Измерение влажности древесины. Как определить влажность древесины? Основные способы Как замерить влажность древесины

Дерево – натуральный материал, достаточно сильно восприимчивый к влажности. Оно способно выделять и поглощать влагу в зависимости от окружающих условий. При неизменном состоянии микроклимата влажность древесины стремится к постоянным показателям.

Определение влажности древесины во многом зависит от породы дерева. Наиболее гигроскопичными являются груша, бук, кемпас. Самыми стойкими считаются дуб, бамбук, мербау.

Использование древесины для строительства и ремонта предполагает соблюдение норм влажности. Под термином «влажность» подразумевается процентное отношение воды к сухой древесине.

Типы влажности

Выделяют два вида влажности древесного сырья: относительная и абсолютная.

Абсолютная

Такое понятие характеризуется отношением массовой доли влаги определенного объема древесины к весу абсолютно сухого сырья этого же размера. На этот показатель существуют установленные государственные стандарты. Согласно им показатели измерителя абсолютной влажности доски должна быть в границах 9%.

Относительная

Это процентное отношение влаги, которая содержится в дереве, к массе влажной древесине. В древесном сырье вода находится в двух формах: свободной и связанной. Они указывают на общее число влаги в сырье. Объем связанной влаги зависит от микроклимата, так как впитывается из воздуха. Находится она в клеточной структуре дерева. Именно из-за этого, в зависимости от влажности окружающей среды, происходит разбухание или усушка материала. Удалить связанную воду можно только при помощи сушки.

Свободная влага не приводит к разбуханию, так как вода в этом случае находится в межклеточной структуре древесины. Но благодаря ей увеличивается плотность материала.

Помимо этого, вид древесного сырья зависит от степени его влажности.

Существует несколько типов влажности древесины:

Мокрая. К этому разряду относят дерево, которое долгое время подвергалось воздействию воды. В таком случае показатель измерителя влажности составляет более 100%.

Свежесрубленная. Влажность недавно сваленного дерева находится в пределах 50–100%.

Комнатно-сухая. Этот вид материала, который долгое время находился в отапливаемом здании. Поэтому его число находится в пределах 9–13%.

Воздушно-сухая. К такому типу относится древесина, которая длительное время хранилась на свежем воздухе. В зависимости от условий окружающей среды, ее показатель находится в пределах 15–20%.

Абсолютно сухая. Таких показателей можно добиться только при помощи сушки в специальном приборе. Количество воды в этом случае равняется 0.

Как узнать влажность древесины?

Существует несколько методов, как определить влажность древесины. Но сначала надо выяснить вид растения и влагу воздуха, так как для разных деревьев существуют свои стандарты.

Для того чтобы измерить влагу древесного сырья, как правило, используют два метода: весовой либо при помощи электрического прибора. Их показатели могут несколько отличаться, но незначительно.

Весовой

Для этого метода потребуется:

очень точные весы;

Процесс измерения:

Для начала из середины доски нужно своими руками отпилить кусок шириной 10–15 миллиметров. Он будет служить контрольной пробой. Главное, в этом этапе – взять брусок именно с центра доски. С торцевой части отрезать не стоит, так как она имеет намного меньшую влажность.

После взвешивания этот кусок нужно отправить в специальную сушку, прибор с температурой около 100С°.

Первое взвешивание производится своими руками через пять часов. Все последующие показатели записываются с интервалом 1–2 часа.

Высушивание проводится до тех пор, пока весовой показатель не начнет повторяться. Это означает, что материал стал абсолютно сухим. Обозначим числовой показатель последней пробы как «Pc».

W = (Ph-Pc) : (Pc х 100%)

W – показатель в процентах; Ph – первый вес; Pc – последний вес.

Чтобы получить более надежные результаты, лучше использовать два образца для проб.

Электрический

Чтобы провести весовое измерение древесины требуется очень много времени. В среднем на такую работу уходит около девяти часов. Но есть способ, который позволяет намного быстрее и более точно определить процентное число воды в дереве.

Установить показатель влажности древесного сырья намного проще при помощи электрического влагомера.

Принцип работы влагомера основан на изменении удельного электрического сопротивления материала зависимо от его влажности. Иглы-электроды этого прибора вводятся в древесину так, чтобы они находились друг против друга. По ним пускается ток, и влагомер показывает количество воды в этом участке дерева. Но так как влагомер измеряет влагу только локально, то лучше повторить замер в нескольких местах.

Как определить влажность дерева без технических средств?

Сегодня количество воды в древесном сырье выясняют при помощи сложных расчетов и новейших приборов. Но ведь строительством люди занимались всегда. И как-то они обходились без прогрессивных методов и влагомеров.

По свежеспиленному фрагменту необходимо провести черту карандашом. Когда древесина влажная, линия через некоторое время посинеет, если сухая – нет.

О количестве воды в древесном сырье могут «рассказать» стружки. Если они эластичные, мягкие, при сминании не ломаются – дерево влажное. Стружки сухого сырья в руке будут ломаться, крошиться.

Можно своими руками провести по древесине острым металлическим предметом. По оставленному следу определяется состояние материала. У влажного дерева след будет влажный.

Определить количество влаги в древесном сырье можно ударив по нему каким-нибудь деревянным предметом. Если звук глухой – дерево влажное, тонкий и звонкий – сухое.

О сухости древесины свидетельствуют также трещины на ее торцах. У влажного материала их меньше.

Когда при распиливании доски своими руками в отверстие проступает влага, дерево содержит большое количество воды и непригодно к работе. Слишком пересохшее сырье при подобной обработке крошится.

Влажность древесины играет огромную роль при строительстве и ремонте. Сырое дерево в процессе высыхания будет деформироваться. Чтобы этого избежать работать следует только с сухим материалом.

Дерево — доступный, экологически чистый материал, широко использующийся при строительстве и отделке зданий. Однако многие отказываются от него по той причине, что со временем древесина начинает коробиться, в конструкциях появляются щели. Происходит это по мере высыхания древесины. Избежать такой проблемы можно, если работать с сухим материалом. Нормы влажности пиломатериалов регламентируются рядом документов, в частности СНиП II-25-80.

Для того, чтобы получить качественное и надежное строение, необходимо использовать при строительстве только сухую древесину.

Но как узнать влажность древесины при покупке? На глаз это определить достаточно сложно. Лишь специалист с большим опытом по некоторым признакам может определить, влажная древесина или сухая, но и он не даст точного процентного соотношения. Некоторые выводы о влажности можно сделать при обработке пиломатериала. Если снятая рубанком стружка пластичная и гнется, то древесина сырая, если крошится — сухая. Строительные же нормативы требуют точной цифры, и для ее определения существует ряд методов, наиболее применяемыми из которых являются расчет по массе и вычисление с помощью специального прибора — влагомера.

Расчет влажности древесины по массе

Рисунок 1. Таблица плотности различных видов древесины.

Известно, что различные породы деревьев имеют различную плотность. Но плотность зависит не только от породы, но и от влажности пиломатериала: чем суше древесина, тем она легче. Данные по наиболее распространенным породам представлены в таблице на Рисунке 1. Зная объем и массу, можно подсчитать плотность, найти ее в таблице для данного дерева и таким образом определить влажность древесины. Это достаточно простой и быстрый способ определения влажности. Однако следует учитывать, что плотность деревьев даже одной породы, но произрастающих в разных климатических зонах, может варьироваться, поэтому погрешности в вычислениях избежать не удастся.

Для более точного определения влажности пиломатериала проводится исследование. Для испытания берется образец размером 20х20х30 мм. Проба отрезается от пиломатериала на расстоянии не менее 30-50 см от края доски. Она взвешивается на весах с точностью до 0,1 г и помещается в сушильный шкаф с температурой в 101-104° С. По истечении 6 часов проба достается из шкафа, повторно взвешивается и снова кладется в шкаф. Последующие взвешивания проводятся с периодичностью в 2 часа. Результаты взвешиваний заносятся в журнал. Если разница массы по итогам двух взвешиваний не превышает 0,1 г, то древесина считается абсолютно сухой.

Расчет влажности древесины.

Абсолютная влажность материала высчитывается по формуле:

W=(m-m0)/m0×100(%),

где W — влажность, m — масса образца при первом взвешивании, m0 — масса того же образца после полного высушивания.

Необходимо рассмотреть, как определить влажность образца на примере. Можно допустить, что до просушки он весил 98,76 г, после просушки — 65,81 г. Тогда W=(98,76-65,81)/65,81х100=50,1%.

Для получения достоверного результата необходимо произвести исследование с несколькими пробами. Не рекомендуется выдерживать в сушильном шкафу более 20 часов образцы смолистых пород.

Этот способ определения влажности древесины соответствует ГОСТу 16483.7-71, но он занимает много времени и требует наличия специального лабораторного оборудования.

Определение влажности при помощи влагомера

Для определения влажности древесины можно использовать влагомер.

Научно-технический прогресс, проявляющийся во всех сферах человеческой деятельности, не остался в стороне и в отношении такого вопроса, как определение влажности древесины. Сегодня влагомером никого не удивить. Стоимость этого портативного прибора зависит от производителя, модели и набора функций, но она не настолько высока, чтобы отказаться от этого удобного приспособления. Влагомеры есть практически на любом складе, где хранятся или продаются пиломатериалы. А потому и измерение влажности превращается в минутное дело.

Принцип действия влагомера основан на измерении сопротивления при пропускании через древесину электрического тока. Прибор имеет игольчатые датчики, которые заглубляются в пиломатериал вдоль волокон. При нажатии кнопки замера через них пропускается ток, и результат, уже переведенный в показатель влажности, моментально высвечивается на дисплее. Погрешность измерения у современных влагомеров составляет не более 1,5%. При этом следует понимать, что результат достоверен только для того места, где углублены иголки. Чтобы судить о состоянии пиломатериала в целом, необходимо произвести как можно больше замеров по всей длине и ширине доски.

Допустимые показатели влажности древесины по ГОСТу.

Ряд моделей имеет длинный проводник, соединяющий прибор с игольчатыми датчиками. Это позволяет измерять влажность древесины дистанционно при ее сушке в камере. При этом датчики вставляются в доски, расположенные в середине штабеля. Сам прибор помещается вне камеры. При замерах необходимо делать поправки на температуру. Дистанционный способ удобен для контролирования процесса сушки древесины, но следует признать, что зачастую он дает искаженные результаты. Это происходит по двум причинам: из-за нагревания иголок датчиков, которые передают его древесине в местах заглубления, и из-за нарушения плотного контакта датчиков вследствие усыхания древесины.

В тех случаях, когда крайне нежелательно даже минимальное повреждение древесины, например, если речь идет о деталях для мебели, определить влажность древесины можно бесконтактным влагомером. Он не имеет иголок, а просто прикладывается к поверхности пиломатериала. Принцип действия прибора основан на измерении длины электромагнитных волн, которая будет отличаться в зависимости от влажности. При измерении таким влагомером следует определять древесину по породе.

Сушка древесины

Влажная древесина — еще не приговор. Ее вполне можно довести до пригодного к работе состояния даже без сушки в камере. Более того, атмосферная просушка рекомендуется для любого приобретенного пиломатериала.

Высушивание древесины сводится к ее правильному хранению. Для этого оборудуется место на сквозняке, защищенное навесом от осадков и попадания прямых солнечных лучей. Последнее условие связано с тем, что под солнцем поверхность досок быстро нагревается и просушивается, а нижняя остается влажной. Из-за этого возникает напряжение, древесина коробится и трескается.

Под штабели устанавливаются лаги высотой не менее 0,5 м от уровня земли. Поверхность основания должна иметь строго горизонтальную ориентацию. Во избежание прогиба досок расстояние между точками опоры не должно превышать 1,5 м. Между рядами досок перпендикулярно им размещаются прокладочные доски из хвойных пород толщиной в 25-40 мм, а через 1,0-1,5 м — прокладки толщиной в 100-150 мм. Это обеспечит лучшую циркуляцию воздуха. Нельзя складировать в один штабель доски, имеющие разную влажность: древесина гигроскопична, и сухие пиломатериалы будут набирать влагу от влажных.

Время, необходимое для просушки до показателя 18-22 % влаги, варьируется от 9 до 40 дней. Оно зависит от климатических условий, времени года и толщины материала.

Дам пару советов как определить самостоятельно была доска или брус в сушильной камере или нет. Как это сделать не имея под рукой влагомера.

Строганный пиломатериал всегда должен подвергаться термообработке согласно , т.к. это неотъемлемое звено в цепи производства строганной сухого и , как для внутренней так и внешней отделки. Делается это специально чтобы замедлить процессы коробления в древесине, следующим образом:

Камерная сушка, как технологический процесс, делится на следующие этапы:

начальная влаготермообработка;
сушка дерева;
промежуточная влаготермообработка;
конечная влаготермообработка;
подсушка древесины;
кондиционирование.

Что происходит с материалом если он не подвергался выше перечисленным технологическим процессам в сушильной камере в данной статье я описывать не буду т.к. это совершенно другая тема, которую конечно необходимо затронуть в последующих статьях.

Есть простые и очевидные вещи которые при быстром осмотре сразу бросаются в глаза. Эти методы визуального определения (подвергался материал термообработке в сушильной камере или нет) известны каждому кто работает или работал с данным материалом. Не известны они лишь обывателю или горожанам, кто первый раз строится самостоятельно!

Конечно чтобы определить точно каков процент влажности строганного сухого материала или на сколько качественно этот технологический процесс выполнен необходимо иметь под рукой влагомер. Но что делать если его нет?

Первое на что следует обратить внимание при осмотре материала:

Цена:

Все выше перечисленные технологические процессы должны зеркально отражаться на цене материала ― меньше чем 12500 руб. за 1м3 строганный-сухой материал на торговых площадях в Москве просто не может быть. Все что ниже указанной суммы сопастовимо с игрой в «Лохотрон», где проигравшим всегда является желающий сэкономить!

Другие размеры:

Строганный ― сухой материал имеет совершенно другие размеры которые существенно отличаются от обрезного материала естественной влажности ГОСТ 8486 в меньшую сторону. Это необходимо учитывать в строительстве!

К примеру размер доски имеет сечение 140х20х6000мм :

В производстве строганной сухой доски данного сечения используется стандартный размер естественной влажности сечением , после обработки (термообработке в сушильной камере и острожке на станке ) получается в чистоте следующий калиброванный размер (где отклонение в размерах по ширине и толщине в 2-3мм просто не допустимы) ― .

В строительстве доска данного сечения используется для возведения заборов, обрешетки крыши и применяется во внутренних отделочных работах. Где четкие (калиброванные ) размеры очень важны т.е. отклонения в 2мм не допустимы, т.к. довольно часто данную доску стыкуют между собой (см. фото ниже в конце статьи).

Материал который не был в сушильной камере :

Если материал не подвергся термообработке (не был в камере) и сразу был острожен на станке, то он имеет шероховатую , волокнистую поверхность , т.к. лезвие тащит за собой по всей поверхности мокрые волокна , которые сразу можно заметить не вооруженным взглядом. (см. фото)

Материал который побывал в сушильной камере имеет гладкую «зеркальную» поверхность.

На фото строганная-сухая доска сечением . Волокна отражают свет как зеркало, это означает что материал был в камере. (см. фото)

Вот как она выглядит на объекте:

Синева на многих строганных досках :

Такое не допустимо.

материал не подвергался термообработке вовсе;
материал до термообработки и острожке на станке был изначально синий (обрезной естественной влажности ГОСТ 8486 ) или синева ушла в глубину слишком глубоко ― нарушение правил хранения;

материал был синий «на корню» т.е. еще при заготовке круглого леса;
материал был намочен при транспортировке или последующем хранении.
доставка строганного сухого материала к заказчику и на торговые площади к поставщику должна производиться строго в машине закрытого типа;

Все это брак, который должен продаваться по дешевке на всяких распродажах по очень низкой цене.

Определяем влажность древесины

Что бы определить влажность древесины, можно использовать один из двух способов. В быту используют специальные устройства – электровлагомеры. Устройство работает по принципу изменения электропроводимости древесины (изменяется от влажности). Иглы электровлагомера, с подключенными проводами, вводят в дерево и пропускают через него электрический ток, в этот момент на шкале устройства можно увидеть степень влажности древесины в том месте, где проводится замер.

Некоторые резчики с большим опытом работы могут определить влажность древесины на глаз. Также, зная плотность и другие физические свойства разных типов древесины – можно определить её влажность по массе, при наличии трещин вдоль волокон или на торце – по короблению. По цвету древесины, цвету коры и её величине – определяется свежесрубленная или спелая древесина, а также её влажность.

Если при обработке дерева п/м рубанком, стружка легко сжимается рукой – материал влажный, если же при сжатии стружка крошится и ломается – материал достаточно сухой. Также нужно обращать свое внимание при поперечных порезах стамесками: если крошится деревянная заготовка – материал слишком сухой.

Деревянная заготовка, которая очень легко режется – очень влажная, а на месте пореза будет заметен влажный след. Отметим, что получить качественную древесную заготовку достаточно сложно, поскольку коробление, растрескивание и других деформаций при сушке не избежать.

Сушка дерева

Сухая древесина является более прочной, долговечной, лучше отделывается, легко склеивается, не подвергается загниванию, не так сильно коробится. Любая древесина, в независимости от породы, он тонко чувствует изменение влажности окружающей её среды. Это свойство является одним из самых главных недостатков лесоматериалов. В теплых и отапливаемых помещениях она коробится и усыхает, а при повышенной влажности – очень быстро вбирает в себя воду и начинает разбухать. Оптимальная влажность древесины на улице является 18%, а в помещении – до 10%.

На сегодняшний день существует много различных методов сушки древесины. Самым доступным и простым является естественный вид сушки – воздушный (атмосферный). Сушка должна проходить в тени, на сквозняке и под навесом. При сушке на солнце, поверхность быстро нагревается и высыхает, а вот внутренняя часть заготовки остается сырой. В результате чего появляются трещины (из-за разницы напряжений).

Брусы, доски и другие п/м необходимо укладывать в штабеля на деревянные, металлические или другие подставки высотой от 50 см. Доски необходимо укладывать внутренними пластями к верху, во избежание коробления.

Если доски при сушке положить на кромки, то процесс будет более быстрым, поскольку будет лучшее проветривание и, соответственно влага будет, быстрее испарятся. Однако существует значительный недостаток – доски больше коробятся, особенно с повышенной влажностью. При заготовлении живых и свежесрубленных деревьев, после укладки необходимо уплотнить их тяжелым грузом во избежание сильного коробления.

При естественной сушке, всегда будут образовываться трещины на торцах. Для избегания растрескивания торцов, их необходимо хорошо закрасить маслянной краской или же пропитать битумом или горячей олифой, это защитит поры древесины. Обработку торцов необходимо проводить сразу же после поперечных распилов в разрез. При очень влажной древесине необходимо просушить торцы паяльной лампой и потом начинать закрашивать.

Кряжи (стволы) обязательно нужно очистить от коры (окорить), лишь у торцов должны остаться пояски-муфты до 25 см в ширину для избегания растрескивания. Очищать кору необходимо для ускорения высыхания и защиты от жуков. Древесина, оставленная с корой, в теплом помещении и с повышенным уровнем влажности очень быстро начнет загнивать и поражаться грибками.

После сушки атмосферным методом при теплой погоде, влажность древесины будет составлять от 12 до 18 %.

Существуют и другие способы сушки дерева.

Способ выпаривания

Выпаривание (запаривание) использовали ещё в давние времена. Заготовки распиливали на части, учитывая размеры изделия, затем закладывали обыкновенный чугун и подсыпали опилки от такой же древесины, заливали водой и оставляли в протопленной и остывающей печи при температуре 60-70 градусов. В результате таких действий происходит процесс «выщелачивания» (выпаривание древесины) – заготовка теряет все свои естественные соки, окрашивается и принимает густо-шоколадные оттенки, с довольно ярко выраженным природным рисунком. Такую заготовку легче обрабатывать, а после сушки – будет, на много меньше коробится и трескаться.

Метод парафинирования

Деревянную заготовку опускают в раствор парафина и оставляют в печи на несколько часов при температуре в 40 градусов. Далее древесине дают несколько дней просохнуть, в результате чего она обладает теми же свойствами, как и после запарки: тонированная поверхность с четким рисунком текстуры, не коробится, не трескается.

Метод запирания в льняном масле

Посуда, изготовленная из пропаренной в льняном масле древесины, имеет водостойкие качества, и практически не трескается даже при повседневном использовании. Данный способ применяется до сих пор. Заготовку помещают в емкость, заливают льняным маслом и пропаривают на слабом огне.

Поэтому для вычисления данной величины существует два способа – прямой, а также косвенный. Прямой метод (весовой) использует нормативы ГОСТа 17231-78 (16483.7-71) и требует сушки части материала с проведением исчислений, косвенный выполняется проще с применением .

Весовой способ измерения влажности

Давайте посмотрим, как определить влажность древесины без влагомера. Предлагаемый способ основан на методике ГОСТа. Для исследований необходимы:

контрольная проба лесоматериала;
сверхточные весы;
сушилка.

Процесс определения влажности включает такие этапы:

из исследуемого материала берется контрольная проба – часть доски, размером 20х20х30мм, отпиленная на расстоянии 30-50см от торца;
пробная часть взвешивается на весах, имеющих точность до 0,1г. Полученная цифра фиксируется как Рh – начальная масса;
материал помещается в сушильный шкаф, нагретый до t 101-104оС на 6 часов. Затем проба достается и снова взвешивается с фиксацией результатов. Далее продолжается сушка с периодичностью 2 часа, с контролем веса;
последняя масса пробного куска – Рс - определяется, когда результаты взвешивания начинают повторяться;
после получения цифр Рh и Рс осуществляется расчет влажности исследуемой древесины. Для расчета изначального показателя влажности – W - используется формула:

W = (Ph-Pc)/(Pc*100%).

ВАЖНО! Для получения максимально точных показаний рекомендуется использовать 2 контрольных образца материала.

Определение влажности путем применения электровлагомера

Понятно, что не всегда есть сушильная камера, сверхточные весы и достаточно времени на проведение вычислений влажности первым способом. Поэтому, как упрощенная альтернатива, современными производителями предлагается применение специальных приборов – влагомеров.

Существует два типа влагоизмерителей – игольчатые, а также индукционные.

Если применяют игольчатый влагомер, то рабочий элемент устройства – металлические иглы - погружаются в материал на 5мм. При этом электроприбор выполняет необходимые расчеты, и результат выводится на экран.

Погрешность полученных измерений составляет 1,5%. Следует помнить, что результат достоверен для того участка, где углубили иглы. Поэтому необходимо проанализировать как можно более просторную площадь материала.

Индукционные влагомеры работают с использованием сенсорных панелей, что упрощает замер, а также сохраняет целостность сырья.

Преимущество использования влагомеров заключается в оперативности способов, простоте получения результатов, отсутствии необходимости в дополнительном оборудовании – сушильного шкафа, весов.

Как вычислить влажность опилок, не используя влагомер

Опилки используются в различных сферах. Например, такой материал популярен как утеплитель, экологичное топливо, сырье для производства брикетов. Показатель влажности опилок вычисляется также двумя основными способами – весовым, с применением влагомеров.

Сначала давайте разберем, как определить влажность опилок без влагомера. Для процедуры понадобится:

тигель;
сушильный шкаф;
сверхточные весы.

Способ измерения аналогичен методу исследования древесины. Тигель прокаливается, взвешивается. Берется пробная партия опилок (контрольная), взвешивается в тигеле. Результат фиксируется, причем масса тигеля вычитается.

Помещенные в прокаленный тигель опилки (контрольная проба) с определенной периодичностью просушиваются в шкафу. При этом выполняются замеры массы. Сушка продолжается 24-36 часов.

Результаты вычисляются по уже приведенной выше формуле: W = (Ph-Pc)/(Pc*100%), где:

W – искомый параметр влажности опилок;
Ph – первоначальная масса контрольной партии сырья;
Рс – окончательная масса контрольной партии.

Второй способ вычисления влажности опилок – использование электровлагомера. Такой метод практически мгновенно определяет требуемые параметры с минимальными отклонениями точности. Дополнительный плюс способа – отсутствие необходимости использования специального оборудования.

Учитывая все вышеизложенное, следует сказать, что весовой способ определения влажности древесины приемлем для профильных производств, где в наличии все условия для проведения исследований.

Если же у вас нет времени на просушивание, взвешивание материала, проведение расчетов, тогда рекомендуем купить современный влагомер подходящей модели в интернет-магазине «MetronX», чтобы сэкономить время и провести необходимые замеры быстро, в любых условиях.