Сушіння деревини є важливою частиною підготовки матеріалу для будівництва, оскільки від правильного виконання цього процесу залежить міцність, стабільність і довговічність конструкцій. Після того як дерево заготовлено, важливо правильно знизити його вологість, щоб забезпечити його стійкість до навколишнього середовища. У цьому матеріалі розглянемо основні аспекти процесу сушіння деревини для будівництва будинку, а також розберемо, які методи сушки найкраще підходять для різних типів деревини.
Цілі та завдання сушіння деревини
Сушіння деревини для будівництва будинку має на меті забезпечення оптимального рівня вологості деревного матеріалу, щоб він не став джерелом проблем у майбутньому. Ключова мета процесу сушіння — це зниження вологості деревини до рівня, коли вона стає стабільною і стійкою до змін кліматичних умов. За допомогою сушки деревина стає більш міцною, що дозволяє знизити ризик її гниття і утворення тріщин у майбутньому.
Одним з основних завдань є також збереження природних властивостей деревини. Погане або нерівномірне сушіння може призвести до втрати її природної текстури, що може погіршити не лише естетичні, але й механічні характеристики матеріалу. Крім того, правильне сушіння допомагає знизити ризик розвитку грибка та плісняви, що може призвести до швидкого руйнування деревини.
Оптимальний рівень вологості деревини для будівництва залежить від того, де саме вона буде використовуватись. Для каркасних будинків вологость деревини має складати 12-18%, для внутрішніх елементів дерев’яних конструкцій — близько 8-10%, а для зовнішніх конструкцій — 16-20%. Під час сушіння важливо не тільки знизити вологість, а й зберегти форму матеріалу, уникаючи деформацій, таких як викривлення або тріщини.
Як правильно сушити дерево: основні принципи
Правильне сушіння деревини включає кілька важливих етапів, на яких необхідно контролювати певні умови. Перш за все, потрібно визначити початковий рівень вологості дерева. Деревина повинна сушитися до оптимальної вологості, в залежності від її виду та призначення. Ідеальна вологість для більшості видів деревини складає 12-18%. Важливо, щоб деревина сушилася рівномірно, тому необхідно приділяти увагу умовам, в яких вона перебуває.
У разі використання природних методів сушки, таких як атмосферна або естественна сушка, важливо стежити за рівнем вологості в навколишньому середовищі, оскільки це може вплинути на швидкість сушіння. Природні методи вимагають більше часу, але вони більш екологічні та менш енерговитратні.
Процес сушіння деревини можна розглядати як комплексний, що включає вплив різних факторів, таких як температура, вологість і вентиляція. Зміна цих параметрів повинна бути контрольованою, щоб уникнути пошкодження матеріалу. Важливо також проводити регулярний моніторинг деревини під час сушіння, щоб вчасно виявити можливі проблеми і усунути їх.
Методи сушіння деревини
Сучасна технологія сушіння деревини пропонує безліч методів, кожен з яких має свої переваги і обмеження. Розглянемо найбільш популярні способи сушіння, які застосовуються для деревини, використовуваної у будівництві.
Атмосферна сушка
Атмосферна сушка є одним із найбільш простих і дешевих методів сушіння деревини. Вона полягає в природному випаровуванні вологи з дерева під впливом повітря. Для цього деревина складається в штабелі під відкритим небом, де на неї впливають погодні умови, такі як температура і вологість повітря. Цей метод застосовується в основному для сушки невеликих обсягів деревини або для деревини, яка не потребує надзвичайно швидкого сушіння.
Атмосферна сушка є дуже економічною, оскільки не вимагає великих витрат на енергетичні ресурси, однак вона має серйозні обмеження. Одним із недоліків є те, що цей метод залежить від погодних умов і може зайняти кілька місяців для досягнення потрібної вологості. Крім того, атмосферна сушка не завжди забезпечує рівномірне висихання матеріалу, що може призвести до виникнення тріщин або деформацій.
Естественна сушка
Естественна сушка є покращеною версією атмосферної і проводиться в спеціально облаштованих приміщеннях з природною вентиляцією. Вона менш залежить від погоди, оскільки вологість і температура всередині приміщення можуть бути частково контролювані. Цей метод дозволяє досягти рівномірнішого сушіння деревини, однак він також потребує більше часу, ніж інші технології.
До переваг цього методу можна віднести його екологічність і мінімальні енергетичні витрати. Однак, як і у випадку з атмосферною сушкою, він вимагає великої площі для організації процесу, що не завжди вигідно для великих підприємств або об’єктів.
Камерна сушка
Камерна сушка є одним з найбільш ефективних методів, що дозволяє швидко і рівномірно висушити деревину до потрібної вологості. Вона здійснюється в спеціальних сушильних камерах, де температура, вологість і повітряний потік контролюються автоматично. Це дозволяє досягти більш рівномірного сушіння і скоротити час цього процесу до кількох діб.
Камерна сушка є найбільш підходящим варіантом для великих обсягів деревини, оскільки вона дозволяє зберегти високу якість матеріалу. Однак цей метод має й певні недоліки. Він потребує значних енергетичних витрат, оскільки працює на нагріванні та вентиляції, і також вимагає значних інвестицій у спеціалізоване обладнання.
Контактна сушка
Контактна сушка полягає в обробці деревини за допомогою спеціальних сушильних пристроїв, що безпосередньо контактують із матеріалом. Це може бути використання теплових елементів, які прогрівають поверхню деревини, що прискорює процес сушіння. Контактна сушка є швидким методом, але також вимагає точного контролю за температурними режимами, щоб уникнути перегріву і пошкодження матеріалу.
Цей метод часто застосовується для сушіння окремих елементів або частин дерев’яних конструкцій, де важлива швидкість, але немає можливості для використання більш повільних і дешевших методів.
Ротаційна сушка деревини
Ротаційна сушка є одним із сучасних і ефективних методів обробки деревини, що дозволяє досягти швидкого і рівномірного зниження вологості. У цьому процесі деревина розміщується в спеціальних барабанах, які обертаються, забезпечуючи постійний контакт деревини з теплим повітрям або паром. Завдяки цьому методу волога випаровується рівномірно, без ризику утворення тріщин або деформацій на поверхні деревини.
Однією з головних переваг ротаційної сушки є її здатність до обробки великих обсягів деревини за короткий час. У цьому методі зазвичай використовуються високотемпературні умови, які можуть варіюватися від 40 до 80°C залежно від типу деревини та вимог до її вологості. Для досягнення необхідного результату процес може тривати від кількох годин до декількох днів.
Цей метод дозволяє значно прискорити процес сушіння порівняно з природними методами, такими як атмосферне або природне сушіння. Однак ротаційна сушка потребує високої енерговитратності, а також спеціалізованого обладнання для забезпечення рівномірного прогріву та контролю температури і вологості в процесі.
Час сушки і сушильні печі
Час, необхідний для повного висихання деревини, залежить від методу сушіння, розміру та виду деревини. Наприклад, при атмосферній сушки процес може тривати від декількох місяців до року, що значно довше, ніж в інших методах. Для камерної сушки час обробки значно зменшується і зазвичай складає від 4 до 10 днів для звичайної деревини.
При використанні сушильних печей, в залежності від типу печі і бажаного результату, час сушки може становити від 6 до 72 годин. Сушильні печі, як правило, мають спеціальну систему автоматичного контролю температури та вологості, що дозволяє знизити ризик отримання дефектів на деревині і забезпечити її рівномірне висихання.
Проте важливо зазначити, що швидкість сушки безпосередньо впливає на якість кінцевого матеріалу. Надмірно швидке сушіння може призвести до утворення тріщин, втративши таким чином міцність і стабільність деревини. Тому важливо дотримуватися оптимального режиму температури та вологості, щоб не пошкодити матеріал.
Процес усушки і розбухання
Процес усушки деревини — це фізичний процес, при якому деревина втрачає частину своєї води і зменшується в об’ємі. Це відбувається через випаровування вологи з міжклітинного простору деревини, що призводить до зменшення її розміру. Водночас втрата вологи впливає на структуру деревини, і вона може змінювати свою форму. Усушування деревини є важливим етапом у її підготовці для будівництва, оскільки воно дозволяє отримати матеріал, який не буде деформуватися під час експлуатації.
У процесі усушки деревина зменшується в об’ємі на 6–10%, в залежності від початкової вологості. Перші етапи сушки відбуваються швидше, оскільки волога, що міститься в зовнішніх шарах деревини, випаровується швидше. Після цього процес уповільнюється, оскільки внутрішні шари дерева втрачають вологу повільніше.
Однак якщо дерево сушиться неправильно або занадто швидко, можуть виникнути дефекти, такі як тріщини або розтріскування на поверхні. Тому важливо дотримуватися оптимальних умов для сушіння, щоб уникнути таких проблем.
Плотність деревини
Плотність деревини є одним з основних показників її якості. Вона визначається масою одиниці об’єму деревини і залежить від породи дерева, вологості та технології сушіння. Підвищена плотність деревини зазвичай свідчить про її міцність і стійкість до механічних навантажень, що робить її ідеальним матеріалом для будівництва.
Після процесу сушіння деревина набуває стабільної вологості і її плотність збільшується. Сушка матеріалу дозволяє зменшити його загальний об’єм і тим самим підвищити його міцність. Наприклад, для хвойних порід деревини плотність може варіюватися від 400 до 600 кг/м³, а для твердих порід, таких як дуб, вона може досягати 800–900 кг/м³. Правильна сушка дозволяє отримати деревину з необхідною щільністю, що забезпечує її високу міцність і стійкість до навантажень.
Вплив сушки на міцність деревини
Сушка деревини має важливий вплив на її механічні властивості. Висушена деревина зазвичай стає більш міцною і менш схильною до пошкоджень, таких як тріщини або деформації. Правильне сушіння дозволяє отримати матеріал, який не буде змінювати своїх фізичних властивостей під час експлуатації, що особливо важливо для будівельних конструкцій.
Зменшення вологості деревини підвищує її міцність на злам, стиск та вигин. Наприклад, для деревини з вологою 30% її міцність може бути значно нижчою, ніж для деревини, висушеної до 12%. Однак якщо сушіння відбувається занадто швидко або при надмірно високих температурах, це може знизити міцність деревини, оскільки в результаті швидкої втрати вологи можуть виникнути мікротріщини, що знижують механічні характеристики матеріалу.
