Сушка бревен без трещин

Знать, как совладать с капризной лиственницей

Лиственница − любимица многих архитекторов и дизайнеров, работающих с деревом. Богатая цветовая гамма, ярко выраженные годичные слои, дающие красивую текстуру, и, наконец, стойкость и прочность этой породы − делают спрос на лиственницу практически постоянным. В настоящее время используется не только цельный массив древесины. Разработаны технологии производства клееного бруса и мебельного щита из лиственницы. Впрочем, востребована она в первую очередь в виде сухого пиломатериала. Цены на лиственницу стабильно высокие и не подвержены сезонным колебаниям.

Дерево с характером

Специалисты считают, что по физико-механическим, эстетическим свойствам и долговечности лиственница занимает промежуточное положение между мягкими хвойными породами, такими как сосна, и твердыми лиственными породами, такими как дуб. С другой стороны, лучшие качества лиственницы − высокая плотность, прочность, твердость и смолистость − создают проблемы ее обработки.

Те, кто хорошо изучил свойства лиственницы, знают: чтобы обеспечить долговечность изделий из нее, при производстве необходимо использовать пиломатериалы с влажностью, совместимой с эксплуатационной. Так, для изготовления интерьерных изделий, применяют пиломатериалы, высушенные до влажности 8–12%. Если же изделия будут находиться вне помещений, влажность пиломатериалов должна составлять 12–19%. С понижением влажности пиломатериалов менее, чем на 30%, пропорционально повышаются механические показатели древесины. При влажности 10% они в среднем в два раза выше, чем у сырой древесины. С уменьшением влажности снижается разве что только плотность.

Проблема, однако, в том, что лиственницу трудно сушить. Почти так же трудно, как дуб. Если не знать некоторых тонкостей сушки, непоправимых ошибок не избежать. Древесина лиственницы склонна к растрескиванию и короблению даже в процессе атмосферной сушки, поэтому для нее обычно рекомендуют радиальный распил. Но часто применяется именно тангенциальный распил, при котором древесина сильно коробится и растрескивается не только в процессе сушки в конвективных камерных сушилках, но и при простой атмосферной сушке. Даже полное соблюдение требований укладки пиломатериалов в штабель и размещения штабеля на складе для длительного хранения приводит к образованию глубоких «паутинных» и торцовых трещин.

Попытка сократить время сушки за счет повышения температуры приводит к сильному короблению, особенно в верхних рядах штабеля, и образованию сквозных радиальных продольных трещин от сушки практически по всей длине пиломатериала. Длительное время сушки при низких температурах тоже опасно: древесина изменяет цвет, темнеет. И чем толще пиломатериалы, тем больше с ними проблем. На многих предприятиях снижение сортности лиственничных материалов из-за дефектов сушки составляет более 50%, что приводит к перерасходу древесины и повышению стоимости готовых изделий. Чтобы избежать разочарований, не нужно экономить на качественных и современных сушильных камерах. Ведь сушка − фундаментальный процесс деревообработки и деревопереработки.

Прибыль начинается с сушки

В порядке эксперимента нам было небезынтересно посмотреть, как сушат сегодня лиственницу на деревообрабатывающих комбинатах. Собственно, деревообрабатывающий комбинат отбирался по двум критериям: нужно было, чтобы он работал только на лиственнице и находился недалеко от Москвы. Выбор пал на Протвинский ДОК, что на юге Московской области.

Это предприятие существует три года, работало оно и на других хвойных породах, но два года назад перешло целиком на лиственницу сибирскую. При том, что лиственницу в Подмосковье везут из Красноярского края, директор комбината Игорь Процко считает, что это, пожалуй, намного выгоднее, чем работать на той же ели. Протвинский ДОК − предприятие экспортно-ориентированное, основные потребители − Австрия и Германия. Часть продукции поступает в Италию и Швейцарию. Сначала просто занимались распиловкой древесины на сырые пиломатериалы и… транспортные затраты при этом оказались очень большими. Ведь лиственница − материал тяжелый, а объем загрузки машины небольшой − всего 22–24 м3. Со временем стало понятно: лучше сушить древесину до «транспортной влажности», то есть до 16–18%. С одной стороны, объем загрузки возрастает сразу до 30–32 м3, с другой − для подсушенной древесины уже действуют другие тарифы. Транспортные расходы снизились в разы.

Игорь Степанович рассказывает, что в свое время, в том числе и на других предприятиях, он пробовал работать на многих сушильных камерах итальянского и немецкого производства. В итоге остановился на камерах компании Baschild. Сегодня на его предприятии установлено шесть сушилок по 60 м3 этого итальянского производителя, а с открытием через месяц нового цеха придется докупать еще − не менее двух.

Чем «пришлись по душе» руководству Протвинского ДОКа сушильные камеры Baschild? Первое и самое главное: в них объединены сегодня все ноу-хау высокотехнологичных современных сушильных камер. Это и уникальная система увлажнения высоким давлением, выносные датчики равновесной влажности UGL и одинаковая скорость потока воздуха, обеспеченная реверсивными вентиляторами с двигателями SIEMENS, и хорошее программное обеспечение, удобный цветной русифицированный интерфейс размерами 12,1. И что немаловажно, работает компания на российском рынке без посредников на базе аккредитованного представительства, обеспечивающего сервисное обслуживание при наличии склада запасных частей. Чтобы научиться обращаться с такой камерой, не нужно никаких специальных знаний или навыков. Камера легка и в эксплуатации, и обслуживании, поломок фактически не бывает. Оператор контролирует весь процесс сушки и на любой его стадии может изменить параметры сушки в каждой из шести камер. Если допустить ошибку, умный компьютер выдаст сообщение об ошибке и подскажет, что делать. И не в последнюю очередь Игоря Степановича «подкупило» то, что фирма выполнила заказ в самые короткие сроки: сушильные камеры были привезены из Италии, установлены и пущены в эксплуатацию уже через сорок пять дней после подтверждения заказа.

Итальянцы специально разработали программу под сушку сибирской лиственницы с учетом всех особенностей этой породы. В результате добились качественного и равномерного высыхания пиломатериалов в сушильных камерах при минимальном проценте брака − всего 2–3%. (Раньше процент брака даже после сушки в хороших сушильных камерах других компаний доходил до 10%.) Удалось разумно сократить и время сушки без ущерба для качества высушенной лиственницы. Так, тонкая доска (30 мм) высыхает примерно за 6 суток, а 50 мм за 8 суток.

Сегодня объемы по распиловке Протвинского ДОКа − 1300–1500 м3 в месяц. Эти объемы предполагается поднять до 2000 м3 − с пуском немецкого комплекса для распиловки тонкомерной древесины. Комплекс, хотя и бывший в употреблении, но в хорошем состоянии, полностью автоматизированный. Его возможности − 700–800 м3 в смену.

Старый цех придется ломать. И как уже говорилось выше, деревообрабатывающий комбинат купит две новые сушильные камеры Baschild с объемом загрузки по 200 м3 каждая. Их объединят под одной крышей в общее сушильное помещение. Вот тогда можно будет наращивать и производственные объемы. Ведь среди продукции комбината − не только пиломатериалы, но и погонажные изделия, такие как брус, половая доска, вагонка, евровагонка, обшивка, плинтуса, балясины, лестницы…

Иветта КРАСНОГОРСКАЯ

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.

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»

Сушка древесины

Изделия из дерева пользовались большим спросом во все времена. Это объясняется их прочностью, долговечностью и роскошным видом. Больше остальных ценятся породы благородных деревьев, таких как дуб, ясень или кедр. Также можно встретить изделия из красного дерева – из него изготавливают музыкальные инструменты или предметы интерьера. Прежде чем начать обработку древесины, ее необходимо подготовить. Первое, что нужно сделать – высушить дерево. Как это правильно сделать? Какие существуют технологии сушки дерева? В этой статье рассматривается процесс сушки древесины и его особенности.

Почему просушивание древесины так важно

Для того, чтобы сырое дерево было максимально пригодно для работы, содержание в нем влаги должно строго контролироваться. В противном случае, оно будет лопаться или станет слишком мягким, что также является проблемой во время строительных работ. Важно помнить, что процесс сушки может проходить в несколько этапов и для полного испарения лишней влаги необходимо тщательно соблюсти технологический процесс сушки.

Технология просушивания древесины

Технология сушки древесины включает в себя использование современного оборудования с применением особых знаний и личного опыта. Поскольку сырье в необработанном виде не обладает той прочностью, которая от него ожидается, работать с ним необходимо аккуратно. При неправильном просушивании дерево может лопнуть или расслоиться по волокнам. Все это приведет к негодности пиломатериала.

Процесс сушки заключается в попеременном применении высоких и низких температур.Первый этап заключается в интенсивном нагреве материала. При достижении температуры испарения жидкости, материал теряет влагу из верхних волокон. При этом его масса также уменьшается , примерно, на 40-50%. Для нагрева могут использоваться различные источники тепла. Зачастую, их работа регулируется несколькими датчиками, благодаря чему весь процесс проходит равномерно и безопасно. Только в таком случае возможна быстрая сушка древесины.

Высокотемпературная сушка древесины способствует быстрому испарению влаги из верхних слоев древесины. Существуют и другие виды сушки, но все они так или иначе связаны с некоторыми капиталовложениями. Однако, в середине изделия остается достаточно много жидкости, которую также нужно выпарить. Если продолжить нагревать дерево, внутри образовывается избыточное давление. Поскольку внешние слои уже сухие, пар из внутренних волокон стремится выйти наружу. Внешние волокна менее эластичны, поэтому не выдержат внутреннего давления и лопнут. Чтобы этого избежать, применяют способ пропаривания.

Сырой материал подвергается действию перегретого пара, благодаря чему верхние слои дерева размягчаются и становятся более эластичными. Это позволяет накопившемуся пару внутри выйти наружу, не разорвав при этом древесину. Воздействие пара также регулируется датчиками для достижения полного высыхания.

После того, как материал просох полностью, его необходимо увлажнить до определенного соотношения. Такая процедура необходима, чтобы изделие обрело некоторую эластичность и упругость. Полностью сухой материал через чрезвычайно хрупкий и не допускается в использовании во время строительства. Увлажнение позволяет отрегулировать влажность внутренних и внешних волокон пиломатериала. Для достижения максимального эффекта, данные операции повторяются несколько раз, начиная с нагрева. Благодаря этому готовое изделие обладает и прочностью, и гибкостью. Важно правильно установить цикличность процессов и соблюдать все режимы сушки древесины.

Методы сушки древесины

Существует несколько основных методов сушки рассматриваемого строительного материала. Наиболее оптимальный из них определяется типом и породой дерева, а также другими факторами, которые влияют на рабочий процесс.

Высушивание древесины СВЧ-установками

СВЧ-сушка древесины основана на принципе работы сверхвысокочастотных импульсах. Благодаря управляемому электромагнитному полю влага внутри волокон быстро нагревается и выходит в виде пара. Перегретым паром также можно выровнять изделие, которое повело от сырости. Лишний пар выводится из камеры с помощью вентиляторов.

Еще один метод сушки дерева, который подойдет для небольших партий материала – сушка древесины в микроволновке. Такой вариант будет оптимальный для подготовки тонкого бруска или планки для маленького изделия. Поскольку в микроволновку большой отрез не поместится, лучше всего использовать способ быстрой сушки.

Быстрая сушка древесины

Быстрая сушка дерева позволяет получить практически сухое сырье за относительно короткое время. Суть способа заключается в использовании духового шкафа или мощного обогревателя. Если сушить дерево в духовке, то необходимо установить температуру выше средней и разместить изделие максимально высоко от источника тепла. Используя такой метод стоит быть предельно внимательным, чтобы не допустить самовозгорание древесины.

Если же для сушки использовать мощный обогреватель, то древесину нужно обмотать бумагой или газетой в несколько слоев. После чего поверх бумаги наносится пищевая или простая пленка. В ней нужно сделать отверстия для выхода влаги. После подготовки дерева, изделие можно класть на обогреватель. Бумагу следует менять каждые 7-8 часов.

Обработка дерева инфракрасными лучами

Такой способ позволяет за короткое время получить практически сухое изделие, с которым можно работать. Однако, стоимость оборудования и покрытие расходов за время его использования существенно повышают стоимость готовой продукции, обработанной таким способом. Сушилка для древесины инфракрасная имеет большие габариты, поэтому ее установка требует большой площади. Инфракрасная сушка действует на влагу внутри дерева, заставляя ее нагреваться и выходить через микротрещины в древесине. Ротационный метод сушки древесины позволяет уменьшить количество микротрещин в дереве и уменьшает внутреннее напряжение в материале. За счет этого достигается баланс выпаривания влаги и сохранения необходимой упругости.

Вакуумная сушка древесины

Обработка дерева таким методом весьма затратное производство. Поскольку для организации сушильного цеха требуется не только помещение, но и дорогостоящее оборудование, высушивать простую древесину обходится слишком дорого. Поэтому, такой обработке подвергаются только благородные породы, такие как дуб, ясень, кедр или бук. Качество высушенного изделия значительно выше, чем у предшественников, но высокие энергозатраты сужают круг применения такого метода. Некоторые частные предприниматели сами собирают такие установки, но вакуумная сушка древесины своими руками потребует больших капиталовложений.

Атмосферная сушка пиломатериалов

Такой вид сушки древесины занимает довольно много времени и результат может не оправдать ожиданий. Суть метода заключается в складировании пиломатериалов на открытой площади, но под навесом. В результате естественного обдува воздухом, происходит медленное испарение влаги из дерева. Теплые потоки воздуха удаляют остатки испарения и лишнюю влагу из внешних волокон древесины. Таким образом достигается естественный баланс влажности в материале.

Чтобы на выходе получить максимально ровные и качественные пиломатериалы, необходимо приложить много труда, чтобы надежно зафиксировать древесину и не допустить ее кручения. Хотя такой вариант более экономичен, чем все остальные, но он требует больше времени и затрат на организацию процесса.

Кондуктивный метод

Применение этого способа позволяет получить максимально качественное дерево с нужным количеством влаги в нем. Его суть заключается в использовании раскаленных плит и прессовки дерева между ними. Таким образом получается высушить древесину, не повреждая при этом внешние волокна. Пресс прилагает усилие, устанавливаемое индивидуально, в зависимости от породы и толщины дерева.

Камерная сушка древесины

Камерная сушка пиломатериалов является одним из наиболее качественных и быстрых типов обработки пиломатериалов. В сушильных камерах возможно поддержание и регулировка многих основных факторов, таких как температура воздуха, его влажность или скорость движения в камере. Благодаря этому можно получить действительно качественное изделие из дерева – просушенный брус или доску.

Сушка древесины в жидкой среде

Процесс сушки в жидкой среде связан с жидкостями, которые не вступают в реакцию с водой. Это могут быть различные масла, жиры, парафины и другие составы, которые не растворяются в воде и не разбавляют ее. Для просушивания дерева в таких жидкостях необходимо создать и поддерживать температуру более 100 градусов. Погружаемое дерево также нагревается и происходит выпаривание влаги из него. Поскольку температура масла выше температуры кипения воды, влага выходит через расширенные волокна дерева. Разная плотность жидкостей облегчает процесс выпаривания и жидкость выходит на поверхность масла.

Правила хранения высушенной древесины

Для того, чтобы высушенный лес оставался пригодным к использованию, его необходимо правильно хранить. Изделию нужно долгое время сохнуть в печи. Доска или брус быстро вбирают в себя влагу, поэтому лучше всего обеспечить пиломатериалам проточную вентиляцию, предварительно высушенным воздухом. Такие установки монтируются на больших складах и ангарах для хранения и продажи строительного материала.

Если доска хранится на маленьком складе, необходимо делать между рядами досок небольшие просветы. Благодаря ним воздух будет обдувать доски и не допустит возникновения плесени или грибка. Более того, с готового изделия рекомендуется снимать кору – в ней селятся термиты и другие вредители, которые портят древесину. Если дерево хранится в правильных и подходящих условиях, оно может долгое время оставаться пригодным к использованию.

Сушка древесины своими руками

Сушка древесины в домашних условиях требует определенных навыков и подразумевает использование больших площадей. В целом, древесину можно высушить несколькими способами:

  • естественным;
  • ускоренным.

Для того, чтобы дерево высушить в естественных условиях, необходимо подобрать правильное помещение. Поскольку данный материал крайне чувствителен к влаге, хорошим вариантом станет неотапливаемый бокс или ангарное помещение. При этом в нем должно быть принудительное проветривание, за счет чего и будет контролироваться уровень влажности. Не рекомендуется укладывать пиломатериалы на открытом солнце, поскольку это приведет к быстрому высыханию внешних волокон и к последующему растрескиванию изделий из-за избыточного давления внутри.

Существует также атмосферная сушка, сроки которой в несколько раз больше, чем у ее предшественников. Однако, данный способ естественной сушки пригоден не для каждой местности. Если вблизи помещения для сушки находится водоем, то влажность воздуха не позволит высохнуть дереву. В таком случае велика вероятность, что оно вберет в себя еще больше влаги и разбухнет.

Использование метода ускоренной сушки оправдан также далеко не в каждом случае. Большую роль играет тип древесины и ее начальная влажность. Для организации ускоренной сушки могут использоваться газовые колонки или котлы, электрические нагреватели или тепловые пушки. В каждом из этих случаев требуется соблюдение технологии просушивания, иначе сырье испортится.

Обработка дерева требует большой ответственности. Если один из этапов технологического процесса будет выполнен неправильно, вся партия пиломатериалов будет иметь дефекты или слабые места. Это может принести большой ущерб на строительной площадке и сильно затянуть сроки.