вашего сайта -->

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

В процессе роста дерево наполняется водой из земли через корни. Так оно впитывает питательные вещества, способствующие развитию. Затем, когда ствол срубают на заготовки, часть влаги остаётся с ним. Влажность древесины не должна превышать 22%.

Ниже 15% высушить естественным способом ее не получится, поскольку внешняя среда тоже питает материал жидкостью. Показатель количества влаги влияет на свойства древесины, на то, как она будет вести себя при обработке.

Чрезмерное количество воды приводит к появлению плесени и гниению.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Естественная влажность

Показатель используют для определения количества воды внутри ствола сразу после спиливания или во время роста. Он определяет качество сушки древесных материалов. Естественная влажность древесины считается изначальной величиной, на основе которой начинают вести расчеты по сушке материала. Если показатель определён неверно, есть риск недосушить или пересушить пиломатериал.

Сколько процентов воды содержится в стволе определяют следующие факторы:

  • строение древесины;
  • пористость;
  • окружающая среда.

Показатели естественной влажности древесины колеблются от 30 до 80% и меняются в зависимости от типа материала. От них отталкиваются перед тем, как определить оптимальный режим сушки для достижения нужного качества сухой заготовки.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

У лиственных пород естественная влажность древесины ниже, чем у хвойных. Это связано со строением древесины. В ели содержится до 90% влаги, в пихте в пределах 92%. Для сравнения в ясеневой древесине всего 36%.

Кроме этого, на процент воды в материале влияет состояние окружающей среды. Зимой растения переходят в “спящий режим” и практически не потребляют питательных веществ из земли. Поэтому влажность в летний период намного превышает зимние показатели.

Также у свежесрубленной древесины процент влаги значительно выше, чем у давних заготовок.

Задача тех, кто занимается обработкой пиломатериала — снизить влажность до минимально возможного процента. Это делается для того, чтобы заготовки обрели необходимую твердость, прочность. Износ у изделий материал которых прошел процесс сушки успешно существенно ниже.

Влажность также влияет и на размер заготовок. Чем больше усыхает материал, тем меньше по габаритам он становится. Правильная сушка должна быть организована таким образом, чтобы влага испарялась равномерно.

Тогда вес и размер заготовки будет стандартным, а сам материал приобретет необходимые свойства. Новейшие способы сушки древесины снижают процент влажности до 6.

Этот показатель также зависит от породы, структуры дерева, времени года.

Для строительства сильно высушенная древесина не используется, поскольку она может дать трещину. Количество воды в материале для этих целей снижается следующими способами:

  • Самостоятельное досушивание. Приобретается готовый распил естественной влажности, и раскладывается на участке штабелями. Между рядами досок делаются зазоры с помощью брусков, чтобы воздух свободно циркулировал. Опору надо ставить не реже, чем через 1,5 метра друг от друга, и материал не прогнется. Чтобы дождь или другие осадки не испортили древесину, сверху конструкцию укрывают пленкой или рубероидом. Естественную сушку лучше проводить в теплое время года. Материалы размещаются в тени, под навесом. Тонкие по ширине доски просохнут быстрее, чем толстые. Конструкция устанавливается на прокладки из хвойных веток или защитного материала.
  • Покупка готового материала. В этом случае продавец уже подготовил доски и высушил их естественным способом самостоятельно.
  • Если требуется понизить количество влаги до 15% и ниже, то применяют камерную сушку в закрытом помещении. Такие материалы будут дороже стоить, так как при обработке потребуется большая трата ресурсов. И для строительства такую древесину лучше не использовать, она может дать трещину.

Идеальное применение сухой древесины — мебель и предметы интерьера.

Равновесная влажность

Чтобы пиломатериал хранился продолжительное время и не сгнил, его необходимо правильно высушить. Для проведения процедуры понадобится показатель равновесной влажности древесины. Он достигается путем длительного нахождения пиломатериалов в определенной внешней среде. При изменении внешних условий меняется и равновесная влажность.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Избыточное количество влаги в породе негативно влияет на состояние готового изделия и портит заготовки. Пиломатериал под воздействием воды плесневеет, в нем заводится грибок. Древесина по структуре пористая и впитывает влагу легко.

Также легко от нее и избавляется, уменьшаясь или увеличиваясь в размерах. В результате при неправильных расчетах показателя, некоторые участки деревянного строения могут начать выпирать со временем или осесть.

А потом, под воздействием внешней среды вновь сгладятся.

Степень влажность у хвойных и лиственных пород отличается. Для четкой сортировки пиломатериала его разделяют на 3 степени по процентному соотношению воды в составе:

  • Сырая древесина. Содержит более 35% влаги.
  • Полусухая. В диапазоне от 25 до 35%.
  • Сухая. Менее 25%.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

При естественной сушке показатель снижается до 30%. При этом меняются габариты и масса материала. Для ускорения процесса применяются технологии, позволяющие в короткий период снизить его до 7-18%.

Свободная и связанная влага

Когда дерево срублено и лежит на складе, влага по стволу распределяется равномерно. Прежде чем это произойдет должен пройти достаточно большой промежуток времени. Сразу после спила влажность повышена, достигает в среднем 60%. Влага внутри ствола делится на :

  • гигроскопическую (свободную), которая задерживается в волокнах;
  • капиллярную (связанную), содержащуюся в клетках растения.

В процессе сушки из ствола выходит только свободная влага. Капиллярная остается. Ее в древесине всего примерно 23%. Если пиломатериал срубили недавно, то влажность будет распределяться неравномерно по длине ствола.

Самый высокий процент наблюдается в комлевой части, чем ближе к верхушке, тем процент становится ниже. Еще есть зависимость количества влаги в древесине у некоторых пород от близости к ядру.

У одних она повышается при приближении к сердцевине, у других, наоборот, понижается.

Источник:
http://lesoteka.com/obrabotka/vlazhnost-drevesiny

Влажность профилированного бруса и способы ее измерения

Влажность древесины и, в частности, профилированного бруса — это величина, характеризующая наличие воды в древесине.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

При сушке дерева влага испаряется неравномерно. Сначала влага испаряется из внешних слоев, а затем из внутренних. Такое неравномерное испарение влаги приводит к тому, что в древесине возникает внутреннее напряжение, растягивающее ее на поверхности и сжимающее внутри, в результате чего на дереве могут проявиться трещины.

Наиболее распространенные древесные породы по величине коэффициента объемной усушки можно разделить на 3 группы:

  • малоусыхающие — ель, пихта, кедр, белый тополь, сосна;
  • среднеусыхающие — дуб, вяз, бук, осина, ясень, черный тополь, мелколистная липа;
  • сильноусыхающие — клен остролистный, граб, лиственница, береза.

Влажность древесины (в т.ч. профилированного бруса), как правило, оценивается в процентах. Процент влажности древесины рассчитывается исходя из веса сухого вещества древесины:

  • Процент влажности = Мвода / Мдревесина × 100%
  • где Мвода — масса воды в древесине, а Мдревесина — масса сухой древесины.
  • Таким образом вычисленный процент влажности древесины может быть также больше чем 100%, это значит, что в древесине воды по весу больше чем сухого вещества.
  • В качестве примера приведем значения влажности для различных состояний древесины:
  • сердцевина растущего дерева — примерно 35%;
  • поверхностные слои растущего дерева — от 70 до 250%;
  • средняя влажность свежей древесины, вывезенной с помощью автотранспорта — около 80%;
  • сплавленные брёвна (и пиломатериал из них) до 120%;
  • естественно сушащийся под навесом материал в штабелях в летних условиях до 15 — 25% (транспортная сушка).

Единственной возможностью точно измерить влажность профилированного бруса является сушка пробных кусков материала в печи до тех пор, пока их вес перестанет уменьшаться. Различные методики измерения веса можно найти в справочниках. В принципе удовлетворительного результата можно достичь и в домашних условиях, нагревая материал в духовке и используя достаточно точные весы (±1 г).

В настоящее время в России действует межгосударственный стандарт ГОСТ 16588-91 (ИСО 4470-81) «Пилопродукция и деревянные детали.

Методы определения влажности», который стандарт распространяется на пилопродукцию и деревянные детали (в том числе и профилированный брус) хвойных и лиственных пород и устанавливает три метода определения влажности пилопродукции или деталей — рабочий (с использованием электровлагомера), контрольный и ускоренный сушильно-весовые методы.

Рабочий метод с использованием электровлагомера применяют для пилопродукции и деталей с влажностью от 7 до 28%. Метод не требует вырезки образцов и не распространяется на определение влажности мерзлой или подвергшейся глубокой пропитке пилопродукции и деталей.

При измерении влажности пилопродукции и деталей с мокрой поверхностью или после поверхностной пропитки следует применять электровлагомеры кондуктометрического типа с изолированными основаниями электродов.

Контрольный сушильно-весовой метод применяют при любой влажности пилопродукции и деталей, а также при решении спорных вопросов и при отсутствии влагомера. Метод требует вырезки образцов.

Ускоренный сушильно-весовой метод применяют при необходимости оперативного контроля влажности пилопродукции и деталей и при отсутствии влагомера.

Метод требует вырезки образцов и наличия сушильного шкафа, обеспечивающего температуру высушивания (около 120 °С ).

Сущность рабочего метода с использованием электровлагомера — определение влажности древесины по величине электрического сопротивления, диэлектрической проницаемости или других электрофизических характеристик древесины.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

  • игольчатые измерители, в которых в древесину втыкаются два расположенных на определённом расстоянии друг от друга игольчатых электрода и измеряется электронапряжение между ними;
  • измерители, где пластинка датчика, генерирующего электромагнитное поле, устанавливается вплотную к поверхности древесины и регистрируются все изменения, влияющие на магнитное поле.

Приборы, основанные на этих двух принципах, дают результаты с определенной погрешностью, причиной которой являются различные внешние влияния. Основными факторами, влияющими на результат измерения влажности профилированного бруса с помощью измерителей являются:

  • температура измеряемого материала (при увеличении температуры на 5°С прибор показывает примерно на 0,5% более высокое содержание влаги, наиболее точный результат измерения можно получить при температуре материала +20°С);
  • температура окружающей среды;
  • порода древесины, место и скорость роста (в сухой или болотистой местности, в северных или южных широтах, на поляне или в лесу);
  • действительная плотность древесины;
  • случайные смоляные гнёзда в месте измерения, дефекты материала;
  • случайная влажность на поверхности профилированного бруса;
  • градиент влажности в конце процесса сушки (до уравнивания материал около поверхности суше чем в сердцевине, например при выходе из сушилки влажность поверхностного слоя профилированного бруса, высушенного до 8% влажности, примерно 6,5%, а в сердцевине примерно 11,5%);
  • взаимодействие всех вышеупомянутых факторов.
Читайте также:  Электрические пилы по дереву: обзор инструмента для резания древесины

Для снижения погрешности целесообразно выполнять несколько измерений, выявлять и исключать из рассмотрения результаты, сильно отличающиеся от средних значений, а затем выполнять усреднение оставшихся результатов и уже только по этому значению оценивать влажность профилированного бруса.

Источник:
http://pro-brus.ru/info/stati/vlazhnost-profilirovannogo-brusa-i-sposobyi-ee-izmereniya/

Определение влажности древесины

Методы определения влажности древесины

Древесина применяется в строительстве для создания отдельных структурных элементов зданий и сооружений. Лесоматериалы распространены в столярном деле, производстве мебели.

Перед началом работ с деревом важно учитывать свойства, тип, плотность, время, место сбора заготовок. Следует принимать во внимание наличие-отсутствие сучков, грибков, породу и содержание влаги.

При строительстве важно понимать, как определить влажность отделочных материалов из дерева, чтобы использовать только качественные материалы.

Типы влагосодержания

В процессе промышленной, а также ручной обработки пиломатериалов учитывают следующие виды влажности:

  • естественная,
  • равновесная,
  • абсолютная,
  • относительная.

Первый тип (ЕВ) характеризует количество влаги растущего или только что спиленного ствола. От того, насколько точно определен показатель влагосодержания, зависит правильность просушки, соблюдение сроков.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

У лиственных пород этот коэффициент ниже, чем у хвойных. Между временем года спила, жизненными циклами дерева и содержанием влаги есть прямая зависимость. Зимой содержание влаги гораздо ниже, чем летом.

Важно! Жидкость ствола распределена неравномерно – разница между влажностью наружных слоев и ядра достигает 100-120 % (например, у лиственницы).

На этапе складского хранения важен параметр равновесной влажности (РВ). Материал хранят на складе, равномерно высушенным, как в ядре, так в наружных частях. РВ меняется в зависимости от условий хранения – температуры, а также влажности окружающей среды.

Стандартная влажность определяет равновесие влаги в частях лесоматериала в условиях 15 % содержания воды в древесине. Это безопасное содержание воды для дальнейшего хранения.

Для правильной просушки требуется учитывать параметры абсолютного и относительного влагосодержания. Первое определяет соотношение – масса свежеспиленной заготовки, а также абсолютно сухой (когда достигла точка насыщения волокон).

Важно! Точка насыщения волокон – это показатель равновесия влажности, при котором влага волокон испарилась, а капиллярная жидкость осталась.

При вычислении значения относительного влагосодержания (ОВ) учитывается фактический вес заготовки по отношению к абсолютно сухому.

Чтобы измерить ОВ (в процентах), используется такой метод – от свежей доски отрезается образец, затем взвешивается, высушивается до абсолютно сухого состояния, наконец снова измеряется его масса. Разница между первым, вторым показателем – масса воды.

Наконец, ОВ определяется по формуле: W=mB/m0 x 100, где mB – масса жидкости, mо – вес образца в начальном состоянии.

Как определить влагосодержание древесины

Традиционный метод измерения – взвешивание. Для этого нужно из средней части доски (между ядром и краем) вырезать 2-3 образца, очистить от коры, взвесить. Затем образцы подсушить в шкафу до 100 градусов по Цельсию.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

  • Спустя 8-9 часов, когда образцы полностью высушены, они взвешиваются еще раз.
  • Влажность подсчитывается по формуле: W = (М0 — МС):(МС × 100%).
  • M0 – начальный вес, MC – вес после сушки.

Новый способ определения содержания воды в заготовке – электронно-измерительный. Его преимущество – экономия времени, точность, меньшая погрешность вычисления.

Одни влагомеры измеряют содержание жидкости в материале с помощью иглоэлектродов. Другие, современные, дорогие – способны определять влажность бесконтактным способом.

Многие пользователи привыкли к древесине, считают ее лучшим строительным и декоративным материалом. Альтернатива дорогим деревянным строениям – дома из газобетона.

По эксплуатационным свойствам газобетон мало уступает древесине: он легкий, пожаробезопасный (в отличие от сруба), прочный, недорогой. Его недостаток – медленное высыхание, возможная усадка конструкции.

Это решается грамотной подготовкой блоков и соблюдением сроков сушки.

Почему следует учитывать влажность древесины?

Усадка строения затрагивает не только газобетонные конструкции, но и деревянные. Нарушение правил хранения материалов из дерева приводит к проблемам. Образуются трещины, возникает деформация, развивается плесень или грибок.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Со временем трещины могут вырасти, ухудшится теплоизоляция дома, потребуются дополнительные финансовые вложения.

Важно! Практика показывает, что показатель усадки увеличивается на 1-2 %, в зависимости от естественной усушки на 5 %.

Кроме деформации ухудшается и качество герметиков клеев – вдвое, если разница в содержании влаги доски составит всего 4 %.

Проверка влагосодержания в домашних условиях

Кроме традиционного взвешивания, электронно-измерительного замера в домашних условиях используют другие способы.

  • Простой карандаш. При распиле чрезмерно влажного дерева спил будет влажным. Если этот способ не работает, следует провести по спилу карандашом. След на высоковлажном материале посинеет, на сухом – нет.
  • Анализ стружки. Также можно условно определить влажность по стружке. Эластичная, гнущаяся, мягкая – много влаги, рассыпается в руках – сухая. При сверлении на несколько секунд оставить сверло, если доска сухая – появится дымок, если мягкая – стружка.
  • По звуку. Другой способ – постучать по доске или стволу. Звонкий стук говорит о сухом пиломатериале, глухой – о влажном. Такие проверки позволяют сделать лишь такой вывод: влажный или сухой материал.

Когда погрешность велика, лучше применять электронный метод или взвешивание. Использование влагомеров позволяет снизить погрешность измерений до минимума.

Возможные ошибки, исправление влажности

Недоразумения возникают на разных этапах после спила лесозаготовки.

Например:

  • На складе проигнорировали, что бревна находились в воде.
  • Одинаково обрабатывались разные породы деревьев.
  • Могла быть нарушена технология сушки, не выдерживаться сроки просушки, не соблюдаться правила аэрации лесоматериалов.
  • Другая причина – чрезмерное содержание влаги воздуха на складе и (или) протекающая крыша тента.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Продавцы готовых лесоматериалов иногда обманывают покупателей, предлагая им недосушенные или пересушенные изделия. Такие партии продают по сниженной цене, что дополнительно стимулирует к покупке.

Покупатель решает сэкономить на проверке влажности, начинает строительство или собирает предмет мебели без подготовки. Наконец, ошибки возможны, если неграмотно определять влагосодержание.

Сушить недосушенное

Даже если покупатель решил сэкономить и приобрел влажные недосушенные пиломатериалы, есть возможность досушить их на своем участке.

Для этого доски нужно правильно укладывать, делать зазоры, чтобы обеспечить воздухообмен. Также требуется защищать заготовки от дождя, накрыв их пленкой, построить крышу для лесоматериалов.

Можно высушить дерево только для внешних конструкций. Если планируется заниматься столярными работами, заготовки требуется досушивать до 5-8 %. Для этого можно либо обратиться к специалистам цеха либо воспользоваться домашней мастерской.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Для грамотной просушки надо правильно уложить заготовки и периодически обрабатывать доску тепловентилятором. Если планируется много работы или хочется сэкономить, можно приобрести инфракрасную сушилку.

Инфракрасный спаситель

В большинстве случаев инфрасушка способна решить проблему. Инфракрасные лучи нагревают воду, которая содержится в волокнах, далее она испаряется.

Важно устанавливать правильный температурный режим, это позволит сохранить структуру древесины, волокна. Такую сушку с помощью инфракрасной пушки можно проводить также на открытом воздухе.

Преимуществом такой машины является ее невысокая стоимость (по сравнению с сушильным шкафом), мобильность, высокая эффективность, разные режимы работы, простота в работе, обслуживании.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Отзывы

Важно следить за качеством приобретаемых лесоматериалов, как и за соблюдением правил работы с деревом.

Покупатель Thunder2000 (г. Таганрог) на фундамент положил черновой пол. При этом доска не были просушена, к тому же в доме была вода из-за дождей.

Как говорит покупатель, “вода еще не испарилась из дома, на лесе в некоторых местах появился пушок”.

Чтобы защититься от плесени, надо поскорее закрывать дом – окна, двери, после этого просушивать помещение мобильным кондиционером. Естественно, такой пол не прослужит долго.

Другой покупатель (sashavitas, Умань) столкнулся с некачественным оказанием услуги. Небольшой цех продал ему круглый стол из непросушенной сосны, сказав, чтобы не ставили в жаркое помещение, во избежание рассыхания.

Покупатель уверяет, что поставил его на кухне на даче, где температура около 15 градусов. Однако стол все равно начал рассыхаться. Такой стол надо вернуть для досушки.
Опытные мастера советуют приобретать лесозаготовки, материал и готовые изделия только в проверенных компаниях.

Приобретение лесоматериалов – ответственный шаг! Важно учитывать состояние древесины, ее влажность. Соответствие стандартам: 15-20 % для строительных работ, 5-8 % для столярных – сэкономит средства на ремонт. Такое дерево прослужит долго!

Измерение влажности древесины и древесных материалов

Информация о влажности древесины очень важна для правильного построения технологических процессов деревообработки.

Слишком высокая влажность древесных материалов чревата опасностью биологического поражения древесины, а также последующей усушки деревянных деталей и их коробления при эксплуатации в условиях повышенных температур и низкой влажности воздуха.

Слишком сухая древесина становится довольно хрупкой, трудно деформируется и гнется, плохо поддается обработке резанием.

Контроль процесса сушки пиломатериалов неразрывно связан с необходимостью текущего контроля влажности древесины. Существуют разные методы измерения содержания влаги в древесине и древесных материалах: весовой, кондуктометрический, индукционный, микроволновый, инфракрасный.

Читайте также:  Береза пушистая: описание дерева, особенности, размножение

Весовой метод является самым точным из перечисленных. Он предназначен для оценки влажности древесины в лабораторных условиях и требует пять-восемь часов для получения результата.

От тестируемого материала (доски) на расстоянии 300-500 мм от торца отпиливают пробу толщиной 10-12 мм (вдоль волокон древесины), которую тщательно очищают от заусенцев и тут же взвешивают на лабораторных весах с точностью до 0,001 г.

Затем пробу помещают в электрический сушильный шкаф и сушат при температуре 100-105°С. В процессе сушки пробу периодически вынимают из сушильного шкафа и взвешивают. Первое взвешивание выполняют через пять часов после закладки пробы в шкаф, остальные — через каждые один-два часа.

Древесина достигает абсолютно сухого состояния, когда масса пробы перестает изменяться. Разница в массе влажного и сухого образца (пробы), отнесенная к массе абсолютно сухого образца, показывает влажность древесины в момент первого взвешивания.

Ускоренный сушильно-весовой метод предусматривает сушку образцов при температуре 120±2°С в сушильных шкафах с принудительной циркуляцией. Продолжительность сушки в этом случае составляет 2-2,5 ч. Конечную массу образцов определяют после их охлаждения в комнатных условиях в течение 2-5 мин.

Известен также экспресс-метод определения влажности древесины весовым способом. С пиломатериала или заготовки острой стамеской снимают тонкую стружку, которую тотчас же взвешивают с высокой точностью и помещают в сушильный шкаф. После полного высушивания стружки в течение нескольких минут ее охлаждают и снова взвешивают.

При высокой точности взвешивания достигается высокая точность определения влажности. В одном агрегате размещаются точные аналитические весы, нагреватель и вентилятор, а также электронный узел для фиксации результатов измерений и расчета влажности.

Для получения максимально объективного результата пробу следует сначала расколоть, а потом снять стружку с поверхности внутренней части образца.

Некоторую информацию о влажности древесины можно получить без использования приборов, изучая тонкую стружку, снятую острой стамеской. У древесины высокой влажности стружка при сминании легко деформируется. Сухая же стружка будет крошиться и ломаться. Слишком влажная древесина режется очень легко, а на образце можно заметить влажный след от пореза стамеской.

Остальные методы измерения влажности древесины предполагают использование специальных приборов — влагомеров. Наиболее распространены влагомеры, измеряющие электрическое сопротивление между иголками, внедряемыми в древесину (кондуктометрический способ).

Ток, проходящий через тестируемую древесину, усиливается и затем измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах влажности древесины. Сопротивление зависит от влажности древесины, а также от плотности и температуры материала.

Электровлагомеры довольно надежно определяют влажность древесины в диапазоне от 7 до 30%, а вот результаты измерений влажности выше 30% страдают большой погрешностью.

Электровлагомер может быть использован для дистанционного измерения влажности древесины, находящейся в сушильной камере.

Для достоверного суждения о влажности целой доски необходимо выполнить замеры в большом числе точек по длине и ширине доски и взять среднее полученных значений.

Контрольные образцы с заглубленными в них иглами датчика укладываются внутрь штабеля, а измерительный прибор находится вне камеры. При таких замерах обязательно делают поправку на фактическую температуру древесины.

Однако опыт показывает, что дистанционный метод замера не дает точных результатов, в частности, из-за того, что иглы датчика доставляют лишнее тепло к древесине в местах заглубления. Из-за подсушки древесины в этих местах контакт между датчиком и материалом нарушается, и показания прибора искажаются.

Погрешность измерений современными электровлагомерами, которые оснащены шкалами для тестирования разных пород древесины: бука, ели, клена, лиственницы, дуба, сосны и др., — составляет 1-2% абс. в диапазоне от 0 до 30%.

В качестве примечания: абсолютная погрешность определяется в самих измеряемых величинах, а относительная — в долях измеряемой величины. Например, при абсолютной погрешности ±2% для влажности 18% можно считать, что реальная влажность 16-20%. При этих условиях относительная погрешность составит 2 х 100/18 = 11,1%.

Индукционный (диэлькометрический) способ измерения основан на использовании электромагнитных волн и определении диэлектрической проницаемости древесины, которая зависит от содержания в ней влаги.

Диэлектрической проницаемостью какого-либо материала называется величина, показывающая, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если воздушную прослойку между пластинами заменить такой же толщины прокладкой из этого материала. Показатель диэлектрической проницаемости зависит от частоты тока и влажности древесины.

С увеличением влажности древесины диэлектрическая проницаемость вдоль волокон увеличивается, что особенно заметно при частоте тока до 100 Гц.

Напряжение от датчика индуктивного типа, который представляет собой плоский излучательный контур, установленный внутри корпуса влагомера под цифровым табло, подается на цифровой вольтметр, расположенный на передней плате прибора.

Бесконтактные индукционные влагомеры малочувствительны к температуре древесины, что позволяет работать без таблиц температурной коррекции. Подобные влагомеры работают в диапазоне 5-45% влажности древесины с точностью до 1-1,5% абс.

и учитывают плотность измеряемой древесины. Большим достоинством индукционного способа является то, что длительность измерения не превышает 5 с.

При выходе результата измерения за верхнюю границу требуемого диапазона влажности прибор подает звуковой сигнал.

Индукционные влагомеры, принцип измерения которых основан на взаимосвязи диэлектрических свойств влажного материала с количеством содержащейся в нем влаги, выпускают многие фирмы, в т. ч. российские «Интерприбор» и MetronX.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения Рис. 1. Экспресс-измеритель теплопроводности и влажности строительных материалов ИВТП-12

В отечественной практике широко использовался портативный цифровой измеритель влажности ВСКМ-12У, предназначенный для оценки влажности разных строительных материалов, в т. ч. древесины.

Теперь ему на смену выпускается экспресс-измеритель теплопроводности и влажности строительных материалов ИВТП-12 (рис. 1).

В основу действия прибора положены корреляционные связи между диэлектрическими и физическими свойствами капиллярно-пористых тел.

Диапазон измерения влажности этим прибором — от 0,3 до 60% с погрешностью 1,5-2,5% абс. Глубина зоны контроля — не менее 50 мм, длительность одного измерения — не более 10 с.

Помимо задачи оперативного определения влажности пиломатериалов и заготовок (т. е. массивной древесины), в деревообработке не менее актуальна задача определения влажности измельченной древесины и древесных плит. Для текущего и выходного контроля продукции в плитном производстве применяются специальные электровлагомеры.

Прибор ДИ-2М комплектуется двумя датчиками — для определения влажности стружки и плит, а также электронным измерительным блоком с автономным питанием. Датчик для измерения влажности измельченной древесины представляет собой разъемный стакан, в котором между двумя дисковыми электродами с помощью пресса уплотняется навеска материала.

С помощью этих электродов измеряется электрическое сопротивление уплотненного материала — стружки или волокна. Датчиком для измерения влажности древесно-стружечных плит служит зонд с четырьмя иглами, укрепленный на ручке.

Электровлагомер позволяет измерять влажность стружки в диапазоне от 5 до 25%, а влажность древесно-стружечных плит в диапазоне от 6 до 22%. Погрешность измерения ±1-2% абс.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения Рис. 2. Схема СВЧ-влагомера M-Sens 2 (SWR Engineering, Германия)

Принцип действия сверхвысокочастотных (СВЧ) влагомеров для сыпучих материалов основан на значительном (в десятки раз) различии электрических свойств воды и сухого материала. Концентрацию влаги определяют по ослаблению СВЧ-излучения, проходящего через слой анализируемого материала. В таких влагомерах лента материала проходит между передающей и приемной антеннами.

Передающая антенна соединена с СВЧ-генератором, приемная — с измерительным устройством. Чем выше влажность анализируемого материала, тем слабее сигнал, попадающий в измерительное устройство. СВЧ-влагомеры позволяют измерять влажность в широком диапазоне (0-100%) с высокой точностью. На рис.

2 представлена схема влагомера M-Sens 2 (производитель — SWR Engineering, Германия).

Метод измерения влажности, применяемый в M-Sens 2, основан на принципе поглощения микроволнового излучения материалом. Чем выше влажность материала, тем больше энергии микроволн поглощается им и превращается в тепло и тем меньше возвращается на сенсор датчика измерения влажности.

Отраженные высокочастотные волны преобразуются и подвергаются цифровой обработке, что обеспечивает высокую разрешающую способность измерителя влажности.

Структура материала и равномерность увлажнения оказывают влияние на результаты измерения, поэтому показатель измеренной влажности приводится к среднему значению через объемную плотность контролируемого материала. Для этого проводится предварительная калибровка прибора, в ходе которой в датчик вводятся опорные данные влажности сырья.

Случайные изменения влажности, вызванные неоднородностью материала и его насыпной плотностью, отсеиваются программными инструментами. Датчик влажности сыпучих материалов снабжен функцией автоматической компенсации изменения температуры окружающей среды.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения Рис. 3. Влагомер Moistscan MA500

Для измерения влажности сыпучего материала прямо на конвейерной ленте разработаны влагомеры проходного типа, например влагомер Moistscan MA-500 (рис. 3).

Принцип его действия основан на измерении фазового сдвига и ослабления сигналов микроволн, проходящих через материал и конвейерную ленту. Качество измерения не зависит от размеров кусков материала и скорости движения конвейерной ленты.

Влагомер автоматически компенсирует влияние изменения скорости подачи продукта при использовании измерителя веса ленты либо интегрального монитора толщины слоя материала.

Толщина слоя исследуемого материала может колебаться от 20 до 500 мм, измеряемый диапазон содержания влаги — 0-90%, основная погрешность 0,1-0,5%.

Немецкая компания GreCon выпускает прибор Moisture Analyser MWF 3000 LD, работа которого основана на принципе измерения микроволнового резонанса. Для измерений используются свойства дипольного характера молекул воды.

Электромагнитное поле генерируется посредством планарного сенсора и обеспечивает проникновение микроволн в материал на глубину от 30 до 100 мм (в зависимости от типа сенсора). Изменения в резонансном поле регистрируются сенсором и передаются на процессор.

Резонансная частота микроволнового поля изменяется в зависимости от содержания влаги в материале (увеличивается ширина резонансной кривой). Измерение параметров поля позволяет отдельно оценивать влажность и плотность материала. Облучение не вызывает нагрева или каких-либо химических реакций в древесине.

Измерения эффективны независимо от плотности, структуры поверхности и цвета материала. Благодаря большой глубине проникновения сигнала можно регистрировать как связанную, так и свободную влагу в древесине. При использовании прибора для тестирования разных материалов следует предварительно установить калибровочные кривые.

Читайте также:  Стабилизация древесины в домашних условиях: инструкция, составы

Прибор применяется в производстве древесных плит на участках сушки стружки или волокна, на участке смешивания компонентов и формирования ковра, при контроле качества готовой продукции. Точность измерения ±2%.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения Рис. 4. Схема работы ИК-влагомера Spectra Quad: 1 – образец, 2 – датчик, 3 – фокусирующее зеркало,

4 – вращающееся колесо фильтров, 5 – источник ИК-излучения

Еще один принцип измерения влажности разных материалов реализован в инфракрасном влагомере Spectra Quad (рис. 4). Бесконтактная измерительная система, работающая в режиме online, оборудована оптическим устройством сбора измеряемых параметров. Рабочим инструментом является ИК-излучение, абсорбируемое влажным материалом: чем суше материал, тем больше инфракрасных лучей он отразит.

Интенсивность поглощения излучения определенной длины волны пропорциональна содержанию влаги в материале. Кварцево-галогенный источник испускает свет в определенном диапазоне длин волн. Свет от источника проходит через вращающиеся фильтры.

Оптические ИК-фильтры разделяют световой поток на измерительные и опорные лучи, которые поглощаются и не поглощаются анализируемым компонентом. Отраженная энергия лучей преобразуется в электрические сигналы, соотношение уровня которых пропорционально величине контролируемого параметра.

Дополнительные оптические каналы (внутренние лучи) компенсируют любую нестабильность оптических и электронных компонентов. Свет, прошедший через фильтр, направляется на образец и частично поглощается и частично отражается.

Отраженный свет собирается и фокусируется на датчик, сигнал с которого пропорционален содержанию влаги в материале.

Владимир ВОЛЫНСКИЙ www.drevo-inform.ru

Владимир Волынский

Методы определения влажности древесины

Дерево – натуральный материал, достаточно сильно восприимчивый к влажности. Оно способно выделять и поглощать влагу в зависимости от окружающих условий. При неизменном состоянии микроклимата влажность древесины стремится к постоянным показателям.

Определение влажности древесины во многом зависит от породы дерева. Наиболее гигроскопичными являются груша, бук, кемпас. Самыми стойкими считаются дуб, бамбук, мербау.

Использование древесины для строительства и ремонта предполагает соблюдение норм влажности. Под термином «влажность» подразумевается процентное отношение воды к сухой древесине.

Типы влажности

Выделяют два вида влажности древесного сырья: относительная и абсолютная.

Абсолютная

Такое понятие характеризуется отношением массовой доли влаги определенного объема древесины к весу абсолютно сухого сырья этого же размера. На этот показатель существуют установленные государственные стандарты. Согласно им показатели измерителя абсолютной влажности доски должна быть в границах 9%.

Относительная

Это процентное отношение влаги, которая содержится в дереве, к массе влажной древесине. В древесном сырье вода находится в двух формах: свободной и связанной. Они указывают на общее число влаги в сырье.

Объем связанной влаги зависит от микроклимата, так как впитывается из воздуха. Находится она в клеточной структуре дерева. Именно из-за этого, в зависимости от влажности окружающей среды, происходит разбухание или усушка материала.

Удалить связанную воду можно только при помощи сушки.

Помимо этого, вид древесного сырья зависит от степени его влажности.

Существует несколько типов влажности древесины:

  1. Мокрая. К этому разряду относят дерево, которое долгое время подвергалось воздействию воды. В таком случае показатель измерителя влажности составляет более 100%.

  2. Свежесрубленная. Влажность недавно сваленного дерева находится в пределах 50–100%.

  3. Комнатно-сухая. Этот вид материала, который долгое время находился в отапливаемом здании. Поэтому его число находится в пределах 9–13%.

  4. Воздушно-сухая. К такому типу относится древесина, которая длительное время хранилась на свежем воздухе. В зависимости от условий окружающей среды, ее показатель находится в пределах 15–20%.

  5. Абсолютно сухая. Таких показателей можно добиться только при помощи сушки в специальном приборе. Количество воды в этом случае равняется 0.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Как узнать влажность древесины?

Существует несколько методов, как определить влажность древесины. Но сначала надо выяснить вид растения и влагу воздуха, так как для разных деревьев существуют свои стандарты.

Для того чтобы измерить влагу древесного сырья, как правило, используют два метода: весовой либо при помощи электрического прибора. Их показатели могут несколько отличаться, но незначительно.

Весовой

Для этого метода потребуется:

  • доски;
  • очень точные весы;
  • пила;
  • линейка.

Процесс измерения:

  1. Для начала из середины доски нужно своими руками отпилить кусок шириной 10–15 миллиметров. Он будет служить контрольной пробой. Главное, в этом этапе – взять брусок именно с центра доски. С торцевой части отрезать не стоит, так как она имеет намного меньшую влажность.

  2. Далее, выпиленный своими руками фрагмент, нужно очистить и взвесить на весах. Полученная цифра записывается. Например, обозначим ее «Ph». Это будет начальная масса пробы.

  3. После взвешивания этот кусок нужно отправить в специальную сушку, прибор с температурой около 100С°.

  4. Первое взвешивание производится своими руками через пять часов. Все последующие показатели записываются с интервалом 1–2 часа.

  5. Высушивание проводится до тех пор, пока весовой показатель не начнет повторяться. Это означает, что материал стал абсолютно сухим. Обозначим числовой показатель последней пробы как «Pc».

  6. Далее, влажность можно определить, используя формулу:

W = (Ph-Pc) : (Pc х 100%)

W – показатель в процентах; Ph – первый вес; Pc – последний вес.

Чтобы получить более надежные результаты, лучше использовать два образца для проб. Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Электрический

Чтобы провести весовое измерение древесины требуется очень много времени. В среднем на такую работу уходит около девяти часов. Но есть способ, который позволяет намного быстрее и более точно определить процентное число воды в дереве.

Установить показатель влажности древесного сырья намного проще при помощи электрического влагомера.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Принцип работы влагомера основан на изменении удельного электрического сопротивления материала зависимо от его влажности.

Иглы-электроды этого прибора вводятся в древесину так, чтобы они находились друг против друга. По ним пускается ток, и влагомер показывает количество воды в этом участке дерева.

Но так как влагомер измеряет влагу только локально, то лучше повторить замер в нескольких местах.

Как определить влажность дерева без технических средств?

Сегодня количество воды в древесном сырье выясняют при помощи сложных расчетов и новейших приборов. Но ведь строительством люди занимались всегда. И как-то они обходились без прогрессивных методов и влагомеров.

Несколько простых рекомендаций, как определить влажность дерева:

  1. По свежеспиленному фрагменту необходимо провести черту карандашом. Когда древесина влажная, линия через некоторое время посинеет, если сухая – нет.

  2. О количестве воды в древесном сырье могут «рассказать» стружки. Если они эластичные, мягкие, при сминании не ломаются – дерево влажное. Стружки сухого сырья в руке будут ломаться, крошиться.

  3. Можно своими руками провести по древесине острым металлическим предметом. По оставленному следу определяется состояние материала. У влажного дерева след будет влажный.

  4. Определить количество влаги в древесном сырье можно ударив по нему каким-нибудь деревянным предметом. Если звук глухой – дерево влажное, тонкий и звонкий – сухое.

  5. О сухости древесины свидетельствуют также трещины на ее торцах. У влажного материала их меньше.

  6. Когда при распиливании доски своими руками в отверстие проступает влага, дерево содержит большое количество воды и непригодно к работе. Слишком пересохшее сырье при подобной обработке крошится.

Влажность древесины играет огромную роль при строительстве и ремонте. Сырое дерево в процессе высыхания будет деформироваться. Чтобы этого избежать работать следует только с сухим материалом.

Влажность древесины формула расчета

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

  • Влажность древесины
  • Первоначальная влажность древесины формула:

Чтобы получить качественный пиломатериал, который будет в минимальной степени подвержен линейным изменениям под действием влажности окружающей среды, необходимо организовать правильную сушку материала. Но для этого иногда требуется предварительно произвести расчеты содержания влаги в структуре древесины на фактический момент.

Влажность древесины

Первым делом необходимо разобраться с самим понятием «влажность древесины» и какая она бывает. Влажность – это количество влаги, содержащейся в структуре пиломатериала, приходящейся на общий объем изделия из него или необработанного бревна.

В зависимости от количества содержащейся воды в структуре дерева влажность разделяют на:

Второй тип – это вода, которая заполняет каналы и поры древесины. Ее количественное соотношение в процентах от общей массы дерева составляет до 70%. Она первая удаляется при сушке пиломатериала любым известным способом: атмосферная сушка, камерная или вакуумная.

Первоначальная влажность древесины формула:

  • W = (Pн — Рс) : Рс * 100%,
  • где W — первоначальная влажность, %;
  • Рн и Рс — начальная масса и масса в абсолютно сухом состоянии образца.

Чтобы определить ее наличие, достаточно вычислить общую влажность в структуре материала и если она окажется более 30%, то свободная влага в дереве есть.

Но если измерения или теоретические расчеты покажут, что процент содержания влаги меньше, то значит, что в дереве свободная влага практически выпарена.

Испарение свободной влаги из древесины не приводит к линейным изменениям пиломатериала. А когда начинается выпаивание связанной влаги, находящейся в клетках тканей, то древесина деформируется.

Чтобы определить относительной влажность древесины, существует формула, которая учитывает массу сухого бревна и начального образца. При этом вес сухого образца является эталоном и берется из справных данных к конкретной породе древесины. Для каждого типа дерева он является своим.

Но также существует понятие абсолютная влажность, которая показывает соотношение влаги в текущем образце по сравнению к влаге после его интенсивной сушки. Абсолютная влажность является результирующей, а относительная – показательной.

Влажность древесины: измерение, виды, формулы определения

Ссылка на основную публикацию