- Варианты выполнения измерений
- Измерение по массе
- Расчеты по полученным данным
- Измерительные приборы
При выполнении строительных работ, для производства мебели и декоративных изделий берется сухая древесина, поскольку влажный материал «ведет» после обработки, что портит декор шкатулок, рамок для картин, фотографий. Подвергаются риску другие конструкции – двери, дверные косяки, полы, лестницы.
В связи с большими объемами, уровень влаги в древесине определить сложно, важен опыт специалиста – все замеры проводятся вручную, и работник может пропустить (случайно или умышленно) часть заготовок. А на крупных предприятиях по деревообработке делаются выборочные измерения, по которым выясняют, сколько процентов влажности у партии (5–20 штук, по полученным данным рассчитывается средний показатель). Определяется влажность древесины на предприятиях поэтапно .
Вполне вероятно, что часть может быть недостаточно сухой, а это вызовет сложности у специалистов, работающих с материалом – мастеров, мебельщиков. Нужна только сухая древесина, поэтому приходится самостоятельно определять ее состояние.
Методы выполнения
Существует всего 2 способа, чтобы узнать уровень воды в древесине:
Можно сделать это, используя инструменты. Для точных измерений пользуются специальным устройством – влагомером. Он предназначен для определения уровня содержания влаги в разных условиях и для любых материалов.
Измерить влажность древесины можно по ее массе, провести расчеты получается в домашних условиях.
Существует ГОСТ, допускающий уровень содержания влаги в древесине для определенных целей после обработки . (ГОСТ 17231-75 и ГОСТ 16483.7-71). Документы действуют на территории стран СНГ. В них регламентируются способы выбора пробников, методические указания по измерению влажности, анализ и трактовка полученной информации.
Сам процесс подготовки и работа просты: из партии отбираются образцы, которые помещаются в сушильный шкаф с заданными условиями. Это температура, влажность воздуха, другие факторы. После полного цикла работы шкафа образец достают и взвешивают, сравнивая влажность древесины до помещения туда и после. ГОСТ предусматривает допуски (погрешность допустимого отклонения от заданных значений).
Если заготовка долго лежала на складе (даже после сушки), то набирается равновесная влажность . Этот показатель для дерева является тем значением, которое имеет среда. Например, при длительном хранении на складе дерево наберет или отдаст влаги столько, что в итоге влажность бревен или досок будет равна этому показателю в помещении. Поэтому отдельно существует ГОСТ, который регламентирует норму влаги. Условия хранения материала должны соблюдаться.
Измерение по массе
Этот вариант наиболее точный, поэтому именно так определяют влажность по ГОСТу. Способ можно пименять дома. Он не требует специального оборудования. Однако необходимы знания физики и некоторых справочных данных по ГОСТу. Рекомендуется перед проведением измерений ознакомиться с ГОСТом, чтобы иметь представление о влажности, на что она влияет, какое значение имеет стандартное число, а также для получения справочных данных.
Метод основан на том, что любой материал имеет плотность. Разные породы дерева отличаются по этому показателю. При этом естественная плотность древесины значительно ниже, чем реальная – дерево впитывает влагу. Сухая древесина более легкая, чем влажная. Получив значения объема и массы заготовки, можно проверить или рассчитать влажность. Этот вариант надежней, чем простое использование влагомера.
Важно правильно взять исходные данные по плотности для расчетов, поскольку даже у одной и той же породы дерева, которое растет в различных климатических условиях, оно разное. Это дает погрешность.
Чтобы провести расчеты, необходимо взять заготовку 2х2х3 см, которую отрезают от краев доски на расстоянии около 0,3–0,5 метра.
Все равно, от какого края доски отрезан материал. Следующий этап – взвешивание. Его производить нужно на очень точных весах, чтобы получить показатель массы до 0,1 грамма. После этого рассчитывают объем и плотность материала.
Расчеты по полученным данным
Для сравнения с полученными расчетными данными берется естественная плотность древесины . Разница между расчетным и естественным значением будет указателем того, что дерево влажное. Для определения точного значения заготовку помещают в сушильный шкаф при температуре 100˚С (в быту можно использовать духовку) на четверть суток. После этого заготовка извлекается, повторно измеряется и взвешивается.
Расчеты выполняют следующим образом:
W = (m-m0)/m0 х100%, где: m – масса заготовки до сушильного шкафа, m0 – масса после извлечения из сушилки, W – значение влажности.
К недостаткам этого способа следует отнести длительное время получения и обработки информации, необходимость выбирать точные значения из справочных материалов (естественная плотность). Однако полученный результат будет точным.
Измерительные приборы
Чтобы определить влажность древесины, можно использовать устройство, которое позволяет узнать приблизительно, сколько процентов воды содержится в материале. Единственным требованием для подобных работ является наличие влагомера, который стоит довольно дорого. Большинство предприятий имеет в своем распоряжении такой прибор и, если договориться, то можно провести все измерения.
Принцип работы основан на явлении электрической проводимости в различных средах. Прибор имеет два игольчатых датчика, которые следует воткнуть в заготовку на одинаковую глубину, после чего через них проходит ток. При этом в современные приборы уже заложена норма сухого дерева, что позволяет проверить данные с установленными значениями для конкретной породы. Вся операция занимает около минуты.
К недостаткам этого метода стоит отнести высокую погрешность. У лучших приборов она составляет 1,5–2%, у большинства может доходить до 3–4%. Кроме того, сложно воткнуть иглы на одинаковую глубину, что дает существенные отклонения.
Определяем влажность древесины
Что бы определить влажность древесины, можно использовать один из двух способов. В быту используют специальные устройства – электровлагомеры. Устройство работает по принципу изменения электропроводимости древесины (изменяется от влажности). Иглы электровлагомера, с подключенными проводами, вводят в дерево и пропускают через него электрический ток, в этот момент на шкале устройства можно увидеть степень влажности древесины в том месте, где проводится замер.
Некоторые резчики с большим опытом работы могут определить влажность древесины на глаз. Также, зная плотность и другие физические свойства разных типов древесины – можно определить её влажность по массе, при наличии трещин вдоль волокон или на торце – по короблению. По цвету древесины, цвету коры и её величине – определяется свежесрубленная или спелая древесина, а также её влажность.
Если при обработке дерева п/м рубанком, стружка легко сжимается рукой – материал влажный, если же при сжатии стружка крошится и ломается – материал достаточно сухой. Также нужно обращать свое внимание при поперечных порезах стамесками: если крошится деревянная заготовка – материал слишком сухой.
Деревянная заготовка, которая очень легко режется – очень влажная, а на месте пореза будет заметен влажный след. Отметим, что получить качественную древесную заготовку достаточно сложно, поскольку коробление, растрескивание и других деформаций при сушке не избежать.
Сушка дерева
Сухая древесина является более прочной, долговечной, лучше отделывается, легко склеивается, не подвергается загниванию, не так сильно коробится. Любая древесина, в независимости от породы, он тонко чувствует изменение влажности окружающей её среды. Это свойство является одним из самых главных недостатков лесоматериалов. В теплых и отапливаемых помещениях она коробится и усыхает, а при повышенной влажности – очень быстро вбирает в себя воду и начинает разбухать. Оптимальная влажность древесины на улице является 18%, а в помещении – до 10%.
На сегодняшний день существует много различных методов сушки древесины. Самым доступным и простым является естественный вид сушки – воздушный (атмосферный). Сушка должна проходить в тени, на сквозняке и под навесом. При сушке на солнце, поверхность быстро нагревается и высыхает, а вот внутренняя часть заготовки остается сырой. В результате чего появляются трещины (из-за разницы напряжений).
Брусы, доски и другие п/м необходимо укладывать в штабеля на деревянные, металлические или другие подставки высотой от 50 см. Доски необходимо укладывать внутренними пластями к верху, во избежание коробления.
Если доски при сушке положить на кромки, то процесс будет более быстрым, поскольку будет лучшее проветривание и, соответственно влага будет, быстрее испарятся. Однако существует значительный недостаток – доски больше коробятся, особенно с повышенной влажностью. При заготовлении живых и свежесрубленных деревьев, после укладки необходимо уплотнить их тяжелым грузом во избежание сильного коробления.
При естественной сушке, всегда будут образовываться трещины на торцах. Для избегания растрескивания торцов, их необходимо хорошо закрасить маслянной краской или же пропитать битумом или горячей олифой, это защитит поры древесины. Обработку торцов необходимо проводить сразу же после поперечных распилов в разрез. При очень влажной древесине необходимо просушить торцы паяльной лампой и потом начинать закрашивать.
Кряжи (стволы) обязательно нужно очистить от коры (окорить), лишь у торцов должны остаться пояски-муфты до 25 см в ширину для избегания растрескивания. Очищать кору необходимо для ускорения высыхания и защиты от жуков. Древесина, оставленная с корой, в теплом помещении и с повышенным уровнем влажности очень быстро начнет загнивать и поражаться грибками.
После сушки атмосферным методом при теплой погоде, влажность древесины будет составлять от 12 до 18 %.
Существуют и другие способы сушки дерева.
Способ выпаривания
Выпаривание (запаривание) использовали ещё в давние времена. Заготовки распиливали на части, учитывая размеры изделия, затем закладывали обыкновенный чугун и подсыпали опилки от такой же древесины, заливали водой и оставляли в протопленной и остывающей печи при температуре 60-70 градусов. В результате таких действий происходит процесс «выщелачивания» (выпаривание древесины) – заготовка теряет все свои естественные соки, окрашивается и принимает густо-шоколадные оттенки, с довольно ярко выраженным природным рисунком. Такую заготовку легче обрабатывать, а после 
сушки – будет, на много меньше коробится и трескаться.
Метод парафинирования
Деревянную заготовку опускают в раствор парафина и оставляют в печи на несколько часов при температуре в 40 градусов. Далее древесине дают несколько дней просохнуть, в результате чего она обладает теми же свойствами, как и после запарки: тонированная поверхность с четким рисунком текстуры, не коробится, не трескается.
Метод запирания в льняном масле
Посуда, изготовленная из пропаренной в льняном масле древесины, имеет водостойкие качества, и практически не трескается даже при повседневном использовании. Данный способ применяется до сих пор. Заготовку помещают в емкость, заливают льняным маслом и пропаривают на слабом огне.
С наступлением весны многие возобновят строительство домов, в том числе каркасных и деревянных. За долгую зиму природный материал мог отсыреть, а это чревато короблением и трещинами. Определить состояние древесины поможет портативный влагомер
Во времена «исторического материализма» уровень влажности древесины определяли по ГОСТ. Это был долгий и трудоемкий процесс, требовавший строжайшего соблюдения всех алгоритмов исследования. Но с появлением портативных влагомеров (гигромеров) проблема была решена. Теперь состояние древесины можно определить за несколько секунд.
Оптимальная влажность древесины для строительства составляет в среднем 6-14%. Более сырой материал лучше не использовать: высыхая, он будет коробиться
Влагомер представляет собой небольшое устройство в пластиковом корпусе. Прибор определяет влажность древесины косвенно, исходя из ее удельного электрического сопротивления. Этот показатель меняется в зависимости от количества воды в теле материала. Специальные датчики фиксируют показания, полученные при контакте с древесиной, а микропроцессор обрабатывает их и выводит данные на дисплей. Устройство не зависит от электросети — для энергообеспечения достаточно батареек или аккумулятора.
Усовершенствованные влагомеры помимо основной своей функции могут также определять влажность и температуру воздуха, что позволяет оценивать условия хранения пиломатериала. Конечно, такой прибор стоит дороже обычного, но затраты себя оправдывают. Ведь если вовремя заметить высокую влажность или резкие колебания температур на складе, где лежит дорогая древесина, можно предотвратить ее порчу.
Влагомеры последних моделей могут передавать информацию в компьютер беспроводным способом
Важно отметить, что даже самые совершенные влагомеры работают с определенной погрешностью (от 0,5 до 4%). Причин тому несколько. Прежде всего, это локальность замеров. Ствол дерева неравномерно насыщен влагой, а значит, на вырезанной из него доске будут более и менее влажные участки. Также неточность замеров связана с тем, что разные породы имеют разную плотность: чем плотнее древесина, тем она суше. Высокая смолистость тоже может сказаться на показаниях прибора.
Впрочем, погрешность бытовых влагомеров совершенно несущественна. Их достоверности вполне хватает, чтобы работать с древесиной на бытовом уровне. А высокоточные (и очень дорогие) устройства используются в основном на деревообрабатывающих заводах.
Особенности выбора
Важной характеристикой влагомера является диапазон измерений. Некоторые модели способны определять влажность по шкале от 0 до 100%. Но приборы с узким диапазоном более точны и производительны, так как рассчитаны на меньший объем переработки данных. Кроме того, широкий диапазон измерений важен скорее в профессиональной сфере. Простому пользователю вполне достаточно показаний в границах 1-50%.
При выборе устройства полезно учесть набор дополнительных функций. Зачастую даже относительно недорогие бытовые влагомеры могут сохранять данные в память, вести статистику измерений, автоматически выключаться в случае долгого бездействия и проч.
И конечно, покупателю нужно разбираться в типах устройств. Существует две основных разновидности влагомеров. Начнем с наиболее распространенной.
Контактные (игольчатые) влагомеры
Приборы такого рода оснащены иглами (щупами), которые при измерении вводят в древесину. Устройство пропускает ток между ними, определяет сопротивление среды и отражает показания на экране.
Шипы влагомера могут находиться на корпусе или на отдельной «вилке», подключаемой через провод. При замере ее втыкают в тело доски. Это обеспечивает более точные показания (ведь снаружи древесина суше, чем внутри). Хотя стоят такие устройства дороже обычных.
Благодаря выносному датчику измерения влажности древесины можно проводить в труднодоступных местах
Контактные влагомеры конструктивно просты, поэтому редко выходят из строя. При интенсивной эксплуатации могут ломаться иглы, но их легко заменить. Некоторые производители прилагают к своим приборам несколько запасных пар.
Продолжая разговор о преимуществах игольчатых влагомеров, стоит отметить компактность, довольно высокую точность замеров, простоту использования и доступную цену (в среднем 1000-5000 руб.). Конечно, это не касается профессиональных моделей — их цена исчисляется десятками тысяч рублей.
Ну а основной недостаток игольчатых влагомеров состоит в том, что при замере они пусть и немного, но все же повреждают материал. Это особенно неприятно, если нужно определить состояние дорогостоящей древесины ценных пород или готового изделия.
Впрочем, для столярных, слесарных и токарных работ на бытовом уровне контактный влагомер подходит почти идеально. Приведем несколько примеров того, что предлагает нам рынок.
Простой и компактный влагомер KWB 0121-00 обойдется пользователю всего в 2100 руб. Прибор определяет влажность древесины в пределах от 0 до 30%. После 30 сек. бездействия автоматически выключается с целью экономии заряда.
Еще одна бюджетная модель — МЕГЕОН 20610 . Ее цена также составляет 2100 руб. Но возможностей несколько больше, чем у описанного выше влагомера. Он способен определять температуру и влажность воздуха. Дисплей имеет дополнительную подсветку, что позволяет работать в относительно темных помещениях. Но основной отличительной способностью прибора является возможность настройки на 4 типа породы древесины.
Устройство MD814 за 3000 руб. измеряет влажность древесины в диапазоне от 5 до 40%. Погрешность составляет 1%, шаг — 1%. Время операции замера — всего 2 секунды. Прибор бесперебойно работает при температуре от 0 до 40 °C.
Более дорогой (порядка 5000 руб.) профессиональный влагомер СЕМ DT-129 480229 оснащен внешним щупом. Восьмизначная шкала калибровки позволяет точно измерять состояние древесины 150 пород. При бездействии прибор автоматически отключается через 5 минут.
Профессиональный влагомер древесины HygroLiner MWP-70 (8000 руб.) с внешним датчиком эффективно измеряет древесину по четырем группам, исходя из индивидуальных особенностей пород.
Максимальный уровень влажности автоматически фиксируется в памяти устройства. Помимо влажности прибор может измерить температуру образца в диапазоне от −10°C до +60°C с разрешением 1°C и погрешностью не более ±2°C.
И завершит список примеров игольчатых приборов TESTO 606-1 стоимостью 8000 руб. Устройство предназначено для оценки влажности на глубине до 2 см. Диапазон измерения влажности: для дерева — 7-54,8 %, для стройматериалов 0-22%. Автономная работа от до 200 часов. Шкала по 7 группам строительных материалов позволяет добиться наиболее точных показаний прибора.
В случае повреждения иглы влагомера обломок необходимо вытащить из древесины. Иначе при дальнейшей механической обработке пиломатериала можно повредить дорогостоящие инструменты и оборудование
Бесконтактные (диэлькометрические) влагомер
Менее распространенный тип влагомера — бесконтактный. Впрочем, это название не совсем верно. При замере прикосновение к деревянной поверхности все же необходимо. Только рабочим органом устройства являются не иглы, а специальные датчики, которые не повреждают древесину. Обычно они находятся на задней панели прибора, но есть и модели с выносным измерительным цилиндром.
Некоторые модели бесконтактных влагомеров обеспечивают сканирование на глубине до 50 мм
Бесконтактные влагомеры бывают очень полезны при работе с ценными сортами дерева, и в других случаях, когда повреждение материала недопустимо. Но при этом стоят они, как правило, дороже игольчатых. Кроме того, эти устройства отличаются довольно большой погрешностью в измерениях, особенно на смолянистой древесине. И наконец, они требуют гладкой поверхности тестируемого образца. Неструганную доску ими как следует не замерить.
И все же бесконтактные влагомеры пользуются популярностью и занимают довольно большой сегмент рынка. Вот несколько интересных моделей.
Измеритель влажности и термометр ZHT 60 используют как в быту, так и в профессиональной сфере. Он позволяет измерять относительную влажность древесины и других материалов в диапазоне от 0% до 100%, а также температуру от 0 °С до 60 °С. Полученные данные можно сохранять в памяти устройства. Его цена — 2500 руб.
ADA ZHT 100 6 в 1 А00400 . Это компактная, простая и относительно дешевая (порядка 3400 руб.) модель, измеряющая влажность и температуру различных материалов и воздуха предельно проста в управлении. Оснащена ЖК-дисплеем с подсветкой. Для экономии батарей при бездействии более 10 сек. автоматически отключается подсветка, а через 20 мин. — сам прибор.
Влагомер CEM DT-128M стоит более 5000 руб., но зато его возможности шире. Он способен запоминать полученные показания, а также отображать минимальные и максимальные значения. Прибор имеет индикатор заряда. Глубина измерений варьируется в диапазоне 20-40мм
Еще более дорогое (около 6000 руб.) устройство CONDTROL Hydro- Tec имеет намного больше полезных опций. Это профессиональный влагомер способен измерить влажность 23 видов древесины с разными характеристиками, а также других материалов — кирпича, штукатурки, бетона и проч. Максимальная глубина измерений на древесине составляет 20 мм.
Завершая тему, отметим, что для максимально точных показаний влагомера желательно сделать несколько замеров и посчитать среднее арифметическое. Некоторые приборы способны делать это автоматически.
Древесина издавна известна людям как универсальное сырье. Она применяется для строительства домов, в качестве отделочных материалов, для создания мебели, инструментов, бумаги, посуды и многого другого. Такое распространение древесины обусловлено в первую очередь ее свойствами. Как строительный материал дерево имеет множество преимуществ: высокая прочность при сравнительно небольшом весе и объеме; упругость; малая теплопроводность. Дома сделанные из дерева хранят тепло зимой и прохладу летом, не задерживают излишнюю влагу. При хорошем уходе деревянные постройки могут простоять несколько сотен лет.
Однако древесина имеет и ряд недостатков, которые необходимо учесть перед началом строительства или изготовления деревянных деталей. Во-первых, дерево является легко воспламеняемым материалом, поэтому необходимо применять меры предосторожности в обращении с ним. Во-вторых, поскольку дерево – природный материал, оно подвержено разрушительному действию микроорганизмов и насекомых. По физическим характеристикам дерево является анизотропным материалом, то есть его свойства (прочность, теплопроводность) различны в направлениях вдоль и поперек древесных волокон. Кроме того, оно имеет свойство гигроскопичности. Это означает, что дерево способно в больших количествах отдавать или поглощать влагу. При этом детали, изготовленные из дерева, усыхают или набухают. Анизотропия и гигроскопичность дерева при изменениях влажности и температуры окружающей среды приводят к появлению напряжений в его объеме, а впоследствии – к появлению трещин и зазоров между деталями.
Анизотропию дерева регулировать практически невозможно, поскольку она обусловлена его природой. А вот измерить и откорректировать влажность дерева можно достаточно просто. Особенно важно следить за влажностью в процессе изготовления деревянных материалов.
Есть три основных способа измерить влажность древесины: контактный (кондуктометрический), бесконтактный (диэлькометрический) и метод высушивания (термогравиметрический).
Наиболее высокую точность измерений можно получить с помощью метода высушивания. Для определения влажности от основного материала отпиливают пробу на расстоянии не ближе 30-50 см от края, поскольку влажность на краях материала обычно несколько меньше, чем в объеме. После этого образец поддается воздушно-тепловой сушке в сушильном шкафу до тех пор, пока два последовательных взвешивания образца не дадут один и тот же результат (в таком случае считается, что вся влага из образца удалена). Этот метод является наиболее точным, поэтому его показания могут в дальнейшем служить эталонными для влагомеров. К минусам метода можно отнести большое время проведения измерений (5-8 часов), невозможность измерения влажности в режиме реального времени, необходимость наличия сушильного шкафа.
Контактный метод измерения влажности древесины основан на определении электрического сопротивления дерева и преобразования его в единицы влажности, которые затем выводятся на экран прибора. Для измерения влажности контактным методом, необходимо воткнуть металлический зонд прибора в деревянную деталь.
Влагомер, использующий кондуктометрический метод, также называется , поскольку его измерительный зонд имеет форму иглы. К минусам данного метода относят повреждения материала при измерениях и увеличение погрешности измерений при малых показаниях влажности образца (
В бесконтактном методе с помощью СВЧ-излучения определяется диэлектрическая проницаемость дерева. Затем полученное значение сравнивается с эталонным при помощи корреляции (совпадения) двух величин. Различие измеренного и эталонного значений указывает на степень влажности материала. Преимуществом этого метода является практически полное отсутствие зависимости показаний прибора от температуры и статического электричества. Влажность таким способом можно контролировать в широком диапазоне, а образец проверяется по всей длине за короткий промежуток времени. Еще одно преимущество этого метода – отсутствие повреждений материала при измерениях. К недостаткам бесконтактного способа можно отнести наличие погрешности измерений за счет неоднородного распределения влажности и плотности дерева по объему. Поверхность образца перед измерениями необходимо сделать гладкой и ровной.
При выборе измерителя влажности древесины нужно обращать внимание на такие характеристики как диапазон измерения влажности , погрешность измерений, диапазон измерения температуры (если прибор оснащен такой функцией), глубину сканирования (для бесконтактных приборов), а также на список пород дерева, которые можно измерять данным прибором. Измерители влажности древесины , также как и многие другие приборы, могут быть выполнены в виде стационарных или портативных устройств. Выбор типа исполнения влагомера определяется условиями, в которых будет измеряться влажность.
Например, при измерениях влажности продукции деревообрабатывающих заводов, пиломатериалов, ламинированного бруса и т.п. лучше подойдут стационарные приборы, которые можно установить на нескольких этапах производства.
Для мебельных фабрик, особенно там, где сборка мебели производится вручную, лучше использовать портативный прибор. При сборке мебели очень важно проверять все составные части на одинаковый уровень содержания влаги, так как это гарантия долговременной целостности конечного изделия.
Портативные влагомеры используются при производстве окон и дверей, паркета, панельной мебели, погонажных изделий (наличники, плинтуса и т.п.) и многих других изделий из дерева.
С влагомером от ЭкоЮнит Украина у вас всегда будет возможность в любое время проверить качество деревянных материалов, будь это покупка дерева для строительства дома, контроль производственного процесса деревянных деталей, сборка мебели, изготовление декоративных изделий и многое другое.
Дерево — доступный, экологически чистый материал, широко использующийся при строительстве и отделке зданий. Однако многие отказываются от него по той причине, что со временем древесина начинает коробиться, в конструкциях появляются щели. Происходит это по мере высыхания древесины. Избежать такой проблемы можно, если работать с сухим материалом. Нормы влажности пиломатериалов регламентируются рядом документов, в частности СНиП II-25-80.
Для того, чтобы получить качественное и надежное строение, необходимо использовать при строительстве только сухую древесину.
Но как узнать влажность древесины при покупке? На глаз это определить достаточно сложно. Лишь специалист с большим опытом по некоторым признакам может определить, влажная древесина или сухая, но и он не даст точного процентного соотношения. Некоторые выводы о влажности можно сделать при обработке пиломатериала. Если снятая рубанком стружка пластичная и гнется, то древесина сырая, если крошится — сухая. Строительные же нормативы требуют точной цифры, и для ее определения существует ряд методов, наиболее применяемыми из которых являются расчет по массе и вычисление с помощью специального прибора — влагомера.
Расчет влажности древесины по массе
Рисунок 1. Таблица плотности различных видов древесины.
Известно, что различные породы деревьев имеют различную плотность. Но плотность зависит не только от породы, но и от влажности пиломатериала: чем суше древесина, тем она легче. Данные по наиболее распространенным породам представлены в таблице на Рисунке 1. Зная объем и массу, можно подсчитать плотность, найти ее в таблице для данного дерева и таким образом определить влажность древесины. Это достаточно простой и быстрый способ определения влажности. Однако следует учитывать, что плотность деревьев даже одной породы, но произрастающих в разных климатических зонах, может варьироваться, поэтому погрешности в вычислениях избежать не удастся.
Для более точного определения влажности пиломатериала проводится исследование. Для испытания берется образец размером 20х20х30 мм. Проба отрезается от пиломатериала на расстоянии не менее 30-50 см от края доски. Она взвешивается на весах с точностью до 0,1 г и помещается в сушильный шкаф с температурой в 101-104° С. По истечении 6 часов проба достается из шкафа, повторно взвешивается и снова кладется в шкаф. Последующие взвешивания проводятся с периодичностью в 2 часа. Результаты взвешиваний заносятся в журнал. Если разница массы по итогам двух взвешиваний не превышает 0,1 г, то древесина считается абсолютно сухой.
Абсолютная влажность материала высчитывается по формуле:
W=(m-m 0)/m 0 ×100(%),
где W — влажность, m — масса образца при первом взвешивании, m 0 — масса того же образца после полного высушивания.
Необходимо рассмотреть, как определить влажность образца на примере. Можно допустить, что до просушки он весил 98,76 г, после просушки — 65,81 г. Тогда W=(98,76-65,81)/65,81х100=50,1%.
Для получения достоверного результата необходимо произвести исследование с несколькими пробами. Не рекомендуется выдерживать в сушильном шкафу более 20 часов образцы смолистых пород.
Этот способ определения влажности древесины соответствует ГОСТу 16483.7-71, но он занимает много времени и требует наличия специального лабораторного оборудования.
Определение влажности при помощи влагомера
Для определения влажности древесины можно использовать влагомер.
Научно-технический прогресс, проявляющийся во всех сферах человеческой деятельности, не остался в стороне и в отношении такого вопроса, как определение влажности древесины. Сегодня влагомером никого не удивить. Стоимость этого портативного прибора зависит от производителя, модели и набора функций, но она не настолько высока, чтобы отказаться от этого удобного приспособления. Влагомеры есть практически на любом складе, где хранятся или продаются пиломатериалы. А потому и измерение влажности превращается в минутное дело.
Принцип действия влагомера основан на измерении сопротивления при пропускании через древесину электрического тока. Прибор имеет игольчатые датчики, которые заглубляются в пиломатериал вдоль волокон. При нажатии кнопки замера через них пропускается ток, и результат, уже переведенный в показатель влажности, моментально высвечивается на дисплее. Погрешность измерения у современных влагомеров составляет не более 1,5%. При этом следует понимать, что результат достоверен только для того места, где углублены иголки. Чтобы судить о состоянии пиломатериала в целом, необходимо произвести как можно больше замеров по всей длине и ширине доски.
Ряд моделей имеет длинный проводник, соединяющий прибор с игольчатыми датчиками. Это позволяет измерять влажность древесины дистанционно при ее сушке в камере. При этом датчики вставляются в доски, расположенные в середине штабеля. Сам прибор помещается вне камеры. При замерах необходимо делать поправки на температуру. Дистанционный способ удобен для контролирования процесса сушки древесины, но следует признать, что зачастую он дает искаженные результаты. Это происходит по двум причинам: из-за нагревания иголок датчиков, которые передают его древесине в местах заглубления, и из-за нарушения плотного контакта датчиков вследствие усыхания древесины.
В тех случаях, когда крайне нежелательно даже минимальное повреждение древесины, например, если речь идет о деталях для мебели, определить влажность древесины можно бесконтактным влагомером. Он не имеет иголок, а просто прикладывается к поверхности пиломатериала. Принцип действия прибора основан на измерении длины электромагнитных волн, которая будет отличаться в зависимости от влажности. При измерении таким влагомером следует определять древесину по породе.
Сушка древесины
Влажная древесина — еще не приговор. Ее вполне можно довести до пригодного к работе состояния даже без сушки в камере. Более того, атмосферная просушка рекомендуется для любого приобретенного пиломатериала.
Сводится к ее правильному хранению. Для этого оборудуется место на сквозняке, защищенное навесом от осадков и попадания прямых солнечных лучей. Последнее условие связано с тем, что под солнцем поверхность досок быстро нагревается и просушивается, а нижняя остается влажной. Из-за этого возникает напряжение, древесина коробится и трескается.
Под штабели устанавливаются лаги высотой не менее 0,5 м от уровня земли. Поверхность основания должна иметь строго горизонтальную ориентацию. Во избежание прогиба досок расстояние между точками опоры не должно превышать 1,5 м. Между рядами досок перпендикулярно им размещаются прокладочные доски из хвойных пород толщиной в 25-40 мм, а через 1,0-1,5 м — прокладки толщиной в 100-150 мм. Это обеспечит лучшую циркуляцию воздуха. Нельзя складировать в один штабель доски, имеющие разную влажность: древесина гигроскопична, и сухие пиломатериалы будут набирать влагу от влажных.
Время, необходимое для просушки до показателя 18-22 % влаги, варьируется от 9 до 40 дней. Оно зависит от климатических условий, времени года и толщины материала.
