Какими способами можно уменьшить покоробленность древесины при сушке: Возникновение дефектов при сушке древесины

Возникновение дефектов при сушке древесины

• Главная /
• Статьи
• / Возникновение дефектов при сушке древесины

Большое многообразие использования древесины в различных отраслях народного хозяйства объясняется редким сочетанием ее положительных свойств. Вместе с тем положительные качества древесины проявляются и используются с должным эффектом лишь при удалении из нее значительного количества влаги, т.е. после проведения сушки древесины, которая также улучшает ее технологические свойства.

К сожалению, иногда в процессе сушки в древесине возникают дефекты. Это связано с тем, что удаление влаги из древесины сопряжено со значительными трудностями. Подобные трудности объясняются структурой древесины, относительно большой толщиной материала, а также изменением геометрических размеров при понижении ее влажности (усушка древесины). Изменение размеров высушиваемых пиломатериалов при неправильном проведении процесса сушки может привести к различным дефектам, таким как коробление, растрескивание.

Поэтому главной задачей сушки является равномерное снижение влажности древесины — как всех досок в высушиваемом штабеле пиломатериалов, так и отдельно в каждой доске по ее сечению и длине. Пренебрежение к сушке приводит к большому перерасходу древесины и бесполезной трате труда в строительстве и промышленности: неправильное проведение сушки может привести к значительным убыткам из-за трещин и коробления материала, что уменьшает коэффициент полезного выхода при дальнейшей обработке высушенного материала. Правильно построенный процесс сушки древесины должен обеспечивать быстрое удаление влаги из древесины с минимальными затратами при сохранении качества материала. Поэтому любые отклонения от нормальных показателей качества должны рассматриваться как неудовлетворительное ведение процесса сушки древесины.

Возможны изъяны

Дефекты, вызванные изменением геометрии или даже нарушением целостности материала, имеют одну причину — внутренние напряжения. Они возникают в результате целого ряда физических явлений, происходящих в процессе сушки, и связаны с анизотропностью древесины, а также спецификой переноса влаги в материале. Величина внутренних напряжений в древесине определяется характером распределения влаги по объему сортимента в процессе сушки. Чем выше неравномерность влажности, например, центра пиломатериала и его поверхности, тем соответственно выше величина внутренних напряжений. Особенно заметна эта взаимосвязь при интенсификации процесса сушки. В большинстве случаев ускорение процесса сушки древесины сопровождается большой неравномерностью влажности по объему пиломатериала и возникновением значительных внутренних напряжений, приводящих к образованию трещин. Совершенно очевидно, что решение задачи интенсификации процесса сушки древесины возможно лишь при проведении исследований, направленных на учет, оценку и контроль внутренних напряжений, образующихся в древесине в процессе сушки.

Дефекты, которые возникают в процессе сушки, можно разделить на явные, или видимые, и скрытые. Когда значения напряжений превышают предел прочности древесины, они приводят к видимым дефектам. К видимым дефектам можно отнести трещины, коробление материала (рис. 1), выпадение сучков, поражение грибками (плесень), сильное потемнение цвета древесины, большое количество смолы, выделяемой на поверхность древесины. Скрытыми дефектами сушки можно назвать наличие внутренних напряжений в древесине, повышенную и неравномерно распределенную влажность по сечению материала. Также скрытым дефектом можно считать неравномерность просыхания отдельных пиломатериалов в штабеле по окончании процесса сушки.

Одним из необходимых условий дальнейшего использования срубленной древесины является предотвращение ее разрушения дереворазрушающими грибами, которые активно развиваются в структуре древесины при повышенной влажности. После распиловки бревен на пиломатериалы при длительном хранении без их подсушки в древесине могут довольно быстро появиться грибковые поражения — плесень, мучнистая роса, различные гнили (рис. 2). Для предотвращения этого пиломатериалы перед сушкой следует укладывать на прокладки и размещать на открытой площадке для атмосферной подсушки.

Поражение пиломатериалов дереворазрушающими грибами также может наблюдаться и в сушильных камерах. Это может быть связано с ошибками в проектировании сушильных камер, а также при неправильном проведении процесса сушки. Плесень на поверхности древесины может наблюдаться в том месте сушильной камеры, где присутствуют зоны застойной циркуляции, т.е. скорость агента сушки через данный участок приближается к 0 м/с и даже совсем отсутствует. Поражение древесины может наблюдаться в виде локальных грибковых пятен на поверхности (рис. 3), следов от прокладок, на которых рядами уложены пиломатериалы.

Чтобы исключить данную проблему, при создании конструкции сушильной камеры необходимо предусматривать интенсивную и равномерно распределенную циркуляцию агента сушки через штабель высушиваемых пиломатериалов. Кроме того, в начале процесса сушки в сушильной камере еще одним фактором биологического разрушения древесины является низкая температура среды (до 40°С). Прогрев загруженного материала, особенно в зимний период, должен происходить максимально быстро и при высокой температуре. Чтобы быстро прогреть материал и не допустить поражения грибами на начальной стадии процесса, важно правильно рассчитать тепловую мощность сушильной камеры. Независимо от источника тепловой энергии (горячая вода, пар и др.) тепловая мощность сушильной камеры должна быть примерно рассчитана исходя из 5 — 6 кВт на 1 м³ высушиваемой древесины. Даже при недлительном (30 мин) воздействии на древесину температурой 55 — 60°С погибает большинство дереворазрушающих грибов.

Виды трещин

Вследствие неравномерной усушки, а также внутренних напряжений может появиться растрескивание, коробление и сморщивание древесины. Результатом неправильного проведения процесса сушки может стать появление в материале торцовых, пластевых (поверхностных) и внутренних трещин.

Торцовые трещины в пиломатериалах в большинстве случаев появляются раньше других дефектов. Это связано с тем, что торцы сортиментов более интенсивно испаряют влагу вследствие более высокой влагопроводности вдоль волокон, чем поперек. Поэтому в торцах пиломатериалов влажность древесины понижается быстрее. Снижение влажности вызывает усушку и, как следствие, появление растягивающих напряжений в этой части доски. Эти напряжения и являются причиной образования торцовых трещин, которые, как правило, проходят в радиальном направлении (рис. 1а). Причина образования трещин — слишком жесткий режим сушки (высокая температура, пониженная влажность агента сушки). Трещины в древесине образуются, когда растягивающие напряжения превышают предел прочности древесины.

Сначала образуются небольшие трещины, направленные вглубь материала на несколько миллиметров. Если процесс сушки продолжится без изменения режимных параметров, мелкие трещины могут углубиться, расшириться, пройти сквозь все сечение сортимента. Чтобы исключить большое количество торцевых трещин в высушиваемом материале, необходимо снизить интенсивность испарения влаги с торцов пиломатериалов.

Это можно произвести несколькими путями:

• Снизить омывание торцов пиломатериалов агентом сушки (этого можно достичь установкой экранов, закрывающих торцы сушильных штабелей. Загрузку штабелей в камеру производят торец к торцу вплотную).
• Покрыть торцы пиломатериалов масляными красками и другими недорогими замазками. Особенно это рекомендуется делать для сортиментов больших сечений и лиственных пород древесины.
• Применять режимы сушки с высокой влажностью воздуха в начальной стадии процесса сушки.

К сожалению, на практике вопросам защиты торцов уделяется мало внимания, что приводит к большим потерям древесины. Производители изделий закладывают дополнительную длину пиломатериала для дальнейшей оторцовки (вырезки торцовой части доски с трещинами) пиломатериалов после сушки.

Поверхностные трещины образуются в пиломатериалах в первый период сушки вследствие чрезмерного испарения влаги с поверхности. Поверхностные трещины могут появляться на пластях и кромках пиломатериалов. Из-за слишком жесткого режима сушки влага из центра сортимента (внутренняя влага) не успевает подойти к поверхности и поверхностные слои пересыхают. Внутренние напряжения в них превосходят предел прочности, и наружный слой древесины трескается. Направления поверхностных трещин совпадает с направлением волокон древесины (рис. 16). Поверхностные трещины также могут углубляться при продолжающемся неверном ведении процесса сушки.

Наиболее подвержены поверхностным трещинам сердцевинные доски. В них образуются так называемые радиальные трещины, которые появляются из-за неравномерности усушки древесины в радиальном и тангентальном направлениях. Избежать значительного количества поверхностных трещин возможно путем получения минимальных перепадов влажности по сечению материала. Достичь этого можно путем проведения сушки более влажным воздухом, а также проведением промежуточных влаготеплообработок пиломатериалов.

Внутренние трещины (рис. 1в) образуются в конечной стадии сушки, когда растягивающие напряжения внутри материала превосходят предел прочности. Внутренние трещины делают абсолютно непригодным высушенный материал, так как они существенно нарушают прочность. Появлению внутренних трещин особенно подвержены лиственные породы, например, дуб. Поэтому сушка таких пород древесины требует тщательного контроля за внутренними напряжениями.

Для предотвращения образования внутренних трещин рекомендуется во втором периоде процесса сушки проводить промежуточные влаготеплообработки агентом сушки повышенной влажности и температуры. Благодаря обработкам достигается снижение разницы влажности по сечению материала и уменьшение внутренних напряжений.

Другие дефекты

Причиной коробления пиломатериалов при камерной сушке является излишне жесткий режим сушки, особенно это касается лиственных пород древесины. Коробление возникает из-за неодинаковой усушки в тангентальном и радиальном направлениях, наличия существенных внутренних напряжений в материале, а также природных свойств древесины (косослой, крень). В процессе сушки пиломатериалов могут наблюдаться поперечное, продольное и винтообразное коробление (рис. 4). Все они могут наблюдаться одновременно на материале с ярко выраженным одним из трех видов. Сильнее всего поперечному короблению подвержены широкие пиломатериалы (200 мм и более), особенно пиломатериалы тангентальной и смешанной распиловки. Доски радиальной распиловки менее всего подвержены короблению. Косослой и крень древесины главным образом вызывают продольное коробление и скручивание пиломатериалов.

К такому дефекту сушки, как коробление, может привести нарушение технологического процесса сушки: недостаточное количество прокладок, разная толщина прокладок при формировании штабеля пиломатериалов, особенно это касается тонкого материала (25 мм и меньше), выгрузка неостывшего штабеля из камеры (особенно в зимний период) и даже отсутствие конечной влаготеплообработки.

Для предотвращения поперечного и продольного коробления пиломатериалов следует укладывать в штабель доски строго одной толщины и высушивать их в зажатом состоянии. Нижние ряды пиломатериалов фиксируются массой пиломатериалов верхних рядов. Для предотвращения коробления не зажатых верхних двух-трех рядов пиломатериалов рекомендуется применять пружинные или пневматические прижимы, в некоторых случаях на верхний ряд штабеля укладывают груз.

Сморщивание древесины (коллапс) (рис. 1г) происходит из-за разрушения клеток древесины (сплющивание клеток). Такой дефект может появиться при сушке некоторых пород древесины, таких как дуб, ясень, тополь, эвкалипт и др. Сплющивание клеток древесины образуется при длительном воздействии на сырую древесину воздухом высокой температуры и влажности. При этом она сильно пластифицируется. Внешне коллапс древесины выглядит как сечение материала неправильной формы (вид «стиральной доски»). Чтобы исключить сморщивание древесины, пиломатериалы повышенной влажности следует предварительно перед камерной сушкой подвергать сушке атмосферной, а также применять для таких пиломатериалов более низкую температуру и влажность воздуха.

Такие дефекты сушки, как изменение цвета, излишне большой выход смолы на поверхность древесины, в сегодняшних условиях успешно решаются изменением режимных параметров в зависимости от начального состояния высушиваемой древесины. Выпадение сучков происходит из-за того, что более плотная древесина сучка усыхает сильнее, чем окружающие его слои. Данная проблема успешно решается технологией обработки древесины (выборка древесины с малым количеством сучков, заделка выпадающих сучков, вырезка зон с сучками).

Скрытые дефекты сушки

Кроме явных дефектов сушки могут появляться и скрытые дефекты, которые можно считать также браком сушки. Недосушка пиломатериалов происходит при нарушении технологического процесса, т. е. досрочной выгрузке материала из сушильной камеры. Недосушка материала может быть связана с неудовлетворительным контролем за процессом сушки древесины. Неравномерное просыхание пиломатериалов может явиться следствием неполной загрузки сушильного пространства камеры, неравномерной раздачи агента сушки по штабелю, при слабом движении агента сушки через материал, сушке в одной камере древесины разных пород и толщин.

Поскольку внутренние напряжения в древесине не вызываются внешними факторами, они уравновешены в пределах конкретного высушиваемого сортимента. И если в процессе проведения сушки не снизить значение напряжений, можно получить остаточные напряжения в древесине, которые в дальнейшем приведут к браку изделия вследствие нарушения его геометрии.

Коробление древесины

Покоробленность древесины — порок, при котором пиломатериалы изменяют начальную форму и коробятся. Это происходит из-за несоблюдений правил сушки и механической обработки, повышенной влажности и разбухания, чрезмерной внутренней напряженности дерева. Данный дефект ухудшает внешний вид и усложняет обработку древесины, уменьшает прочность и снижает сортность пиломатериалов. Кроме того, многие изделия с покоробленностью нельзя использовать по назначению.

Виды и особенности порока

Коробление снижает качество пиломатериалов и деревянных изделий, усложняет обработку древесины и увеличивает объем отходов. Кроме того, такое дерево трудно красить, шлифовать и покрывать лаком. Покоробленность может быть трех видов:

• Поперечная связана с разбуханием древесины в нескольких направлениях и обусловлена формой поперечного сечения пиломатериала. Она представляет изгиб изделия по ширине;
• Продольная проявляется при распиловке бревна или бруса из-за содержания некоторых дефектов и пороков древесины, среди которых сучки, крен, наклон волокон и пр. Представляет изгиб изделия по длине в плоскости;
• Винтовая представляет спиральную изогнутость по длине пиломатериала.

Покоробленные изделия подвергают продолжительной дополнительной механической обработке. Чтобы уменьшить коробление, материалы сушат в зажатом состоянии при режимах, которые не вызывают большие внутренние напряжения. В завершении делают влаготепло-обработку. Это снимает остаточное напряжение сушки. Отметим, что при эксплуатации древесины во время и после сушки или при увлажнении степень покоробленности может измениться.

Чтобы избежать такого дефекта, важно отбирать качественную и прочную древесину с плотной структурой. Кроме того, нужно соблюдать технологию обработки дерева, правила хранения и перевозки. Хранят пиломатериалы в чистом, сухом и хорошо проветриваемом помещении. Правильное хранение предотвратит образование многих пороков и дефектов, в том числе покоробленности, гниения, появления плесени и грибка, червоточин.

Бревно и брус для строительства дома

Деревянные материалы для строительства дома или бани подбирают так, чтобы они не подвергались покоробленности. Для сруба важно подобрать качественные бревна и брус без больших сучков и червоточин, без гнили и плесени. Они должны обладать однородным светлым цветом, гладкими и ровными сторонами.

Компания “МариСруб” самостоятельно изготавливает пиломатериалы под проект дома. Это позволяет отслеживать заготовку сырья и каждый этап производства, что гарантирует высокое качество изделий. Кроме того, собственное производство — экономия денежных средств на транспортировке и оплате услуг подрядчиков. Поэтому мы предлагаем низкие цены на пиломатериалы!

Каждое изделие проходит антисептирование и конденсационную сушку. Такая сушка безопасна для древесины. Она исключает появление дефектов, производственного брака и пороков, в том числе покоробленности. Кроме того, после конденсационных сушильных камер бревно и брус меньше трещат, дольше сохраняют первоначальный цвет, натуральность и физические свойства.

А обработка антисептиками защитит дерево от негативного влияния влаги и насекомых, ультрафиолета и перепадов температур, морозов и ветра. Пиломатериалы не покроются плесенью и не потемнеют, не деформируются и не загниют. Соблюдаем требования ГОСТ, нормы хранения и транспортировки, что исключает появление дефектов!

В “МариСруб” вы можете заказать строительство деревянного дома из бруса или бревна “под ключ”. Комплексное строительство включает создание индивидуального проекта или доработку уже готового варианта, установку сруба, фундамента и кровли, отделку внутри и снаружи дома, монтаж и введение в работу инженерных сетей. Гарантируем качественное строительство в срок!

404 ОШИБКА WOODWEB

404 ОШИБКА WOODWEB

Предотвращает ли окрашивание древесины коробление?

Нам всем нужен идеальный готовый продукт. Вы можете задаться вопросом, предотвращает ли окрашивание древесины коробление? Хороший вопрос. В сочетании с другими методами правильная морилка может помочь сохранить древесину прямолинейной.

Окрашивание дерева поможет предотвратить его коробление. Однако морилка сама по себе не удержит все доски прямыми. Вы должны сочетать правильную технику окрашивания с другими методами предотвращения коробления. Например, используя другой тип древесины или используя более качественный пиломатериал.

В этой статье подробно объясняется, как окрашивать древесину, чтобы предотвратить ее коробление. Мы также рассмотрим несколько других способов держать ваши доски прямо.

Когда вы усердно работаете над деревянным проектом, вам нужен наилучший результат. Нет ничего более обескураживающего, чем тратить много часов на что-то только для того, чтобы получить деформированный и бесполезный проект. Разберемся, как этого избежать.

Окрашивание для предотвращения деформации

Окрашивание может защитить древесину от деформации. Этот эффект достигается балансировкой скорости высыхания доски.

Прежде чем мы перейдем к тому, как окрашивание поможет вашей древесине, давайте сначала поговорим о том, почему древесина коробится.

Почему дерево коробится?

Древесина коробится из-за дисбаланса в процессе сушки. Чтобы лучше понять эту концепцию, подумайте о доске как о чьей-то спине. Думайте о сушке доски, как о напряжении мышц.

Когда у вас напрягаются мышцы, они начинают тянуть ваш позвоночник. Если вы не сможете справиться с перегибом, напряженная мышца начнет заставлять вас горбиться.

То же самое и с деревянной доской. Когда он высыхает в определенной области, он стягивается и сжимается. Результатом является вытягивание в одну сторону и коробление пиломатериала.

Конечно, древесина не всегда деформируется в сторону. Иногда он изгибается, или изгибается, или чашевидно. В этой статье вы найдете отличный пример того, как доска может деформироваться.

Итак, при всем этом извращенном мышлении, какое значение имеет окрашивание? Как это может помочь?

Давайте поговорим об этом.

Почему окрашивание предотвращает деформацию досок 

Окрашивание древесины дает вам множество преимуществ. Хорошая морилка придаст вашему изделию красивый вид, защитит его от непогоды и даже затормозит процесс коробления.

Как мы уже говорили в предыдущем разделе, древесина коробится при потере влаги. Поскольку древесина не всегда однородна, вполне вероятно, что одна часть древесины высохнет и затянется раньше других, что приведет к деформации.

Вот где появляется пятно. 

Морилка похожа на одеяло, защищающее древесину от жары и влажности. Когда вы покрываете доску качественной морилкой, происходит более равномерное рассеивание влаги.

Эта ровность заставляет доску высыхать с более постоянной скоростью, давая вашей доске больше шансов сохранить форму.

Но как это сделать? Давай выясним.

Как окрашивать древесину для предотвращения коробления

Здесь нет ничего сложного. Главное, убедитесь, что вы используете качественную морилку и наносите хороший толстый слой — это может означать, что вы будете перекрашивать доску несколько раз.

Кроме того, многие люди выступают за окрашивание доски как можно раньше. Считается, что при раннем окрашивании можно запечатать доску до того, как она деформируется, а содержание влаги будет оставаться на стабильном уровне.

Еще одна вещь, которую следует иметь в виду – вы должны убедиться, что вы окрашиваете концы доски. Торцы доски будут терять влагу намного быстрее, чем середина. Результатом этой повышенной потери влаги является склонность доски к «изгибу».

Ведутся споры о необходимости покрытия всей доски. Одна сторона утверждает, что в этом нет необходимости. Они заявляют, что дополнительное время, необходимое для окрашивания нижней стороны колоды, которое обычно не влияет на эстетику, не стоит минимального уменьшения деформации.

Другая сторона утверждает, что вы должны сделать все возможное, чтобы доска не деформировалась. В общем, то, что вы решите сделать, будет зависеть от того, насколько «идеальным» должен быть ваш проект.

Если вы делаете роскошный обеденный стол, вы можете потратить время на покраску нижней стороны. Однако, если вы строите небольшую террасу для своего заднего двора, вы можете просто решить пропустить ее. Тебе решать.

Окрашивание является важным этапом в готовом изделии и, скорее всего, поможет предотвратить коробление. Однако есть много способов, возможно, более эффективных, для предотвращения коробления.

Мы рассмотрим некоторые из них в следующих разделах.

Почему окрашенные доски все еще деформируются 

Даже самая нетронутая окрашенная доска может деформироваться, если за ней не ухаживают должным образом. Очень уныло создавать великолепный проект, испачкать его, как профессионал, а затем превратить его в треснувшее и деформированное бельмо на глазу.

Давайте рассмотрим несколько распространенных причин, по которым доски деформируются даже при соответствующем окрашивании.

Вот три момента, которые следует учитывать: 

1. Плохой спил ИЛИ древесина неправильного типа 
2. Древесину необходимо высушить 
3. Доски недостаточно закреплены 

Давайте узнаем больше.

Неправильно подобранные доски или плохой рез могут привести к деформации даже при наличии пятен

Все мы видели опытных мастеров на лесопилке. Он держит два на четыре вверх, как винтовку, и смотрит на зерно. Потом отбрасывает в сторону. Не достаточно хорош. Он может оставить только две из двадцати досок. Может быть, даже не это.

Что наблюдает этот плотницкий Шерлок Холмс? Что было не так со всеми этими другими досками?

Выбирая древесину в магазине оптовых пиломатериалов, вы должны обратить внимание на три вещи:

1. Пилорама
2. Пилорама
3. Правильный тип древесины

Пиломатериал

доски. Полураспиленная древесина распиливается с более перпендикулярными волокнами, тогда как плоская древесина более параллельна волокнам.

Плоский пиломатериал, вырезанный из центра дерева – этот срез гораздо более склонен к деформации. Если вы когда-нибудь увидите доску, содержащую центральную часть дерева, избегайте ее.

Пиломатериалы Riftsawn 

Riftsawn — это просто термин, описывающий, как и где доска была вырезана из дерева. Использование пиломатериалов, распиленных поперек, немного лучше, чем пиломатериалов. Структура волокон более плотная и прямая, чем у распиленной доски, и обе остаются более прямыми, чем у плоскораспиленной доски.

Когда вы выбираете пиломатериалы для своего проекта, обратите внимание на эти вещи. Если вы можете получить доску со сплошным срезом, она с большей вероятностью удержит пятно и останется ровной на долгие годы.

Древесина, которая не деформируется от пятен

Еще один важный момент – это тип древесины. Как оказалось, некоторые деревья растут с прямыми волокнами, устойчивыми к деформации.

Если для вашего проекта требуются плоские доски, рассмотрите возможность использования одной из следующих пород: 

1. Красное дерево
2. Кедр
3. Пихта Дугласа 

Все три из них растут с очень прямыми волокнами и устойчивы к наблюдаемым короблениям и изгибам в других видах пиломатериалов.

Дать древесине высохнуть 

Уже высохшая древесина более устойчива, чем высыхающая древесина. Поскольку древесина уже прошла через силы сушки, в будущем она будет более предсказуемой.

И наоборот, если вы строите свою палубу из относительно влажной древесины, вы, скорее всего, заметите некоторую деформацию.

Если вы можете, возьмите древесину, высушенную в печи до низкого процента влажности – это даст вам наиболее предсказуемый материал. В дополнение к этому, если вы комбинируете сухие пиломатериалы  с хорошим окрашиванием , у вас гораздо больше шансов получить доску, которая останется прямой.

Давайте рассмотрим еще один способ сохранить окрашенную древесину ровной.

Надлежащее закрепление досок для предотвращения деформации

Доски необходимо надлежащим образом закрепить до и после использования. Это означает, что вы должны знать, как хранить древесину, чтобы предотвратить ее коробление.

Храните древесину на ровной поверхности в сухом месте.