4. Опишіть методи визначення вологості деревини.

Ступінь вологості деревини визначає якість готової продукції. Відсутність контролю вологості і застосування недосушеної деревини в будь-якому деревообробному виробництві призводить до випуску продукції низької якості. Зберігання висушених заготовок і виробів з деревини потребує також контролю параметрів того середовища, у якому вони перебувають. Вологість висушених дерев’яних заготовок при тривалому зберіганні наближається до рівноважної вологості, яка залежить від вологи і температури повітря у приміщенні. Наприклад, при вологості повітря у цеху 60% і температурі повітря у межах 200°С, рівноважна вологість деревини складає 11%. У цих умовах заготовки з деревини, висушені до 8%, будуть набирати, а заготовки, висушені до 15%, втрачатимуть вологу до 11%. Помилка неправильного зберігання висушених заготовок була допущена на одній потужній меблевій фірмі, де за цих причин починали тріскати дубові крісла на фінішних операціях перед лакуванням. Що рівноважна вологість залежить більше від вологості повітря. Тому у виробничих приміщеннях з високою рівноважною вологістю необхідно зменшувати вологість повітря, не допускати тривалого зберігання висушених заготовок і здійснювати періодичний контроль вологості повітря і заготовок. Це зручно робити психрометрами та портативними вологомірами, яких є достатньо на українському ринку. Нехтування контролем параметрів середовища та вологості деревини приносить виробнику великі збитки, сума яких на порядок перевищує затрати на контроль. Вологість визначається у відсотках від абсолютно сухої деревини. Розрізняють такі стани вологості: - деревина мокра після тривалого перебування у воді (вологість понад 100%); - свіжозрубана (вологість 50…100%); - повітряно-суха після тривалого зберігання у штабелях (вологість 15…20%); - кімнатно-суха (вологість 8…10%); - абсолютно суха (вологість 0%).

Розрізняють зв’язану ( гігроскопічну ) та вільну ( капілярну ) вологість. Зв’язана волога знаходиться в стінках кліток, тому її важко видалити з деревини. Вільна волога з деревини видаляється значно легше, ніж зв’язана. Вільна волога також менше впливає на механічні властивості деревини. Крім того, розрізняють абсолютну вологість та відносну. Під абсолютною вологістю розуміють кількість води в 1 м деревини. Відносна вологість W – це відношення кількості видаленої вологи до маси зразка абсолютно сухої деревини.

W = [( m – m_о )/ m_о] · 100 %,

де m – маса зразка до сушки; m_о - маса того ж зразка, висушеного в сушильній шафі. Методи вимірювання вологості поділяють на прямі (проводяться безпосередній розподіл вологого матеріалу на суху речовину і воду) і непрямі (вимірюється інша величина, фізично зв’язана з вологістю матеріалу). До прямих методів визначення вологості належать:

- ваговий метод ;

- дистиляційний метод;

- екстрактний метод;

- хімічний метод.

Найбільш поширеним серед них є ваговий метод, який застосовують для перевірки точності вологомірів, створених на основі непрямих методів визначення вологи. Метод зважування полягає у повітряно-тепловому сушінні зразка матеріалу до досягнення рівноваги вологи з довкіллям. Для визначення вологості ваговим методом беруть зразок розмірами 20 х 20 х 30 мм, зважують з точністю до 0,01 г і висушують у сушильній шафі при температурі 103±2°С протягом 12 – 24 годин. Після охолодження сухий зразок зважують і знаходять вологість деревини. Вологість зразка визначають за формулою: W - абсолютна вологість деревини; mвд - маса вологої деревини; mсд - маса сухої деревини; mв - маса втраченої води. Прямі методи малопридатні до контролю вологості в технологічних процесах внаслідок великих затрат часу, періодичності, необхідності безповоротного відбору проб, складності та громіздкості апаратури. Для швидкого і безперервного визначення вологості деревини в технологічному потоці застосовують непрямі методи:

- метод електропровідності;

- індукційний метод;

- метод ядерного магнітного резонансу;

- радіоізотопний метод.

Серед них широке застосування мають два методи: електропровідності та індукційний. Вологість електропровідним методом знаходять за допомогою спеціального приладу. Його робота базуєтьс на тому, що волога, яка є в деревині, проводить електрични струм. Чим більше води в деревині, тим бвльша його електропровідність, а, значить, тим більше значення струму покаже прилад. Якщо шкалу приладу проградуювати в значеннях вологості, то стрілка приладу відразу покаже вологість деревини. Оскільки у різних порід деревини різна розчинність солей ( носіїв струму ), то при одній і тій же вологості покази приладу для різних порід будуть різні. Тому шкалу приладу градуюють для сосни, а вологість інших порід деревини знаходять, користуючись таблицею, яка додається до приладу. Як відомо, провідність також залежить від температури. Тому, якщо температура оточуючого середовища відхиляється від 20°С, то до показів приладу вносять температурну поправку. Вимірювання вологості деревини електричним методом значно швидше, ніж ваговим. При введенні спеціальних електродів в поверхню деревини, стрілка приладу показує значення вологості. Якщо вологість деревини нижче 30 %, то в ній знаходиться тільки зв’язана волога. Стандартною вологістю деревини вважається вологість, рівна 12 %. У процесі сушіння пиломатеріалів різних порід товщиною 50 мм вологість в середині них може бути більшою від вологості на поверхні до 10%. Тому для вирівнювання вологи рекомендовано після сушіння витримувати пиломатеріали у виробничих приміщеннях не менше 3-х діб, а при замірах вологості застосовувати вологоміри з потрібною глибиною проникнення в деревину. Вологоміри, побудовані на методі електропровідності, є більш точними, але максимальну вологу деревини вони показують у конкретній точці. Тому для об’єктивності вимірювання слід проводити його в кількох точках. Індукційний метод побудований на залежності діелектричної проникності або діелектричних втрат від вологи в деревині. Вологоміри індукційного типу показують середнє значення між максимальною і мінімальною кількістю вологи на глибині проникнення. Але завдяки тому, що такий вологомір можна просто покласти на матеріал і, натиснувши кнопку, провести ним вздовж всієї дошки, їх покази слід вважати більш об’єктивними.

Література:

1). Попович В.В., Попович В.В. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: Підручник. – Львів: Світ, 2006.- 624 с.

2). Алаи С.И. и др. Технология конструкционных материалов. – М: Просвещение, 1986. – 303 с.

3). Прейс Г.О., Навроцкий Б.С. Технология металлов и других конструкционных материалов.

4). Дьогтэв Г.Ф. Матеріалознавство: Вища школа, 1975. – 256 с.

5). Григорьев М.А. Справочник молодого столяра и плотника: Учебное пособие для профтехучилищ. – М.: Лесн. Пром-сть, 1979. – 232 с.

16