Для чего выполняется сушка древесины
Для чего выполняется сушка древесины
Сушка древесины
Древесина может иметь различную степень влажности. Это вызвано тем, что она имеет способность поглощать пары воды из воздуха. Это свойство древесины называется гигроскопичностью.
В зависимости от степени влажности древесина делится на:
мокрую — длительное время находившуюся в воде, ее влажность выше 100%;
свежесрубленную — влажность 50-100%;
воздушно-сухую — долгое время хранившуюся на воздухе, влажность 15-20%;
комнатно-сухую — влажность 8-12%;
абсолютно сухую — влажность 0%.
Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.
Сушкой называется процесс удаления влаги из древесины. В процессе сушки может происходить уменьшение линейных размеров и объема древесины (усушка). Чтобы после сушки пиломатериалы имели заданные размеры, для них установлены припуски на усушку. (Припуски на усушку даются только по толщине и ширине материалов, так как припуск по длине незначителен и им пренебрегают.)
Сушка древесины позволяет предохранить древесину от грибных поражений, химических окрасок, биологических повреждений и покоробленности, продлевает срок службы изделий.
Атмосферная (естественная) сушка.
Это самый древний и самый простой способ сушки древесины. Она производится на открытом воздухе под навесом. Пиломатериалы укладывают на фундаменты с зазорами (шпациями) и закрывают крышей от попадания осадков и солнечных лучей. Атмосферная сушка позволяет снизить влажность древесины до 18-22%. Продолжительность сушки зависит от температуры и влажности воздуха, времени года, породы и сечения материала, начальной и конечной его влажности, способа укладки.
Преимущества атмосферной сушки заключаются в экономии затрат на подогрев воздуха и материала и в простоте ее проведения. Недостатки следующие: невозможность высушить материал ниже влажности 18—22%; большая длительность процесса (8—70 суток); отсутствие возможности регулирования процесса сушки (температура, влажность)
Камерная (искусственная) сушка.
Она является наиболее распространенным способом сушки древесины. Источником теплоты для сушки в камерах может быть пар, поступающий из парового котла, или топочные газы, получаемые от сжигания топлива в специальных топках. Пар, обогревающий камеру, подается в систему металлических труб, так называемые калориферы. По типу среды, высушивающей материал, сушильные камеры делят на паровоздушные и газовые.
Для подачи тепла непосредственно к высушиваемому материалу используется естественное или принудительное движение пара (газа), называемое циркуляцией. По способу циркуляции различают камеры с естественной циркуляцией, где движение пара через штабель происходит за счет разных удельных весов более и менее нагретых частиц воздуха, и камеры с принудительной циркуляцией, где движение пара происходит с помощью вентиляторов.
В зависимости от режима работы различают сушильные камеры периодического и непрерывного действия.
В камерах периодического действия загрузка сырого и выгрузка сухого материала происходят с одного конца камеры.
В камерах непрерывного действия сырой материал загружается на одном конце камеры (сыром), а сухой — выгружается на другом (сухом). Температура и влажность сушильного агента в камере изменяются от сырого конца к сухому: температура повышается, а относительная влажность уменьшается. Камерная сушка состоит из следующих основных этапов:
подготовки сушильной камеры;
подготовки материала;
сушки материала;
выгрузки и выдержки в остывочном помещении;
контроля влажности материала.
Преимуществами камерной сушки являются возможность высушивания материала до необходимой влажности (ниже 18-20%), осуществление постоянного контроля и возможность регулирования процесса сушки, экономия времени для подготовки древесины к обработке и сокращение производственных площадей.
Основной недостаток камерной сушки заключается в необходимости сооружения стационарных помещений.
Вакуумная сушка древесины
Сухие верхние клетки древесины впитывают влагу от влажных, расположенных в сердцевине доски. Вакуумный метод обеспечивает равномерную сушку, в процессе которой устраняются внутренние напряжения, а значит, значительно снижается вероятность коробления или возникновения трещин.
Контактная сушка.
Ей подвергаются плоские материалы в форме листов, которые зажимаются между двумя нагретыми до температуры 150°С металлическими плитами. Основное преимущество состоит в том, что сушка протекает в течение нескольких минут. Недостатком такого способа является относительное потемнение древесины снаружи при чрезмерной выдержке.
Сушка древесины в жидкостях.
Она происходит, например, в петролатуме. (петролатум — густой, мазеобразный продукт переработки нефти соломенно-желтого цвета, с температурой плавления 56°С и температурой вспышки 250°С.) Сушка проводится в ванне. Внутри ванны размещают калориферы из гладких труб. Пиломатериалы загружают в ванну в металлических контейнерах. Если влажную древесину погрузить в ванну с петролатумом, нагретым выше 100°С, то влага в древесине быстро нагреется до точки кипения и образовавшийся пар будет выходить в воздух. Продолжительность сушки в петролатуме в 5-7 раз меньше, чем в сушильных камерах. Существенным недостатком этого способа является проникновение петролатума в древесину, что затрудняет обработку, препятствует ее склеиванию и лакированию (окраске).
Способ выпаривания.
Способ выпаривания или запаривания использовали на Руси еще с давних времен. Заготовки распиливают на части с учетом размера будущего изделия, закладывают в обыкновенный чугун, подсыпают опилки из такой же заготовки, заливают водой и ставят на несколько часов в протопленную и остывающую русскую печь “томиться” при t=60-70C. При этом происходит “выщелачивание” – выпаривание древесины; из заготовки выходят естественные соки, дерево окрашивается, приобретая теплый густо-шоколадный цвет, с ярко выраженным природным рисунком текстуры. Такая заготовка легче обрабатывается, а после окончания сушки меньше растрескивается и коробится.
Сушка в электрическом поле токов высокой частоты (ТВЧ).
Сушка основана на нагревании древесины между двумя или несколькими металлическими пластинами, подключенными к источнику ТВЧ. Пластины и размещенная между ними древесина образуют конденсатор, в котором диэлектриком является древесина. Электрическое поле часто изменяет свой знак, в результате чего в пиломатериале возникают диэлектрические потери, вследствие чего древесина нагревается и из нее испаряется влага.
В процессе TВЧ-сушки влага из древесины удаляется выпариванием. Если парообразование во влажном материале происходит при температуре влаги равной или выше 100 С, процесс сушки называют выпариванием а при температуре ниже 100 С процесс называется испарением. TВЧ-сушка древесины происходит в среде перенасыщенного пара и древесина от начала и до конца находится в пропаренном состоянии. В камере образуется среда с ассоциированными молекулами
При сушке древесины различными способами в ней могут возникнуть трещины и покоробленности. Основной причиной их возникновения является то, что древесина сохнет в направлении от периферии к центру.
Сушка древесины. 4 практических примера
Качество столярных работ во многом зависит от материала. Сушка древесины — это обязательная операция перед использованием пиломатериалов. Естественную влагу из дерева удаляют разными способами, чтобы получить пригодный для столярных работ материал.
Перед тем как выбрать способ сушки пиломатериалов, необходимо познакомиться с этой операцией.
Зачем нужна сушка древесины
Каждый, кто знаком с пиломатериалами, знает, что в древесине есть влага. Существует понятие «естественная влажность» — это, если дерево растёт или его недавно спилили. Понятие «столярная влажность» относят к высушенным до 8-12% пиломатериалам.
В ходе сушки меняются размеры и древесина усыхает. По степени усыхания породы дерева отличаются.
При высыхании на дереве появляются трещины. Если осина, липа, берёза и ольха почти не имеют трещин, то ясень, клён и дуб всегда трескаются при сушке.
Из мокрого материала не получаются качественными столярные изделия, так как в процессе эксплуатации такое дерево деформируется и растрескивается. Кроме того, сырые пиломатериалы подвержены гниению.
Чтобы сушка дерева давала хороший результат для столярных работ, пользуются базовыми рекомендациями:
Сушка древесины бывает следующих видов:
Пиломатериалы на открытом воздухе укладывают в штабеля. Для проветривания между слоями укладывают прокладки, а сверху защищают от осадков. При длительном хранении из древесины уходит влага, и она подсыхает.
Существует большое разнообразие принудительных способов сушки древесины. Наиболее распространенным способом удаления влаги из древесины является вариант с использованием сушильных камер. В них регулируют температуру и влажность. Процесс сушки проходит значительно быстрее, чем в естественных условиях. Также в этой статье рассмотрены способы сушки при помощи инфракрасного излучения и при помощи солевого раствора.
Каждому столяру под силу попробовать один из следующих способов сушки пиломатериалов в домашних условиях.
Атмосферная сушка древесины
Полноценная сушка таким способом рассчитана на 2‒3 года. Если у столяра мало времени, то такой способ не подойдёт. Неоспоримое достоинство сушки в естественных условиях — это простота исполнения и минимум затрат.
Атмосферная сушка рассмотрена на примере опыта мастерской Столярное дело.
Перед сушкой пиломатериалы разделяют по сортам на две пачки, чтобы было удобно пользоваться.
В этой пачке доски широкие, прямые, без сучков, с правильной текстурой.
Доски с дефектами укладываются в отдельную пачку.
Для сушки выбирают ровную поверхность. На ней не должно быть ям, камней, корней. Делают прочное основание. Для этого используют рельсы, трубы, балки. Кроме того, оборудуют гидроизоляцию из рубероида или плёнки. Можно уложить штабель с досками на продуваемую возвышенность, например, на крышу сарая.
Пиломатериалы укладывают на подготовленное основание. Для первого ряда подойдёт доска с обзолом и изъянами.
Между досками оставляют зазор толщиной в доску. Ряды разделяют прокладками. У прокладок делают одинаковый размер и шаг не больше одного метра. В крайних точках штабеля прокладки не выступают за торцы досок.
Чтобы торцы пиломатериалов в штабеле не растрескивались, их закрашивают краской, олифой, клеем ПВА, известью.
На верхний слой досок укладывают кровельный материал, например, шифер. Осадки должны свободно стекать и не попадать на штабель. Иногда делают защиту с подветренной стороны, чтобы косой дождь не мочил штабель.
Длительность сушки данным способом зависит от породы дерева и окружающих условий. При хороших окружающих условиях из пиломатериалов выводится до 75% влаги при минимальной деформации.
Не раньше чем через год доски из штабеля заносят в помещение, а перед использованием подсушивают в камере до влажности 6-8%.
Видео про принципы естественной сушки древесины:
Сушка древесины вывариванием в солёной воде
После вываривания древесина не растрескивается. Одновременно таким способом материал защищается от гнилостных микробов. Как правило, столяры пользуются вывариванием для обработки небольших заготовок.
Метод сушки дерева в солевом растворе рассмотрим на примере опыта автора ютуб-канала Штрихи Коваля.
Попробуем выварить брусок черешни, чтобы сделать ручки для ножей. Брусок свежеспиленный, поэтому он большой влажности и выделяется смола.
Для варки заготовки такого размера выбирают глубокую кастрюлю, которую заполняют соляным раствором. Раствор готовят из поваренной соли: 5 столовых ложек засыпают в литр воды.
Раствор с заготовкой варят в течение четырёх часов на медленном огне.
При кипячении из дерева выходит сок. После этого соляной раствор становится очень мутным. В зависимости от породы дерева брусок кипятят 2‒3 раз по 4 часа. Перед каждым новым кипячением брусок охлаждают и добавляют соль и воду.
Сваренный брусок заворачивают в газету и дают возможность высохнуть. По мере намокания газету меняют. Газету меняют, пока она не перестанет намокать.
С высохшего и сваренного бруска легко снимается кора.
Сухой брусок расщепляют на 4 части, а после обработки получают ручки для ножей.
Видео процесса сушки вывариванием в солевом растворе:
Инфракрасный способ сушки древесины
Когда существует потребность в периодических сушках небольших объёмов леса, а купить промышленную сушилку дорого, то обращаются кассетной модели ФлексиХит.
Рассмотрим опыт авторов ютуб-канала mtmwood.
Она работает на основе инфракрасных греющих кассет. Такая кассета состоит из коммуникационного разъёма, резистивного слоя и экранирующей оболочки. Температуру кассеты регулирует встроенный термовыключатель.
Остановимся на сушилке для 1,5 метровых пиломатериалов.
Из деталей собирают и устанавливают деревянное основание на ножках. Бруски укладывают на расстоянии 65‒70 см.
Для уменьшения тепловых потерь снизу, укладывают утеплитель Пеноплекс, который сохраняет тепло и не пропускает влагу.
Из деревянных реек собирают каркас для сушилки.
Каркас по бокам обшивают жестью, крышу утепляют, монтируют дверцу с ручкой для удобного пользования.
Перед укладкой пиломатериалов устанавливают щит управления и прокладывают кабельные линии к кассетам.
Кабельные линии к кассетам подводят через пол, так как полная герметичность конструкции не требуется.
Работу сушилки рассмотрим на примере сушки распиленного берёзового капа, который используют для разных поделок.
Будем укладывать 6 кассет. Слева ляжет белая управляющая кассета, а справа красный греющий элемент. Между слоями пиломатериалов укладывают деревянные прокладки.
После укладки пиломатериалов и кассет сушилку включают в сеть.
После включения питания начинается нагрев кассет. Влага из пиломатериалов испаряется, конденсируется на холодных металлических стенках и стекает вниз. Утеплённый потолок остаётся сухим.
Когда конденсат на стенках исчезает — это значит, что влага из пиломатериалов удалена.
Перед прекращением сушки измеряют влажность пиломатериалов. Для этого используют профессиональный влагомер, который измеряет влажность в диапазоне от 4 до 100%.
Кассетной сушилкой добиваются влажности пиломатериалов 6-8%. Измеряют влажность на образце из середины штабеля. Сушить пиломатериалы ниже 6% не имеет смысла, так как в мастерской дерево наберёт влагу.
Видео про инфракрасный способ сушки древесины:
Самодельная сушильная камера
Промышленные варианты сушильных камер стоят очень дорого, поэтому часто столяры изготавливают самодельные камеры, которые, во-первых, легко монтируются, во-вторых, сушка своими руками даёт уверенность в качестве материала.
Пример самодельной сушильной камеры взят на ютуб-канале stolyar te.
Для сушильной камеры оборудуют отдельное помещение.
Такая сушилка рассчитана на 3,5 м 3 пиломатериалов. Это оптимальный и доступный объём древесины для домашней мастерской. Сушат дерево отдельно по породам: ясень, дуб, вишня, клён.
Каркас сушилки сварен из уголка, затем закреплены доски и шурупами по металлу прикручены профильные листы. У конструкции две двери для удобной загрузки пиломатериалов. Стены сушильной камеры покрыты двумя слоями минеральной ваты, затем гидропаробарьер и ещё слой минеральной ваты с фольгой. Такое покрытие легко рвётся, но хорошо держит температуру зимой и летом.
Внутри сушилки доски укладывают в один уровень через одинаковые перекладины.
Вдоль стены проложен металлический гусак с отверстиями, которые увеличиваются в глубину камеры. По гусаку прогоняют горячий воздух из печки.
Рядом с вентилятором размещают датчик влажности.
Самодельный котёл изготавливают из стали 4 мм. Он трёхконтурный и имеет два входа и два выхода.
Для продува воздуха через котёл устанавливают на стене двухконтурный мотор.
Одна труба от двухконтурного насоса заходит вниз котла. Воздушный поток через шестиметровый змеевик внутри котла выходит наружу, а затем через гусак с отверстиями распределяется внутри камеры по штабелю досок.
Вторая труба от двухконтурного насоса заходит в верхнюю часть котла. Нагретый воздух через гофр подаётся на стенку внутри камеры.
Влагу, собранную после сушки пиломатериалов, необходимо удалять из сушильной камеры. С этой целью монтируют два вентилятора для ванной комнаты, работающие на вытяжку.
Вентиляторы включаются автоматически от специального датчика влажности. Его выставляют на нужный уровень влажности.
После запуска сушильной камеры в первый и второй день идёт максимальная отдача влаги деревом. Циркулирующий горячий воздух становится влажным и через вентилятор вытягивается наружу. Вместо него, поступает сухой воздух из котла.
Процесс сушки проходит при 50-55 градусах. Для контроля выведено два индикатора датчиков температуры.
Используют 2 датчика, так как работают 2 вентилятора. Показания на индикаторах датчиков должны быть одинаковые. Если один вентилятор остановится, то это отразится на индикаторе. Температуру внутри сушилки выдерживают постоянной.
Для сушки доски 30 мм достаточно 12 дней. Если сушить доску 50 мм, то потребуется 14 дней.
Торцы пиломатериалов при сушке закрашивают, чтобы не было трещин. На трещинах теряется 6‒7 см полезного материала.
Высушенную доску выдерживают до двух месяцев, чтобы она стабилизировалась. Процесс сушки связан с погодой. В жару и мороз воздух сухой, и доска сушится быстро. В дождливую погоду сушка пиломатериалов замедляется.
Видео про самодельную сушильную камеру:
Выбор сухого дерева для столярных работ — это залог долгой службы сделанного изделия. Каждый столяр не должен игнорировать этот важный технологический процесс.
Автор: Виктор Прохоров
С использованием материалов ютуб-каналов: Столярное дело, Штрихи Коваля, mtmwood, stolyar te.
Сушка древесины разными способами: от промышленных до домашних с помощью подручных средств
Отправим материал на почту
Сушка древесины — это главный этап, который необходим для подготовки лесоматериалов к строительству и прочих целей. От этого зависит то, насколько сырье получится прочным и долговечным. Существует масса способов высушивания свежего пиленного леса. Каждый из них имеет свои нюансы. Если вы планируете подготовить дерево для непосредственной эксплуатации в домашних условиях, обязательно ознакомьтесь с возможными методами. Из них вы сможете выбрать наиболее подходящий вариант со всеми его особенностями.
Что такое сушка дерева и для чего она нужна
Сушка леса — процесс, который позволяет укрепить древесину, вытягивая из нее лишнюю влагу непосредственно после спила. Подготовленный таким способом материал становится прочным, из него можно сооружать все возможные конструкции, каркасы, возводить деревянные дома. Правильно высушенный лес со временем не растрескивается, не портится, не провоцирует развитие грибка и плесени.
Виды древесной сушки
В этом разделе предлагаем ознакомиться со всеми возможными видами сушки и их особенностями. Это позволит выбрать вариант наиболее подходящий для конкретных условий.
Естественная — самая безопасная и бюджетная
Естественная сушка подразумевает простое и доступное подсушивание древесного материала. Однако, процесс занимает много времени — от 3 до 6 месяцев. При этом он получается довольно щадящим и удобным. Он не требует применения специального оборудования, в дальнейшем не провоцирует деформацию материала.
Но, чтобы организовать данный способ, необходимо обеспечить достаточно свободного пространства. Желательно, чтобы это был масштабный участок, поверх которого оборудован навес. Необходимо предупредить прямое попадание солнечных лучей на сырой древесный материал. Это вызовет преждевременную деформацию, что в дальнейшем скажется на прочности сырья.
Естественные условия сушки дерева позволяют снизить показатель влажности в древесине с 80-100 % до 18-20 %. Существенный минус — длительный период и малая интенсивность просушки.
Искусственная в камерах — с затратами на ресурсы
Сушка в камерах естественным образом — более выгодный и быстрый, но при этом энергозатратный вариант. Этот способ способен понижать влажность древесины до 10-18 %. Однако, агрессивное воздействие аппаратуры способно вызвать различного рода дефекты и нарушение целостности пиломатериала.
Преимущество — быстрый срок высушивания. Достаточно одной недели, чтобы привести дерево в порядок. Принцип процесса заключается в равномерном размещении бревен или балок на палетах, которые загружаются в сушильную камеру. Горячий воздух воздействует на материал слишком интенсивно. Поэтому возможно появление трещин и грибковых накоплений в середине конструкции. Появления плесени можно избежать, если непосредственно перед сушкой провести обработку специальными средствами.
Вакуумная — агрессивная, но оперативная
Это камера, в которой в процессе обработки образуется вакуум. Способ достаточно универсальный, поэтому в нем выполняется сушка пиломатериалов разного типа: леса, прессованных досок, ДСП, шпона и других. В процесс подготовки леса происходит совмещение старых материалов с новыми. Этап проходит оперативно и надежно. Просушивание бревен до 150 мм и бруса размерами 150х150 мм уходит примерно 17-22 часа.
В процессе удаляется не только влага из древесины, но и смола. Сам способ безопасный, так как не приводит к нарушению целостности материала. Сушильные камеры легко эксплуатировать, они отличаются повышенными характеристиками пожаробезопасности. Однако, этот метод обработки леса не считается популярным ввиду высоких затрат на покупку оборудования и электричество.
Важное замечание! Не всегда удается полностью высушить древесину. Например, высокий процент влаги в середине сырья может оставаться из-за неработоспособности механизма в резервуаре.
Инфракрасная
Инфракрасную сушку древесины выполняют с помощью специального оборудования. Тепло передается с помощью излучения. Считается быстрым вариантом для сушки пиломатериалов и занимает всего 3-5 дней. Подходит для обработки опилок и прочего вида пиломатериалов.
Прогрев древесины происходит при температуре 50-70 градусов. Это позволяет совершать равномерный прогрев и сохранять структуру дерева без повреждения в дальнейшем. Однако, в случае неравномерного поступления воздуха на некоторых частях материала возможно появление плесени не только на наружной части, но и в сердцевине бревен.
Конденсационная
Конденсационная сушка дерева считается удобной. Не требует больших энергозатрат. В данном способе отлично сочетаются в себе стоимость и качество производства. В результате изделия получаются прочными, отличаются отсутствием заводского брака.
В ходе данного процесса используется холодильное оборудование и специальная печь. Сушка получается щадящей и равномерной, чего не встретишь во многих других способах. С помощью данного метода удается сэкономить на энергоресурсах. Тем не менее, данный вид сушки стараются использовать исключительно для крупных материалов. Для пиломатериалов, опилок, ДСП, ДВП применять данную методику не рационально.
Бревна при использовании данной технологии просушивания становятся эстетически привлекательными и прочными. Их можно сразу после производства использовать в строительстве деревянных домов.
Ротационная сушка
Это проверенный временем способ, который позволяет выполнить сушку древесины надежно и без производственного брака. Доски укладываются на плоскую поверхность штабелями, затем помещаются в хорошо отапливаемое помещение.
При запуске нагрева, воздух начинает активно распространяться внутри помещения и циркулировать. Вследствие чего происходит вывод влаги из торцевых частей сырья. Все происходит равномерно, поэтому никаких дефектов по итогам высушивания не обнаруживается.
Народный способ
Данный вариант использовали еще наши предки. Технология подразумевает помещение дерева в емкость, которая предварительно наполняется горячей водой (температурой 70 градусов). Поверх нее засыпаются опилки. Выпаривание происходит в течение нескольких минут, затем дерево достают и выдерживают на воздухе, чтобы весь пар вышел
Есть еще один вариант — парафинирование. Представляет собой погружение дерева в кипящий, тщательно растопленный парафин. В результате древесина не только становилась прочной, но и приобретала интересный красивый оттенок. Однако, подобный вариант больше подходит для высушивания сырья, которое впоследствии станет основой расписной посуды.
На заметку! Эксперты рекомендуют проводить сушку исключительно естественным способом. Этот вариант наиболее благоприятен для любого типа леса. Однако, считается самым длительным.
Основные варианты сушки
Сушка древесины — ответственный процесс, от которого зависит возможность правильной эксплуатации. Принято применять два варианта возможной сушки древесины: промышленную и домашнюю. Подробно рассмотрим этапы каждого процесса.
Промышленная сушка дерева: ее особенности
Промышленная выполняется с учетом породы древесины.
Если во время просушивания будут соблюдены оба шага, то готовое сырье получится довольно качественным. Его в дальнейшем можно использовать для строительства, укрепления различных сооружений.
Домашняя сушка
Домашняя сушка древесины должна осуществляться только в том случае, если для этой цели соблюдены все условия. Выполнять просушивание древесины можно несколькими методами.
Высушить большую партию древесины в домашних условиях можно только при наличии хорошей погоды на улице. Чрезмерная сырость, влажность усугубляет процесс и продлевает время высушивания материала.
На заметку! Если сушка леса происходит в домашних условиях непосредственно на улице, то края бревен или бруса с прямоугольным сечением обязательно покрывают смесью с содержанием извести. Это убережет сырье от появления плесени.
Заключение
На производстве стараются использовать еще много других вариантов просушки. При выборе подходящего способа всегда делается упор на получение качественного результата.