Усушка и разбухание древесины

Как уже отмечалось выше, при сушке древесины после того, как удалится вся капиллярная влага и начнет испаряться гигроскопическая, заключенная в стенках клеток, объем древесины уменьшается. Различают линейную и объемную усушку древесины, вычисляемую по формуле

(11.3)

где Y_o – усушка, %;

a₂ – линейные размеры или объем влажного образца древесины, соответственно см или см³;

a₁ – линейные размеры или объем образца, высушенного до абсолютно сухого состояния, соответственно см или см³.

Вследствие неоднородного строения древесины линейная усушка в различных направлениях неодинакова. Так, вдоль волокон она незначительна и для древесных пород, применяемых в строительстве, обычно не превышает 0,1 %. Линейная усушка в тангенциальном направлении максимальная и для различных древесных пород составляет 7-12 %; усушка в радиальном направлении равна 3-6 %.

Показателем усыхания древесины при удалении из нее гигроскопической влаги является также коэффициент объемной усушки К_о, вычисляемый по формуле:

(11.4)

где Y_o – объемная усушка, %;

W – влажность древесины, %.

Коэффициент объемной усушки выражает объемную усушку древесины на 1 % влажности в пределах удаления гигроскопической влаги, т.е. до точки насыщения волокон.

Набухание

Изменение размеров и формы древесины может произойти вследствие ее разбухания при увлажнении. Способность древесины поглощать из воздуха парообразную воду называют гигроскопичностью.

Древесина как капиллярно-пористый материал обладает гигроскопичностью, т.е. способностью отдавать влагу или поглощать водяные пары из воздуха в зависимости от влажности и температуры окружающего воздуха и влажности самой древесины. При длительном нахождении древесины на воздухе с постоянными температурой и влажностью устанавливается состояние гигрометрического равновесия, характеризующееся тем, что упругость водяных паров в воздухе и капиллярах древесины одинакова. Зависимость между равновесной влажностью древесины и соответствующими параметрами окружающего воздуха приведены на рис. 11.6.

При увлажнении до точки насыщения волокон объем и линейные размеры древесины увеличиваются, т.е. наблюдается разбухание. Объемная и линейная деформации разбухания древесины (рис. 11.5) находятся в прямой зависимости от количества поглощенной ею влаги до влажности, соответствующей точке насыщения волокон. При дальнейшем увлажнении разбухание прекращается. При высыхании влажной древесины от точки насыщения волокон деформации усушки тем больше, чем больше количество испарившейся влаги.

Различные усушка и разбухание древесины в радиальном и тангенциальном направлениях и вдоль волокон при неравномерном высыхании или разбухании приводят к возникновению внутренних напряжений, что может вызвать коробление и появление трещин.

С целью повышения долговечности деревянных конструкций, обеспечения стабильности их форм и размеров и исключения возможности их растрескивания следует использовать древесину с влажностью, равновесной условиям ее службы в зданиях, сооружениях, а в случаях непостоянства температурно-влажностных условий воздушной среды принимать меры по защите древесины от увлажнения.

Способность древесины поглощать воду называется водопоглощением, которое зависит от плотности древесины: наиболее легкая поглощает большее количество воды.