Сушка древесины и защита ее от разрушения

К недостаткам древесины относят склонность к загниванию, подверженность поражению насекомыми, огнеопасность. Но современные технологии позволяют либо преодолеть их, либо максимально снизить риск возникновения подобных явлений. Рассмотрим все по порядку. По устойчивости к гниению древесина делится на четыре класса (табл. 5).

Таблица 5 Классификация древесины по устойчивости к гниению

Гнилостные процессы в древесине возникают в том случае, если влажность ее составляет 20–60%, а окружающий воздух имеет температуру 2–40°С. Эти же условия способствуют поражению грибами, наиболее опасные из которых – домовые грибы, уничтожающие структуру древесины настолько, что она утрачивает свои механические свойства. Одним из методов, препятствующих этим процессам, является сушка древесины, поскольку сухая древесина полностью сохраняет свои качества. Древесина подвергается сушке до транспортной (18–25%) и эксплуатационной (7–12%) влажности.

Сушка – это удаление влаги из древесины путем испарения. Сушка имеет важное технологическое значение, поскольку предупреждает изменение формы и размеров деталей и конструкций в готовом изделии, кроме того, благодаря сушке повышаются технологические качества древесины. Это означает, что улучшается чистота распила, шлифования и другой обработки, повышаются прочностные характеристики материала.

Современные технологии начинаются с грамотной организации сушки древесины, поскольку чаще всего нарушается именно ее технология. Правильная организация сушки состоит в том, что этот процесс не терпит форсирования. Интенсивная сушка оборачивается микротрещинами в массиве, короблении заготовок, что обязательно негативно отражается на готовом изделии.

Попутно о терминах

Воздухоотвод – это устройство, основная функция которого состоит в том, чтобы выводить из помещения загрязненный воздух.

Различают естественную и принудительную сушку. Первая осуществляется в естественных условиях на открытом воздухе и не предполагает его подогрева. Перед сушкой пиломатериалы укладывают горизонтальными и вертикальными рядами в штабеля, причем между рядами предусмотрены прокладки, толщина которых должна быть не менее 30 см (рис. 6).

Рис. 6. Штабель, подготовленный к сушке

При этом штабель не должен лежать прямо на земле. Под него подкладывают два слоя толя, защищающего пиломатериалы от влаги, и прокладку, обеспечивающую циркуляцию воздуха.

Чтобы уберечь штабель от осадков, его размещают под навесом. При сушке древесины в помещении в нем должны быть созданы условия для удаления влаги.

Для естественной сушки требуется не менее 2 лет, и это объясняется тем, что свежесрубленная древесина имеет влажность примерно 70% и этот показатель снижается до 25–30% по истечении 18 месяцев. Недостаточная выдержка приводит к тому, что древесина продолжает сохнуть, уже будучи в изделии. В результате внутри деревянных конструкций и изделий появляются напряжения, вызывающие деформацию и разрушение клеевых соединений.

Кроме того, следует учитывать, что в разных направлениях древесина усыхает неодинаково. Усыхание вдоль волокон уменьшает размеры древесины на 0,1%, радиально – на 3–5%, тангенциально – на 6–10%. Более всего подвержены усыханию (примерно до 11 %) такие древесные породы, как бук, дуб, клен, граб. Для сосны, осины и тополя характерно умеренное усыхание – до 3–5%. Менее всех усыхают ель и лиственница – до 2%.

Попутно о терминах

Бакелизированная фанера – это фанера, которая склеена и пропитана бакелитовым лаком. Она характеризуется следующими свойствами: почти не впитывает воду, отличается высокими прочностными качествами, ударостойкостью.

Длительность естественной сушки пиломатериалов, уложенных в штабеля, определяется различными факторами:

1) временем года;

2) климатическими условиями;

3) породой древесины;

4) толщиной пиломатериалов;

5) показателями начальной и конечной влажности.

Принудительная сушка осуществляется в специальных камерах (рис. 7) и бывает газопаровой, индукционной, жидкостной, вакуумной, диэлектрической и кондуктивной. При камерной сушке древесина находится в потоках горячих газов, на нее воздействуют индуктивными токами, электромагнитными полями, нагревают в сере, парафине и пр.

Рис. 7. Камера для сушки древесины периодического действия: а – трубы отопления; б – вытяжные трубы; в – воздухоподача

В результате таких действий температура внутри пиломатериалов поднимается до точки кипения, и влага испаряется. Самым эффективным способом сушки является вакуумная, в которой риски деформации сведены на нет. Предварительно древесину несколько лет выдерживают в проветриваемых помещениях, после чего помещают в вакуумную камеру, где поддерживается низкая температура. В результате такой бережной сушки в древесине устраняются внутренние напряжения, приводящие к короблению. При достижении влажности 12% пиломатериалы складируют в сухом помещении, в котором она будет находиться до достижения баланса влажности. По прохождении всех этапов древесину можно пускать в дальнейшую обработку. После такой сушки древесина отличается прочностью и имеет минимальное количество микротрещин.

На современном производстве весь процесс сушки контролируется компьютерной системой, которая периодически сообщает о ее ходе.

Попутно о терминах

Экструзия представляет собой технологический процесс, применяемый для получения различных изделий из полимерных материалов в результате продавливания расплава исходного материала через формующее отверстие соответствующего профиля.

При атмосферной сушке, хранении и перевозке пиломатериалов, влажность которых превышает транспортную, увеличивается риск поражения древесины грибами. Для предотвращения этого прибегают к защитной обработке, которая представляет собой пропитку древесины особыми обеззараживающими составами, называемые антисептиками. Такая защита древесины наиболее эффективна, если осуществляется не позже 12 ч после распиловки леса. Обработанная древесина консервируется и приобретает стойкость относительно воздействия грибов, насекомых и атмосферной влаги.

Антисептические препараты должны отвечать ряду требований:

1) быть высокотоксичными к грибам;

2) быть безопасными для человека и животных;

3) сохранять свои свойства в течение определенного времени;

4) легко проникать в древесину;

5) не сказываться отрицательно на физико-механических характеристиках древесины;

6) не уничтожать металлические элементы, установленные на древесине;

7) не сопровождаться неприятным запахом.

Антисептики бывают водорастворимыми, но могут и не растворяться в воде. Водорастворимыми антисептиками являются фторид натрия, кремнефтористый натрий, хлорид цинка и др. Недостатком этой группы антисептиков считается то, что они пропитывают древесину на недостаточную глубину, вследствие чего их применяют для обработки пиломатериалов, которые непосредственно не будут соприкасаться с грунтом.

В противном случае необходимо использовать антисептики на органических растворителях (например, на уайт-спирите). Оптимальным же считается вариант покупки пиломатериалов, которые прошли соответствующую обработку в условиях производства.

К нерастворимым в воде антисептикам относятся масла креозотовое, антрацитовое, сланцевое, для повышения антисептический свойств которых в них вводят до 5% пентахлорфенола.

Чтобы не допустить появления насекомых, способных нанести вред хранящимся пиломатериалам, в помещении необходимо соблюдать санитарные нормы. Поэтому в профилактических целях в жилых помещениях древесину 2–3 раза в год обрабатывают 3%-ным раствором фторида или кремнефторида натрия.

Для борьбы с появившимися насекомыми древесину обрабатывают инсектицидами.

Попутно о терминах

Герметики представляют собой композиции, созданные на основе полимеров, которые, будучи нанесенными на различные соединения, обеспечивают их непроницаемость.

Древесину можно сделать устойчивой к возгоранию, для чего ее пропитывают и покрывают особыми составами, называемыми антипиренами. К ним относятся огнезащитные краски, которые по виду связующего делятся на силикатные, перхлорвиниловые, масляные и казеиновые. Силикатные огнезащитные краски являются особенно эффективными. В них в качестве связующего используют жидкое стекло, а наполнителями служат песок, мел, магнезит. При высокой температуре на поверхности древесины образуется стекловидная пленка, которая покрывает ее и препятствует доступу кислорода.

Кроме антипиренов, для защиты древесины от возгорания применяют и конструктивные методы, включающие удаление деревянных конструкций и поверхностей от источников нагрева, изоляцию их огнестойкими материалами (асбестоцементными листами, войлоком, пропитанным глиняным раствором).

Современные технологии располагают различными способами защиты древесины, повышающими срок эксплуатации изделий из нее. К таким способам относится ламинирование, которое представляет собой покрытие оконных систем из менее ценной древесины (сосны и пр.) шпоном из ценных пород (дуба, бука, вишни и пр.). Окна, изготовленные из ламинированного профиля, можно рассматривать как реальную альтернативу окнам с лакокрасочным покрытием. Технология ламинирования отработана и достигла уровня мебельного производства, поэтому качество отделки соответствует мировым стандартам. Кроме того, это дает возможность приобретать такие оконные системы даже тем, кто имеет достаточно ограниченные финансовые возможности.

Попутно о терминах

Гребень представляет собой выступ на боковой грани доски, предназначенный для того, чтобы входить в паз смежной доски.