Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинами

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинами

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.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиВлажные пиломатериалы

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:

  • Пиломатериалы заготавливают осенью и зимой. В этот период не движется сок и влажность у дерева наименьшая.
  • Для работы используют небольшие по размерам заготовки, так как после усушки они меньше подвержены деформации.
  • Древесину твёрдых пород (ясень, граб, бук) нецелесообразно сушить в домашних условиях из-за сильного растрескивания.

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.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиПачка с качественными пиломатериалами

  1. В этой пачке доски широкие, прямые, без сучков, с правильной текстурой.
  2. Доски с дефектами укладываются в отдельную пачку.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиПачка с пиломатериалами 2 сорта

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.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиУкладка штабеля пиломатериалов

  • Чтобы торцы пиломатериалов в штабеле не растрескивались, их закрашивают краской, олифой, клеем ПВА, известью.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиТорцы, покрытые клеем ПВА

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.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиУложенный штабель пиломатериалов

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.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиБрусок перед вывариванием

Для варки заготовки такого размера выбирают глубокую кастрюлю, которую заполняют соляным раствором. Раствор готовят из поваренной соли: 5 столовых ложек засыпают в литр воды.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиРаствор, подготовленный к варке

  1. Раствор с заготовкой варят в течение четырёх часов на медленном огне.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинамиВарка бруска в растворе

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 черешни

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.

Сваренный брусок, подготовленный к разделке

  • 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.

Детали под основание сушилки

Из деталей собирают и устанавливают деревянное основание на ножках. Бруски укладывают на расстоянии 65‒70 см.

Собранное и установленное основание сушилки

  1. Для уменьшения тепловых потерь снизу, укладывают утеплитель Пеноплекс, который сохраняет тепло и не пропускает влагу.

Основание сушилки с утеплителем

  • Из деревянных реек собирают каркас для сушилки.

Каркас для сушилки

  1. Каркас по бокам обшивают жестью, крышу утепляют, монтируют дверцу с ручкой для удобного пользования.

Подготовленная для работы сушилка

  • Перед укладкой пиломатериалов устанавливают щит управления и прокладывают кабельные линии к кассетам.

Щит управления

  1. Кабельные линии к кассетам подводят через пол, так как полная герметичность конструкции не требуется.

Сушилка перед укладкой пиломатериалов

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.

Сушилка с первым рядом пиломатериалов

  • После укладки пиломатериалов и кассет сушилку включают в сеть.

Сушилка перед включением

После включения питания начинается нагрев кассет. Влага из пиломатериалов испаряется, конденсируется на холодных металлических стенках и стекает вниз. Утеплённый потолок остаётся сухим.

Запотевание стенок сушилки

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%.

Проверка влажности высушенных досок

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

  1. 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.

  2. Пример самодельной сушильной камеры взят на ютуб-канале stolyar te.
  3. Для сушильной камеры оборудуют отдельное помещение.

Пристройка для самодельной сушильной камеры

Такая сушилка рассчитана на 3,5 м3 пиломатериалов.

Это оптимальный и доступный объём древесины для домашней мастерской. Сушат дерево отдельно по породам: ясень, дуб, вишня, клён.

Сушильная камера, загруженная досками

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.

Читайте также:  Гофра для вытяжки: как спрятать на кухне, диаметр

Доски, уложенные через перекладины

В верхней части камеры устанавливают два вентилятора с моторами до 0,9 кВт. Их мощности достаточно, чтобы обдувать горячим воздухом штабель 3,5 м3.

Вентилятор для обдува

Вдоль стены проложен металлический гусак с отверстиями, которые увеличиваются в глубину камеры. По гусаку прогоняют горячий воздух из печки.

Гусак с отверстиями

  • Рядом с вентилятором размещают датчик влажности.

Размещение датчика влажности

Самодельный котёл изготавливают из стали 4 мм. Он трёхконтурный и имеет два входа и два выхода.

Котёл для сушильной камеры

  1. Для продува воздуха через котёл устанавливают на стене двухконтурный мотор.

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.

Формирование воздушного потока в гусаке

Вторая труба от двухконтурного насоса заходит в верхнюю часть котла. Нагретый воздух через гофр подаётся на стенку внутри камеры.

Формирование воздушного потока в гофре

Влагу, собранную после сушки пиломатериалов, необходимо удалять из сушильной камеры. С этой целью монтируют два вентилятора для ванной комнаты, работающие на вытяжку.

Вытяжной вентилятор

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.

Индикатор датчика 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.

Трещины на торцах сухих досок

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.

 Виктор Прохоров

С использованием материалов ютуб-каналов: Столярное дело, Штрихи Коваля, mtmwood, stolyar te.

Заходите в группы ВКонтакте и Одноклассниках

Способы сушки древесины. Как правильно высушить древесину, чтобы в ней не образовались трещины

Любому самодельщику известно, что даже хорошо обработанная сырая древесина становится со временем ворсистой и плохо поддается отделке. Такую древесину потом трудно шлифовать, а лаковые и красочные покрытия на ней трескаются и осыпаются.

Изделия из сырой древесины коробятся и покрываются глубокими трещинами, которые возникают из-за неравномерного высыхания ее слоев (дело в том, что при сушке верхние слои пиломатериалов высыхают и уменьшаются в объеме быстрее, чем внутренние).

Минимальная влажность древесины растущего дерева бывает зимой, а максимальная — ранней весной. Конечно, заготовку древесины, кроме осины, лучше осуществлять в период, когда в ней почти нет соков. В этом случае она меньше растрескивается и коробится. Чем сильнее усыхает древесина, тем многочисленнее и глубже в ней трещины.

Древесина мягких пород усыхает меньше, чем твердых. При этом мягкая древесина высыхает быстрее, не так сильно коробится и растрескивается, чем твердая.

По степени усушки древесину различных пород деревьев подразделяют на три группы: малоусыхающая — ель, ива, тополь, сосна, кедр; среднеусыхающая — дуб, липа, осина, ясень, вяз; сильноусыхающая — лиственница, береза, клен, яблоня.

Как же высушить древесину, чтобы в ней не образовались трещины? Это вопрос вопросов для каждого мастера. В любой древесине содержится определенный процент влаги.

И удалять последнюю следует так, чтобы древесина — этот благородный, теплый, солнечный материал — не покоробилась. Заготавливать древесину надо поздней осенью или зимой.

В это время в ней минимум влаги, она меньше растрескивается, а мастеру остается лишь только досушить ее.

Способы сушки древесины

Способов сушки в принципе много. И в зависимости от условий и обстоятельств мастер сам принимает решение, как он поступит с данным материалом. Учтите, что здесь речь пойдет не о промышленной сушке древесины, хотя некоторые ее приемы годятся и для сушки в «индивидуальном порядке».

Сушку древесины в лесу прямо на корню проводят с весны до конца лета. На выбранном для рубки дереве вокруг ствола снимают широкое кольцо коры (ближе к корням). Влага перестает поступать в крону дерева и оно постепенно высыхает.

Причем такой сушке способствует листва, которая интенсивно «вытягивает» из ствола влагу. Подсохшее дерево валят и распиливают.

Другой, аналогичный способ заключается в том, что, спилив дерево, две трети ствола очищают от коры, не трогая веток с листьями и верхнюю часть кроны.

Оставшаяся листва за две недели, как мощный насос, выкачивает из ствола влагу, на удаление которой при обычной сушке на открытом воздухе потребовался бы не один месяц. После двух-трех недель ствол распиливают на кряжи нужной длины. Окоренные и подсохшие кряжи везут домой и досушивают под навесом на настиле.

Сушка древесины на воздухе отличается простотой и доступностью. Пиломатериалы укладывают штабелем под навесом, защищая от дождя и прямых солнечных лучей. Под навесом для пиломатериалов готовят ровное основание, для чего используют бруски, бревна, толстые трубы или рельсы, на которые поперек и укладывают доски.

Расстояние от нижнего слоя досок до земли должно быть не меньше 30 см. Сырую землю под штабелем желательно накрыть рубероидом (разрешается старыми кусками), сеном или соломой. Балки основания выставляют так, чтобы верхние части брусков или труб находились в одной плоскости.

Причем основание штабеля не обязательно должно быть строго горизонтальным, главное, чтобы балки основания составили бы единую плоскость и не деформировались бы под нагрузкой. Сохнет лес медленно — от нескольких месяцев до нескольких лет. Летом сохнет лучше.

Торцы досок или кругляка замазывают сметанообразным раствором извести с небольшой добавкой столярного клея, любыми краской, олифой, маслом. Штабель желательно с боков укрыть от продувания ветром и от косого дождя. Подобные меры безопасности предохранят лесо- и пиломатериалы от быстрого высыхания и растрескивания.

Не забудьте также о прокладках, которые укладывают между слоями сохнущего материала поперек досок в штабеле на расстоянии 1 м друг от друга. Крайние прокладки в штабеле располагают вровень с торцами досок.

Если предстоит сушить кряж (или чурак) из мягкой древесной породы, то кору с него целесообразно не снимать (рис.

1, а), а сделать на ней поперечные зарубки топором, это даст доступ воздуха к древесине, причем кору следует подрезать именно поперек, сохранив ее как стягивающий обруч, который предохранит древесину от растрескивания.

Некоторые мастера предпочитают сушить ошкуренный чурак, оставив на концах не снятую кору в виде колец шириной около 15…20 (см. рис. 1, б).

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинами Рис. 1. Подготовка кряжа для естественной сушки: а — на кору нанесены поперечные прорези; б — кора удалена в средней части.

Некоторые мастера предпочитают резать объемные поделки из сырой древесины. Тогда, понятно, возникает вероятность растрескивания готовой поделки при ее высыхании. Чтобы снизить эту вероятность, резчики придумали некоторые хитрости.

Из чурака предстоит, например, изготовить колонну для ворот или калитки, балясину для крыльца и т. д. В этом случае в поделке (чураке) часто сверлят осевое сквозное отверстие, которое помогает чураку сохнуть изнутри. Отверстие потом рассверливают до диаметра 40…50 мм.

Как это делать? Об этом мы поговорим в другой раз.

Сушка древесины-кругляка или как бороться с трещинами Рис. 2. Продольный разрез в стволе предохраняет его от растрескивания.

Часто наружную поверхность поделки сразу после обработки вчерне покрывают растительным маслом, это защищает древесину от интенсивного высыхания снаружи, а значит и от растрескивания. Такую технологию сушки готовых изделий применяют многие мастера, так как по сырой древесине объемную вещь легче резать.

Если мастер решил выполнить резную колонну-опору из длинного бревна, то на бревне просто формируют с помощью циркулярной электрической пилы с одной стороны продольный паз глубиной на 4…5 мм больше радиуса бревна (рис. 2). Эта щель во многом предотвратит растрескивание ствола при сушке.

Читайте также:  Очистка воды из скважины в загородном доме до питьевой

Впоследствии пропил заделывают вставкой на водостойком клею, при этом колонну устанавливают так, чтобы пропил не был виден.

На Руси издавна широко использовалась сушка древесины в зерне. Влажную деревянную заготовку зарывали в зерно ближе к весне. За несколько недель зерно впитывало в себя всю влагу из древесины. Затем заготовку выдерживали при комнатной температуре и смело пускали в дело, не боясь появления трещин.

«Лишнюю» воду в древесине мягких пород (сосна, липа и другие) можно удалить вывариванием заготовок в пресной воде. При вываривании древесина освобождается от внутренней влаги и становится при этом эластичнее и мягче.

Из такой распаренной древесины обычно сразу же вырезали ложки, солонки и прочую кухонную мелочь. Сырые горячие чурбаки резать одно удовольствие. Досушивают изделия в комнатных условиях.

Замечу, что тонкостенная посуда, вырезанная из проваренной древесины, высыхает так быстро, что трещины просто не успевают появиться. Вываривание древесины в соленой воде также предупреждает ее растрескивание. Попутно соль надежно защищает древесину от гнилостных микробов.

В домашних условиях небольшие заготовки из твердой и мягкой древесины вываривают в кастрюлях. На 1 л воды кладут 4…5 столовые ложки поваренной соли. Древесину варят на медленном огне в течение 2…3 ч, затем сушат при комнатной температуре.

Вываривание в масле и олифе небольших фрагментов твердой древесины не только исключает появление трещин, но и усиливает декоративную ценность древесины. Заготовки «кипятят» в льняном или хлопковом масле, а также в натуральной олифе. Масло вытесняет влагу, заполняя в древесине межклеточное пространство.

Вываренную древесину сушат при комнатной температуре. Просушенная древесина становится прочнее, отлично шлифуется и не впитывает влагу. Давно и широко известный способ сушки заготовок или готовых изделий, выполненных на токарном станке, — зарывание их в стружки.

Резчики «закапывали» неоконченные изделия в стружки или опилки, где они равномерно высыхали и не коробились, и не трескались.

На способности бетона втягивать в себя влагу основана сушка на цементном полу. Сырые заготовки укладывают на сухой чистый бетонный пол. В течении дня несколько раз заготовки переворачивают так, чтобы попеременно то одна, то другая ее плоскость прилегала к бетонному полу.

Мастер, хорошо знающий строение и механические свойства древесины с помощью пилы, сверла, стамесок и топора может даже по своему усмотрению направить процесс сушки в нужное русло.

Все материалы раздела «Декоративно-прикладное искусство»

Поделитесь этой страницей в соц. сетях:

Сушка бревен без трещин

Дома из бревен строят по всему миру в течение тысяч лет. Притягательность деревянного дома связана прежде всего с тем, что дерево - живой естественный полимер. Древесина является таким строительным материалом, который не загрязняет окружающую среду и не мешает природе обновляться.

Помимо того, что дерево обладает превосходными строительно-техническими характеристиками, с ним связаны простые жизненные ценности, касающиеся качества человеческого существования. В отличие от остальных строительных материалов дерево «дышит». В клеточном строении бревна незаметно происходит постоянный обмен воздуха.

Одновременно влажность воздуха внутри дома поддерживается на оптимальном для человеческой жизни уровне. Древесина впитывает влагу из окружающего воздуха, когда в доме излишне влажно, и, наоборот, отдает влагу в помещение с сухим воздухом. Здесь вы дышите чистым и здоровым воздухом, не сухим и не влажным.

У натурального бревна или бруса всегда «теплый» цвет и неповторимая текстура. Структура, золотисто-янтарный цвет хорошо обработанной древесины, как бы светящейся изнутри, создают комфортный психологический настрой, вселяют спокойствие и оптимизм.

Древесину называют материалом, «дружественным» человеку: любой, кто входит в деревянный дом, чувствует себя комфортно и уютно.

О достоинствах деревянного дома много говорить не имеет смысла - они общеизвестны. Дерево отлично держит тепло. Если сравнивать с кирпичом, деревянная стена, эквивалентная кирпичной с точки зрения удержания тепла, должна быть в 4 - 5 раз тоньше.

В последние годы с развитием новых технологий в деревообработке начали строить деревянные дома из оцилиндрованного бревна и клееного бруса.

Деревянные дома из оцилиндрованного бревна

Бревна цилиндруют на специальных станках, в результате бревно становится идеально круглым в сечении и получает одинаковый диаметр по всей длине. Благодаря этому бревна при монтаже плотнее прилегают друг к другу, образуя жесткую конструкцию, улучшаются теплоизоляционные свойства стен.

Следующий момент - сушка. При строительстве домов из оцилиндрованного бревна до 95 % бревен сушат естественным способом на открытом воздухе. Процесс сушки бревен естественным способом продолжается от одного до двух лет. При сушке бревен в конвективных камерах продолжительность сушки составляет 1,5 - 2 месяца.

При сушке бревен естественным способом и в конвективных сушилках не удается избежать образования трещин на поверхности бревна. Трещины считаются обязательным и неотъемлемым атрибутом сухого бревна. Трещины на поверхности бревна портят эстетический вид деревянных домов и снижают теплопроводность. Для предотвращения растрескивания бревен в бревнах делают компенсационные пазы.

Однако избежать трещин все равно не удается. Вторым недостатком при строительстве деревянных домов из оцилиндрованного бревна является усадка. Деревянные дома, собранные из невысушенного материала, в процессе сушки по высоте оседают до 30 см.

Немногие фирмы готовы ждать год, пока оцилиндрованное бревно высохнет естественным способом, и достичь низкого процента влажности таким образом невозможно. Для предотвращения растрескивания бревен и брусьев при высыхании и исключения усадки сруба после возведения домов многие производители начали выпускать деревянные дома из клееного бруса.

Только при использовании сушеного клееного профилированного стенового материала уходили от проблем усадки зданий, растрескиваний бревен и многих других проблем деревянных конструкций из материалов естественной влажности, что конечно дает преимущество именно сушеному клееному профилированному материалу.

Деревянные дома из клееного бруса

Технология изготовления клееного бруса такова. Качественный хвойный лес - плотноволокнистая сосна или сибирская лиственница - распускается на доски, затем высушивается каждая доска. Чтобы обнаружить дефекты, доски строгают, а дефектные части вырезают. После этого доски сращиваются по торцам - получаются ламели.

Полученные ламели калибруют и затем склеивают под давлением в специальных прессах (в клееном брусе, как правило, от двух до шести ламелей). При этом ламели соединяются таким образом, чтобы их годовые кольца были обращены наружу, благодаря чему брус приобретает прочность. Готовый клееный брус профилируется, из него вырезают чашки, его торцуют и упаковывают.

Влажность упакованной продукции составляет не более 12 %. Образование трещин исключено, клееный брус не рассыхается. Стены из такого бруса не дают усадки, поэтому отделку можно производить сразу же после возведения дома. К недостаткам клееного бруса относится сравнительно высокая стоимость, которая в 2 - 3 раза превышает стоимость оцилиндрованного бревна.

Относительным недостатком клееного бруса является недолгая история его применения в ограждающих конструкциях.

Для стен из клееного бруса открытым остается вопрос: а способна ли «дышать» стена из клееного бруса. Специалисты расходятся во мнении, способна ли склеенная древесина «дышать».

Одни считают, что слои клея препятствуют этому (а в клееном брусе соединяется от 2 до 6 досок-ламелей). Другие утверждают, что современные материалы для склейки незначительно влияют на циркуляцию воздуха через поры.

Экспериментально проверенных данных нет.

Дома из оцилиндрованного бревна чрезвычайно гармонируют с природой средней полосы России и передают эту гармонию своим обитателям, что положительно отражается на физическом и психическом здоровье человека. По этой причине многие производители деревянных домов клееный брус оцилиндруют.

А теперь рассмотрим экономическую часть производства стен из оцилиндрованного бревна и клееного бруса.

На российском рынке средняя стоимость оцилиндрованного бревна из сосны диаметром 20 см естественной влажности составляет 120 $/м3.

После сушки до 30 - 35 % влажности естественным способом (под открытым небом) средняя стоимость оцилиндрованного бревна поднимается до 250 $/м3. Оцилиндрованные бревна с влажностью 20 - 25 % стоят 350 $/м3.

А минимальная стоимость соснового клееного бруса толщиной 20 см - 450 $/м3.

Баланс готовой продукции и отходов

При производстве срубов из оцилиндрованного бревна выход готовой продукции составляет 80 %. Отходами в основном является топливная щепа естественной влажности. Производству клееного бруса предшествуют следующие этапы: лесопиление и сушка пиломатериалов. Выход пиломатериалов при лесопилении составляет 55 %.

Отходами лесопиления являются опилки, рейки и горбыль. Все отходы лесопиления имеют естественную влажность. После лесопиления пиломатериалы подвергаются принудительной сушке. При производстве клееного бруса из пиломатериалов выход готовой продукции составляет 70 %.

Отходами цеха клееного бруса являются опилки, кусковые отходы и стружка. Все отходы цеха клееной продукции имеют влажность готовой продукции 10 - 12 %. Общий выход готовой продукции при производстве клееного профилированного бруса составляет 38,5 %.

В итоге при производстве срубов из оцилиндрованного бревна получаем в 2 раза больше готовой продукции, чем при производстве срубов из клееного бруса.

Читайте также:  Пристройка к дому из каркаса своими руками

Стоимость оборудования

Средняя стоимость оборудования для цеха по производству оцилиндрованного бревна составляет 35 тыс. $. Для производства клееного бруса необходим цех лесопиления, сушильные камеры, цех клееной продукции с общей суммарной стоимостью оборудования 550 тыс. $, что в 15 раз превышает стоимость цеха для производства оцилиндрованного бревна.

Вернемся к трещинам. Неужели трещины — неотъемлемый атрибут сухого бревна? Нельзя ли от них избавиться? Рассмотрим механизм образования трещин на поверхности бревна. Все существующие в мире способы сушки древесины основаны на выводе влаги на поверхность древесины и испарении ее с поверхности.

Чтобы влага перемещалась на поверхность древесины, необходимо создать градиент влажности, то есть высушить поверхность. Процесс сушки бревен в сушильных камерах достаточно сложен и длителен по времени: нужно, чтобы влага из середины бревна успевала выйти на поверхность.

Если поверхность будет сохнуть заметно быстрее сердцевины, возникнут трещины, так как сухое дерево имеет меньший объем.

Условно круглое бревно разделим на две зоны: центральную и наружную. При конвективной сушке бревна в первую очередь высыхают поверхностные слои бревна, т. е. наружная зона. Если условно убрать центральную зону, то наружная зона за счет усушки должна уменьшиться в диаметре. Центральные зоны остаются набухшими.

Это приводит к растягиванию поверхностных слоев вокруг набухшей центральной зоны и образованию трещин на поверхности бревна (см. рис. 2). Чем медленнее сушка, то есть маленький градиент влажности, тем меньше растягивающие усилия. Как бы медленно не проходила сушка бревна, исключить растягивающие силы не удается.

Отсюда возникает вопрос: нельзя ли высушить сначала центральную зону. Высохшая центральная зона дала бы усадку и притягивала бы к себе наружные зоны. Наружные зоны вместо растяжения начинали бы сжиматься, препятствуя образованию трещин.

То есть эпюр растяжения на поверхности менял бы знак, образовалось бы усилие, закрывающее даже существующие микротрещины (см. рис. 3).

Для решения данной задачи был предложен уникальный СВЧ-способ сушки бревна, которому нет аналогов в мире. В предлагаемом СВЧ-способе сушки в первую очередь высыхает центральная зона бревна, за центральной зоной - поверхностные слои, и трещины, таким образом, не образуются.

Суть технологии заключается в том, что при локальном подводе СВЧ-волн специального типа Х со стороны торцов круглого лесоматериала напряженность Е электрического поля волн Х распределяется в аксиальных направлениях, т. е. параллельно волокнам древесины, с максимальным значением напряженности Е в центральной зоне.

Это способствует большему выделению СВЧ-энергии в центральной зоне по сравнению с периферийной зоной, поскольку в периферийной зоне вектор напряженности электрического поля Е ориентирован перпендикулярно волокнам древесины (при ориентации вектора напряженности Е параллельно волокнам древесины в древесине выделяется в 1,4 - 2 раза больше энергии, чем при ориентации вектора напряженности Е перпендикулярно волокнам). По этой причине центральные зоны поперечного сечения бревна высыхают раньше, чем периферийные зоны. Из-за высокой проницаемости древесины вдоль волокон пар удаляется через торцы бревна (для древесины сосны проницаемость вдоль волокон в 5 200 раз больше, чем поперек волокон).

Таким образом, при воздействии СВЧ-излучения волн Х энергия со специальной антенны, попадая на торец влажного бревна, практически полностью распространяется внутри него.

Учитывая, что влажное бревно имеет большие диэлектрические потери, проходящая внутри древесины СВЧ-мощность полностью поглощается древесиной. Происходит быстрое высыхание бревна со стороны торцов.

Так как сухая древесина имеет меньшие коэффициенты диэлектрических потерь, проходящая внутри древесины СВЧ-мощность практически не поглощается древесиной, а распространяется вокруг бревна, и процесс сушки идет от торцов бревна к его центральной части по длине и вследствие транспортирования СВЧ-энергии вдоль бревна к более влажным зонам. При этом высохшая часть бревна является диэлектрическим волноводом для транспортирования СВЧ-энергии.

Удаление части влаги в виде пара через свободную от влаги капиллярную систему древесины обеспечивает ее «пропаривание», т. е.

влаготепловую обработку, при которой происходит снятие остаточных напряжений, а следовательно, уменьшается проявление внутренних и внешних повреждений в пиломатериале, улучшается качество получаемой продукции. На рис.

4 показано оцилиндрованное бревно лиственницы, высушенное предложенным СВЧ-способом. Выбор пал на лиственницу, т. к. древесина лиственницы труднее сохнет по сравнению с другими породами.

Параллельно с СВЧ-сушкой проводились контрольные сушки под открытым небом. Результаты сушки показаны на рис. 5.

Предложенный вашему вниманию СВЧ-способ был разработан путем теоретических исследований.

Для проверки достоверности теоретических исследований была произведена контрольная сушка бревна СВЧ-энергией, вдвое превышающей расчетную мощность.

В результате контрольной сушки центральная зона обугливалась, что доказывает достоверность теоретических результатов. Ниже на рис. 6 показано бревно с обугленным центром.

В заключение рассмотрим, что дает внедрение в производство предложенного СВЧ-способа сушки оцилиндрованных бревен. Производительность СВЧ-сушильной установки для сушки оцилиндрованных бревен с мощностью СВЧ-генератора 75 кВт составит 6 - 8 м3/сутки.

При двухсменной работе оцилиндровочного станка потребность СВЧ-установок составит 2 шт. Ориентировочная стоимость СВЧ-установки составляет 70 тыс. $. Следовательно, стоимость цеха по производству сухого оцилиндрованного бревна составит 175 тыс. $. Затраты сетевой энергии на сушку оцилиндрованного бревна - около 300 кВт/м3.

В итоге из пиловочника получаем 20 % сырой топливной щепы, которые без переработки пойдут в котельную для отопления производственных, вспомогательных помещений, и 80 % готовой продукции. Стоимость СВЧ-сушки бревен по расчетам составляет менее 50 $/м3.

Следовательно, стоимость сухого оцилиндрованного бревна без трещин — не более 200 $/м3, что в 2 - 3 раза меньше, чем при производстве срубов из клееного бруса.

Как мы уже рассмотрели, цех клееного бруса с аналогичной производительностью стоит 550 тыс. $, что в 3 раза больше стоимости предложенной технологии. При производстве клееного бруса из пиловочника получаем 45 % сырых отходов, которые после переработки пойдут в котельную.

Тепло, вырабатываемое из отходов, идет на сушку пиломатериалов и на отопление производственных, вспомогательных помещений. Сухие отходы в количестве 16,5 % от пиловочника из цеха клееной продукции практически не используются. Для сжигания каждого вида древесных отходов существует своя специальная и специфическая технология.

Котельные, предназначенные для сжигания отходов влажностью около 50 %, не эффективны для сжигания сухих отходов с содержанием воды около 30 %. При сжигании сухих отходов в котлах, предназначенных для сжигания влажного топлива, КПД котлов падает до 0,3.

А в котлах, предназначенных для сжигания сухих отходов, влажное сырье не будет сгорать по причине того, что ему необходима очень высокая температура внутри котла. В России, однако, появились производители котлов, которые утверждают, что могут эффективно сжигать практически любые отходы в котле, предназначенном для сжигания отходов 30 %-ной влажности.

Однако проведенный анализ с привлечением иностранных специалистов показал, что КПД таких котлов крайне низок. Вредные выбросы при неправильном сжигании биомассы велики и очень пагубно влияют на окружающую среду, людей, растительный и животный мир.

Из сухих отходов можно было бы производить топливные гранулы, но, по данным специалистов-деревообработчиков, при объеме производства менее 3 т/час организация такого предприятия не рентабельна, и сухие отходы в основном вывозятся на свалки, увеличивая расходы на 1 м3 продукции. В итоге из пиловочника получаем 38,5 % готовой продукции, что в два раза меньше, чем при производстве оцилиндрованного бревна. 61,5 % от пиловочника идет на отходы. А для выращивания спелой древесины хвойных пород необходимо ждать 100 лет.

В итоге при внедрении СВЧ-способа сушки бревен получаем готовую продукцию, ничем не уступающую клееному брусу, стоимостью в 2 - 3 раза ниже стоимости клееного бруса и, самое главное, из одинакового количества сырья получаем в два раза больше готовой продукции.

Стоимость оборудования при использовании предложенного способа в 3 раза меньше по сравнению с оборудованием для производства клееного стенового бруса. Потребность в инвестициях для разработки промышленного образца составляет 200 тыс. $.

Данная технология может применяться для размораживания пиловочного сырья перед лесопилением, а также для пропаривания древесины собственной влагой в производстве шпона и фанеры.

Гареев Фаузат Хамитович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Научно-технического центра «ПИК»

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector