|
Древесина относится к материалам,
размеры которых меняются при изменении влажности. При снижении влажности
наблюдается уменьшение линейных размеров и объема древесины. Это явление
называется усушкой. Она имеет место лишь при уменьшении количества связанной
влаги и начинается для сырой древесины от предела насыщения, т. е. от 30%.
Усушка прекращается при достижении древесиной абсолютно сухого состояния.
Изменение содержания в древесине свободной влаги не вызывает изменения ее
размеров.
Увеличение линейных размеров и объема при повышении
влажности называется разбуханием. Разбухание происходит при повышении
влажности от 0 до 30%.
Явления усушки и разбухания объясняются следующим.
Поглощение древесной влаги вызывает утолщение прослоек влаги между
микрофибриллами и, следовательно, увеличение размеров клеточных стенок, т. е.
приводит к разбуханию. Обратный процесс— удаление связанной влаги — вызывает
усушку.
Усушка и разбухание — процессы обратимые. Поэтому в
дальнейшем ограничимся рассмотрением только усушки.
Принято различать абсолютную и относительную усушку.
Абсолютная усушка — это изменение размеров сортимента в единицах длины или
объема. Относительная усушка определяется, как отношение абсолютной усушки к
размеру сортимента в сыром состоянии и исчисляется в процентах.
Величина усушки зависит от структурного направления,
диапазона изменения влажности и породы древесины.
Влияние структурного направления на усушку связано с
особенностями строения древесины. При удалении связанной влаги наиболее
значительно изменяются размеры в поперечном направлении и несущественно в
продольном (вдоль волокон). Причем усушка в тангенциальном направлении в
1,5—2 раза больше, чем в радиальном, вдоль волокон она ничтожна и в расчетах
не учитывается.
Усушка приблизительно прямо пропорциональна изменению
влажности древесины. При снижении влажности от предела насыщения клеточных
стенок до нуля будет 1шеть место наибольшая усушка, которая называется
полной, обозначается УП. В среднем полная усушка в тангенциальном направлении
составляет 6—10%, в радиальном 3—5%, а полная объемная усушка 12—15%.
Частичная усушка yw, или усушка древесного образца от
предела' насыщения до заданной влажности W, определяется по формуле
Усушка существенно зависит от породы, а в пределах одной
породы— от компактности строения древесины. Компактность строения древесины
характеризует ее условная плотность руСл, под которой понимают массу
древесины в абсолютно сухом состоянии, отнесенную к ее объему при влажности
выше предела насыщения клеточных стенок:
РуСЛ=тСуХ/1/п.н.
Полная объемная усушка Уп.о может быть приближенно
определена по формуле
У„.о=0,028.РуСЛ
а полная усушка в тангенциальном и радиальном направлениях
соответственно:
Уп.т=0,018.РуСЛ; Уп.р=0,01-Русл
Величину ожидаемой усушки можно установить, зная породу
Древесины и ее влажность.
В процессах сушки древесины влага по объему распределена
неравномерно. Уменьшение размеров может начаться при средней влажности
сортимента выше 30%- Величина этого изменения отличается от усушки при
равномерном распределении влаги. Этот процесс усложняется развивающимися
внутренними напряжениями, которые вызывают изменение размеров, называемое
усадкой.
Важной характеристикой свойств древесины является ее
фактическая плотность р — полная масса древесины, включая влагу, в единице ее
объема при заданной влажности. Плотность древесины может быть определена,
если известны ее порода и влажность, по диаграмме, приведенной на 12. По
этой диаграмме, кроме того, для конкретной породы можно определить максимальные
значения плотности и влажности.
4% равна 7,79
Примеры. 1. Найти усушку в радиальном направлении буковой
древесины от влажности в свежесрубленном состоянии до влажности 8%.
Для древесины бука находим в табл. 2 руСл=530 кг/м3. По
формуле (15) полная усушка в радиальном направлении составляет Уц.р =
0,01-530 = 5,3%. При влажности 8% усушка по выражению будет равна
2. Найти величину абсолютной усушки в т aril 1#йц и а льно
м направлении листа шпона шириной 200 мм (в направлении усушки) от влажности 60% до влажности 4%.
Находим в табл. 2 для древесины березы руСл=500 кг/м3,
далее полную усушку в тангенциальном направлении Уп.т = 0,018x500=9%. Усушка
при влажности
3. Определить плотность древесины сосны при влажности 80%,
а также ее максимальные плотность и влажность.
Условная плотность сосны руСп=400 кг/м3. По диаграмме на
13 находим точку пересечения линии условной плотности 400 кг/м3 с линией
влажности 80%. Из точки пересечения проводим вертикальную прямую вниз и по
шкале плотности с учетом масштаба делений находим р=700 кг/м3. Далее доводим
линию руСл=400 кг/м3 до пересечения с кривой Wmax. По положению точки
пересечения на шкалах W и р находим: Wmoi=180%; pmax=1100 кг/м3.
|