Влияние влажности
Влажностью древесины называется отношение массы влаги, содержащейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Влажность древесины определяется весовым способом по нижеприведенной формуле (или с помощью электровлагомера):
В древесине различают две формы влаги: свободную (капиллярную) - заполняющую полости клеток и межклеточное пространство, и связанную (гигроскопическую) - находящуюся в клеточных оболочках.
Кроме свободной и связанной влаги, различают влагу, входящую в состав веществ, образующих древесину, химически связанную влагу. Эта влага имеет значение лишь при химической переработке древесины.
Максимальное количество связанной влаги для всех пород примерно одинаково и составляет 30% при температуре 20°С. Эта величина называется пределом гигроскопичности или точкой насыщения клеточных оболочек. Предел гигроскопичности - такое состояние древесины, при котором свободной влаги в древесине нет, а в клеточных оболочках содержится максимальное количество связанной влаги.
Зависимость прочности древесины на сжатие от влажности показана на рис. 2.3,в: увеличение влажности от 0 до 30 % приводит к снижению прочности и модуля упругости; повышение влажности выше 30 % не оказывает существенного влияния на прочность.
Для сопоставления результатов испытаний образцов с различной влажностью на сжатие, изгиб и скалывание вдоль волокон показатели прочности приводятся к стандартной влажности по формуле
Формула приведения действительна только при влажности древесины от 8 до 23 %. Образцы с влажностью более 23% необходимо перед испытаниями подсушивать. Влияние влажности на прочность древесины при растяжении вдоль волокон незначительно.
Каждому сочетанию температуры и относительной влажности воздуха соответствует определенная установившаяся влажность древесины, которая называется равновесной влажностью. Зная условия, в которых будут эксплуатироваться деревянные конструкции, можно определить соответствующую равновесную влажность древесины по специальной диаграмме.
Сушкой древесины называется процесс удаления влаги из древесины путем испарения, Используются три способа сушки пиломатериалов: естественная (атмосферная), искусственная (камерная) и комбинированная (атмосферная + камерная).
Удаление свободной влаги происходит сравнительно легко, без изменения линейных размеров и объема, уменьшается только плотность древесины. При дальнейшей сушке, в результате удаления связанной влаги, изменяются линейные размеры и объем древесины. Полная линейная усушка древесины хвойных пород (от предела гигроскопичности 30% до конечной влажности 12...15 %) в среднем составляет, %: вдоль волокон до 0,3; в радиальном направлении до 6; в тангенциальном до 12.
Сушка древесины - важнейший этап в процессе изготовления деревянных конструкций. Неравномерная сушка приводит к деформациям деревянных элементов, появлению радиальных и продольных усушечных трещин. Чем медленнее идет процесс сушки, тем меньше внутренние напряжения, возникающие за счет изменения размеров деревянного элемента, и меньше вероятность появления дефектов. Пиломатериалы для изготовления несущих КДК рекомендуется сушить в две стадии: 1) естественная сушка до влажности 25...30%, 2) камерная сушка при мягких режимах до стандартной влажности 12%.
А.В. Калугин, Деревянные конструкции. Издательство Ассоциации строительных Вузов, Москва, 2003