 до 0,75%. Уменьшение объема древесины вследствие испарения воды происходит неодинаково в различных направлениях. У древесины одной и той же породы наименьшая усушка происходит в продольном, а наибольшая в тангенциальном направлении. Медленное высыхание дерева приводит к более равномерной усушке и дает меньше трещин. Срубленное дерево, оставленное в коре, высыхает медленнее, чем без коры. Неравномерная усушка древесины в различных направлениях вызывает различные напряжения, вследствие чего древесина коробится и покрывается трещинами.
В круглом бревне трещины располагаются радиально. Изменение размера сортамента вследствие неравномерного высыхания зависит от его формы и от того, из какой части ствола вырезан сортамент. Например, чем ближе доска вырезана к сердцевине ствола, тем она меньше коробится, и, наоборот, чем дальше от сердцевины, тем больше у нее выпуклость к сердцевины. Свойство неравномерного изменения линейных размеров в различных направлениях является одним из самых отрицательных свойств дерева как строительного материала.
Влажность древесины зависит от влажности окружающего воздуха. Если высушенную древесину поместить в среду с повышенной влажностью, древесина постепенно начнет поглощать влагу и увеличиваться в объеме – разбухать. Разбухание древесины, как и усушка, также происходит неравномерно в различных направлениях: наименьшее – вдоль волокон, наибольшее – поперек волокон в тангенциальном направлении.
Сухая древесина в зависимости от температуры и влажности окружающей среды может поглощать влагу до определенного предела, т. е. до равновесной влажности, когда древесина не испаряет и не поглощает влагу.
Способность древесины поглощать воду называется влагоемкостью, которая в известной мере зависит от объемной массы древесины: наиболее легкая поглощает большее количество воды, наиболее тяжелая — меньшее количество воды.
Похожие статьи