СУШКА ДРЕВЕСИНЫ

УСУШКА ДРЕВЕСИНЫ. ПРИПУСКИ НА УСУШКУ

Свойство древесины сокращать линейные размеры и объем при уменьшении содержащейся в ней связанной влаги называется усушкой. Пока из высушиваемой древесины удаляется свободная влага, усушки не происходит. Усушка начинается после перехода древесины через точку насыщения волокна, т. е. после снижения влажности за пределы 28—30%- Это обусловлено сокращением промежутков между мицеллами после удаления влаги. Усушка пре­кращается по достижении древесиной абсолютно сухого состояния. Практически усушка досок и брусков начинается раньше достиже­ния ими средней влажности 25—30%, так как их наружные слои высыхают ниже влажности точки насыщения волокна прежде, чем начнется усушка внутренних слоев. Величина усушки выражается в процентах от первоначального размера.

Древесина обладает также свойством, обратным усушке, — способностью разбухать. Разбухание происходит при повышении влажности древесины в пределах от 0 до 30%.

Вследствие неоднородности строения древесины ее усушка и разбухание неодинаковы в различных направлениях. Наибольшую величину дает усушка в направлении годовых слоев, так называе­мая тангентальная. Она достигает 8—12% при удалении всей вла­ги. Например, доска шириной 100 мм, выпиленная из боковой час­ти бревна и высушенная до абсолютно сухого состояния, умень­шится по ширине до 88—92 мм. Усушка по направлению радиуса ствола, называемая радиальной, составляет 5—8%, а в направле­нии длины древесных волокон (вдоль оси ствола), называемая продольной, составляет всего 0,1%. Практически продольная усуш­ка никогда не учитывается.

Объемная усушка, т. е. уменьшение объема образца древесины при высушивании, равняется приблизительно сумме тангентальной и радиальной усушек и составляет от 12 до 20%. Плотная древеси­на твердых пород дает большие величины усушки, а древесина хвойных и мягких лиственных пород — меньшие.

Способность к усушке и разбуханию является отрицательным свойством древесины. Попытки стабилизировать размеры древе­сины пока не привели к успешным результатам. Единственным спо­собом избежать нежелательного изменения размеров и формы де­ревянной детали или изделия является предварительное высуши­вание древесины до нужной эксплуатационной влажности (см. табл. 4).

Для того чтобы пиломатериалы после высушивания имели нуж­ные номинальные размеры, установлены припуски на усушку.

Размеры этих припусков определены на основании тщательных исследований фактической усушки древесины различных пород и узаконены ГОСТами.

ГОСТ 6782—67 устанавливает припуски на усушку для пило­материалов хвойных пород, выпиливаемых из сырой (с влажностью 30% и выше) древесины и высушиваемых до различной конечной влажности.

Величины припусков для пиломатериалов тангентальной или смешанной распиловки из древесины ели, сосны, кедра и пихты даны в табл. 5.

Для пиломатериалов чисто радиальной распиловки величины припусков берутся по той же таблице, но с коэффициентом 0,6.

Для древесины лиственницы размеры припусков берут на 30% больше соответствующих цифровых данных табл. 5.

Припуски на усушку пиломатериалов, выпиливаемых из древе - - сины влажностью ниже 30%, определяют как разность между ве­личинами припусков на усушку, указанных в таблице для требуе­мой конечной и фактической начальной влажности древесины.

Пример 1. Определить припуски на усушку для сосновой доски смешанной распиловки толщиной 60 мм, шириной 120 мм, высушиваемой от начальной влаж­ности более 30% до конечной 8%.

По таблице находим величину припуска по толщине 2,8 мм, по ширине — 5,4 мм. Если бы это была доска из лиственницы, то припуски на усушку составили ■бы по толщине 2,8X1,3=3,6 мм\ по ширине 5,4X1,3=7,0 мм.

Пример 2. Найти величину припуска на усушку для еловых брусков с попе­речным сечением 60x60 мм. Начальная влажность древесины 22%, конеч - - ная —8%.

По таблице для толщины брусков 60 мм и конечной влажности 8% величина припуска равна 2,8 мм, а при влажности 22%—1,8 мм. Искомая величина припус­ка на усушку равна 2,8—1,8=1 мм.

Для пиломатериалов, отличающихся по размеру на ± 1—2 мм от приведенных в табл. 5, величина припуска берется по ближай­шему большему размеру.

В случаях большей разницы в размерах величина усушки опре­деляется путем интерполяции.

Для пиломатериалов лиственных пород припуски на усушку устанавливаются ГОСТ 4369—52 в зависимости от способа распи­ловки (тангентального, радиального) и группы пород древесины. Для определения величины припуска рекомендуется пользоваться номограммами, приведенными в этом ГОСТе, или следующими фор­мулами:

При тангентальном расположении годовых слоев в досках:

1) Для березы, дуба, клена, ясеня, ольхи, осины, тополя

5=0,0025А (35 — W)\

2) Для бука, граба, ильма и липы

5=0,0035Л (35 — W);

При радиальном расположении годовых слоев:

1) для бука, дуба, ильма, клена, ясеня, ольхи, осины и тополя

5=0,0013-А (35 — Vi?);

2) для березы, граба, липы

S=0,0024А (35 — W),

Где 5 — припуск на усушку, мм\ А—размер пиломатериалов по толщине или ширине в сухом состоянии, мм; W — конечная влаж­ность пиломатериалов, %•

Для пиломатериалов с тангентально-радиальным направлением вых СЛОев (смешанной распиловки) должны применяться при­иски, установленные для древесины с тангентальным направлени - м годовых слоев. Средняя начальная влажность пиломатериалов,, пои которой начинается заметная их усушка, принята равной 35%. При меньшей влажности вместо 35% ставится фактическая влаж­ность.

Приведем пример определения припуска по формулам. Требуется определить ггпипуск в тангентальной направлении для дубовой доски шириной 400 мм при начальной влажности 35% и конечной 12%.

Подставляя заданные величины в формулу S=0,0025/1 (35—W), получим:

0,0025 х 400 (35 — 12) = 23 мм.

При начальной влажности древесины 23% припуск будет:

S = 0.0025Л (23 — W) = 0,0025 X 400 (23 — 12) = 11 мм.

На свойстве древесины уменьшать свои размеры по мере высы­хания основан способ дистанционного контроля за влажностью вы­сушиваемого пиломатериала по величине усадки штабеля. Замече­но, что эта усадка в основном пропорциональна величине убыли влажности древесины. Было предложено несколько конструктив­ных решений приборов для измерения усадки штабеля по высоте. Однако, эти приборы не получили еще промышленного приме­нения.

§ 10. ДЕФОРМАЦИИ ДРЕВЕСИНЫ ПРИ СУШКЕ

Неодинаковость усушки древесины в различных направлениях обусловливает изменение формы поперечного сечения пиломате­риалов в процессе их высыхания.

На рис. 8 показано, как изменяется форма досок и брусков, выпиленных из разных зон древесного ствола. В направлении кольца годового слоя усушка боль­ше, чем в направлении радиуса.

Доска тангентальной выпиловки 1 из заболонной зоны ствола коро­бится и принимает желобчатую фор­му. Радиальная доска 2, выпиленная из середины ствола, не коробится, но утончается с краев по сравнению с серединой. Брусок 3 квадратного
сечения приобретает форму ромба, круглый стержень 4 становится эллиптическим.

Свойство древесины деформироваться в процессе высыхания необходимо учитывать при ее обработке. Желобообразного короб­ления заболонных досок можно избежать, если сушить их в зажа­том состоянии. Остальные виды деформации неизбежны при сущ. ке сырой древесины. Поэтому детали брускового профиля и круг­лые стержни необходимо вырабатывать из высушенной древесины, что позволит сэкономить сырье и повысить качество изделий.