Зависимость между влажностью и усушкой

Для небольшого образца древесины наблюдается близкая к линейной зависимость между усушкой и влажностью в области от предела насыщения клеточных стенок до абсолютно сухого состояния. Однако при сушке пило­материалов или других больших сортиментов древесины сначала высыхает поверхность древесины. Когда влажность поверхностной зоны становится ниже предела насыщения клеточных стенок, эта зона начинает усыхать. Между тем внутренняя зона может оставаться сырой. Точный вид кривой зависимости между влажностью и усушкой зависит от нескольких фак­торов, главным образом от размера и формы сортимента, породы и условий сушки.

Для любых пород характерна значительная изменчивость усушки. На рис. 5 нанесены значения усушки досок поперечным сечением 22X140 мм из древесины дугласии из одного района произрастания. Сушка проводилась при мягких режимах от свежесрубленного состояния до равновесной влажно­сти, соответствующей 18° С и относительной влажности воздуха 30%. Гра­фик показывает невозможность точного прогнозирования усушки единич­ного образца. Легче предсказать среднюю усушку нескольких образцов.

Если зависимость усушки от влажности для определенного сортимента и условий усушки неизвестна, то для подсчета усушки при сушке от свеже­срубленного состояния до данной влажности можно использовать формулу:

Sm=So( (30-m)

где Sm — усушка от свежесрубленного состояния до влажности т (ниже 30%), Sо — полная усушка.

Изменяя в этой формуле число 30 на соответствующее значение влажности. 50 представляет собой величину полной радиальной, тангенциальной или объемной усушки. Значения тангенциальной усушки следует применять для вычисления изменения ширины пиломатериалов тангенциальной распиловки, а значения радиальной усушки — для пиломатериалов радиальной распиловки. Для пиломатериалов смешанной распиловки или при неизвестной ори­ентации годичных слоев следует использовать значения тангенциальной усушки. Фактическая усушка отдельных сортиментов может отличаться от расчетных данных. Как было отмечено выше, изменчивость усушки характе­ризуется коэффициентом вариации равным приблизительно 15%.

Плотность – относительная плотность - масса

Основные причины изменения массы древесины — переменные влажность и плотность основной структуры древесины. У ограниченного числа пород также заметно влияют минеральные и экстрактивные вещества. Плотность абсолютно сухой древесины изменяется как в пределах одной породы, так и у разных пород. Плотность древесины большинства отечественных пород 320—720 кг/м³, импортных пород примерно 160 кг/м³ (бальза) — 1040 кг/м3. Для характеристики изменчивости плотности у распространенных пород США принимают коэффициент 10%.

0,80

Рис. 6. Зависимость относи­тельной плотности от влажности

Древесина применяется в самых разнообразных условиях и имеет широ­кий диапазон колебания влажности. Так как влага составляет часть массы дре­весины, устанавливают значения плотно­сти при определенной влажности. Вычи­сленное значение плотности древесины, включающей влагу, обычно основыва­ется на средних показателях для данной породы. Эту величину плотности следует рассматривать как приближенную из-за естественных изменений в строении, влажности и соотношения размеров ядра и заболони. Такое определение плотности обычно достаточно точно для оценки возможности использования лесомате­риалов в тех областях, где важное значение имеет масса (вес) конструкции. Плотность учитывается в расчетах, на­чиная от расчета нагрузок в строитель­ных конструкциях, кончая определением приблизительной массы (веса) судов.

Для стандартизации сравнительных характеристик древесины различных пород или разных лесоматериалов, а также для вычисления массы лесоматериалов вместо плотности чаще применяют относительную плотность. Она представ­ляет собой отношение плотности древесины к плотности воды при определен­ной температуре (обычно при 4° С, когда плотность воды 1 г/см³). Чтобы уменьшить ошибки, возникающие в связи с переменной влажностью древесины, относительную плотность вычисляют по массе абсолютно сухой древесины и объему при определенной влажности, в абсолютно сухом состоянии и объему при влажности 12%.