Влажность пиломатериалов: какой она должна быть и как её определить

Почему влажность древесины так важна

Влажность древесины — это важный показатель, который выражается в процентах и показывает, сколько воды содержится в материале по отношению к его общей массе. В зависимости от того, для каких целей будет использоваться древесина и в каких условиях она будет эксплуатироваться, её стандартная влажность может различаться.

Есть несколько степеней насыщенности древесины влагой. Если показатель влажности превышает 100%, это характерно для сырого леса, который перевозили по воде или хранили в местах с повышенной влажностью. Напротив, абсолютно сухая древесина имеет почти нулевой уровень влажности.

Только что спиленные стволы обычно имеют влажность от 30% до 120%. Чтобы безопасно транспортировать и хранить древесину, её влажность доводят до 22%. Это помогает снизить риск появления биологических повреждений, таких как грибок и плесень.

Древесина обладает свойством гигроскопичности, то есть она может активно впитывать и отдавать влагу в зависимости от окружающей среды. Это может привести к изменению размеров и формы, образованию трещин, развитию грибковых колоний и изменению цвета.

Чтобы избежать этих проблем, необходимо следовать требованиям ГОСТ 3808.1-2019, который регулирует условия сушки и хранения хвойных пиломатериалов на открытом воздухе. Процесс усушки и набухания продолжается до тех пор, пока древесина не достигнет равновесия с окружающей средой. Понимая эти особенности, можно выбрать подходящие пиломатериалы для конкретных задач, например, для строительства несущих конструкций или изготовления мебели.

Для определения влажности древесины используют специальные приборы. Поскольку влага в материале распределена неравномерно, рекомендуется проводить несколько замеров (3–4) в разных местах, чтобы получить точные результаты.

Виды влажности древесины: что нужно знать

Влажность древесины может быть разной и определяется содержанием влаги в материале. Различают два основных вида влажности:

• относительная влажность — это отношение массы чистой влаги к массе влажной древесины;
• абсолютная влажность — это отношение массы влаги к массе сухой древесной биомассы.

Абсолютная влажность особенно важна, поскольку она существенно влияет на эксплуатационные характеристики древесины. При покупке погонажных изделий, таких как брус или доски, следует обращать внимание на этот параметр.

Доска обрезая сухая

Влага в древесине может быть двух типов:

• связанная (микрокапиллярная) влага содержится в клеточных стенках и сложнее всего поддаётся удалению, так как удерживается благодаря естественным процессам жизнедеятельности, продолжающимся даже после обработки дерева;
• свободная влага находится внутри клеток и в полостях между ними, она появляется из-за гигроскопичности древесины — способности впитывать или выделять влагу в зависимости от влажности окружающей среды.

Связанную влагу сложно удалить промышленными методами, поэтому для её устранения древесину выдерживают до тех пор, пока клетки не состарятся и влага не улетучится естественным образом.

Когда мы говорим о влажности пиломатериалов, то обычно имеем в виду наличие свободной влаги, которая может изменяться в зависимости от условий окружающей среды.

Какой должна быть влажность пиломатериалов

В строительстве часто применяют древесину хвойных пород, таких как ель, лиственница, сосна. Этот материал ценится за высокую прочность и устойчивость к внешним воздействиям.

Существуют различные термины, связанные с влажностью древесины:

• Начальная (естественная) влажность — это количество жидкости в только что распиленной древесине до процесса сушки. Обычно этот показатель составляет от 30% до 70%, но может быть и выше 100%.
• Конечная влажность — расчётное содержание жидкости в древесине после сушки.
• Транспортная влажность — уровень влажности древесины после сушки, необходимый для транспортировки (20–22%). Сушка улучшает защитные свойства древесины и стабилизирует её характеристики.
• Эксплуатационная влажность — влажность древесины в процессе использования.

Древесина считается сухой, если её влажность находится в пределах 8–16%. Пиломатериалы с естественной влажностью могут иметь более низкую стоимость, но перед использованием их необходимо обработать защитными средствами для предотвращения гниения и воздействия грибков.

Влажность на уровне 100% характерна только для необработанного сплавного дерева. По мере уменьшения влажности уменьшается и вес древесины. Например, 1 кубический метр древесины с максимальной влажностью может весить около 1000 кг, из которых 500 кг приходится на массу свободной жидкости.

Согласно ГОСТ 8486-86, брус, планкен и вагонка из хвойных пород 1–3 сортов должны иметь уровень влажности не выше транспортного (22%). Если показатель влажности превышает допустимое значение, пиломатериалы необходимо дополнительно обработать антисептиками.

Брус сухой обрезной

Для различных строительных элементов установлены следующие нормы эксплуатационной влажности:

• балки для перекрытий — не более 20%;
• изделия для наружной отделки — до 15%;
• доски для отделки помещений и напольного покрытия — до 12%.

Допустимые отклонения от указанных показателей составляют плюс-минус 3%.

Как определить влажность древесины

Для определения влажности древесины существуют различные методы.

Лабораторный весовой метод

Этот метод предполагает последовательное взвешивание пробного фрагмента древесины. Из центральной части доски выпиливают образец шириной 1–2 см, очищают его от посторонних включений и фиксируют первоначальную массу (М0). Затем образец помещают в сушильную камеру с температурой 100 °C и проводят контрольные взвешивания через определённые промежутки времени.

Первое взвешивание проводят через 5 часов (М1), затем — с двухчасовыми интервалами до достижения постоянного веса (МС). Влажность древесины (W) рассчитывают по формуле:

W = (М0 - МС)/МС × 100%. 

Для повышения достоверности результатов рекомендуется тестировать несколько образцов.

Электронное измерение

Более оперативный способ определения влажности древесины — использование влагомера. Этот прибор работает на основе измерения электропроводности древесины. Игольчатые электроды вводят в дерево, и прибор анализирует сопротивление электрическому току, выводя процентное значение влажности.

Для получения точных данных рекомендуется выполнить несколько замеров в разных участках заготовки. Современные модели влагомеров могут быть настроены для работы с различными породами древесины, а некоторые из них позволяют диагностировать даже сыпучие составы, такие как опилки.

Народные способы

До появления точных измерительных приборов влажность древесины определяли по косвенным признакам:

• Тест на гибкость стружки: сухая древесина даёт ломкую стружку, а влажная — упругую.
• Акустический метод: сухая порода издаёт звонкий звук при ударе.
• Визуальный осмотр торцов: наличие трещин указывает на низкий процент содержания воды.
• Карандашный тест: посинение линии на свежем спиле свидетельствует о высоком проценте наличия влаги.
• Тактильная оценка: сухая древесина легче и более шероховата на ощупь.
• Сверление: появление дыма при сверлении говорит о сухости древесины.

Эти методы не дают точных расчётов, но позволяют быстро оценить состояние древесины в полевых условиях. Для профессиональной работы рекомендуется использовать специализированные приборы, обеспечивающие точность измерения и объективность данных.