Изменением 1 страница

Вода в древесине. В растущем дереве древесина содержит значительное количество воды, необходимой для его жизнедеятельности, срубленной древесине в зависимости от условий хранения и транспорти­ровки содержание воды может увеличиваться или уменьшаться. При использовании древесины в большинстве случаев воду из нее удаляют с целью улучшения качества материалов и готовых изделий.

Для количественной характеристики содержанки воды в древесине используют показатель – влажность. Под влажностью (абсолютной) понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины:

(4)

где m – масса образца влажной древесины, г;

т_о - масса образца абс. сух. древесины, г.

Влажность древесины измеряют прямыми и косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины. Воду можно отделить путем высушивания и определить влажность с заданной степенью точности. Согласно ГОСТ 16483.7-71 с погрешностью до 0,1 % можно определить влажность проб из образцов, подвергавшихся физико-механическим испытаниям.

Очищенные от заусенцев и опилок пробы помещают в стеклянные бюксы с притертыми крышками и взвешивают на аналитических весах с погрешностью до 0,001 г. Бюксы используют для того, чтобы масса пробы не изменилась во время взвешивания. Массу бюксы определяют заранее на тех же весах. Пробы находятся в бюксах (но со снятыми крышками) и во время высушивания.

Пробы высушивают в сушильных шкафах – небольших камерах, ча­ще всего с электрическим нагревом и автоматическими регуляторами тем­пературы. Бюксы с пробами находятся в шкафу при температуре воздуха 103±2 °С до тех пор, пока не будет достигнуто постоянное значение массы, устанавливаемое контрольными взвешиваниями. Первое взвешивание проводят через 6 – 10 ч., а далее через каждые 2 ч. Если разница в массе при Двух взвешиваниях с указанным интервалом окажется менее 0,002 г, считают, что достигнуто абсолютно сухое состояние древесины. Пробы из смолистой древесины хвойных пород не должны находиться в сушильном шкафу более 20 ч.

Перед каждым взвешиванием бюксы закрывают крышками и охлаж­дают в сухом воздухе в эксикаторах – сосудах с безводным хлористым кальцием или серной кислотой концентрацией 94 %. Влажность, %, вычис­ляют по формуле

(5)

где m₁ масса бюксы, г;

m ₂ - масса бюксы с пробой до высушивания, г;

m₃ - масса бюксы с пробой после высушивания, г.

Влажность древесины с большей погрешностью (до 1 %) определяют по образцам размерами 20x20x30 мм, взвешивая их без бюкс на техниче­ских весах с погрешностью до 0,01 г. После первого взвешивания образцы помешают в сушильный шкаф, в котором они находятся до тех пор, пока по результатам двух последних контрольных взвешиваний (разница долж­на быть не более 0,02 г) не будет установлено достижение постоянной мас­сы m₀. Влажность образца вычисляют по формуле (4). Описанный простой и надежный метод определения влажности путем высушивания нашел ши­рокое применение.

Значительно реже применительно к древесине используют другой прямой метод, основанный на отгонке влаги с парами толуола (метод дис­тилляции). По этому методу сначала определяют на весах массу образца влажной древесины. Затем его нагревают с толуолом; образующиеся при этом пары конденсируются, благодаря разной плотности жидкостей вода легко отделяется от толуола, и можно измерить ее объем (массу). Зная мас­су влажной древесины и массу содержащейся в ней воды, можно опреде­лись влажность древесины в процентах.

Основной недостаток прямых методов заключается в том, что про­должительность процедуры очень велика. При методе высушивания она занимает 8 – 10 ч, а иногда и более. Этого недостатка лишены косвенные методы. Они основаны на измерении показателей других физических свойств древесины, которые зависят от содержания воды в древесине.

Для создания влагомеров широко используются зависимости между влажностью и электрическими параметрами древесины. Наиболь­шее распространение получили кондуктометрические элек­тровлагомеры, основанные на измерении электропроводности древе­сины. В таких приборах контакт с древесиной осуществляется при помощи датчика с тремя игольчатыми электродами. Иголки датчика вводят через боковую (не торцовую) поверхность в древесину. Влажность определяют обычно на глубине 10 мм.

В современных конструкциях электровлагомеров вводятся данные о породе и температуре воздуха. На лицевой панели прибора высвечиваются показания влажности древесины в процентах. Абсолютная погрешность измерения влажности древесины в области ниже 30 % составляет +1,5 %, а в области более 30 % погрешность значительно выше.

К недостаткам этих приборов помимо меньшей точности (по сравне­нию с методом высушивания) относится также и то, что они дают значения локальной влажности древесины в месте введения игольчатых контактов. Пои обычно неравномерном распределении влажности по объему доски или заготовки этот недостаток может быть причиной дополнительных по­грешностей в определении интегральной влажности древесины.

Известны также емкостные электровлагомеры, при по­мощи которых по емкости конденсатора с диэлектриком из древесины оп­ределяют зависящую от влажности диэлектрическую проницаемость дре­весины.

Разработаны конструкции индуктивных электровлаго­меров, позволяющих определять влажность калиброванных образцов древесины бесконтактным способом. Эти приборы основаны на измерении индуктивности, или добротности контура катушки самоиндукции с сер­дечником из влажной древесины.

Используют также радиочастотные влагомеры, которые измеряют диэлектрические потери, зависящие от влажности древесины, и др.

Имеются предложения измерять влажность по проницаемости древе­сины для рентгеновского, бета- и гамма- излучения и другими, в том числе и комбинированными способами.

Влажность в растущем дереве распределена неравномерно как по ра­диусу, так и по высоте ствола. У хвойных пород влажность заболони в 3 - 4 раза выше влажности ядра и спелой древесины. Так, у сосны и ели Ленин­градской области среднегодовая влажность заболони оказалась 112 и 122 %, влажность ядра и спелой древесины - 33 и 38 %.

В пределах ядра (спелой древесины) влажность у сосны, ели и лиственницы из Восточной Сибири распределена равномерно. В то же время у пихты, по данным В.П. Маркарянца и Л.Н. Исаевой, влажность центральной зоны спелой древесины намного выше, чем периферической. Аналогичное явление наблюдается у кедра.

У лиственных пород как ядровых (дуб, ясень, вяз, ильм), так и безъ­ядровых (береза, осина, липа) распределение влажности по сечению ствола более или менее равномерно. При этом влажность ядровой древесины у некоторых лиственных пород (дуб, вяз и др.) может быть значительно вы­ше, чем у хвойных, достигая 70 - 80 %, а иногда и более.

Влажность коры в свежесрубленном состоянии, по данным ЦНИИМЭ, в среднем составила: для сосны 120 %, ели 112 %, березы 58 %. У по­ступающего на предприятия сырья кора имеет меньшую влажность, порядка 60 - 80 %. Однако при этом влажность наружного слоя - корки для ели и сосны составляет 21 и 27%, а для березы 7%, влажность луба у хвойных пород в 7 раз, а у березы в 10 раз больше. Сплавное сырье имеет кору влажностью в 3 - 4 раза большей, чем у сырья сухопутной доставки.

По высоте ствола влажность заболони в хвойных породах увеличивается в направлении от комля к вершине, а влажность ядра остается практически без изменения. В стволах ядровых лиственных пород (дуб, ясень, вяз) влажность ядра вверх по стволу слегка понижается, а влажность забо­лони почти не изменяется, у лиственных безъядровых пород (осина, липа) влажность увеличивается от комля к вершине. Влажность коры у сосны в нижней части ствола на 60 - 75 % меньше, чем в средней и вершинной. У ели и березы влажность коры по высоте ствола примерно одинакова.

Поскольку древесина молодых деревьев почти полностью состоит из заболони, она больше подвержена сезонным колебаниям. Данные об изме­нении влажности древесины сосны, ели, березы и осины, произрастающих в Ленинградской области, свидетельствуют о том, что наибольшая влаж­ность в дереве наблюдается зимой (ноябрь-февраль), а наименьшая - летом (июль-август). Влажность заболони летом может быть на 25-50 % ниже, чем зимой, а влажность ядра (спелой древесины) в течение года почти не изменяется.

Кроме сезонных изменений влажность древесины в стволах расту­щих деревьев подвержена и суточным колебаниям. Так, в заболони ели ут­ром наблюдалась влажность 186 %, в полдень 132, вечером 150 %, в забо­лони дуба утром (в августе) 68 %, в полдень 72, вечером 66, ночью 71 %.

Различают две формы воды, содержащейся в древесине, - свя­занную (или гигроскопическую) и свободную. Связанная (адсорб­ционная и микрокапиллярная) вода находится в клеточных стенках, а сво­бодная содержится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Связанная вода прочно удерживается в основном физико-химическими связями; удаление этой воды, особенно ее адсорбционной фракции, за­труднено и существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая силами капиллярного взаимодействия, уда­ляется значительно легче и оказывает меньшее влияние на свойства древе­сины. Принято называть древесину влажной, если она содержит только связанную воду, или сырой, если она содержит кроме связанной и сво­бодную воду.

Максимальное количество связанной воды в клеточных стенках со­ответствует пределу их насыщения или пределу гигроскопичности. Раньше в древесиноведческой литературе эти понятия отождествляли Однако, как показали исследования, проведенные П.С. Серговским и Я.Н. Станко (МЛТИ) между ними есть существенная разница.

Нами были предложены следующие определения указанным терминам.

Предел насыщения клеточных стенок W_п.н. - это мак­симальная влажность клеточных стенок, достигаемая при увлажнении дре­весины в воде. Прямое экспериментальное определение W_п.н.затрудни­тельно, поскольку после увлажнения древесины в воде или в растущем де­реве при полном насыщении клеточных стенок связанной водой в полос­тях клеток и в межклеточных пространствах находится свободная вода. Однако этот показатель можно определить, %, по формуле

(6)

где ρ_б и ρ_о соответственно базисная плотность древесины и плотность абс.сух. древесины, г/см³;

ρ_в - плотность связанной воды, г/см³.

Расчеты, выполненные автором по этой формуле на основе экспери­ментально полученной в МЛТИ (В.П. Галкин и Э.Б. Щедрина) степенной зависимости между разбуханием и плотностью древесины (эта зависи­мость необходима для определения ρ_б), показали существенное влияние плотности на W_п.н. Зависимость W_п.н = f(ρ_б) - гиперболического вида; с увеличением плотности W_п.н снижается. Об этом свидетельствуют и дан­ные зарубежных исследователей [по 91]. Указанное явление можно объяс­нить тем, что с увеличением плотности древесины уменьшается площадь поверхности клеточных стенок, в углублениях которых удерживается мик­рокапиллярная вода. Это приводит к уменьшению количества связанной воды и, следовательно, к снижению W_п.н..

Если использовать данные о плотности древесины ρ_б и ρ_о наших по­род, приведенные в табл. 19, то вычисленная по формуле 6 величина W_п.н.изменяется от 24 % (граб) до 38 % (пихта). Расчеты Т.В. Галкиной по ис­ходным литературным данным для 117 пород с плотностью ρ_о от 1100 до 100 кг/м³ показали, что W_п.н.изменяется от 22 до 53 %.

Следовательно явно не подтверждается предположение Б.С. Чудинова [32], что указанная формула якобы дает значения W_п.н.,ко­торые не зависят от плотности ρ_о. Предложенная формула нашла призна­ние других исследователей [89].

При расчетах обычно используют среднюю величину W_п.н. = 30 %. Такая величина может быть принята для древесины пород, произрастаю­щих в умеренном климатическом поясе. Однако для отдельных пород (особенно с малоплотной древесиной) отклонения от этой величины могут Достигать 10-15 % влажности и даже более. Точные значения W_п.н. для дре­весины каждой из отечественных пород предстоит еще определить.

Предел гигроскопичности W_п.г.- это максимальная влаж­ность клеточных стенок, достигаемая при сорбции паров воды из воздуха; характеризуется отсутствием воды в полостях клеток и равновесием влаж­ности клеточных стенок с воздухом, приближающимся к насыщенному состоянию. Этот показатель может быть определен прямым экспериментом.

Если очень долго выдерживать древесину в насыщенном воздухе при относительной влажности φ=1, то, как было показано в работах А. Стамма, B.C. Чудинова [75], Г.С. Шубина [76], заполняются водой не только стенки, но и полости клеток.

Поэтому для определения предела гигроскопичности может быть ис­пользован метод, разработанный ЦНИИМОДом (ГОСТ 16483.32-77), но с выдержкой образцов в виде набора стружек не над чистой водой, а над растворами, понижающими φ до 0,995.

В то время как на величину предела насыщения клеточных стенок W_п.г. изменение температуры практически не оказывает влияния, предел гигроскопичности W_п.г.с повышением температуры заметно снижается и, например, при 100 °С составляет 19 - 20%. При отрицательных температу­рах W_п.г.также уменьшается и при -22 °С, по данным разных авторов [75, 76], составляет 17 - 21 % Предел гигроскопичности, как и предел на­сыщения клеточных стенок, увеличивается с уменьшением плотности древе­сины. У пород с менее плотной древесиной значительно увеличивается по­верхность клеточных стенок с микроуглублениями, в которых происходит конденсация влаги из воздуха [75]. Хотя эти углубления лишь условно можно считать капиллярами, воду, образующуюся на поверхности, выстилающей полости клеток, при сорбции можно назвать капиллярно-конденсационной.

По нашим расчетам количество капиллярно-конденсационной воды при увлажнении в воздухе несколько меньше количества микрокапилляр­ной воды при увлажнении путем выдерживания в воде. Можно принять, что при комнатной температуре предел насыщения клеточных стенок практически равен пределу гигроскопичности.

При выдерживании древесины в воздухе определенного состояния ее влажность становится устойчивой. Состояние воздуха характеризует­ся температурой t и относительной влажностью (степенью насыщенности влагой) φ, которая может изменяться от 0 до 100 %. Величина устойчивой влажности древесины, длительно выдержанной при определенных значе­ниях t и φ практически одинакова для всех пород. При поглощении влаги (сорбции) она меньше, чем при удалении влаги (десорбции). Эту разницу между устойчивыми влажностями принято называть гистерезисом сорбции. Следует иметь в виду, что при сорбции и десорбции происхо­дит изменение содержания связанной влаги. Измельченная древесина (опилки, стружки) с большой удельной поверхностью имеет очень малый гистерезис сорбции и ее устойчивую влажность называют равновес­ной W_рсортиментов из древесины толщиной более 15 мм и шириной более 100 мм гистерезис сорбции составляет около 2,5 % [54]. Таким обра­зом, равновесная влажность досок и других крупных сортиментов меньше устойчивой влажности десорбции, но больше устойчивой влажности сорб­ции примерно на 1,3 %.

Связи между равновесной влажностью древесины и состоянием воз­духа отражает диаграмма на рис. 23. При данной температуре и относительной влажности (степени насыщенности) воздуха φ равновесную влаж­ность по диаграмме находят следующим образом. Допустим, например, что t = 20 °С, а φ = 60 %; соответствующие вертикальная и горизонтальная прямые пересекаются в точке, которая оказывается расположенной между двумя наклонными кривыми W_p= 11 % и W_p= 12%.Интерполируя полу­чают искомую равновесную влажность древесины 11,2 %.

При повышенном давлении (в среде перегретого пара), так же как при атмосферном давлении, равновесная влажность древесины, выдержан­ной при постоянной относительной упругости пара φ, будет тем ниже, чем выше температура среды. Некоторые значения равновесной влажности древесины в среде перегретого пара [по 76] приведены в табл. 11

11. Равновесная влажность древесины, %, в среде перегретого пара при повышенном давлении

Давление, МПа	Температура, °С
0,15 0,20 0,30	9,5 (0,85) - -	7,4 (0,73) 13,8(1,0) -	4,9 (0,55) 6,7 (0,72) -	3,5 (0,40) 4,6 (0,55) 7,1 (0,82)	2,4(0,31) 3,1 (0,41) 4,6(0,61)	1,5 (0,23) 2,1 (0,31) 3,4 (0,48)

Примечание. В скобках указаны значения степени насыщенности пара φ

При испытаниях с целью определения показателей физико-механи­ческих свойств древесины ее кондиционируют, приводя к нормали­зованной влажности. Это равновесная влажность древесины, со­ответствующая t = 20±2 °С и φ = 65±5 % и в среднем равна 12 %.

В практике различают пять степеней влажности древесины (см. табл. 12)

12. Степени влажностного состояния древесины

Состояние древесины	Условия достижения	Влажность, W,%
Мокрая древесина Свежая (свежесрубленная) древесина Древесина атмосферной сушки (воздушно-сухая) Древесина камерной сушки (комнатно-сухая) Абсолютно сухая древесина	Длительное нахождение в воде Сохранение влажности растущего дерева Сушка или выдержка на открытом воздухе Сушка в камерах или выдержка в отапли­ваемом помещении Сушка при t=103±2°С	> 100   50-100   15-20   8-12

Высыхание древесины. Влажность древесины, находящейся на от­крытом воздухе или в помещении, постепенно уменьшается. При этом происходят одновременно два процесса: испарение воды в окружающую среду и перемещение воды изнутри к поверхности. Поскольку испарение воды с поверхности древесины происходит быстрее, чем ее продвижение по древесине, внутренняя зона сортимента (доски, бруса, бревна) имеет большую влажность, чем периферические зоны. Распределение влажности по толщине, ширине или длине сортимента характеризуется градиен­том влажности, т. е. тангенсом угла наклона касательной к кривой влажности.

При влажности ниже предела насыщения клеточных стенок W_п.н.,ко­гда в древесине содержится только связанная вода, скорость ее передвиже­ния пропорциональна градиенту влажности и коэффициенту влагопроводности. Влагопроводность определяет способность древесины про­водить связанную воду. Вода перемещается в древесине по системе мак­рокапилляров, заполненных воздухом (полости клеток, межклеточ­ные пространства), и по системе микрокапилляров в клеточных стенках. По макрокапиллярам влага перемещается в виде пара, а по микро­капиллярам - преимущественно в виде жидкости.

При влажности выше W_п.н.,когда в древесине присутствуют не толь­ко связанная, но и свободная вода, градиент влажности, как показал П.С. Серговский, не определяет скорости передвижения воды. Если древе­сина содержит свободную воду по всему объему сортимента, в ней воз­можно лишь передвижение свободной воды в виде жидкости под действием внешних сил (например, разности гидростатического или избыточного давления). В этом случае передвижение свободной воды будет определяться водопроводностью ( или капиллярной проницаемостью древесины).

Рис 24. Распределение влажности по толщине сорти­мента на разных этапах высыхания (по П.С. Серговскому):

Н - толщина доски; W_нач., W_п.н, W_р-соответственно на­чальная влажность, предел насыщения клеточных стенок, равновесная влажность; а₁, а₂ - зоны влагопроводности

В процессе высыхания влажность у по­верхностных слоев вследствие испарения сво­бодной воды быстро доходит до предела на­сыщения клеточных стенок (рис. 24 кривая 1). Здесь радиус заполненных водой капилляров (в клеточных стенках) оказывается меньше, чем радиус макрокапилляров (полостей клеток) во внутренних слоях. Возникает разность капиллярных давлений и свободная вода, по мере ее испарения, подсасывается к по­верхности. У тонких сортиментов (шпон, тарная дощечка и др.) подвод во­ды изнутри к поверхности происходит без особых затруднений, и влаж­ность на поверхности в начальный период поддерживается на постоянном уровне, близком к пределу насыщения клеточных стенок. В этот период процесса скорость сушки (уменьшение влажности в единицу времени) по­стоянна. Когда запасы воды в зонах, сравнительно близко расположенных к поверхности, будут исчерпаны и потребуется подведение воды из более глубоких зон, влажность на поверхности станет ниже W_п.н. Начиная с этого момента, испарение свободной воды (частично) будет происходить в глу­бине сортимента и по его толщине образуются две зоны. В наружной зо­не влагопроводности (а на рис. 24) скорость перемещения связан­ной воды, как уже отмечалось, зависит от градиента влажности, во внутренней капиллярной зоне свободная вода продвигается под действием сил капиллярного давления. Между зоной влагопроводно­сти и капиллярной зоной находится поверхность испарения свободной во­ды. Вследствие неоднородности строения древесины поверхность раздела между указанными зонами распространяется на некоторую толщину. По­степенно, из-за все больших затруднений в продвижении воды изнутри толщина зоны влагопроводности увеличивается (а₂ у кривой 3 больше а₁ у кривой 2 на рис. 24), и скорость сушки замедляется. После того как вся свободная вода удалена, кривые распределения влажности имеют вид снижающихся к W_p парабол (4 и 5 на рис. 24), и скорость сушки продол­жает уменьшаться.

При высыхании толстых сортиментов (доски, брусья), когда поступ­ление свободной воды к поверхности затруднено, период постоянной ско­рости сушки практически отсутствует.

Для расчета процессов высыхания (и увлажнения) древесины необ­ходимо располагать данными о величине коэффициентов влагопроводно­сти, от которых зависит интенсивность изотермического переноса связан­ной воды.

По разработанному П.С. Серговским методу коэффициент влагопро­водности можно определить экспериментально, если обеспечить постоян­ный ток воды через образец и знать кривую распределения влажности в направлении тока. Тогда коэффициент влагопроводности, м²/с, находят по формуле

(7)

где D – коэффициент влагопроводности, м²/с; М –скорость тока воды через образец, кг/с; F –площадь сечения образца, м²; ρ₀ – плотность древесины в абсолютно сухом состоянии, кг/м³; u – влагосодержание древесины, определяемое по формуле ; - градиент влажности, м^-1.

Позднее П.С. Серговский и Р.П. Алпаткина (МЛТИ) определили ко­эффициент влагопроводности другим методом – по времени увлажнения образца. Эти данные для разной температуры представлены в табл. 13.

13. Коэффициенты влагопроводности древесины некоторых пород при разных температурах

Порода	Зона дре­весины	Направление то­ка влаги	Средняя базисная плотность ρб, кг/м^3	Коэффициент влагопровод­ности D*10^10, м^2/с, при тем­пературе, °С
Лиственница   Ель   Осина   Береза	Ядро   Спелая древесина Заболонь   Централь- ная и пе- риферий- ная зоны — " — — " —	Тангенциальное Радиальное Тангенциальное Радиальное Тангенциальное Радиальное Тангенциальное   Радиальное   Тангенциальное Радиальное		1,66 1,93 2,65 2,78 3,16 3,26 2,27   2,58   1,85 2,07	4,9 5,05 9,05 9,20 12,1 13,7 8,56   9,93   6,20 6,34	8,1 8,6 17,7 20,0 19,0 19,6 16,2   17,4   10,0 11,4

Коэффициент влагопроводности зависит от плотности древесины. При малой плотности основную роль в передвижении влаги по древесине, вероятно, играет система макрокапилляров, поэтому уменьшение плотно­сти и соответствующее относительное увеличение объема полостей кле­ток, естественно, вызывают повышение коэффициента влагопроводности. В ядровой и спелой древесине проницаемость пор в стенках клеток значи­тельно меньше, чем в заболони, поскольку и в растущем дереве только за­болонь является водопроводящей зоной. Этим объясняется меньшая влагопроводность ядровой (спелой) древесины по сравнению с заболонной при одинаковой плотности.

В радиальном направлении влагопроводность несколько больше, чем в тангенциальном, что связано с влиянием сердцевинных лучей. У пород с ши­рокими лучами (бук, дуб) отношение коэффициентов влагопроводности в указанных направлениях составляет соответственно 1,7 и 1,5, а у сосны с очень узкими лучами - только 1,15. Коэффициент влагопроводности древе­сины вдоль волокон в 15 - 20 раз больше, чем в тангенциальном направлении поперек волокон, так как влага перемещается по направлению ее основного тока в растущем дереве.

Влагопроводность значительно увеличивается при повышении тем­пературы, вследствие возрастания коэффициента диффузии пара и сниже­ния вязкости воды.

При отрицательной температуре, как показывают опыты Э.Б. Щед­риной (МЛТИ), наблюдается такой же характер влияния указанных выше факторов на влагопроводность, как и при положительной температуре. Однако при переходе через точку замерзания воды происходит резкое из­менение коэффициентов влагопроводности. При 0°С для незамерзшей древесины коэффициенты влагопроводности в 3 - 4 раза больше, чем при той же температуре для замерзшей древесины. Более подробные сведения о коэффициентах влагопроводности, используемых для расчетов продол­жительности сушки, приводятся в курсе гидротермической обработки дре­весины [54].

Среди промышленных способов сушки наибольшее распространение имеют атмосферная и камерная. При атмосферной сушке пиломатериалов [22] в штабелях на открытом воздухе продолжительность сушки сравни­тельно велика. Так, по данным Ф.И. Коперина и Н.П. Федышина (АЛТИ), время, необходимое для того, чтобы свежевыпиленные сосновые доски толщиной 35-50 мм в климатических условиях северной зоны достигли транспортной влажности (22 %), следующее: при укладке досок для сушки в апреле-мае 43 - 51 сут., июне-июле 22 - 43 сут., августе - сентябре 43 - 51 сут. Тем не менее, этот способ сушки достаточно широко используется, так как он дешевле камерной сушки.

При сушке пиломатериалов в сушильных камерах при повышенной температуре интенсивность процесса удаления воды выше. В камерах пи­ломатериалы можно высушить до более низкой влажности и значительно быстрее. Продолжительность сушки досок толщиной 40 мм от влажности 60 % до 12 % составляет 3 - 4 сут.

Усушка. Уменьшение линейных размеров и объема древесины при удалении из нее связанной воды называется усушкой. Снижение со­держания свободной воды не приводит к усушке древесины.

Усушку вызывает удаление адсорбционной воды, находящейся внутри древесинного вещества. Однако одновременно с адсорбционной водой происходит испарение микрокапиллярной воды, поэтому усушка наблюдается при любой температуре сразу же после снижения влажности за предел насыщения клеточных стенок. Вначале удаляется преимущест­венно микрокапиллярная вода и сравнительно небольшое количество ад­сорбционной воды. Поэтому на начальном этапе снижения влажности усушка растет сравнительно медленно. После удаления всей микрокапил­лярной воды наблюдается значительно более интенсивный рост усушки.

Адсорбционная вода находится главным образом в промежутках ме­жду микрофибриллами и частично внутри самих микрофибрилл. Посколь­ку микрофибриллы ориентированы в основном по направлению продоль­ной оси клетки, удаление адсорбционной воды приводит к уменьшению толщины клеточных стенок и поперечных размеров клетки. Учитывая, что анатомические элементы вытянуты преимущественно вдоль оси ствола, наибольшая усушка должна наблюдаться в поперечных направлениях. Действительно, продольная усушка, которая обусловлена некоторым на­клоном микрофибрилл, в несколько десятков раз меньше, так как состав­ляет лишь долю от основной поперечной деформации. В тангенциальном направлении поперек волокон усушка в 1,5 - 2 раза больше, чем в радиаль­ном.

Дата добавления: 2015-04-30