Усушка древесины — показатели, коэффициент измерения

В процессе сушки древесина существенно изменяется свои физические параметры. Она становится легче, меняет свою форму и немного искажаются геометрические размеры.

Все это вместе называется усушкой и главной задачей при осуществлении обработки пиломатериалов в сушильных камерах является сохранение исходных размеров с минимальными отклонениями.

Нюансы при осуществлении сушки

Чтобы сохранить геометрию пиломатериалов и по возможности исключить существенные изменения по наружным размерам в древесине выполняются компенсационные пропилы.

Благодаря им дерево равномерно расширяется в разные стороны, не давая трещин. Но все же, даже правильно изготовленные пропилы не могут обеспечить 100% сохранения размеров. И это необходимо учитывать при осуществлении механической обработки перед сушкой.

Таблица усушки древесины

Усушка древесины происходит по длине пиломатериала.

Коэффициенты усушки и разбухания

В процессе заготовки древесины рассчитывают процент  усушки по формуле:

У = К ( 30 – W_K )

У (%) – процент усушки;

К (%) – коэффициент, который берется со специально разработанных таблицах;

W_K (%) – влажность дерева после прохождения сушки.

Припуски на усушку для пиломатериалов тангенцальной или смешанной распиловки пород: ель, сосна, кедр, пихта

Когда наступает усушка?

Усушка древесины наступает в тот момент, когда из нее начинает удаляться, именно, связанная влага. Проще говоря, чрезмерная сушка приводит к существенным деформациям и искажениям.

Квадратные брусья могут стать подушковидными, трапецеидальными и в форме скошенного параллелепипеда. При этом степень усадки различных пород различна. Например, дуб меньше подвержен искажениям, чем сосна или другие пористые виды.

Изменение размеров пиломатериалов по всем направлениям получило название объемная усушка, которая может быть различной:

• Слабо усыхающие сорта древесины. К этой категории относятся породы с коэффициентом усушки меньше 0,4.
• Умеренно усыхающие. Сюда относится древесина с коэффициентом в районе от 0,41 до 0,55.
• Древесина со значительно способностью к усушке. Она имеет коэффициент усушки до 0,65.
• К последней категории относятся породы с коэффициентом усушки свыше 0,65.

Усушка древесины: коэффициент, виды, ГОСТ

Усушка древесины — физическое явление, которое вызывает уменьшение габаритных размеров и общего объема древесины в процессе удаления влаги. Эта метаморфоза напрямую связана с микроскопическим строением дерева и требует особенного внимания при работе с ним.

Показатели, относящиеся к изменению влажности, значительно оказывают воздействие на конструкционные и технические значения прочностных характеристик, плотности и пластичности древесины. Поэтому, при заготовке, хранении и обработке лесоматериалов важно учитывать произойдет ли усушка древесины в существующих условиях окружающей среды.

Что нужно знать об усушке древесины

Древесина имеет резко выраженное анизотропное строение. Это значит, что свойства по-разному проявляют себя в различных направлениях.  Все клетки, из которых состоит дерево, отличаются по размерам в поперечном и продольном сечении. Микрофибриллы, находящиеся в оболочке клеток, располагаются вдоль оси клетки, а влага занимает пространство между ними. По этой причине при удалении влаги значительно изменяются поперечные размеры в радиальном и тангенциальном направлениях.  Стоит отменить, что в тангенциальном направлении, то есть при разрезе вдоль волокон по касательной к годичным кольцам, усушка древесины имеет показатели в 1,5-2 раза выше.

Виды усушки древесины

В зависимости от количества удаленных молекул воды усушка древесины рассматривается как:

• Полная. Проявляется при полном испарении всего количества влаги из структурных волокон дерева. При этом его влажность снижается от верхних значений предела гигроскопичности до нулевого показателя. Под пределом гигроскопичности в этом случае принято понимать максимальную влажность материала.
• Объемная. Проявляется в уменьшении объема древесины при испарении взаимосвязанных частиц воды.

Определение характера и вида усушки обычно происходит в лабораторных условиях. Образец материала помещают в воду до полного насыщения. Затем измеряют размеры, используя специальные инструменты — микрометр или штангенциркуль. После этого образцы высушиваются до абсолютно сухого состояния в сушильном шкафу, и их линейные размеры измеряются повторно.

Эти испытания необходимы при определении показателя, характеризующего степень расширения и сжатия древесных волокон под физическим воздействием.

Коэффициенты усушки и разбухания

Величина усадки пилопродукции при снижении влажности в процентном соотношении определяется коэффициентом усушки. Он характеризует степень трансформации габаритных размеров изучаемого деревянного образца при понижении количества влаги на 1 %. С информацией и методикой нахождения этого коэффициента можно познакомиться, изучив ГОСТ 6782.2-75.

Разбухание древесины происходит в результате насыщения волокон влагой. Протекает это при повышенных показателях влажностного режима. Этот процесс, обратный усадке древесины, вызывает увеличение линейных размеров лесоматериалов. В числовом эквиваленте это явление выражается с помощью нахождения коэффициента разбухания. Методика определения этого показателя описана в ГОСТ 16483.35-88.

Степень усушки и разбухания для каждой породы дерева индивидуальна. Обуславливается это особенностями микроскопического строения и химического состава волокон древесины. Представители хвойных пород, имеют в структуре волокон вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Это значительно отличает их от лиственных пород, строение которых представлено развитыми проводящими сосудами.

Все древесные породы имеют разный коэффициент усушки и в зависимости от его величины формируются на группы:

• усушка в объеме не достигает 0,40 %— ель плакучая, пихта кавказская, тополь, ясень обыкновенный.
• усушка от 0,40 % до 0,47 %— бук европейский или лесной, вяз, дуб, липа сердцевидная, ольха;
• усушка проявляется более чем на 0,47 %— береза, лиственница европейская, клен остролистный.

Величина коэффициента усушки помогает составить прогноз вероятности появления внутренних напряжений и растрескивания в результате неравномерного испарения влаги и принять меры по предотвращению их появления.

Припуски на усушку

Предрасположенность лесоматериалов к усыханию и разбуханию относится к свойствам, имеющим негативное влияние на эксплуатационные качества дерева. Чтобы после заготовки и распиловки достичь заданных размеров изделия предусматривается припуск на усадку материала. Это является универсальным средством, позволяющим избежать деформацию дерева в процессе его высушивания до необходимых показателей влажности.

Числовые значения припусков на усадку пиломатериалов предусмотрена в ГОСТ 6782.1-75. Степени усушки наиболее распространенных древесных пород в ГОСТ указаны в виде таблицы с данными о значениях номинальной толщины и ширины пилопродукции в миллиметрах и конечной влажности в процентном соотношении.

Чтобы вычислить величину припуска и найти фактические размеры изделия, необходимо произвести расчет согласно данным из таблицы. Для удобства и лучшего понимания разработчиками стандарта приведены примеры таких вычислений.

Правильная сушка древесины

Процесс усадки древесины можно взять под контроль, если соблюдать правила сушки лесоматериалов. Основной задачей в этом деле является обеспечение равномерного удаления влаги из волокон, составляющих структуру дерева.  В промышленных условиях это обеспечивается в специальных электрических или газовых сушильных камерах.  Самым распространенным видом сушки в естественных условиях является атмосферная сушка.  Заготовленный материал защищается от осадков, а также  влияния негативных факторов окружающей среды с помощью изолирующего покрытия и складируется несколькими рядами в режиме интенсивного проветривания.

Дерево является долговечным, но капризным конструкционным материалом. Его механические и физические свойства зависят от внешних факторов.  Существенные перепады температур и несоблюдение влажностного режима приводят к усушке или разбуханию древесины. Неравномерное распределение влаги по волокнам дерева может привести к искажению линейных размеров лесоматериалов. Поэтому, в процессе работы с деревом, начиная с заготовки, важно учитывать вероятность изменения габаритов изделия, и соблюдать припуски на усадку.

Усушка (усадка) и разбухание древесины. Коэффициенты усадки (усушки) и разбухания дерева тангенциальный, радиальный и вдоль волокон для различных пород дерева

Изменения древесины в процессе сушки

При уменьшении содержащейся в древесине связанной влаги материал начинает усыхать. Усушкой называют свойство древесины сокращать свои линейные размеры и объем при снижении влажности ниже 28 — 30%. Именно этот уровень влажности считается точкой насыщения волокна, или пределом гигроскопичности, для всех пород древесины.

Хотя на самом деле усушка древесины начинается раньше достижения предела гигроскопической влажности: первыми высыхают наружные слои, затем внутренние. Процесс прекращается, когда доски и бруски становятся абсолютно сухими на всю глубину.

Неоднородность усушки

Древесина — материал анизотропный, ее структура неоднородна, соответственно, усушка в разных направлениях неодинакова. Как правило, древесина хвойных пород, а также мягких лиственных усыхает в меньшей степени, твердых пород — в большей. Максимальных значений усушка достигает в направлении годовых слоев (тангенциальная усушка) — 8 — 12%. Наименьшая усушка происходит по длине волокон (продольная) — при удалении всей влаги из материала она не превышает 0,1%, для креневой древесины этот показатель может составлять до 5%. Продольная усушка обычно не принимается во внимание. Усушка по радиусу ствола (радиальная) составляет 5 — 8%. В объеме древесина усыхает на 12 — 20%. Показатель объемной усушки складывается из тангенциальной и радиальной.

Подобная неравномерность усушки приводит к деформации древесины, что является ее недостатком, поскольку создает трудности при обработке материала — в процессе высыхания пиломатериалов форма их поперечного сечения меняется: в зависимости от выпиловки доска может утончиться по краям, принять желобообразную форму, а сечение бруса из квадратного стать ромбовидным. Изменить ситуацию и стабилизировать размеры досок и брусков, изготовленных из предварительно невысушенной древесины, возможным не представляется. Остается работать с полностью просушенным материалом.

Теоретические расчеты

Величину усушки можно приблизительно высчитать и при работе с пиломатериалом предусмотреть припуски на изменение его размеров. Нужно принимать во внимание, что расчеты эти ориентировочные — на практике деформация и изменение размеров могут отличаться в ту или иную сторону. Расчеты основываются на базисной плотности древесины.

Таким образом можно вычислить количество удаляемой из древесины при сушке влаги:

М = P_баз. (W_н — W_к)/100

где М — количество влаги, удаляемой при сушке 1 м³ древесины, кг/м³.

P_баз. — базисная плотность древесины (отношение массы древесины в абсолютно сухом состоянии к ее объему при влажности свыше 30%), кг/м³.

W_н — влажность древесины до сушки, %.

W_к — влажность древесины после сушки, %.

Чтобы рассчитать процент усушки, необходимо учитывать коэффициент усушки — величину усушки, отнесенную к 1% уменьшения количества связанной влаги в древесине. Данное значение берут из готовых таблиц, величина предела гигроскопичности обычно принимается равной 30%.

Тогда процент усушки высчитывается по формуле:

У = К (30 — W_к)

где У — процент усушки, %.

К — коэффициент усушки, %.

W_к — влажность древесины после сушки, %.

Коэффициенты усушки древесных пород

Припуски на усушку

На основании исследований реальной усушки древесины различных пород определены размеры припусков усушки они узаконены ГОСТом и занесены в таблицы. Так, в помощь специалистам разработана таблица величины припусков на усушку для пиломатериалов тангенциальной или смешанной распиловки из древесины ели, сосны, кедра и пихты. Основываясь на ней, можно также высчитать припуски усушки для материалов радиальной распиловки, других размеров или влажности. В частности, для получения значения припуска для пиломатериалов радиальной распиловки в отношении данных таблицы применяется коэффициент 0,6. Если влажность древесины ниже 30%, припуски на усушку вычисляют как разницу между показателями указанных в таблице припусков для требуемой конечной и фактической начальной влажности древесины.

Также установлены припуски на усушку для пиломатериалов лиственных пород (ГОСТ 4369-52). Кроме того, при расчетах можно пользоваться формулами, учитывающими способ распиловки и породу древесины.

При радиальном расположении годовых слоев:

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

S = О,0013А (35 — W)

2) для березы, граба, липы:

S = О,0024А (35 — W)

При тангенциальном расположении годовых слоев в досках:

1) для березы, дуба, клена, ясеня, ольхи, осины, тополя:

S = О,0025А (35 — W)

2) для бука, граба, ильма и липы:

S = О,0035А (35 — W)

где S — припуск на усушку, мм.

А — размер пиломатериалов по толщине или ширине в сухом состоянии, мм.

W — конечная влажность пиломатериалов, %.

В данных расчетах средняя начальная влажность материала установлена на уровне 35%. Если влажность древесины меньше, в формуле учитывается фактический показатель.

Ориентируясь на эти значения, можно добиться того, чтобы пиломатериалы имели требуемые размеры после высушивания.

Припуски на усушку для пиломатериалов тангенциальной или смешанной распиловки из древесины ели, сосны, кедра и пихты

Припуски на усушку по толщине и ширине пиломатериалов

Усушка древесины: классификация, проявление на практике

Группировка разных пород древесины

Усушка древесины в различных частях ствола.

Уровень объемного усыхания дерева влияет на разделение естественных пород на такие категории:

1. Слабая степень усушки.
2. Умеренные показатели уменьшения объема.
3. Значительный уровень.
4. Интенсивная величина изменения.

При появлении на поверхности древесины жидкости, она начинает увеличиваться в объемах, разбухает. Как понятно, этот процесс обратно противоположен рассматриваемому образцу. Подобные явления связываются со структурой пиломатериалов и их взаимодействием с влагой. Набухание появляется в результате увеличения влажности сырья до 30%.

Отдельные специалисты могут заявить, что рассматриваемые естественные явления относятся к отрицательным показателям, однако это не совсем так. Этими прекрасными характеристиками пользуются виноделы, сохраняя единство дубовых бочек на протяжении большого срока хранения спиртных напитков.

В процессе строительства усадка древесины несет немаловажную функцию, эти показатели следует учитывать при возведении любого строения из этого ценного материала. В ином варианте он станет образцом изъянов и недочетов.

Требования к пиломатериалам

Пиломатериалы должны соответствовать общепризнанным стандартам. Основной ГОСТ пиломатериалов под номером 8486-86 определяет основные размеры для хвойных лесоматериалов.

ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия

1 файл   440.08 KB

Для лиственных пород главным считается ГОСТ 2695-83. Так, например, существует ГОСТ, указывающий размеры деревянных брусьев: от 10 см в ширину и толщину.

Допущения отклонений параметров размеров пиломатериалов

Размеры древесины регулируются ГОСТ, имеют свои ограничения в зависимости от сферы применения лесоматериалов:

• для области строительства размеры могут расходиться от 100 до 650 см;
• тарные доски – начиная с 50 см;
• бруски и специальные доски – 325 см;
• для экспорта – от 90 до 630 см.

ГОСТ лесоматериалов предусматривают такие отклонения:

• ширина – не более 2,5 %;
• ширина – не более 2 %;
• длина – -2,5, +5 см.

Если лесоматериалы имеют размер менее 1,5 м, то для них снимаются все ограничения.

Пороки древесины, связанные с особенностями строения

Пороки древесины представляют собой отклонения от установленных норм, связанных со строением ствола поваленного дерева. Чаще всего это сучковатость, коробление различные трещины, пороки, связанные с формированием ствола.  Также дерево могло подвергаться грибным поражениям. Часто материал с пороками нельзя использовать при строительстве, однако она полезны для дизайна.

Маркировка

Для маркировки лесоматериалов важно учитывать и записывать на производстве такие показатели, как:

1. Тип пило- или лесоматериала.
2. Сорта древесины.
3. Древесную породу.
4. Основные стандарты параметров, при этом для необрезных пиломатериалов не указывается ширина.
5. Государственные стандарты (в основном для лесоматериалов указывают №8486-86).

Механические недостатки и инородные включения

Случается и так, что возникают дефекты при сушке древесины. Это называют покоробленностью. Это означает, что во время распила, сушки, раскроя или хранения у заготовки сильно изменилась первоначальная форма. Из-за этого сильно затрудняется обработка древесины, так как ее форма становится обычно слишком искривленной. В общем же, механические повреждения — это те изъяны, которые уже возникают вследствие взаимодействия человека на заготовки из древесины.

Сюда можно отнести пороки, которые возникают во время резки. На древесине могут появиться ожоги, резчик может случайно порезать заготовку в ненужном месте и т. д. Наличие таких дефектов сильно усложняет работу резчика, так как при обработке потребуется оставлять больше материала на припуски. Естественно, это повышает количество отходов и уменьшает количество пригодного материала. Дефекты обработки древесины чаще всего приводят к тому, что приходится отказываться от ее использования.

Что касается инородных включений, то под этим подразумевают наличие внутри структуры заготовки камней, песка, стекла, гвоздей и прочего. Хотя здесь справедливо будет сказать, что за исключением гвоздей, со всем остальным приходится сталкиваться довольно редко. Наличие таких включений влечет за собой не только усложнение процедуры обработки, но и риск испортить инструмент при работе. К тому же, наличие таких включений, как гвозди вызывает изменение цвета вокруг места их расположения. Обычно это приводит к тому, что такие участки просто приходится вырезать.

Как видно, дефектов обработки древесины достаточно много. Однако некоторые из них можно достаточно легко устранить, а появление некоторых можно просто не допускать. По этим причинам этот материал все еще распространен и широко используется.

Правильная сушка древесины

Процесс усадки древесины можно взять под контроль, если соблюдать правила сушки лесоматериалов. Основной задачей в этом деле является обеспечение равномерного удаления влаги из волокон, составляющих структуру дерева.  В промышленных условиях это обеспечивается в специальных электрических или газовых сушильных камерах.  Самым распространенным видом сушки в естественных условиях является атмосферная сушка.  Заготовленный материал защищается от осадков, а также  влияния негативных факторов окружающей среды с помощью изолирующего покрытия и складируется несколькими рядами в режиме интенсивного проветривания.

Дерево является долговечным, но капризным конструкционным материалом. Его механические и физические свойства зависят от внешних факторов.  Существенные перепады температур и несоблюдение влажностного режима приводят к усушке или разбуханию древесины. Неравномерное распределение влаги по волокнам дерева может привести к искажению линейных размеров лесоматериалов

Поэтому, в процессе работы с деревом, начиная с заготовки, важно учитывать вероятность изменения габаритов изделия, и соблюдать припуски на усадку

Первый тип изъяна: сучки

Для начала необходимо определиться с тем, что же это такое. Сучки — это части ветвей, а точнее их основания, заключенные в древесине. Однако не все так просто. На сегодняшний день известно семь различных типов такого недостатка. Виды дефектов древесины:

• Первый вид отличается своим положением. Они могут быть пластевыми, то есть выходящими на пласть доски или бруса. Могут быть кромочными, то есть располагаться на кромке доски, могут быть также ребровыми или торцевыми. Если сечение сучка идет через всю полость и присутствует сразу на двух торцах, то это сшивной.
• Отличаться они могут, естественно, по своей форме. Различают круглые, овальные или продолговатые.
• Отличается также и степень зарастания. Могут быть либо заросшими, либо открытыми.
• Отдельно выделяется также и степень срастания. Могут быть как полностью сросшимися, так и частично. Бывают также и выпадающий тип. Это значит, что с окружающей древесиной сучок практически не соединен.
• Они могут быть также односторонними или сквозными.
• В зависимости от состояния древесины изменяется и состояние сучков.

Дефекты и пороки древесины для качества пиломатериалов — это злейшие враги. Иногда сучки довольно трудно определить. К примеру, роговой тип отличается тем, что само по себе дерево здоровое, но некоторые участки сильно пропитываются смолой и дубильными веществами. Из-за смолы они имеют более темный цвет, а также повышенную прочность. Однако если просушить изделие с таким изъяном, то сучок просто выпадет и образуется отверстие.

Могут быть также ослабленные сучки. Это значит, что вокруг них дерево все еще здоровое, но вот сами они уже начинаю гнить. На этой стадии сучок все еще может быть достаточно твердым и сохранять свою структуру, но его окрас уже заметно изменен. Рыхлый тип сучка означает, что материал вокруг здоров, а вот определенный участок либо полностью, либо пока еще частично потерял свою структуру и уже слишком мягкий. Последний тип — это табачный сучок, который полностью потерял свою твердость и структуру, приобрел ржаво-бурый цвет, который напоминает табак и при прикосновении практически сразу превращается в порошок.

Определение понятия, особенности

Усушка древесины понимается как сокращение размеров линейного характера и объемных значений на протяжении времени. Ее можно наблюдать в тот момент, когда влага покидает этот материал. Явление подобного плана характерно для всех пород деревьев, причем некоторые из них подвергаются большему влиянию, чем другие.

Усушка сопровождает любой из процессов просыхания натуральных пород. Из их волокон выходит связанная и адсорбированная вода.

Усушка и коробление граней: I — грани древесины, не подвергавшиеся сушке; II — грани высушенной древесины; а, б, в, г — схемы усушки граней древесины в зависимости от их места в стволе.

Начальный этап усушки характеризуется освобождением основания от свободной воды, происходит незначительное удаление связанной жидкости. Процесс происходит небольшими темпами. В момент испарения микрокапиллярной воды процесс усыхания заметно ускоряется.

Усушка наименьшим образом изменяется в продольном положении волокон. Нередко такой метод просто игнорируют

Однако без него не обойтись в том случае, если принимаются во внимание ценные породы дерева

Радиальное направление этого действия определяется присутствием многих параметров. Оно зависит от разновидности древесной породы и от объемной усушки.

При работе с древесиной используется термин «коэффициент усушки». Он представляет сведения о трансформации параметров дерева вследствие увеличения его влажности на 1%. Ведется учет границ, начиная от питания клеток дерева и заканчивая процессом выведения из них влаги. Для более точных расчетов влажных напряжений следует обратиться к профессионалам либо таблицам в сети, которые предъявляют такие показатели к разным породам натурального сырья.

Показатели усадки древесины позволяют разделять их на отдельные, довольно обширные группы.

Немаловажными показателями этого пиломатериала является процент его плотности. Она включает в себя вес изделия при определенных показателях влажности. Эти данные можно получить из формул или графическим способом. Так, при увеличении влажности плотность также возрастет. Наибольшей плотностью обладает такое сырье, клетки которого полностью наполнены влагой.

В качестве заключения

Из всего сказанного стоит сделать вывод, что процесс высыхания древесины является неминуемым. Почти не существует пиломатериалов, не подвергающихся такому процессу. Причем такое явление может нести как положительные, так и отрицательные моменты.

https://youtube.com/watch?v=Lynb6WzjYis

Высыхание натуральных материалов естественным путем будет проходить долгое время. Использование в процессе строительства влажного сырья сделает здание непригодным для проживания до тех пор, пока не завершится рассматриваемый процесс. А для этого нужно время.

Необходимо ждать в течение 12 месяцев. Современное поколение все чаще старается покупать материалы, обработанные искусственным способом. Таким способом можно ускорить ход строительства

Покупая такое сырье, важно выбирать только качественные варианты

Отдавая предпочтение представленным образцам, не следует экономить денежные средства. В противном случае можно получить ненадежное сооружение, которое в дальнейшем принесет массу проблем. К пиломатериалам следует предъявлять особые требования. Основание, выстроенное согласно требованиям, будет стоять много десятилетий, воссоздавая первоначальный вид.

Неправильная просушка дерева приведет к скорому разрушению здания. Пиломатериалы не должны иметь неровных поверхностей и видимых изъянов.

Основные свойства древесины

Как и многие стройматериалы, древесный материал отличается по характерным свойствам и особенностям. Свойства могут быть как позитивными, так и негативными показателями. Эти свойства обусловлены породой лесоматериалов.

Свойства древесины подразделяется на:

1. Плотность.
2. Твёрдость.
3. Влажность.
4. Усыхание.
5. Набухание.
6. Коробление.
7. Раскалываемость.
8. Износоустойчивость.
9. Изгибистость.
10. Деформирование.
11. Теплопроводность.

Никакой строительный материал не располагает такими технологическими и декоративными свойствами, как изделия из дерева. Она податлива при обработке. Прочный и лёгкий материал, долгое время сохраняющий тепло и нежный запах. Но, как и всякий материал она имеет положительные и отрицательные свойства.

От чего зависит величина усадки древесины

К факторам, оказывающим влияние на величину усушки древесины можно отнести следующие:

• Материал — бревно, оцилиндрованное бревно, брус, клееный брус. Дом из бревна ручной рубки дает усадку до 15 см, из оцилиндрованного бревна — на величину до 10 см, из бруса — до 6 см. Профилированный брус камерной сушки дает усадку — 2,5-4 см, клееный брус — 1,5-2 см.
• Межвенцовый уплотнитель — мох, джут, лен, пакля и другие.
• Размер материала. Естественно, чем больше деталь, тем больше размер усадки.
• Начальная влажности древесины.
• Технология строительства, тип рубки. Например, при неплотной подгонке бревен при ручной рубке усадка может оказаться настолько значительной, что придется докладывать несколько дополнительных венцов, чтобы в доме можно было комфортно передвигаться.
• Пора года, когда ведется строительство. В летнее время срубу требуется до 12 месяцев на усадку. Возведенные в зимнее время срубы требуют в 2 раза меньше времени усадку — около 6 месяцев.

Пороки формы ствола

Стволы деревьев также обладают определёнными пороками:

Сбежистость.

Ствол дерева, во время роста, постепенно уменьшается в диаметре от нижней части к кроне. Когда, при каждом метре роста, диаметр ствола убывать больше чем на 1 см, то это — сбежистость.

Лиственные породы больше подвержены такому пороку нежели хвойные породы Сбежистость больше всего проявляется у деревьев растущих на свободе или в мелколесье. Чем гуще лес, тем поменьше на деревьях сбежистости. Данный порок повышает величину отходов и снижает прочность.

Закомелистость.

Если диаметр ствола в нижней части дерева превышает диаметр того же ствола на высоте не менее метра в 1,2 раза, то это называется закомелистостью.

Овальность.

Ствол дерева имеет форму эллипса, а максимальный диаметр больше минимального в 1,5 раза. Овальность вызывает у дерева крен и изменяет строения древесины.

Локальное утолщение появляется в результате негативного воздействия:

• грибковых заболеваний;
• микобактерий;
• вирусных инфекций;
• химических факторов;
• радиоактивности;
• различных повреждений.
• Кривизна.

Все древесные породы страдают искривлением стволов. Простая кривизна имеет один изгиб, сложная — несколько изгибов ствола.

Кривизна относится к отрицательным свойствам древесины.

Показатели усушки дерева

Текстура древесины сосны на трех разрезах: а — на поперечном; б — радиальном; в — тангенциальном.

Из-за разнохарактерности структуры рассматриваемых источников процент усадки и разбухания будет разным, что зависит от направлений. Максимальные показатели можно наблюдать в области годовых колец, эту зону называют тангентальной. Ее протяженность соответствует 8-12% после испарения влаги. Так, ширина доски в 100 мм после тщательного просушивания может сократиться до 88-92 мм.

Аналогичный процесс, связанный с радиусом ствола, известен как радиальный, равен 5-8%. Продольное направление древесных волокон соответствует 0,1%, что фиксируется редко. Уменьшение объемных показателей пиломатериала после просыхания соответствует 12-20%, что складывается путем суммирования радиальных и тангентальных разновидностей этого процесса. Материалы хвойных пород обладают небольшими величинами усушки.

Анизотропия, известная как разность показателей усушки древесины, влияет на геометрические размеры породы. Нередко такой процесс связывается с модификацией формы болванки. В результате неодинаковости усадки естественной породы могут изменяться ее качественные показатели. Здесь возможно появление несовершенств сушки, что можно увидеть после пользования специальной камерой. Эта методика применяется наиболее часто.

Организации, занимающиеся просушиванием древесины, обязаны осуществлять надзор за показателями уровня влажности и температурными данными в камере. Тогда бракованных элементов будет намного меньше. В настоящее время такое производство поставлено на автоматический уровень. Полученные показатели обработки натуральных пород остаются самыми высокими.

Установленные температурные датчики практически не дают погрешностей и выдают отличные результаты. В процессе производства такого оборудования используется лишь самое качественное сырье. Уровень погрешности оставляет меньше 0,1%.

Их допустимые размеры основываются на многочисленных наблюдениях фактического уменьшения различных древесных пород и соответствуют ГОСТу. Названные величины можно посмотреть в специальных таблицах.

Технология производства

Процесс производства пиломатериалов начинается с закупки круглых лесоматериалов

При этом важно правильно подобрать древесину – от этого зависит последующее качество и цена готовой продукции

Важно уделять особое внимание технике безопасности при производстве. Несчастные случаи происходят очень часто. Перед началом работы древесина хорошо обрабатывается, полностью очищается от сучьев, коры

Существуют специальные лесозаготовительные машины, способные очищать древесину сразу же в лесу. После очистки древесину распиливают, определяют основные показатели брусьев, сортируют, отправляют на дальнейшую обработку

Перед началом работы древесина хорошо обрабатывается, полностью очищается от сучьев, коры. Существуют специальные лесозаготовительные машины, способные очищать древесину сразу же в лесу. После очистки древесину распиливают, определяют основные показатели брусьев, сортируют, отправляют на дальнейшую обработку.

Производство круглых лесоматериалов осуществляется из хвойных и лиственных пород деревьев. Для получения самых качественных изделий древесина полностью просушивается, обрабатывается при производстве специальными составами. Таким образом, полученное изделие полностью готово к эксплуатации, оно не гниет, не рассыхается.

Разделяются изделия по показателям влажности:

• Сухие, влажность которых не превышает 10 %. Из таких пиломатериалов изготавливают паркет и щиты.
• Универсальные с влажностью от 12 % до 15 %. Такие пиломатериалы становятся основой для производства досок для полов, плинтусов, наличников на окна, двери, а идут на создание межкомнатных дверей.
• Влажные пиломатериалы с 18 % содержанием влаги применяют для обустройства стропильных конструкций, а также для наружной отделки сооружений.

Благодаря качественной обработке можно получить хороший материал для обустройства жилища, а также для строительства. Такие пиломатериалы будут отличаться небольшим весом, их легко распиливать, монтировать, красить

Перед приобретением лесоматериалов или пиломатериалов важно знать точную цель покупки

Второй тип: трещина

Трещина — это разрыв волокон древесины вдоль их расположения. Так же, как и сучки, они разделяются на несколько видов. Отличаются они по своему положению, глубине, ширине и по типу.

Такой дефект древесины, как трещина, может быть метикового типа. Характеризуется этот вид тем, что одна или же несколько трещин проходят внутри ствола через его сердцевину в радиальном направлении, но не затрагивают периферию. Чаще всего такие трещины проходят вверх от комля. Кроме того, во время сушки они обычно еще сильнее увеличиваются в размерах.

Могут возникать морозные трещины. Они характеризуются тем, что проходят также в радиальном направлении, но уже из заболони в само ядро ствола. Есть такой дефект древесины, который называется трещиной усушки. Это означает, что из-за неравномерного просушивания материала появились трещины, которые будут увеличиваться, проникая вглубь пиломатериала.

Общее описание дефектов

Для начала стоит разобраться с тем, что, в принципе, классифицируется, как дефект древесины. Это различного рода недостатки, которые возникают на материале из-за воздействия на него погодных условий, механических усилий, наличие биологических вредителей или любых других факторов.

Также стоит отметить, что эти изъяны не всегда необходимо устранять, все зависит от той цели, для которой используется материал. Конечно, в деревообработке такие пороки ухудшают качество и усложняют процесс обработки. В резьбе по дереву, к примеру, некоторые изъяны вовсе не мешают работе, а по художественным замыслам могут быть еще и частью узора.

По этим причинам любому человеку, который планирует работать с деревом, необходимо знать, какие могут быть у материала дефекты, какие из них опасны, а какие нет. Для начала стоит разобраться с общей классификацией дефектов древесины:

• сучки и трещины;
• недостатки в форме и в строении ствола;
• биологические и грибковые изъяны;
• инородные включения или химический окрас;
• механические повреждения, покоробленность и т. д.

Тут важно отметить, что к механическим изъянам относят не только те, что были у дерева изначально, но и те, которые могут возникнуть во время обработки, транспортировки, сортировки и т. д

Направления усушки и таблица сравнения для различных пород древесины

радиальном, тангенциальном и вдоль волокон

Сравнение усушки (усадки) разных пород древесины:

Сортамент пиломатериалов

Сортамент полезно знать людям, которые на данный момент хотят заниматься частным строительством капитальных зданий, самостоятельных хозяйственных построек. Каждый параметр распиловки, основной размер материала прописывается в государственных стандартах, самостоятельное изучение и разбор которых не займет много времени. Продукция, выпускаемая любой пилорамой обязана соответствовать общепринятым государственным стандартам в полной мере.

Существуют основные сортаменты для лиственных и хвойных пород деревьев. Лиственную древесину, как правило, разделяют на 4 сорта, а хвойную на 5. Дополнительным сортом хвойной древесины считаются отборные лесоматериалы. Конкретные материалы оценивают по худшим из обрезанных частей, по кромкам. Сорта древесины определяют по наличию или отсутствию пороков, дефектов, влажности и наличию плесени или же гнили.

Сорт распиловочной древесины может определяться по филигранной обработке.

• Первосортные применяются при строительстве постоянных, временных построек. Также ими можно отделывать стенки, полы стандартных толщин.
• Второсортное сырье используется для настилов, обрешеток.
• Из третьего сорта древесины сооружают третьесортные несущие конструкции.
• Из четвертого делают тары, маленькие заготовки.

Дефекты от вредителей и пороки древесины: описание грибков

Многие знают, что в процессе роста дерева внутри его структуры может возникать грибок. Естественно, это является недостатком. Все дело в том, что грибок является низшей формой. Это означает, что сам по себе он не способен производить питательные вещества для своей жизнедеятельности. Он получает их, высасывая из дерева. В настоящее время все виды грибков разделяют на два вида: деревоокрашивающие и дереворазрушающие.

Если говорить о первой группе, то сюда можно отнести тех вредителей, которые вызывают грибные ядровые пятна или же заболонные грибные окраски. Второй вид грибов еще опаснее, так как следствием их воздействия на древесину является гниль. Можно также добавить, что некоторые недостатки вызваны воздействием на пиломатериал сразу обоих видов грибка. Наиболее благоприятной средой для их развития является температура 15-20 градусов по Цельсию и от 30 до 60 % влажности. При воздействии температуры в 60 градусов грибки погибают.

Стоит обратить особое внимание на заболонные грибные окраски

Тут важно отметить, что на механических показателях древесины этот недостаток никак не сказывается. Однако сильно ухудшается внешний вид заготовки

Кроме того, наличие таких грибков на пиломатериале всегда вызывают дефекты при лакировании древесины. То есть при попытке покрасить или лакировать изделие, слои будут разрушаться при соприкосновении с грибками. С плесенью и гнилью все достаточно хорошо знакомы. Здесь понятно, что при наличии таких изъянов дерево чаще всего становится просто непригодным для применения

Однако сильно ухудшается внешний вид заготовки. Кроме того, наличие таких грибков на пиломатериале всегда вызывают дефекты при лакировании древесины. То есть при попытке покрасить или лакировать изделие, слои будут разрушаться при соприкосновении с грибками. С плесенью и гнилью все достаточно хорошо знакомы. Здесь понятно, что при наличии таких изъянов дерево чаще всего становится просто непригодным для применения.

Устранение сучков и трещин

Стоит сказать, что на самом деле образование сучков не так уж и страшно, как может показаться на первый взгляд. Небольшие сросшиеся сучки и вовсе не доставят хлопот. Крупные и плохо держащиеся, скорее всего, просто выпадут со временем. После этого, однако, останется отверстие, возможно, сквозное, которое придется устранить.

Заделка дефектов в древесине в таком случае достаточно простое. Необходимо высверлить отверстие в заготовке, в том месте, где выпал сучок, но при этом сделать его на несколько миллиметров больше. Из доски с такой же толщиной и структурой вырезают подходящего размера «заглушку», вставляются ее в отверстие и приклеивают при помощи столярного клея. Здесь остается лишь добавить, что вокруг некоторых сучков может быть что-то вроде черной линии. Это значит, что древесина поражена гнилью, которая будет распространяться и далее. Такой материал лучше не использовать вовсе.

Трещины — дефекты древесины. Способы их устранения существуют разные. Итак, может быть несколько путей решения проблемы. Если трещина мелкая, то ее можно просто состругать или же зашпаклевать. Если трещина достаточно большая, то в настоящее время на рынке строительных материалов можно приобрести специальный герметик, которым можно склеить заготовку. Естественно, что это не обычный герметик. Первое, чем он значительно отличается — это прочностью при сжатии. Благодаря этому при деформациях пиломатериала под влиянием высокой температуры вещество не выдавливается из трещины.

Трещины

Это продольные разрывы, возникающие под воздействием внутренних напряжений.

Трещины подразделяют по следующим свойствам:

Метиковые.

Радиальные трещины внутри ствола дерева. Наблюдаются у всех пород, особенно этим страдает перестоялый древостой. Трещины появляются по мере роста дерева и представляют прерывающиеся разломы по длине сортамента.

Отлупные.

Отслаивание древесного волокна внутри ядра и отслоение спелой древесины у растущего дерева. Отлупные трещины можно встретить у каждой породы. До конца не установлены причины возникновения таких трещин.

Морозные.

Продольные разрывы извне на стволе молодого дерева. В основном, морозные трещины преобладают у лиственных пород и очень редко у хвойных. Трещины появляются при резких перепадах зимних температур.

1. Трещины усушки.

Появляются под воздействием неравномерной усушки и выявляются при распиловке сортамента.

Трещины — основная причина понижения прочности лесоматериалов, используемых в строительстве. Кроме того, трещины содействуют вторжению грибных заболеваний и попаданию влаги внутрь материала.

Что нужно знать об усушке древесины

Древесина имеет резко выраженное анизотропное строение. Это значит, что свойства по-разному проявляют себя в различных направлениях.  Все клетки, из которых состоит дерево, отличаются по размерам в поперечном и продольном сечении. Микрофибриллы, находящиеся в оболочке клеток, располагаются вдоль оси клетки, а влага занимает пространство между ними. По этой причине при удалении влаги значительно изменяются поперечные размеры в радиальном и тангенциальном направлениях.  Стоит отменить, что в тангенциальном направлении, то есть при разрезе вдоль волокон по касательной к годичным кольцам, усушка древесины имеет показатели в 1,5-2 раза выше.

Виды усушки древесины

В зависимости от количества удаленных молекул воды усушка древесины рассматривается как:

• Полная. Проявляется при полном испарении всего количества влаги из структурных волокон дерева. При этом его влажность снижается от верхних значений предела гигроскопичности до нулевого показателя. Под пределом гигроскопичности в этом случае принято понимать максимальную влажность материала.
• Объемная. Проявляется в уменьшении объема древесины при испарении взаимосвязанных частиц воды.

Определение характера и вида усушки обычно происходит в лабораторных условиях. Образец материала помещают в воду до полного насыщения. Затем измеряют размеры, используя специальные инструменты — микрометр или штангенциркуль. После этого образцы высушиваются до абсолютно сухого состояния в сушильном шкафу, и их линейные размеры измеряются повторно.

Эти испытания необходимы при определении показателя, характеризующего степень расширения и сжатия древесных волокон под физическим воздействием.

Виды лесоматериалов

Лесоматериалы сильно различаются между собой, у них может быть свое предназначение, свои ГОСТы, способ изготовления. Круглые лесоматериалы представляют собой отрезки древесных стволов различных деревьев, которые полностью очищены от сучьев, ветвей, листьев. Сечение круглое, получают при поперечной распиловке хлыста. Бревна могут быть как с корой, так и без нее.

Сортамент лесоматериалов различается по характеру обработки: они могут быть обрезными и необрезными. Некоторые пиломатериалы могут обрезаться только с одной стороны.

1. Обрезные пиломатериалы – материалы с параллельными лицевыми или тыльными сторонами, кромками, которые были опилены перпендикулярно пласти, с дефектом распиловки, не превышающим допустимых показателей.
2. Необрезные пиломатериалы– материалы с параллельной лицевой, тыльной стороной, с полностью или частично опиленными продольными узкими сторонами, с дефектом распиловки, превышающим допустимые показатели.

Коэффициенты усушки и разбухания

Величина усадки пилопродукции при снижении влажности в процентном соотношении определяется коэффициентом усушки. Он характеризует степень трансформации габаритных размеров изучаемого деревянного образца при понижении количества влаги на 1 %. С информацией и методикой нахождения этого коэффициента можно познакомиться, изучив ГОСТ 6782.2-75.

ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки

1 файл   715.91 KB

Разбухание древесины происходит в результате насыщения волокон влагой. Протекает это при повышенных показателях влажностного режима. Этот процесс, обратный усадке древесины, вызывает увеличение линейных размеров лесоматериалов. В числовом эквиваленте это явление выражается с помощью нахождения коэффициента разбухания. Методика определения этого показателя описана в ГОСТ 16483.35-88.

Степень усушки и разбухания для каждой породы дерева индивидуальна. Обуславливается это особенностями микроскопического строения и химического состава волокон древесины. Представители хвойных пород, имеют в структуре волокон вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Это значительно отличает их от лиственных пород, строение которых представлено развитыми проводящими сосудами.

ГОСТ 16483.35-88 Древесина. Метод определения разбухания

1 файл   160.00 KB

Все древесные породы имеют разный коэффициент усушки и в зависимости от его величины формируются на группы:

• усушка в объеме не достигает 0,40 %— ель плакучая, пихта кавказская, тополь, ясень обыкновенный.
• усушка от 0,40 % до 0,47 %— бук европейский или лесной, вяз, дуб, липа сердцевидная, ольха;
• усушка проявляется более чем на 0,47 %— береза, лиственница европейская, клен остролистный.

Величина коэффициента усушки помогает составить прогноз вероятности появления внутренних напряжений и растрескивания в результате неравномерного испарения влаги и принять меры по предотвращению их появления.

Усушка древесины — гост, величина, процент и коэффициент

При возведении зданий из деревянного материла возникает много проблем, и одна из них — усушка древесины. Происходит это потому, что древесина является непростым, требовательным сырьем, которое реагирует на внешние условия. Использовать в работе необходимо подготовленный материал, в противном случае сырая древесина растрескивается, деформируется и усыхает. Специалисты, которые работают с этим природным материалом, должны знать все тонкости и правила обращения с ним, а также, как правильно его использовать в строительстве.

Постройки из дерева всегда отличаются особой красотой, колоритом и необычайной внутренней атмосферой. На сегодняшний день дома из дерева пользуются большой популярностью. Во-первых, важно знать о физических особенностях разного сорта древесины, ведь коэффициенты усушки древесины различных пород сильно отличаются. Работу строителям облегчает специальная таблица, которая вмещает в себя данные об усушке различных видов дерева. Эти показатели помогают специалистам во время работы определять величину необходимых припусков, чтобы в будущем постройка не изменила своего вида и оставалась безопасным жильем.

Что нужно знать об усушке древесины

Усушка древесины

Элементарные знания о свойствах и структуре древесины можно получить, изучая древесиноведение. Эта научная дисциплина вмещает в себя все характеристики и данные, полученные путем химических, физических, биологических и механических исследований такого природного материала, как древесина. Наука о дереве изучает все его свойства, строение, реакции на внешние условия и воздействия.

Усушка представляет собой процесс изменений свойств материи, ее объемов и линейных размеров. Стоит отметить, что данному изменению подвержены все породы деревьев, но только каждый вид — по-разному, а именно, процент усушки и длительность этого процесса может отличаться. Происходит этот процесс по мере того, как удаляется из материала связующая и адсорбирующая вода. Жидкости в этом природном сырье предостаточно, поэтому подготовить древесину к строительным работам может лишь грамотный и опытный специалист.

Перед тем как выпустить древесину для строительных работ, ее сушат, и это довольно долгий и трудоемкий процесс. Он имеет определенные требования и стандарты в работе, к примеру, на каждый вид данного материала есть свой ГОСТ, который гарантирует качество и прочность сырья.

Сушка древесины проходит в несколько этапов:

1. На начальной стадии из материала убывает незначительная доля связанной жидкости. Это самый медленный этап, но начало работы уже положено. Вода выходит из структуры древесины не полностью, а лишь частично, в ней все еще остается большой процент влаги. Испаряется вода медленнее всего вдоль волокон. Данный вид усушки не стоит откладывать и пренебрегать им, тем более если работаешь с дорогими породами дерева.
2. Величина усушки измеряется как в продольной, так и в радиальной проекциях. Последняя имеет разные параметры у различных сортов сырья. Как правило, на втором этапе происходит изменение свойств строительного материала в радиальном направлении.
3. На завершающем этапе происходит объемная усушка. Она определяет степень удаления влаги и состояние сырья. Одним из главных показателей, указывающих на усушку качественную, является ее коэффициент. Он определяет, насколько изменятся геометрические параметры древесной клетки в случае повышения влажности на 1%.

Государственные стандарты и коэффициенты на разные породы дерева отображены в справочных таблицах.

Ими пользуются строители для расчета, чтобы знать, какие припуски необходимо оставить в работе с тем или иным сырьем.

Суть коэффициента усушки древесины

Измерение коэффициента усушки

Благодаря данным, полученным в ходе исследования различных пород древесины, создана классификация различных сортов этого природного материала, каждый из которых имеет свой коэффициент объемной усушки, т. е. это показатель того, насколько сырье избавилось от влаги и сжалось в объеме. Это нужно знать при использовании данного товара в работе, т. к. внешние факторы и природные явления могут оказывать обратное влияние на него и привести не к усадке, а наоборот, к увеличению и искажению его размеров.

Ориентируясь на данные показатели, была созданная классификация всего сырья:

1. Древесные породы, чей коэффициент объемной сушки менее 0,4 ед., относятся к классу слабо усыхающих.
2. Породы с показателями 0,41-0,55 ед. относятся к классу умеренно усыхающих.
3. Древесные растения, чьи показатели составили 0,56-0,65 ед., считаются значительно усыхающими.
4. К классу сильно усыхающих относятся породы с коэффициентом 0,66 ед.

Самым распространенным видом обработки древесных растений является камерная сушка. При таком процессе процент убыли влаги из сырья будет высок и вода из заготовки выпаривается равномерно. На предприятиях имеется специальное оборудование, которое позволяет выполнять этот процесс быстро и качественно. Если же происходят сбои в работе печей, то на выход идет некачественная и неликвидная заготовка, которая не пройдет ГОСТ.

Использовать в работе можно и сырое дерево, но стоит понимать, что усыхание древесины — это природный и неизбежный процесс.

Искусственная сушка

Естественным путем заготовки могут сушиться достаточно долго, в некоторых случаях на это может уйти год и более. При этом равномерность выхода влаги из сырья будет нарушена, что, соответственно, скажется на качестве. Поэтому на сегодняшний день работают в основном с пиломатериалом, прошедшим искусственную сушку. Это значительно сокращает время и позволяет получать товар, соответствующий ГОСТ. На качественной заготовке не должно быть дефектов и, тем более, деформаций. Ее безопасно использовать в строительстве дома, т. к. есть уверенность, что он простоит не одно десятилетие, не даст усадку и нахождение в нем будет безопасным и комфортным для людей.

Специалисты утверждают, что неправильно обработанный пиломатериал может привести к разрушению сооружений и к его деформации. Выбирать заготовки стоит тщательно, поверхность должна быть ровной и без видимых дефектов. Приобретая пиломатериалы, всегда нужно ознакомиться с документами и сертификатами на этот товар.

Усушка древесины

По мере высыхания древесина уменьшается в размерах, становится короче, уже и тоньше, при этом по длине доски, бревна усушка незначительна (0,1%), но по радиусу поперечного сечения достигает от 3 до 5%. Если сухую древесину поместить в помещение с повышенной влажностью, то она разбухает и увеличивается в объеме и весе. Это свойство успешно может быть использовано резчиками.[ …]

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

Сильная усушка или чрезмерное набухание древесины после склеивания могут значительно ослабить прочность клеевого соединения. Чтобы выровнять влажность, заготовки выдерживают до склеивания в течение 1-2 суток в помещении.[ …]

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.[ …]

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.[ …]

Влажность древесины в процессе и в конце сушки можно определять дистанционно по разности температуры воздуха на входе и выходе из штабеля. Метод этот основан на изменении разности температур воздуха на входе и выходе из штабеля, уменьшающейся с уменьшением влажности древесины. Применение этого метода возможно при наличии в камере организованной скоростной циркуляции агента сушки через штабель (более 1 м/сек), при этом надо Учитывать породу древесины, толщину материала и режим сушки. Ёремя окончания сушки можно определять дистанционно по величине усушки, т. е. по уменьшению высоты штабеля. Метод основан На зависимости между влажностью древесины и ее усушкой.[ …]

Коробление древесины вызывается различием в степе] генциальной и радиальной усушки, поэтому короблению жены доски тангенциальной распиловки, у которых усушка ной пласти больше, чем внутренней.[ …]

Вследствие усушки древесины высота штабеля понижается. Объемная усушка древесины принимается в среднем равной 8% (в расчетах емкости штабеля усушки относят к его высоте).[ …]

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

Припуски на усушку можно определить для пиломатериалов и отовок с любой начальной и конечной влажностью древесины, этому при выработке пиломатериалов (или заготовок) из сырой весины их размеры по толщине и ширине должны быть увели-ы на припуск на усушку.[ …]

Чтобы после усушки пиломатериалы или заготовки имели задан-: размеры, устанавливают припуски на усушку. Размеры [пусков на усушку установлены после тщательных измерений этической усушки древесины разных пород и узаконены СТами.[ …]

Сушка куска древесины, вследствие малой ее теплопроводности, идет неравномерно. Наружные слои древесины сохнут значительно быстрее внутренних. При быстрой сушке толстых и сырых поленьев наружные -слои оказываются сухими, в то время как внутренние слои еще только начинают терять влагу. Вследствие этого и усушка древесины идет неодинаково; это вызывает образование в ней трещин, идущих от наружной поверхности внутрь по радиусу. Трещины в древесине образуются также вследствие более быстрой сушки ядра по сравнению с заболонью.[ …]

Способность древесины поглощать или отдавать влагу называется гигроскопичностью. Это свойство вызывает в древесине два взаимно противоположных явления — усушку и разбухание.[ …]

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 де ревянной детали или изделия является предварительное высушивание древесины до нужной эксплуатационной влажности (см. табл. 4).[ …]

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

Части древесины, расположенные ближе к сердцевине, содержат меньше влаги и высыхают быстрее, чем другие, внешние слои. Неравномерная усушка изменяет форму доски или бруса, распиленная древесина коробится. При короблении выпуклость доски всегда обращена в сторону сердцевины. Сильнее коробятся заболон-ные доски, так как они расположены дальше от сердцевины. Средняя доска, если сердцевина проходит по ее центру, не коробится. Боковые части ствола больше подвержены короблению, так как это уже заболонь, а ее клетки усыхают сильнее ядровых.[ …]

В насыщенной водой древесине все полости клеток и межклеточные пространства заполнены водой. При высыхании древесины сначала испаряется капиллярная вода и освобождаемое ею межклеточное пространство занимается парами воды и затем воздухом. В период удаления свободной воды, продолжающийся до влажности 30% (абсолютная влажность), не наблюдается сокращения объема древесины (усушки). Дальнейшее испарение влаги происходит за счет связанной воды и оно идет значительно труднее, чем испарение свободной воды. Удаление ее, вследствие происходящего при этом сближения мицелл, сопровождается усушкой древесины, т. е. уменьшением объема и линейных размеров древесины.[ …]

Зависимость прочности древесины от содержания влаги. Так как прочность и жесткость древесины частично определяются силами сцепления, связывающими молекулы, то любой агент, уменьшающий эти силы, меняет ее прочность в целом. Одним из таких агентов является вода, поэтому прочность древесины увеличивается по мере уменьшения содержания влаги не только в результате повышенной плотности, происшедшей от усушки, но также из-за присутствия вторичных валентных сил сцепления1. Так как присутствие воды в количестве, превышающем точку насыщения волокна, не изменяет характера клеточной стенки, то потеря или приобретение капиллярной (свободной) воды практически не влияет на показатели прочности древесины.[ …]

Коробление древесины может быть обусловлено либо природными ее свойствами (неодинаковая усушка в танген-тальном и радиальном направлениях, дефекты строения — крень и косослой), либо возникшими в процессе сушки напряжениями.[ …]

Кроме потери прочности, креневая древесина подвержена короблению, растрескиванию при сушке, так как при этом волокна сильно сокращаются, в результате развиваются растягивающие напряжения. Особенно это наблюдается в пиломатериалах, содержащих одновременно креневую и нормальную древесину. Например, при сушке свежесрубленного дерева до абсолютно сухого состояния усушка креневой древесины вдоль подокон может достигать 2% ,что в десять раз больше сокращения нормальной древесины по длине. Нели взять доску длиной 3 м и сечением 5: ДО см при разнице в продольной усушкс по двум кромкам доски равной 1 %, доска согнется в дугу со стрелой прогиба примерно в 10 см, а этого достаточно, чтобы сделать доску непригодной для многих видов практического использования.[ …]

Пример 2. Найти величину припуска на усушку для еловых брусков с поперечным сечением 60X60 мм. Начальная влажность древесины 22%, конечная— 8%.[ …]

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.[ …]

Трещины относят к существенным порокам древесины, которые значительно ухудшают ее физико-механические свойства (рис.З). Трещина представляет собой разрыв древесины вдоль волокон и сердцевины. Трещины образуются по направлению к сердцевине, более редко — по годовым слоям. По разновидности трещины разделяют наотлупные, метиковые, морозные и трещины от усушки. Трещины могут быть боковые и пластевые, кромочные и торцевые, неглубокие, глубокие и сквозные.[ …]

Вс — размер сухих пиломатериалов; Пу — припуск на усушку. При использовании древесины важно иметь представление о ее тности — массе древесины, заключающейся в единице объема, отность зависит от породы и влажности древесины.[ …]

Хотя условия и место произрастании могут влиять на прочность древесины, степень различия может оказаться не больше, чем для древесины, взятой из разных частей одного и того же дерева. Фепль [7] нашел, что свежесрубленпая древесина из ветвей тяжелее древесины из ствола, что древесина из ствола тяжелее корневой древесины, и что сопротивление сжатию вдоль и поперек волокон подчинено той же зависимости. При испытаниях на сжатие вдоль волокон высушенная древесина из ствола обладает большей прочностью, чем сравниваемая древесина из ветвей. Это вызвано увеличением плотности древесины ствола за счет усушки. Корневая древесина является самой легкой, слабой и гибкой, однако это не влияет на выполнение ею своей главной функции. Древесина в верхушечной части обычно слабее древесины в комле [8].[ …]

Размеры хвойных пиломатериалов (толщина и ширина) устанс лены для древесины с абсолютной влажностью 20 °о и называют номинальными. При выпиливании пиломатериалов из древесш с большей влажностью последние должны иметь припуск иа усуши величина которого определяется ГОСТ 6782.1- 75 . Таким образе распиловочные размеры сырых пиломатериалов всегда больше hon нальных на величин припуска на усушку. Объем пиломатериал подсчитывается по номинальным размерам без учета припуска усушку.[ …]

Выше указывалось, что в процессе сушки имеется перепад е сти по сечению древесины. В связи с этим связанная с влам усушка неодинакова. Последнее обстоятельство приводит зованию внутренних напряжений.[ …]

Номинальные размеры лиственных пиломатериалов по толщине ширине установлены для древесины влажностью 15 %. Пилома-риалы из древесины с большей влажностью должны иметь при- ск на усушку по ГОСТ 6782.2—75 .[ …]

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

Растрескивание материалов (кроме радиальных трещин, образующихся в результате различной усушки древесины в тангенталь-ном и радиальном направлениях) целиком зависит от того, как протекает процесс сушки, т. е. от правильного задания и фактического выполнения режима сушки.[ …]

Пилозаготовки должны быть прирезаны на заданные одинарные ли кратные размеры, по качеству древесины пригодные для изго-эвления готовых деталей изделий. Они должны иметь припуски на еханическую обработку (фрезерование и торцовку), для деления ратных заготовок на одинарные и в случае надобности на усушку, акие пилозаготовки часто называют черновыми заготовками.[ …]

На первой стадии сушки влажность поверхностных слое ро опускается ниже точки насыщения волокна и они ст к усушке. Этому стремлению противодействуют внутренш древесины, усушка которых еще не началась. Поэтому на слои будут испытывать растягивающие напряжения, а во в них возникнут сжимающие напряжения, уравновешивают тягивающие.[ …]

Радиальные трещины характерны для досок и брусьев, п ных из центральной части бревен (центральных и сердцев Причина их появления — различие между усушкой в танге ном и радиальном направлениях. Предотвратить появлен трещин при камерной сушке невозможно, главное в этом с/! правильно раскроить древесину.[ …]

Косослой (наклон волокон) представляет собой различные отклонения направления волокон от продольной оси дерева (рис. 4). Косослой увеличивает прочность древесины на скалывание, но затрудняет механическую обработку и ограничивает использование такой древесины в гнутых конструкциях. Древесина с таким пороком плохо воспринимает поперечную нагрузку, что накладывает определенные ограничения на ее применение. Различают тангенциальный и радиальный косослой. Тангенциальный косослой увеличивает коробление и усушку пиломатериалов.[ …]

В камере просыхание доски начинается с наружных слоев, в то время как внутренние слои еще не прогрелись и не начали сохнуть. Если влажность наружных слоев древесины перейдет за предел точки насыщения волокна и они начнут усыхать, а во внутренних слоях, имеющих влажность выше 30%, усушки еще не будет, то наружные слои окажутся в состоянии недопущенной усушки и будут растянуты, а внутренние — сжаты. В этих случаях говорят, что в древесине возникли напряжения.[ …]

В практике сушки при расчетах принято пользоваться так называемой условной плотностью (или условным объемным весом), которая выражается отношением плотности древесины в абсолютно сухом состоянии к объему древесины при влажности выше точки насыщения волокна (т. е. до усушки).[ …]

Пиломатериалы лиственных пород характеризуются такими размерами. По длине: из твердых лиственных пород — от 0,5 до 6,5 м с градацией 0,1 м; из мягких лиственных пород и березы — от 0,5 до 2 м с градацией 0,1 м и от 2 до 6,5 м с градацией 0,25м. По толщине (мм): 13,16,19,22,25,28,32,35,40, 45,50,55,60,65,70,75,80,90 и 100. По ширине (мм): обрезные -60,70,80,90,100,110,130,150,180,200, необрезные — 50 мм и более с градацией 10 мм. Приведенные размеры относятся к древесине влажностью 15 %. Если древесина имеет влажность более 15%, размеры пиломатериалов должны иметь припуски на усушку.[ …]

Размерная усадка | База данных дерева

Древесина не только гигроскопична (поглощает или теряет влагу из окружающего воздуха), но и является анизотропной . Это означает, что древесина имеет разные свойства в зависимости от направления или ориентации волокон — она ​​не одинакова во всех направлениях — и одна из областей, где это свойство наиболее четко проявляется, — это размерная усадка .

В отличие от простой губки или другого изотропного материала , древесина (анизотропная) не дает идеально равномерной усадки, и понимание этого поможет избежать некоторых ошибок в предотвращении многих дефектов, связанных с усадкой, которые могут не возникнуть. до нескольких месяцев (или даже лет) после того, как изделие из дерева будет закончено.

Базовое измерение усадки, выраженное в процентах, — это степень усадки древесины при переходе из состояния в сухое состояние . Другими словами, поскольку древесина в зеленом состоянии имеет наибольший размер, а печь представляет ее самый сухой (и, следовательно, наименьший) объем, от сырца до в печи измеряется максимально возможный процент усадки; это называется объемной усадкой древесины .

Объемная усадка показывает , на сколько усадится порода древесины, но не указывает направление усадки .Две основные плоскости или поверхности древесины, на которых происходит усадка, проходят поперек радиальной плоскости и поперек тангенциальной плоскости, что соответствует радиальной усадке , и тангенциальной усадке ; эти два значения, вместе взятые, должны примерно составлять объемную усадку.

Степень усадки куска дерева в продольном направлении , так называемая продольная усадка, настолько мала — обычно от 0,1% до 0,2% — что обычно не влияет на объемную усадку.Однако фанера значительно выигрывает от низкой продольной усадки древесины — слои деревянного шпона склеиваются вместе с направлением волокон каждого слоя, ориентированным перпендикулярно соседнему слою, что имеет эффект ограничения большей части радиальной или тангенциальной усадки внутри слоев шпона. В результате степень усадки фанерной панели по ширине и длине обычно составляет менее 1% (хотя изменения толщины по-прежнему остаются примерно такими же, как у цельной древесины).

Радиальная усадка массивной древесины может варьироваться от менее 2% для некоторых наиболее стабильных пород древесины до примерно 8% для наименее устойчивых пород; радиальная усадка большинства видов древесины составляет от 3% до 5%.Тангенциальная усадка может варьироваться от примерно 3% до примерно 12%; большая часть древесины имеет тангенциальную усадку от 6% до 10%. (Соответственно, объемная усадка обычно находится в диапазоне от 9% до 15% для большинства пород древесины.)

Соотношение между этими двумя значениями усадки выражается как тангенциальная и радиальная усадка, или просто как отношение T / R . В дополнение к объемной усадке (которая измеряет величину усадки ), отношение T / R служит для измерения равномерности усадки и является еще одним хорошим индикатором устойчивости древесины.В идеале порода древесины с хорошей стабильностью должна иметь как низкую объемную усадку, так и низкое отношение T / R.

(Следует отметить, что тот факт, что конкретная порода древесины испытывает высокую начальную усадку во время сушки, не всегда коррелирует с равным набуханием после сушки.Например, Basswood имеет довольно высокий начальный процент усадки — 6,6% по радиусу, 9,3% по касательной и 15,8% по объему, — однако его подвижность в процессе эксплуатации относительно невысока. Использование данных об усадке и соотношении T / R просто предлагает плотникам лучший способ сделать обоснованное предположение.)

В различных породах древесины отношение T / R может варьироваться от чуть более 1 до почти 3. При соотношении T / R, равном 1, усадка будет происходить совершенно равномерно по ширине и толщине плиты. При соотношении T / R, равном 3, поверхность плоского зареза будет сжиматься или набухать в три раза быстрее, чем поверхность четвертичного засева.

Как общее практическое правило для большинства пород, тангенциальная усадка примерно вдвое больше, чем радиальная усадка, что соответствует среднему соотношению T / R, равному примерно 2. Это помогает объяснить, почему доски четвертичного профиля считаются более стабильными, чем плоские доски: В случае пиломатериалов четвертичной формы плита толщиной дает основную усадку или набухание, при этом поверхность плиты демонстрирует минимальное изменение ширины — полезная характеристика для таких применений, как напольные доски или столешницы верстаков.

Статьи по теме:

Работа с расширением и усадкой в ​​деревообрабатывающих проектах

Деревья состоят в основном из воды. Любой бойскаут, который когда-либо пытался зажечь костер из свежесрубленной древесины, знает, что такая зеленая древесина слишком мокрая, чтобы ее можно было сжечь. Это связано с тем, что ячеистая структура дерева спроектирована так, чтобы сок (который в основном состоит из воды) мог течь по всему дереву. Некоторые породы дерева при распиловке буквально капают влагой.

Влажная древесина не очень устойчива и, несомненно, дает усадку при высыхании. Это причина того, что свежесрезанный пиломатериал не очень хорошо подходит для тонкой обработки дерева, которая требует большой точности и высоких допусков. Пиломатериалы, используемые для точной обработки дерева, должны быть значительно высушены, прежде чем они станут достаточно стабильными для использования. Вот почему производители пиломатериалов либо хранят пиломатериалы в течение длительного времени до воздушной сушки , либо запекают их в печах, называемых сушильными шкафами .

Влияние влажности воздуха на детали деревообработки

Идеальный инвентарь для деревообработки должен находиться в состоянии равновесия с окружающей средой, в которой будет находиться готовый проект.Здесь следует учитывать несколько моментов:

• Древесина, влажность которой не сбалансирована с окружающим воздухом, может забирать влагу из воздуха или возвращать ее в воздух. Дерево, впитывающее дополнительную влагу, разбухнет; древесина, отводящая влагу, дает усадку. В некоторых климатических условиях определенное время года намного влажнее, чем в другое время. Верхняя часть Среднего Запада США является прекрасным примером: хотя лето довольно влажное, зимний воздух может быть очень сухим — достаточно, чтобы люди зимой использовали увлажнители, чтобы увлажнять воздух.Эта разница в сезонной влажности является причиной того, что двери и ящики комода будут торчать летом, но свободно перемещаться зимой.
• Мебель, которая находится в состоянии равновесия с окружающей средой, когда она производится во влажном месте, таком как Майами, в конечном итоге подвергнется «культурному шоку», если его переместить в сухое место, такое как Феникс. В конце концов, древесина будет выделять много влаги в воздух, пытаясь уравновеситься с окружающей средой. Если плотник не планирует строить изделие соответствующим образом, вероятность растрескивания вполне реальна.

Как дерево расширяется?

Зная, что дерево естественным образом пытается уравновесить влажность окружающей среды, плотник должен знать , как дерево будет расширяться. Движение заготовки, вызванное сдвигом влажности, будет происходить поперек зерна, а не вдоль него. Так сказать; 1 x 6, который имеет длину 4 фута, почти всегда остается 4 фута в длину. Однако, в зависимости от влажности материала и воздуха (и разновидности используемой древесины), ширина и толщина (в меньшей степени) могут значительно различаться.

Способы борьбы с расширением и усадкой

При создании каркаса для шкафа каждая из четырех сторон коробки должна иметь одинаковую ориентацию волокон. Таким образом, все четыре стороны должны расти относительно одинаково (в основном, если все четыре происходят из одного и того же куска исходного материала). Однако это может вызвать проблемы, когда в шкафу используются ящики, из-за чего ящики трудно открывать и закрывать. Вот почему большинство корпусов шкафов изготавливаются из фанеры, на которую влажность не так сильно влияет, как на габаритные пиломатериалы.

При склеивании досок для изготовления столешницы не только волокна каждой из досок должны быть в одном направлении и доски должны совпадать, чтобы последовательные доски имели одинаковые цвета, но и торцевые волокна должны идти в противоположных направлениях. Другими словами, когда одна доска укладывается концом волокон (что указывает на чашевидность) вверх, следующая доска должна быть обращена вниз, затем следующая — вверх и так далее. Это поможет «сбалансировать» любое коробление, которое может возникнуть при изменении уровня влажности.

При размещении такой столешницы на такой конструкции, как стол, ее следует укладывать так, чтобы торцы досок находились на двух коротких сторонах стола. Чтобы соединить верхнюю часть с конструкцией, прикрутите переднюю сторону стола так, чтобы не происходило движения, но с противоположной (задней) стороны следует закрепить винты в пазах, которые позволят доскам расширяться или сужаться. Отсутствие учета такого движения может в конечном итоге привести к растрескиванию (усадке) или чрезмерному короблению (расширению) на поверхности стола.

Усадка древесины

Представьте, что вы делаете пару панельных дверей из плоской вишни. Панели имеют ширину 16 дюймов с рельсами 1 и 1 1/4 дюйма. В вашем отапливаемом цехе февраль, где древесина хранилась в течение 6 месяцев. Готовое изделие будет использовано в доме без кондиционирования в Атланте, штат Джорджия. Какой зазор нужно оставить вокруг панели, чтобы в августе следующего года не допустить коробления или напряжения на стыках?

Или представьте, что вы кладете ленту на каждый конец большого стола из красного дуба шириной 34 дюйма для того же клиента из Атланты.Сейчас август, сушеный дуб стоит на хранении около года. Если вы закончите ленты даже с краем стола, какой промежуток из-за поперечной сушки зерна ваш клиент может ожидать следующей зимой?

Эти и другие подобные вопросы о перемещении древесины из-за нормального круговорота влажности часто задают тот или иной плотник, не получая однозначных ответов. Я задавал эти вопросы, и, хотя были некоторые «предположения», никто не мог сказать мне, как вычислить разумную допустимость для конкретного проекта, а это действительно то, что мы все хотим знать.

Когда я начал исследовать эту проблему, она стала намного сложнее, прежде чем начали появляться некоторые простые решения. Такие термины, как радиальная, тангенциальная и продольная усадка, точка насыщения волокна и равновесное содержание влаги, должны были быть рассмотрены, прежде чем я обнаружил, почему книги не могут дать простой ответ на эти два, казалось бы, простых вопроса.

Упомянутые книги — это «Справочник по дереву: древесина как инженерный материал» U.Лаборатория лесных товаров С. и «Понимание древесины» Брюса Ходли. Книга Ходли была написана для заинтересованного обывателя, и многие ее части появились в Fine Woodworking . Эта книга не только удобочитаема, очень удобочитаема по физическим характеристикам и идентификации древесины, но и предлагает много полезной информации о взаимодействии между деревом и обычными деревообрабатывающими инструментами.

Причина, по которой эти книги не могут дать прямого ответа на эти два вопроса, заключается в том, что усадка и набухание древесины обусловлены местной окружающей средой.Очевидно, они не могут предоставить таблицу видимости циклических изменений размеров для каждой местности и условий, имеющихся в стране. Что они действительно предоставляют, так это таблица приблизительной усадки в процентах от содержания влаги в сыром виде до высушенной в печи. Затем Ходли дает карты Соединенных Штатов, на которых показаны средние летние и зимние средние значения влажности внутренних деревянных конструкций в обычно отапливаемом помещении. Теперь мы можем найти северную Джорджию на карте, отследить изменение содержания влаги от лета к зиме и затем подставить его (вместе с соответствующими данными для нашей породы дерева и направления волокон) в формулу, применяемую Хоадли.

Эврика! Ответ заключается в процентном годовом изменении для моего дома в Атланте, штат Джорджия. Отсюда любой плотник может рассчитать 32 или 8 или что угодно. Это простой ответ, который мы искали.

Для вишневой панели общее годовое отклонение, рассчитанное с помощью вышеуказанного процесса, составляет 0,144 дюйма. Поскольку эти панели будут закреплены в центре верхней и нижней стойки, ожидаемое движение с каждой стороны будет составлять 1/2 от всего или 0.072 «. Чтобы быть немного консервативным, я оставлю зазор 1/10 дюйма между панелью и каждой направляющей. Хотя этот зазор можно оставить по всей панели, панель и направляющие будут иметь почти одинаковое движение в продольном направлении (с в направлении волокон), и зазор в канавке этих стоек можно сделать довольно маленьким.Для однопанельных дверей с очень узкими стойками и направляющими, оставляя верхний и нижний зазоры очень маленькими, улучшается общая структурная устойчивость двери.

Для дубового стола общая зимняя летняя вариация равна 0.476 дюймов или почти 1/2 дюйма. Теперь я понимаю, почему некоторые из моих проектов из более невинных времен продолжали самоуничтожаться, несмотря на (или в некоторых случаях из-за) шурупов, болтов, дюбелей и комков клея. Итак, если я закончу основную доску стола заподлицо с концом поперечной ленты, в феврале следующего года будет уродливый зазор размером почти 1/4 дюйма. Поскольку мы не можем обмануть мать-природу, либо мы признаем неизбежность таких зазоров, либо изменим дизайн В случае панельной двери этот дизайн был разработан именно с целью создания большой тонкой панели или двери со стабильными внешними размерами.В этом случае становится ясно, что конструкции плавающих панелей были разработаны первыми мастерами по дереву в первую очередь для того, чтобы обойти естественную нестабильность древесины, а не по эстетическим причинам.

Для стола мы можем использовать кусок фанеры, окруженный по периметру массивным красным дубом, чтобы достичь желаемого визуального эффекта … или оставить его без концевых лент … или использовать концевые ленты и принять неизбежные зазоры … или разработать какую-то ограничительную систему, такую ​​как длинные стержни с резьбой, для предотвращения поперечного расширения (хотя это имеет свои риски).В последнем случае стол придется строить из пиломатериалов с минимальной (зимней) влажностью для данного места.

Поездка в местный мебельный магазин покажет, что производители обычно выбирают решение из фанеры или ДСП. Поскольку усадка и набухание как для фанеры, так и для длинноволокнистой массивной древесины очень незначительны, можно сконструировать стык, который будет устойчивым в различных условиях влажности по всей стране, куда может быть доставлена ​​деталь.

Местные деревообработчики часто рискуют, создавая крупный перекрестно-зернистый шов в массивной древесине и полагаясь на контролируемую среду с кондиционированием воздуха, чтобы избежать неприятностей с чашей.Большинству столяров следует избегать такого типа стыков, если только не будет должным образом учтены колебания цикла влажности в размерах между длинными и поперечными волокнами. Как правило, с подозрением следует относиться к обычным швам внахлестку, соединительным швам, врезным или аналогичным швам, имеющим поперечный размер более 3 дюймов.

Что я сделал, так это применил данные и формулы из книг для создания таблицы годовых изменений размеров для области северной Джорджии. Очень легко взять данные из таблицы для тангенциальных (плоских) или радиальных (четвертичных) пиломатериалов и определить, какую усадку или вздутие вы можете ожидать в конкретной ситуации.Как правило, все эти данные можно свести к следующему:

1. В Атланте доля плоской твердой древесины будет колебаться от 1 до 1,5% в год.
2. Лиственная древесина Quartersawn будет иметь годовое отклонение от 0,5 до 1 процента.
3. Древесина хвойных пород дает усадку примерно на 2/3 меньше, чем древесина твердых пород.
4. Импортная древесина лиственных пород тропических пород также дает усадку примерно на 2/3 меньше, чем древесина лиственных пород отечественного производства.

По словам Ходли, содержание влаги во внутренней древесине в районе Атланты будет варьироваться от примерно 12 процентов летом до примерно 8.5 процентов зимой из-за изменения относительной влажности. Кроме того, все изменения размеров древесины происходят от нуля MC (сушка в печи) до примерно 28 процентов MC. Поэтому 28 процентов называется точкой насыщения волокна (FSP). Формула изменения размера:

ΔD = D x S x ΔMC / FSP

Где:

D = размер детали

S = общая усадка — от зеленого до высыхания в печи (%)

ΔMC = годовая местная вариация MC (%)

FSP = точка насыщения волокна (%)

Для красного дуба в нашем примере:

S =.113 (тангенциальный)

ΔMC = 0,12 — 0,085 = 0,035

FSP = 0,28

D = 34 дюйма

ΔD = x 0,113 x 0,035 / 0,28 = 34 дюйма x 0,014 = 0,48 дюйма

В таблице это указано как тангенциальная усадка 1,4%. Все остальные данные в таблице рассчитывались аналогичным образом. Поэтому, если вы хотите узнать размерный припуск, необходимый для усадки для любого из перечисленных видов древесины, просто умножьте размер куска на процентное отклонение (плоский или четвертичный), и вы получите ответ — простой.

Прогнозирование усадки древесины по породам

Внутренние лиственные породы

Импортные лиственные породы

Хвойные породы

В этой таблице есть несколько пропусков, по которым не удалось найти данные об общей усадке. Яблоко, груша и кизил часто используются в местном масштабе, но мне не удалось найти информации об усадке для этих видов.

Дополнительные ресурсы для изготовления мебели:

Таблица стандартных размеров мебели.
Азбуки деревообработки.

Резка и усадка древесины — Canadian Woodworking Magazine

Резка и усадка древесины

Иллюстрация Майка Дель Риццо

Слово «усадка» может напомнить изображение шерстяного свитера, который был помещен в сушилку очень большим, а на выходе получился миниатюрным. Дерево не совсем реагирует на это при высыхании, но при удалении влаги проявляет заметный и предсказуемый эффект.

Влагосодержание
Причина, по которой в древесине так много влаги, заключается в самом способе ее роста. Дерево использует воду как часть питательной среды, забирая ее у корней и листьев. В процессе фотосинтеза на уровне листьев или игл дерево использует воздух, солнечный свет, хлорофилл и воду для создания сока. Сахар или калорийность используется во внешнем слое дерева (т.е. «камбий» или «живой слой»), чуть ниже коры, для создания целлюлозы или древесины.Количество воды в древесине меняется в зависимости от сезона. Во время основных вегетационных периодов весной и летом у дерева больше всего влаги. Осенью и зимой влага сохраняется в корнях, так как рост почти отсутствует.

Древесина обладает невероятной способностью удерживать влагу. Он способен удерживать в воде вдвое больший вес. Представьте себе кусок дерева весом 50 фунтов на кубический фут, поглощающий 100 фунтов на кубический фут воды!

Усадка древесины
По мере того, как бревно превращается (распиливается) в доски, вода покидает древесину за счет испарения с поверхности.Поскольку вода испаряется на поверхности, внутренняя влага мигрирует к поверхности и также испаряется. Это естественный процесс сушки.

Постепенно содержание влаги падает до 30%, что означает 30% по весу по сравнению с сухим весом древесины. На данный момент у нас все еще есть насыщенность волокон древесины. До этого момента размер и форма платы физически не менялись. Как только процентное содержание воды падает ниже 30%, стенки ячеек начинают сжиматься, и начинает происходить деформация куска пиломатериала.

Обычно древесина сжимается больше по окружности, чем по радиусу. Если вы думаете о годовых кольцах, то усадка «вдоль колец» примерно вдвое больше, чем усадка «между кольцами». Следовательно, усадка не одинакова в обоих направлениях. Именно эта неравномерная усадка вызывает деформацию древесины при ее высыхании.

Порезы и усадка древесины
На диаграмме видно, почему место разреза вызывает усадку другого типа.Доска обрезная имеет кольцевые кольца, идущие почти по ширине доски. Внешние кольца имеют более длинную окружность, чем внутренние кольца. Следовательно, когда происходит усадка, она будет иметь тенденцию защемлять доску в направлении поверхности внешнего кольца.

Доска из рифленого пиломатериала сжимается и меняет свою форму с квадрата или прямоугольника на ромбовидную. Это связано с тем, что кольцевые кольца обеспечивают большую усадку от одного диагонального угла к противоположному, чем усадку между кольцами от противоположных диагональных углов.
Quartersawn — наиболее желательный срез, потому что усадка по кольцевым кольцам ограничена толщиной доски. Усадка действительно происходит в обратном направлении, но в гораздо меньшей степени.

План усадки
Итак, насколько серьезна проблема усадки для деревообработки? Это чрезвычайно важный вопрос. Фактически, вы должны учитывать усадку древесины как при проектировании, так и при изготовлении всего, что будет собираться (склеиваться) из массивной древесины.Прежде всего, вам нужно знать, где будет использоваться ваш готовый проект. Будет ли он использоваться внутри или снаружи; в зоне с высокой или низкой влажностью? Также помните о способности древесины впитывать воду. Если ваш проект будет располагаться в помещении с высокой влажностью, древесина впитает воду и разбухнет. Если ваш проект будет проходить в очень сухом месте, древесина теряет влагу и дает усадку. Поэтому важно, чтобы вы знали как влажность древесины, которую вы используете, так и область ее предполагаемого использования.

Лучший способ определить влажность — использовать влагомер. Доступны отличные с надежным уровнем точности. Всегда безопасная мера предосторожности — проверить новую поставку пиломатериалов на влажность перед использованием. Если вы знаете, что готовый проект собирается, например, дома или в офисе, тогда влажность от 6% до 8% будет подходящей. Более высокий уровень влажности будет приемлем для использования на открытом воздухе или в бассейне.

Что происходит с проектами деревообработки, если игнорировать содержание влаги? Первые признаки уменьшения влажности или усадки проявляются в виде срезанных клеевых линий и чашеобразных плит.Например, вы могли склеить несколько досок, чтобы сделать сиденье стула, и полагались на клей, чтобы скрепить доски вместе. Затем, когда содержание влаги в соседних плитах (после того, как они были склеены) снижается, толщина плиты уменьшается по-разному для каждой плиты. Эта усадка в клеевом шве приведет к срезанию клеевого шва независимо от типа клея. Точно так же при приклеивании досок получается столешница. Если содержание влаги снижается после склеивания досок, эффект неравномерного коробления соседних плоских распиленных досок может искривлять всю поверхность стола или вызывать трещины от напряжения в некоторых досках.Всегда стоит исследовать торцевую поверхность досок, чтобы определить, как она отреагирует на изменение влажности.

Знание содержания влаги в древесине, которую вы используете, позволяет решать потенциальные проблемы до того, как они появятся в ваших проектах.

КЛИВ Б. СМИТ

Усадка пиломатериалов

Представьте, что это 2х4 или 2х12. Это грубый трехмерный рисунок, который я сделал, но я думаю, вы можете понять его. (C) Copyright 2017 Tim Carter

СОВЕТЫ ПО усадке пиломатериалов

Если вы никогда раньше не строили новый дом, через три-шесть месяцев после переезда вас может ждать сюрприз.Если ваш дом построен в дождливое время года, сюрприз будет еще больше.

Разъяснение поселения домов

Дома, построенные из дерева, почти всегда имеют трещины в любом количестве мест, что слишком часто объясняется оседанием фундамента. Дело в том, что дом действительно успокаивается, но фундамент не двигается.

Бесплатные и быстрые ставки

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы получить БЕСПЛАТНЫЕ и БЫСТРЫЕ СТАВКИ от местных плотников, которые знают все об усадке пиломатериалов.

Усадка пиломатериалов

Велика вероятность того, что ваш дом будет построен из значительного количества пиломатериалов. Если ваш дом двухэтажный, и строитель использует пиломатериалы обычных размеров, такие как традиционные 2х10 или 2х12, эти размерные пиломатериалы будут терять влагу, что приведет к фактическому изменению размеров.

По мере того, как древесина теряет эту влагу, изменение размера может быть значительным. Но важно знать, что стандартный кусок пиломатериала не дает одинаковой усадки по всем своим размерам.Наибольшая усадка происходит на лицевой стороне волокна.

Это происходит потому, что почти вся древесина, за исключением самых плотных пород, гигроскопична — она ​​легко впитывает и удерживает влагу.

Эта влага может быть жидкой или парообразной. Большая часть древесины меняет свои размеры в зависимости от количества воды, которую она впитала, и ячеистой структуры древесины.

Усадка не равна

Чтобы наглядно представить это, давайте поговорим о стандартном 2×4, длина которого составляет 8 футов в момент резки на заводе.Для обсуждения предположим, что кусок пиломатериала будет ровно 96 дюймов в длину, 1,5 дюйма в толщину и 3,5 дюйма в ширину.

Если 2×4 пробыл в вашем доме в течение 6 месяцев и имел возможность акклиматизироваться и высохнуть, если он был влажным, он все равно будет почти 96 дюймов в длину. Усадка пиломатериала по длине очень мала.

Толщина 2х4 изменится незначительно, но не сильно. Но наибольшая усадка будет у ширины th e 2×4 .Он может иметь ширину только 3 и 3/8 дюйма. Представьте, сколько усадки может произойти с большим размером 2 x 12?

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы получить БЕСПЛАТНЫЕ И БЫСТРЫЕ СТАВКИ от местных плотников, которые знают все об усадке пиломатериалов.

Proof At My Home

Эта усадка произошла в моем собственном доме, и она была драматичной. Я построил трехэтажный дом королевы Анны в викторианском стиле и сам установил оловянный дымоход.

Гидроизоляция была на высоте 26 футов над верхом фундамента. Когда я вырезал угловую накладку, которая спускается вниз по лицевой стороне кирпича и останавливается на крыше, я оставил зазор в 1/4 дюйма.

Годом позже этот зазор составил 2 дюйма! Это могло быть вызвано двумя причинами.

Дымоход, весивший около пяти тонн, мог вырасти и вырваться из земли, либо бревно между фундаментом и крышей могло дать усадку. Также возможно сочетание того и другого.

Ни в коем случае это не был дымоход

Я могу сказать вам, что массивный дымоход не поднимался из земли.

Видео об усадке древесины

Это более длинное видео, но я гарантирую, что вы найдете важную информацию.

План усадки

Итак, как это соотносится с вашим опытом строительства нового дома? Если вы хотите свести к минимуму трещины в керамической плитке, трещины между задними брызгами и столешницами, сводящие с ума трещины в гипсокартоне, скрипы в полу и на лестницах и т. Д., Тогда вы можете посмотреть, есть ли способ замедлить процесс строительства, когда ваш дом находится под крышей и непогоды снаружи.

Нереалистично

Я понимаю, что это идет вразрез со всем, что вы, ваш застройщик и ваш кредитор хотите, чтобы произошло, но чем дольше вы дадите дому высохнуть перед нанесением отделочной обработки, тем лучше будет долговременная подгонка.

Строители хотят быстро закончить дом, чтобы можно было перейти к другой работе. У вас может быть крайний срок для переезда из вашего дома. Проценты по строительной ссуде продолжают расти. Все это реальность, но и усадка пиломатериалов тоже.

Вы можете минимизировать эту усадку, используя другие материалы — те, которые менее подвержены усадке. Инженерные деревянные балки I, напоминающие стальные двутавровые балки, фермы перекрытий и даже металлические балки перекрытий, очень устойчивы. Поговорите со своим строителем, чтобы узнать, подходят ли эти варианты для вашего нового дома.

Стальные шпильки

Возможно, вы даже захотите использовать стальные шпильки в тех областях, где вы не можете позволить себе усадку или где вам нужны идеально ровные стены. Усадка также может привести к деформации и скручиванию современных гибридных пиломатериалов.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы получить БЕСПЛАТНЫЕ И БЫСТРЫЕ СТАВКИ от местных плотников, которые знают все об усадке пиломатериалов.

Колонна NH060

Вызывает ли усадка древесины трещины в гипсокартоне и структурные повреждения вашего дома?

Усадка древесины и содержание влаги в древесине могут вызвать ряд проблем для домовладельцев и строителей, включая трещины в гипсокартоне, структурные проблемы и даже проблемы со здоровьем.Будь то новый дом или старый дом. Мало кто из домовладельцев задумывается об этом или знает, что делать.

Умные домовладельцы должны знать об этих проблемах. Проблемы включают:

1. Структурные проблемы
2. Гипсокартон трескается, скрипит и т. Д.
3. Проблемы с гнилью древесины
4. Плесень и проблемы со здоровьем
5. Сезонные изменения

Как правило, древесина дает усадку при понижении содержания влаги и расширяется при повышении содержания влаги.Количество зависит от ряда факторов, таких как сорт древесины, если это новый зеленый пиломатериал из свежеспиленного дерева, если это выдержанная древесина, относительная влажность и температура, и это лишь некоторые из них. При строительстве дома существуют различные строительные нормы и правила, которые регулируют, какой тип древесины можно использовать, высушена ли она в печи, зеленая или выдержанная, и каково ее содержание влаги.

Знание предупреждающих признаков усадки древесины, ущерба, который она может вызвать, и того, что вы можете с этим сделать, если обнаружите ее на ранней стадии, может спасти вас от проблем в будущем и позволит вам действовать на опережение.

Древесина в основном дает усадку в трех направлениях

Инженеры, строители и подрядчики знают, что древесина дает усадку в трех разных направлениях.

1. Радиальная усадка
2. Тангенциальная усадка
3. Продольное (очень небольшая усадка)

Древесина обычно дает усадку при высыхании и расширяется при намокании, и то и другое может вызвать небольшие или серьезные проблемы в доме.

Если незначительное или среднее

В незначительной и средней степени это может вызвать растрескивание гипсокартона, а в некоторых случаях — трещины в гипсокартоне шириной 1/8 ^{и шириной 1/4 дюйма; лестница может скрипеть, поручни могут шататься, пол местами скрипит и т. д.В основном это может вызвать структурные проблемы, проблемы с утечками (в крышных домкратах, вентиляционных отверстиях и областях мигания), а также проблемы со стенами, потолками и другими компонентами дома.}

Хорошая новость заключается в том, что в большинстве случаев усадка обычно вызывает незначительные проблемы, а не серьезные.

Если вы думаете о 8-футовой длине 2 x 4, вы можете подумать о стороне 1 ½ дюйма как о стороне радиальной усадки; сторона 3 ½ дюйма как сторона тангенциальной усадки и длина 8 футов как продольная усадка.

Примерное практическое правило состоит в том, что тангенциальная усадка примерно в 2 раза больше, чем радиальная усадка, а продольная усадка очень и очень мала. Степень усадки варьируется в зависимости от влажности древесины, типа древесины, а также температуры и влажности в доме.

Обычно уровень влажности древесины в доме со временем достигает равновесного уровня окружающей среды. Во влажных средах с высокой влажностью древесина будет иметь гораздо более высокое содержание влаги, чем в более сухих средах с низким уровнем влажности.

Пиломатериалы в вашем доме, какая влажность?

Когда пиломатериалы впервые доставляются на строительную площадку для строительства дома или реконструкции, они могут иметь влажность от 15% до 19%, а часто и выше; нередко он превышает 19% при поставке пиломатериалов, не подвергнутых сушке в печи (которые часто составляют большую часть пиломатериалов, используемых при строительстве нового дома). Сушеные в печи пиломатериалы часто бывают с содержанием влаги от 13% до 15%, плюс-минус, в зависимости от времени года и части страны, в которой вы живете.

Со временем уровень влажности пиломатериалов для каркаса имеет тенденцию к выравниванию

Влажность пиломатериалов для каркаса в большинстве домов, как правило, со временем стабилизируется на уровне от 8% до 12%. Изготовители корпусов и мебели обычно используют древесину с содержанием влаги от 7% до 8%, чтобы избежать большинства проблем с усадкой.

1. Структурные вопросы

При высыхании пиломатериал обычно дает усадку, что может вызвать как косметические, так и структурные проблемы.Инженеры установили правила содержания влаги и требования к тому, сколько влаги может быть в различных деревянных компонентах дома, когда он строится. Кроме того, в строительном кодексе есть особые требования к пиломатериалам, которые используются для удовлетворения определенных структурных потребностей, а также допустимые пределы для пиломатериалов, которые будут покрыты гипсокартоном.

Усадка может привести к ослаблению соединений, что является структурной проблемой

По мере усадки древесины металлические крепежи и соединители могут ослабнуть, поэтому соединения и соединения могут быть не такими прочными, как они были предназначены.По мере усадки древесины ее размерные характеристики обычно меняются; это может ослабить точки соединения в конструкции.

Слишком высокое содержание влаги может вызвать коррозию и ржавчину металлических крепежных деталей

Высокое содержание влаги в пиломатериалах может вызвать ряд структурных проблем в доме. Если уровень влажности пиломатериалов слишком высок, пиломатериалы могут потерять часть своей структурной прочности и даже оказать долгосрочное воздействие на саму конструкцию. Проблемы могут возникнуть не только с размерной пилой, но и с такими изделиями, как фанера и OSB-плита, которые могут потерять прочность.

Когда металлические крепежные детали подвергаются коррозии, прочность соединения между структурными соединениями и другими соединениями может значительно снизиться с течением времени.

Кроме того, если древесина имеет слишком высокое содержание влаги, металлические детали и соединители (включая гвозди и шурупы) могут подвергнуться коррозии и потерять прочность. В некоторых случаях, если содержание влаги превышает 20%, стержень гвоздя может потерять 5% своего диаметра через 4 или 5 лет, а в течение длительного времени — намного больше. Корродированное оборудование и разъемы представляют серьезную проблему с точки зрения конструкции.

Горбинка в полу

Вы когда-нибудь ходили по полу и замечали, что на полу есть небольшая горбинка? Если это так, одна из многих причин может быть связана с усадкой древесины. Одна из них заключается в том, что под полом может находиться структурная балка, которая поддерживает конец балок пола, соединенных с балкой.

Если балка изготовлена ​​из «клееного бруса (LVL)», в основном конструкционного деревянного изделия, такого как клееный брус, он не будет усаживаться в размерах.Однако, если соединенные с ним балки представляют собой размерные пиломатериалы, например, 2 x 10 или 2 x 12, то они могут сжиматься от 1/8 до 3/8 дюйма с момента их первой установки или соединения с балкой в первый год.

Эта усадка балки, но не балки LVL, со временем может привести к появлению на полу горба, составляющего от 1/8 до 5/16 дюйма. Обычно это не считается структурной проблемой, а скорее связано с дизайном или плохой практикой каркаса.

Строительный кодекс

В большинстве штатов и населенных пунктов строительные отделы не разрешают покрывать стены и потолки с деревянным каркасом гипсокартоном или другими покрытиями, если содержание влаги не достигает 19% или ниже.Частично это связано с ростом плесени, гниением и возможной гнилью древесины. Другая причина связана с металлическими креплениями и конструктивными соединениями.

2. Растрескивание гипсокартона и деревянная отделка

Одним из наиболее распространенных результатов усадки древесины, особенно в новых домах, является появление трещин в гипсокартоне. Трещины возникают из-за усадки древесины и иногда из-за ее расширения. Когда дома строятся впервые, значительное количество пиломатериалов имеет более высокое, чем обычно, содержание влаги, а когда они высыхают, со временем появляются трещины.Особенно на дверных и оконных колонтитулах и углах, а также на открытых участках стен, где есть большой заголовок. Большинство этих трещин будут микротрещинами, но некоторые из них могут достигать 1/8 дюйма или больше. Чем больше трещина, тем серьезнее она становится. (Подробнее о растрескивании гипсокартона)

Деревянная отделка

• Плинтус
• Молдинг короны
• Облицовка окон и дверей

Домовладельцы часто замечают деревянную отделку с зазорами на стыках и углах, деформацию или вздутие, и они думают, что это просто плохое качество изготовления.Иногда это так, но часто это связано с изменениями влажности древесины.

Трещины гипсокартона в новостройках

В новых домах, которым меньше одного-двух лет, нередко появляются микротрещины в нескольких местах.

Эти трещины обычно имеют ширину менее 1/16 дюйма, часто вызваны усадкой древесины и, как правило, не представляют серьезной проблемы или структурной проблемы; тем не менее, в некоторых случаях трещины в гипсокартоне нового дома могут быть «красным флагом», свидетельствующим о серьезном заболевании и требующем дальнейшего изучения.

3. Если уровень влажности слишком высок, может развиться «древесная гниль».

Если древесина имеет высокое содержание влаги в течение длительного периода времени, может начаться гниль древесины, а также проблемы с термитами; таким образом, структурная прочность древесины оказывается под угрозой.

Здание из влажной древесины с очень высоким содержанием влаги может привести к сухой гнили; особенно, если есть постоянный источник влаги из-за протекания водопровода или крыши.

Обратите внимание, что есть некоторые виды термитов, которые выживают и хорошо растут во влажной древесине, что приводит к большему повреждению древесины.Помните, что если есть подозрение на наличие термитов или обнаружены трещины (помет термитов) или туннели, следует проконсультироваться с компанией по борьбе с вредителями, а в случаях серьезных повреждений, возможно, с инженером-строителем. (Подробнее о древесной гнили)

4. Проблемы со здоровьем, плесень и грибок

Плесень и грибок часто представляют опасность для здоровья. Если влажность древесины в доме слишком высока, из-за высокого содержания влаги в древесине может развиться плесень и грибок.

Проблема такого типа может возникнуть, если пиломатериалы, доставленные для строительства дома, имеют высокое содержание влаги или подвергались воздействию влажной и сырой погоды в течение определенного периода времени в процессе строительства, и особенно если деревянные элементы каркаса в стенах и потолках были покрытые, я.е. с гипсокартоном до того, как пиломатериалы высохли или имели влажность менее 19%. Кроме того, этой проблеме могут способствовать протечки водопровода, проблемы с миганием и протечки крыши. (Подробнее о плесени и грибке)

Уровни влажности

В некоторых случаях плесень может развиваться при уровне влажности от 55% до 60%, а при более высоком уровне 70% или выше она может легко развиваться. Чтобы предотвратить развитие плесени, домовладелец может иметь гигрометр, чтобы он знал, какова температура и влажность в его доме.

Если бывают периоды, когда уровень влажности слишком высок, его следует уменьшить, и иногда осушитель может помочь в этом. (Цены и особенности осушителей воздуха)

5. Сезонные изменения часто влияют на влажность древесины в доме

Зимой относительная влажность в доме может опускаться ниже 30%, а летом при открытых окнах она может достигать наружной влажности, которая может составлять от 70% до 80%. Это в зимний отопительный сезон может привести к тому, что некоторые древесные или древесные компоненты будут иметь влажность всего 4%, а в летние месяцы — до 16%.

Сильные перепады температуры и влажности могут оказать значительное влияние на различные компоненты и системы в доме. Это может привести к открытию и закрытию трещин в гипсокартоне, расшатыванию или шатанию частей лестницы, а также к появлению зазоров, трещин или скрипа деревянного пола.

Проблемы с влажностью в доме, связанные с сезонными изменениями температуры и влажности, также могут вызывать:

• Подъем фермы
• Плесень и грибок / проблемы со здоровьем
• Проблемы с вентиляцией в ванной
• Зазор или изгиб деревянной планки

Выпуски ламината

Сезонные изменения со значительными изменениями влажности и температуры могут привести к расширению и сжатию ламината.Он может образовывать щели между досками, а в других случаях вздуваться или выглядеть так, как будто на нем есть корона. В зимние месяцы между досками могут появиться более широкие зазоры или промежутки, а в летние месяцы зазоры сжимаются; иногда изгиб, венец или пол может выглядеть так, как будто он поднимается вверх, а некоторые доски немного опускаются, когда на них наступают.

Желтые флажки усадки древесины

• Трещины гипсокартона, особенно в верхней части дверей и окон
• Головки гвоздей торчат наружу
• Подъемник фермы (Подробнее о подъеме фермы)
• Скрип полов (еще скрип полов)
• Скрип лестницы или другие скрипящие звуки в доме
• Утечки в трубопроводах водопровода; о чем часто говорят пятна на гипсокартоне или влага на чердаке (бывает редко)
• Утечки в точках мигания; часто проявляются пятна на гипсокартоне или вокруг окон
• Бугорок в полу, которого не было при постройке дома

Домовладельцы и многие подрядчики часто упускают из виду проблемы или проблемы, возникающие в результате усадки древесины, к счастью, в большинстве случаев это не наносит серьезного ущерба дому.Несмотря на то, что это правда, домовладельцы должны знать об этом и иметь базовые знания об этом, поскольку иногда это может вызывать структурные повреждения и может быть связано с другими проблемами в доме; такие как скрипящие звуки и проблемы со здоровьем из-за плесени.

Понимание вопросов влажности и поддержание влажности и температуры в доме под контролем поможет уменьшить многие проблемы, связанные с влажностью древесины и усадкой древесины.

Общие сведения о влагосодержании и движении древесины

(с Джином Венгертом, Лесным доктором.)

Ожидаемое движение можно точно спрогнозировать, что означает избежание потенциальных проблем в будущем.

В этой статье мы объясним важность понимания движения древесины, как использовать измеритель влажности для измерения содержания влаги (MC) обрезки, как решить, когда следует отклонить загрузку обрезков, и как это сделать. точно оценить, на сколько обрезок сдвинется после установки.

Большинство плотников знают, что сезонные изменения влажности вызывают усадку обрезков и полов зимой и расширение летом.Но мало кто понимает, что ожидаемое движение можно точно спрогнозировать и избежать потенциальных проблем. Мы исходим из того, что с помощью измерителя влажности и понимания движения древесины можно избежать большинства проблем с перемещением древесины. Кроме того, с этими данными плотники могут точно предсказать, как будут вести себя отделка и пол после установки.

Деревянный механизм — это невозможно остановить

Древесина гигроскопична, что означает, что ее MC будет колебаться в зависимости от относительной влажности (RH) окружающего воздуха .По мере увеличения влажности MC увеличивается, и древесина расширяется, а когда влажность уменьшается, MC уменьшается, и древесина дает усадку. Это соотношение обозначается как Равновесное содержание влаги (EMC) и может быть точно предсказано.

Понимание равновесного содержания влаги

Влажность древесины напрямую зависит от относительной влажности окружающего воздуха. Чем выше относительная влажность, тем выше MC древесины. Период.Если вы устанавливаете древесину, которую недавно перевозили или устанавливали на работу, может потребоваться некоторое время, чтобы материал достиг своего равновесного содержания влаги (EMC) с воздухом — другими словами, чтобы древесина могла приспособиться до уровня влажности для климата вокруг древесины: древесина может впитывать больше влаги или может высохнуть. Например, если древесина при 10% MC подвергается воздействию 25% RH, древесина высыхает до 5% MC (и дает усадку по мере высыхания).

EMC помогает нам понять реакцию древесины на относительную влажность, будь то сжатие или расширение.Для плотников и плотников EMC более полезен, чем RH. На упрощенной диаграмме справа показаны значения ЭМС древесины при хранении при указанной влажности и температуре.

Полные уровни электромагнитной совместимости для древесины, хранящейся в неотапливаемых помещениях в вашем районе страны, можно найти ЗДЕСЬ.

Как движется дерево

Если MC древесины, которую вы устанавливаете, слишком высока, может произойти чрезмерная усадка, а также риск возникновения неприемлемых зазоров и трещин в самой древесине.Когда MC слишком низок, древесина может расшириться, прогнуться, прогнуться и деформировать окружающий материал.

Есть шесть ключевых областей, о которых плотники должны знать, когда дело касается перемещения древесины.

1. Ширина материала

Чем шире доска, тем большее движение будет происходить (термин «доска» технически относится к дереву толщиной 1 1/2 дюйма или меньше, но в этой статье его использование будет относиться к древесине, обычно используемой плотниками-чистильщиками). Это прямая пропорция: 8 дюймов.доска будет двигаться вдвое больше, чем 4-дюймовая. доска и 12-дюйм. доска переместится в 3 раза больше, чем 4-дюймовая. доска. И важно помнить, что клееная панель в основном ведет себя как один широкий кусок бруса.

2. Ориентация зерен имеет значение

Доски бывают либо «плоско-распиленные», либо «четверть-распиленные». Четверть-пиленый пиломатериал (также называемый «рифленым пиломатериалом» или «вертикальным волокном») сжимается и расширяется примерно вдвое меньше, чем плоский пиломатериал.Большинство безрецептурных отделочных материалов — это плоская распиловка, и вам следует принимать значения плоской распиловки, если вы не уверены, что ваш материал распилен на четверть. Пиломатериал на четверть имеет кольцевые кольца, ориентированные под углом 45–90 градусов к лицевой стороне доски. Ориентация плоского распиленного волокна составляет от 0 до 45 градусов к лицевой стороне доски.

Wood Grain (Примечание: щелкните любое изображение, чтобы увеличить. Нажмите кнопку «назад», чтобы вернуться к статье »)

3. Влажность древесины при поставке

Единственный способ точно предсказать движение древесины — это знать MC материала, когда вы его получаете.Влагосодержание измеряется с помощью влагомера . Отсутствие проверки доставленного вами материала означает, что у вас нет шансов предвидеть проблемы с движением. Кроме того, материал, размеры которого выходят за пределы допустимого уровня MC, должен быть отклонен.

4. Влажность внутри и снаружи сооружения

В домах на большей части территории США, где отсутствует контроль влажности, как правило, уровень влажности внутри помещений составляет от 25% до 65%. Этот диапазон влажности вызовет изменение MC древесины на 6%.Это изменение MC приведет к 12-дюймовому. широкая кленовая доска для замены 1/4 дюйма

Когда укладывается материал, который был доставлен при неприемлемом MC, или диапазон влажности в конструкции превышает типичные значения, количество движений древесины увеличивается — и может вызвать проблемы даже в хорошо спроектированных деталях отделки. Стоит отметить, что листовые материалы (фанера, МДФ, композитные материалы) перемещаются примерно в 10 раз быстрее, чем массив дерева.

В большей части Северной Америки уровни внешней влажности колеблются от 60% до 70% летом и зимой, но ниже на юго-западе и выше около больших водоемов.Если материал доставляется с содержанием MC от 6 до 8%, его размер может измениться более чем на 2% по мере адаптации к ЭМС.

5. Виды влияют на количество передвижения

Движение дерева частично зависит от породы. 12-дюйм. широкая западная доска из красного кедра будет колебаться на 1/8 дюйма, в то время как кленовая доска того же размера будет колебаться на 1/4 дюйма. Формула для расчета движения древесины сложна и чрезвычайно точна, но утомительна.

Одно простое практическое правило служит приблизительным руководством для прогнозирования движения древесины: «Большинство видов материала с плоской текстурой меняют размер на 1% на каждые 4% изменения MC.«Применяя эту формулу к ситуации, когда сезонная ЭМС колеблется от 6% до 10%, 12-дюйм. широкая доска изменит размер 1/8 дюйма

Я составил приблизительную диаграмму (см. Ниже, щелкните, чтобы увеличить), которая предлагает приблизительные значения движения для различной ширины и часто используемых пород дерева. Эти значения основаны на плоских пиломатериалах и дают общее представление об ожидаемом годовом движении в эксплуатации. Значения движения для пиломатериалов на четверть составляют примерно 1/2 значений для пиломатериалов плоских пиломатериалов.

Если вы хотите точно знать, насколько материал, который вы используете, будет сжиматься или расширяться, воспользуйтесь этим онлайн-калькулятором усадки. Просто введите высокие и низкие значения MC, а также ширину и вид доски.

6. Нанесенная отделка не останавливает движение

Хотя это правда, что высококачественная отделка снижает скорость влагообмена, она не останавливает ее. Материал, обработанный на всех поверхностях, будет расширяться или сжиматься медленнее, чем необработанная древесина, но не заблуждайтесь — готовая древесина в конечном итоге адаптируется к уровням EMC.

События, повышающие риск передвижения

Есть много событий, которые могут способствовать чрезмерному перемещению древесины. Практически все из них можно предотвратить до того, как они вызовут проблему, если — и только если — вы измеряете MC древесины сразу после ее доставки и избегаете использования слишком влажной или слишком сухой древесины для ожидаемой EMC при эксплуатации. В момент доставки древесина начинает приспосабливаться к окружающей среде. По крайней мере, важно, чтобы вы задокументировали доставленный MC, на тот случай, если перемещение древесины станет проблемой.Но ответственные столярные работы не могут быть выполнены без определения содержания влаги в древесине и планирования движения древесины во время и после акклиматизации.

Избыточное содержание MC в поставляемом материале

Оптимальная MC для внутренних столярных изделий составляет 6-8%. В реальном мире ваш материал может доходить до 9-10%. Для установки в неотапливаемых помещениях предпочтительные показания находятся в диапазоне 12–14% при условии, что помещение защищено от погодных условий. В большинстве случаев вы можете иметь дело с материалом, высота которого составляет пару пунктов, но имейте в виду, что чем шире приклад, тем сильнее движение.В идеале влажность древесины при использовании не должна изменяться более чем на 2%.

Продумайте детали своей отделки и подумайте, как они отреагируют на сжатие более широких узлов. Для широкого склеенного материала немного более высокие уровни содержания MC могут быть неприемлемыми. Если вы собираетесь укладывать широкий материал, рекомендуется заранее связаться со своим поставщиком и сообщить ему, что MC материала должен находиться в указанном вами диапазоне. В крайнем случае, вы можете сушить древесину в своем цехе, если ЭМС в цехе низка и возникнут какие-либо проблемы с усадкой до того, как древесина будет установлена.

Доставлен слишком сухой материал

Это редко является проблемой для внутренней отделки, но может быть реальной проблемой для внешней отделки. Материал, доставленный с содержанием MC 6% и установленный снаружи, будет акклиматизироваться на 12% в более влажные месяцы, что приведет к изменению MC на 6 пунктов. Это набухание материала может вызвать серьезные проблемы в ситуациях, когда при установке возникает накопленное движение (подробнее об этом ниже).

Долгосрочное хранение отделочного материала

Если вы планируете хранить материал для отделки в течение длительного времени в неотапливаемом помещении, имейте в виду, что в большинстве регионов США материал будет акклиматизироваться примерно до 11-12% MC.(См. Таблицу влажности и влажности в начале статьи.)

Если MC слишком высока, можно получить более низкие показания, переместив материал в нагретую зону. Количество будет зависеть от температуры и влажности в помещении для хранения. Изменение MC не произойдет немедленно, и материал в центре стопки будет изменяться медленнее, чем материал по краям. Помогает размещение материала таким образом, чтобы все поверхности были подвержены воздействию воздуха, а также хорошая циркуляция воздуха по всей свае.Вам нужно будет снять образцы с помощью измерителя влажности, чтобы определить, когда материал достигнет заданной MC.

Более высокие температуры приводят к более быстрому изменению MC, когда влажность остается постоянной (грубо говоря, влага перемещается в два раза быстрее при каждом повышении температуры на 20 градусов). И, что бы вы ни думали, прирост или потеря влаги не прекращаются, когда температура опускается ниже нуля. Влага в древесине химически связана со стенками деревянных ячеек и не может замерзнуть.

Типичная влажность на месте

В определенные моменты во время строительства, например, при заливке бетона, штукатурки или гипсокартона, в воздух часто добавляется огромное количество влаги, вызывая скачки влажности до 80-85%. Если в эти периоды вы храните отделочный материал на месте, убедитесь, что он завернут в паронепроницаемый материал (например, пластик) с как можно меньшим количеством зазоров. Древесина, хранящаяся таким образом, не будет поглощать заметную влагу.

Внутренняя отделка не должна устанавливаться до тех пор, пока не снизится временная влажность в конструкции.Используйте точный цифровой гигрометр для измерения относительной влажности (менее 40 долларов США). Вообще говоря, внутреннюю отделку не следует устанавливать при влажности выше 60%, иначе материал может подняться выше допустимого уровня MC.

Влажность в неотапливаемых помещениях колеблется около 10%; поэтому сухой материал (от 6% до 8% MC), установленный в неотапливаемых помещениях, будет значительно разбухать. Важно, чтобы MC внешней отделки находился в пределах 2–3 пунктов от значений EMC для зоны до ее установки.

Проблемы с низкой влажностью при эксплуатации

В жарком климате в старых домах с сквозняками может наблюдаться падение влажности, достигающее 20% зимой.Электромагнитная совместимость в этой среде будет варьироваться почти на 8% зимой и летом. В домах с дровяными печами и без контроля влажности могут наблюдаться колебания электромагнитной совместимости до 11%. В экстремальных условиях рекомендуется использовать фанеру для шкафов для широких панелей вместо цельной древесины.

Проблемы с высокой влажностью при эксплуатации

Обычно высокая влажность (постоянный уровень выше 60%) не является проблемой. Но если вы работаете над проектом, который включает в себя комнату со спа, бассейном с подогревом или влажное пространство для ползания, действуйте с серьезной осторожностью — относительная влажность 85% означает 18% EMC.12-дюйм. широкий кусок березы, установленный на 8% MC в такой комнате, будет набухать в ширину более чем на 3/8 дюйма. Один из подходов — это дать вашему материалу адаптироваться к высоким уровням MC перед установкой, но имейте в виду, что если когда-либо будет период, когда бассейн осушается в течение значительного времени, а влажность упадет до типичного уровня, материал отделки будет сильно усаживаться. Тщательно сформулированный отказ от ответственности в отношении движения древесины кажется уместным.

Понимание движения Accumulated Wood

Склеенные панели из массива дерева ведут себя как одна широкая доска — 24 дюйма.широкая панель сжимается и разбухает в четыре раза больше, чем 6-дюймовая. доска. Но как насчет ряда досок, установленных рядом (например, полы T&G)? Хотя это правда, что каждая доска может двигаться независимо, накопленное движение может вызвать серьезные проблемы, как правило, когда недавно установленный материал набирает влагу. (См. Фото справа)

Если материал в несклеенных конструкциях (например, пол) установлен «плотно» и нет зазора для поглощения расширения по мере того, как материал набирает влагу, увеличение ширины каждой доски пола становится кумулятивным и приводит к появлению всего пола. чтобы «вырасти» покупайте сумму отдельных движений каждой части.В случае чрезмерной усадки между половицей могут образоваться недопустимые зазоры.

Например, пол из дуба произвольной ширины поставляется с содержанием MC 8%. Ширина комнаты составляет 12 футов, а пол акклиматизируется к высокому уровню 11% MC, совокупное движение составляет около 1 3/8 дюйма. В реальном мире большая часть этого расширения «теряется» по мере соответствия стягивается, но в некоторых случаях древесные волокна сжимаются, и сжатие волокон может вызвать образование гребней. Используя измеритель влажности и прогнозируя движение, вы можете решить, следует ли устанавливать материал «плотно» или «свободно», чтобы поглотить то, что, как вы знаете, будет увеличением ширины материала.

Общие проблемы движения

Межкомнатные двери

Опытные дверные вешалки знают, что панельная дверь с плотным открытием зимой усадится, а летом, возможно, прилипнет.(Помните, что если вы живете в Калифорнии, зима может быть более влажной, чем лето!). Но определение дверного проема в зависимости от времени года, когда вы вешаете дверь, может быть ошибкой, если вы не знаете MC двери.

Сезонное изменение ширины двери контролируется изменением MC в дверных стойках.

. . . . . . . . . .

Если дверь из ели, которую вы собираетесь повесить зимой, хранилась шесть месяцев в неотапливаемом помещении, влажность 5-дюйм.стайлз может легко измерить 12-13% MC. После того, как дверь будет повешена, MC этих стоек упадет до 6%, и дверь может легко сжаться на 3/16 дюйма. Знание MC во время установки дает необходимое руководство.

И имейте в виду, что дверные панели в этом примере значительно усадятся после установки. Это не повлияет на посадку двери, но если отделка двери будет применена в отмеченном MC, вероятно, будет обнажена необработанная древесина, поскольку дверные панели сжимаются до своей рабочей ширины.(См. Фото слева) Это особенно заметно, когда светлое дерево окрашено в темный цвет.

Измеряя MC дверных стоек, вы можете основывать свой дверной зазор на установленных значениях движения, а не на предположениях, и избегать обратных вызовов, когда подгонка становится проблемой.

Двери с горизонтальными планками

Если вы не настроены правильно строить эти двери, избегайте их. Типичная дверь с горизонтальными планками изготавливается из материала T&G для лицевой стороны двери, а затем к задней части двери прикрепляются планки, чтобы удерживать предметы на месте.По мере того, как сезонный MC материала T&G поднимается и опускается, доски расширяются и сжимаются, но рейки — с их волокнами, движущимися в противоположном направлении — сопротивляются этому движению, заставляя дверь сгибаться внутрь или наружу в зависимости от направления движения. .

Деталь ниже представляет собой один из методов, используемых для дверных проемов шкафа, который успешно учитывает сезонное перемещение древесины.

Невыпадающие панели

Не поддавайтесь искушению «обрамить картину» из массивной деревянной панели — так, как некоторые мастера по дереву, плохо знакомые с этим ремеслом, скрещивают нос или рамку вокруг столешницы.Соединение под углом всегда выходит из строя, когда панель расширяется и сжимается. Вместо этого используйте макетную конструкцию выступа, чтобы широкая панель могла сжиматься или разбухать, не разрушая при этом окружающие столярные изделия. (См. Ниже)

Накладка внутреннего угла

При установке накладки, закрывающей внутренний угол, закрепите накладку через угол в основание, чтобы прилегающий отделочный материал мог двигаться независимо при изменении его MC. Типичный пример — молдинг базовой обуви. Лучше всего прибить основание обуви к пластине длинным гвоздем, который не проникает в плинтус или пол.Но на большинстве работ это непрактично.

Второй вариант — прикрепить обувь к плинтусу. Да, плинтус поднимется от пола в отопительный сезон, но редко более чем на 1/16 дюйма. С другой стороны, широкий пол перемещается более чем на 6 дюймов. кусок плинтуса; если вы прибьете основание к полу, то оно может значительно отделиться от плинтуса.

. . . . . . . . . .

Распространенные мифы

Древесина устойчива при отрицательных температурах.

Влага в древесине химически связана в стенках деревянных ячеек и не может замерзнуть, а расширение и сжатие продолжается при температурах ниже точки замерзания. При более низких температурах древесина приспосабливается медленнее.

Дерево будет расширяться в теплые дни и сокращаться в холодные дни.

Для всех практических целей тепловое расширение и сжатие древесины не является проблемой. Тем не менее, более высокие температуры ускоряют обмен влаги в древесине. Влагообмен будет происходить быстрее при более высоких температурах, но нет никакого теплового движения древесины, которое стоит измерять.

Не имеет значения, высушены ли пиломатериалы в печи.

Сушеные в печи пиломатериалы лиственных пород обычно покидают печь с содержанием MC около 6% (хвойные породы 10–12%). Но весь высушенный в печи материал адаптируется к окружающим уровням электромагнитной совместимости. Существенные преимущества высушенного в печи материала заключаются в том, что он обычно нагревается в печи как минимум до 130 градусов, что останавливает любую активность насекомых, а также «затвердевает» в смолистых мягких породах древесины (сок в смолистых материалах, высушенных на воздухе, может вытекать из плату после ее установки, особенно при повышении температуры в салоне летом).

Они не делают дерево, как раньше.

Это правда, что большая часть старой древесины исчезла, но правильно высушенный материал с вертикальными волокнами имеет очень желательные характеристики движения. Если вы ищете материал, который будет меньше всего двигаться, выберите один из наиболее устойчивых видов и укажите вертикальное зерно (и обязательно проверьте свой кошелек перед заказом!).

Но самое главное, владеет и использует влагомеры и , зная об используемых ЭМС , — это недорогой способ для плотников прогнозировать и избегать проблем с перемещением древесины, которые могут потребовать дорогостоящего ремонта.

———

АВТОР BIOS

Карл Хагстром — партнер Woodweb, ведущего интернет-ресурса по профессиональной деревообработке. Он имеет обширный опыт в жилищном строительстве и архитектурной деревообработке. Он также является редактором журнала Journal of Light Construction и сертифицированным профессиональным проектировщиком зданий.

Джин Венгерт — интересовался деревообработкой с 7-го класса в цехах — с 1961 года работал в лаборатории лесных товаров США в качестве студента колледжа.Он работал с солнечной сушкой пиломатериалов, а также с обесцвечиванием древесины под воздействием ультрафиолета. Затем он работал в лаборатории над выветриванием древесины и получил степень бакалавра метеорологии в Университете Висконсина. Он продолжал работать над вопросами, связанными с влажностью, и приобрел опыт обработки северной осины и осины Скалистых гор, используя экологические преимущества этого вида за счет распиловки, сушки и сбыта. (Аспен безосколочный, знаете ли?) Он работал в Технологическом институте штата Вирджиния специалистом по дереву в службе распространения знаний, ежедневно консультируясь с представителями деревообрабатывающей промышленности.Он также управлял лесопилкой и сушилкой Tech.

Ради интереса, Джин начал кататься на велосипеде на длинные дистанции (в возрасте 55 лет) и совершил две поездки из Тихого океана в Атлантический океан и три из Персидского залива в Миннеаполис.

Д-р Джин Венгерт — почетный профессор деревообработки факультета лесного хозяйства Университета Висконсина (Мэдисон). Он также является техническим консультантом Woodwebs’s Sawing and Drying Forum и Commercial Kiln Drying Forum. Он часто вносит свой вклад в отраслевые журналы, обслуживающие промышленность первичной обработки пиломатериалов, и является президентом компании The Wood Doctor’s Rx, LLC, через которую он предоставляет образовательные и консультационные услуги компаниям, занимающимся переработкой древесины.