Усушка и разбухание древесины

Древесина обладает такими свойствами, как усушка или разбухание, что ведет к изменению размеров изделий из данного материала. Это вполне допустимо, если деревянное изделие усыхает или разбухает равномерно по всей своей площади. В противном случае деталь из дерева начинает коробиться.
В результате коробления происходит искажение либо формы изделия, либо его размера, поскольку усушка произошла неравномерно, вызвав напряжение в определенных частях детали из древесины.

Приведем примеры шести разновидностей коробления доски:
• поперечное,
• продольное,
• крыловатость,
• свилеватость,
• перегиб,
• ромбовидность.

Поперечное коробление возникает, когда доска перестает быть плоской в своей ширине, т. е. ее края приподнимаются над плоскостью.
Продольным называют коробление, ведущее к отклонению в продольной плоскости, т. е. когда короткие противоположные концы деревянного изделия приподнимаются над плоскостью.
Крыловатость – это такое коробление, когда доска перестает быть прямой от одного конца к другому вдоль края.
Свилеватость – искривление изделия по диагонали, когда все его углы перестают находиться в одной плоскости.
Перегиб – разновидность крыловатости, возникшая при наличии сучка.

О ромбовидности речь пойдет позже.

Выбирая разновидность древесины для своих хозяйственных нужд, помните, что разные ее породы имеют различную склонность к короблению. Так, из хвойных пород кедр, ель и сосна коробятся в низкой степени, а кипарис и лиственница более подвержены этому процессу.
Их лиственных пород наиболее подвержены короблению бук, тополь и платан; дуб, ясень, липа, ильм и клен коробятся в средней степени; наиболее устойчивы же к различного вида деформации в результате усушки ольха, орех, осина, вишня и береза.
В случаях, когда напряжение, вызванное неравномерной усушкой, бывает настолько сильным, что превышает прочность древесины, возникают трещины.
Трещиной называют разделение клеток материала вдоль волокна. Чаще всего трещины появляются на поверхности деревянных деталей, но в некоторых случаях образуются и внутри.

Усушка тангенциальная и радиальная

Специалисты выделяют две разновидности усушки: тангенциальная и радиальная.
Радиальная усушка происходит в направлении, перпендикулярном годичным кольцам, а
тангенциальная – по касательной. Работая с древесиной, следует учитывать, что тангенциальная усушка сильнее радиальной в 1. 5~2 раза. Среди деревообработчиков бытует мнение, что таким образом кольца «пытаются распрямиться». Это нехитрое наблюдение помогает определить, в какую сторону доска начнет выгибаться в результате усушки.

В качестве демонстрации процессов коробления и разбухания проделали такой опыт: от торца дубовой доски отпилили три одинаковые полоски. Одна из них, при сохраненной исходной влажности в 14%, имеет совершенно ровную плоскость. Вторая полоска, высушенная до 4%, выгнулась в результате усушки, продемонстрировав поперечное коробление. Третья же, увлажненная до 20%, разбухла, выгнувшись в противоположном направлении. Этот опыт демонстрирует утверждение, что разбухание – процесс, обратный короблению.

Чтобы продемонстрировать неизбежность естественной усушки и коробления, достаточно провести такой эксперимент:  свежевыпиленную доску поместить под пресс, пытаясь сохранить ровную поверхность.  Разюухание доски не зависит от того, каким видом распила происходила ее обработка. Стремясь «раскрыться», доска треснет посередине.

Ромбовидность

Такой вид коробления как ромбовидность, возникает у деталей с прямоугольным или квадратным сечением в случае, когда годовые кольца расположены по диагонали торца. В результате коробления сечение такой детали будет представлять собой ромб, усохнув по одной из диагоналей сильнее.
У заготовок с квадратным сечением, получивших при токарной обработке форму цилиндра, по той же самой причине круглое сечение может обратиться в овальное.
Важный совет для тех, кто собирается делать клеевой стык досок: производя эту операцию, старайтесь делать так, чтобы край, расположенный у сердцевины дерева, где годовые кольца искривлены сильнее и будет иметь место радиальная усушка, стыковался с таким же «сердцевинным» краем другой доски. Соответственно, внешние края досок, подверженные тангенциальной усушке, тоже должны быть состыкованы вместе. Соблюдя это условие, можно сделать стыки менее заметными.

Процесс сушки древесины

Для того чтобы свести к минимуму последствия коробления древесины, необходимо ее правильно высушить. Правильная сушка производится по специально выработанной технологии, благодаря чему механико — физические свойства материала не ухудшаются. Начинается процесс сушки с удаления капиллярной влаги, по окончании которого механические свойства и объем древесины остаются прежними. Следующий шаг – испарение гигроскопической влаги, в результате чего материал уменьшается в объеме, но становится прочнее.
Рассмотрим подробнее этапы сушки древесины. Начинается процесс с предварительной сушки, для чего пиломатериалы, сложенные в штабеля, размещаются под навесом и выдерживаются несколько лет. Этот этап естественного атмосферного воздействия обязателен, поскольку материал приобретает определенную устойчивость к деформации. После этого производится сушка при помощи вакуума в специальной камере. Низкая температура и отсутствие воздействия воздуха на этом этапе сушки обеспечивают ее бережное течение, поскольку внутреннее напряжение практически отсутствует, в результате чего трещины не образуются. Использование компьютера при производстве вакуумной сушки делает этот процесс управляемым и качественным.
По достижении уровня влажности 12% сушка считается завершенной, но пиломатериал необходимо еще выдержать некоторое время в закрытом помещении, что необходимо для достижения нужного баланса влажности. Именно после этого высушенная по всем правилам древесина готова к дальнейшей обработке и использованию.

Достоинства древесины (натуральной):

Несмотря на некоторые проблемы, возникающие по причине коробления древесины, этот материал можно предпочесть другим благодаря таким его достоинствам, как высокие прочность и морозостойкость, низкие тепло- и звукопроводность, простота утилизации и легкость в обработке. Кроме того, древесине присущ низкий коэффициент линейного расширения под воздействием температуры.

Недостатки древесины (натуральной):

Из недостатков, присущих древесине, можно перечислить такие, как наличие сучков и трещин, гигроскопичность, горючесть. Отметим сразу, что недостатки устраняются при помощи специальных технологий.
Рассмотрим, к примеру, гигроскопичность. Являясь капиллярно-пористым материалом, древесина обладает свойством, как отдавать, так и поглощать влагу из окружающей среды. Поэтому усушке-разбуханию древесина обязана именно своей гигроскопичности. Это может привести как к изменению размеров деталей и конструкций из дерева, так и к развитию разрушающих микроорганизмов – грибков. С целью устранения гигроскопичности поверхность деревянных конструкций покрывают водо – и воздухонепроницаемыми составами: лаками, красками и т. д.