5.6.2. Физико-химические свойства древесиныКотлы / Дачные бани и печи. Принципы конструирования / 5. Климатический (отопительный) модуль / 5.6.2. Физико-химические свойства древесиныСтраница 8
Идеология предотвращения коробления проще идеологии предотвращения растрескивания при сушке. Если доски сохнут в зажатом выровненном состоянии, то это предотвращает искривления «жёлобом» (рис. 86), «саблей», «пропеллером». Причём, если выровнять (или, наоборот, согнуть) доску бывает трудно, то удержать доску в фиксированной форме потом при сушке не представляет труда. Если же доска всё же покоробится, то в принципе её можно вновь увлажнить (распарить) и придать ей иную форму. Но если доска треснула, то устранить трещину, конечно же, невозможно. Даже при медленной сушке в тени торцы поленьев обычно растрескиваются. Если древесина используется для резьбы по дереву, то растрескавшиеся торцы поленьнев обрезают: в глубине полена трещин может и не быть. Для предотвращения пересушивания и растрескивания торцов они при сушке замазываются олифой, битумом или забиваются рубероидом, фанерой. В случае берёзы паронепроницаемую кору надрезают. Для предотвращения короблений и растрескиваний в промышленности рекомендуются длительные сушки пиломатериалов в распаренном состоянии (несколько суток) при высоких температурах 80-100°С перегретым паром. Однако, такие пропарки приводят к значительному ухудшения прочностных свойств древесины. В частности, распаренная древесина становится впоследствии хрупкой (ломкой) и даже супучей при резании стамеской (ножом, топором) и строгании рубанком. Причины разрушения древесины при паровой обработке примерно те же, что и при варке картофеля, состоящего из крахмала (полисахарида, подобного целлюлозе). Наиболее заметные коробления имеют место при распиловках искривлённых стволов деревьев. При этом извилистость досок после сушки в свободном состоянии определяется разнонаклонностью волокон в доске. Так, слабокоробящаяся в коротких брусках берёза тем не менее очень сильно коробится в длинных досках.
Рис. 88. Температурные зависимости равновесной относительной влажности воздуха над древесиной любой породы, но разной влажности. Над кривыми приведены значения относительных влажностей древесины в процентах. Пунктирная кривая - хомотермальная кривая для точки росы 40°С. Точки пересечения хомо-термальной кривой с кривыми влажности указывают на влажность древесины в банных условиях.
В реальных условиях бань древесина постоянно то увлажняется (и набухает), то сохнет (и усыхает), в результате чего обшивка бань постепенно растрескивается (рассыхается) особенно при быстрых сушках и набуханиях. В пределах хомотермальной кривой в интервале температур 40-120°С равновесная влажность древесины колеблется в пределах 0,5-28%, то есть во всём диапазоне гигроскопичности (рис. 88). Напомним, что стандартные климатические условия жилых помещений (температура 20°±2°С, относительная влажность воздуха 65±5%), принятые при испытаниях древесины в деревообрабатывающей промышленности, соответствуют значению равновесной относительной влажности древесины 12%, вследствие чего такая влажность древесины называется нормализованной и отвечает требованиям мебельного производства.
Наличие свободной и связанной влаги в древесине влияет на все свойства древесины, поэтому приводить цифровой материал по древесине без указания её влажности бессмысленно. Так, плотность древесины при увлажнении может возрастать в 2-3 раза (рис. 89), коэффициент теплопроводности повыситься в 4- 5 раз (рис. 90), а теплота сгорания снизиться почти в 2 раза (рис. 91). Так, если теплота сгорания абсолютно сухой древесины составляет 4500 ккал/кг, то каждый 1% влажности приводит к снижению теплоты сгорания на 7 ккал/кг за счёт необходимости нагрева и испарения воды и ещё на 45 ккал/кг за счёт снижения доли сухой древесины в дровах. Для практических расчётов пожарная оборона рекомендует использовать нормативное значение минимальной теплотворной способности древесины 3300 ккал/кг по ГОСТ 12.1.044-89 «Положения безопасности. Общие требования». Вместе с тем, энергетики рекомендуют ориентироваться на нормативное значение минимальной теплотворной способности дров 2400 ккал/кг по ГОСТ 9817-95 «Аппараты бытовые, работающие на твёрдом топливе».