Сушка древесины
Сушкой называют процесс удаления влаги из материала. Влага в древесине содержится в двух видах — свободная и гигроскопическая. Гигроскопической влаги содержится в древесине до 30 %. Эта влага связана с древесиной и находится в стенках клеток. Остальная влага находится в свободном виде в клеточных полостях и сосудах.
В начале сушки из древесины испаряется только свободная влага. Гигроскопическая влага начинает испаряться лишь после того, как улетучится вся свободная влага. Таким образом, при влажности древесины менее 30 % мы имеем дело с той частью влаги, которая содержится в стенках микроструктуры древесины. Удаление этой влаги сильно влияет практически на все свойства древесины.
Содержание влаги в древесине характеризуют отношением массы влаги в древесине к массе древесины. Это отношение, выраженное в процентах, и называют влажностью. В настоящее время влажность древесины определяют двумя способами.
Первый способ — весовой. Из партии древесины вырезают образец размером 10Х100Х50мм (волокна направлены вдоль короткой стороны). Образец взвешивают на лабораторных весах с точностью до 0,1 г. Затем его сушат в электрическом сушильном шкафу при температуре 103 ±2 °С. Через 6 ч сушки образец взвешивают первый раз, а затем эту операцию повторяют через каждые 2 ч. Образец выдерживают в шкафу до тех пор, пока масса его не перестанет убывать. Постоянную массу принимают равной массе образца в абсолютно сухом состоянии. Разность масс влажного и абсолютно сухого образца, деленная на массу абсолютно сухого образца, и есть его влажность.
Второй способ — электрический. Влажность определяют с помощью электровлагомеров. Эти электрические приборы позволяют измерять влажность в пределах 7—30 % с точностью ±2—3 % и в пределах 30—60 % с точностью ±5—10 %. Принцип действия приборов основан на зависимости электрического сопротивления древесины от ее влажности.
Процесс сушки древесины сопровождается изменением ее геометрических размеров. Вдоль волокон эти изменения ничтожно малы, и их в расчет не берут. В радиальном и тангенциальном направлениях деформации, связанные с усушкой, могут достигать соответственно 5 и 10'%.
Усушка зависит от породы древесины, а в пределах одной породы—от строения древесины. На рисунке изображены деформации торца заготовки древесины. Причиной искажения форм является неодинаковая усушка древесины в радиальном и тангенциальном направлении.
Высушенная древесина, помещенная во влажную среду, начинает впитывать воду. Повышается влажность древесины и начинается деформация, обратная усушке, которая называется разбуханием.
В промышленных условиях древесину сушат в сушилках, в конструкциях которых используют многие физические явления. Наиболее распространена камерная сушка нагретыми газами. Большое применение находит атмосферная сушка пиломатериалов.
В условиях мастерских по изготовлению музыкальных инструментов атмосферная сушка является единственным и наиболее качественным способом снижения влажности в заготовках древесины. Если доску из свежеспиленного дерева оставить в теплое время года под навесом, а лучше на чердаке деревянного дома, то через некоторое время вес доски перестанет убывать. Это говорит о том, что влажность древесины достигла некоторого устойчивого значения. Такая влажность называется воздушно-сухой. Тонкие пиломатериалы достигают воздушно-сухого состояния через несколько недель, толстые—через несколько месяцев, а бревна — через несколько лет.
В зависимости от климата и погоды влажность древесины, соответствующая ее воздушно-сухому состоянию, составляет 8—22%. Для европейской части СССР это значение составляет около 15 %.
Для изготовления музыкальных инструментов пригодна древесина, влажность которой не превышает 6%. Это очень низкий показатель влажности. Его достигают длительной, а иногда и многолетней задержкой заготовок в условиях сухих, хорошо проветриваемых помещений.
Для получения качественной сушки различных заготовок следует придерживаться некоторых правил. Доска, бревно или брусок древесины, аккуратно положенные на просушку, через несколько лет могут стать прекрасным материалом для изготовления деталей инструмента. Для того чтобы торцы заготовленных брусков или досок не растрескались в процессе сушки, их следует залить парафином или сплошь заклеить бумагой. Доски и дощечки, положенные на длительную сушку, обязательно должны иметь прокладки между собой по высоте. Шпон следует хранить в плотно связанных пачках.