§ 1.3. Влага в древесине

Различают два вида влаги, содержащейся в древеси­не, — связанную (гигроскопическую) и свободную (капиллярную). Связанная влага находится в толще клеточ­ных оболочек, а свободная в полостях клеток и в меж­клеточных пространствах. Кроме свободной и связанной влаги различают влагу, входящую в химический состав веществ, которые образуют древесину (химически свя­занная влага). Эта влага имеет значение только при хи­мической переработке древесины.

Максимальное количество связанной влаги называет­ся пределом гигроскопичности или пределом насыщения волокон древесины и составляет 30%. Дальнейшее уве­личение влажности может происходить только за счет свободной влаги, т. е. путем заполнения пустот в древе­сине. При изменении влажности от нуля до предела на­сыщения клеточных оболочек объем древесины увеличи­вается (разбухает), а снижение влажности в этих пре­делах уменьшает его размеры (усушка). Чем плотнее древесина, тем больше ее разбухание и усушка. Соответ­ственно различны разбухание и усушка у поздней, более плотной, и у ранней древесины.

Рис. 1.7. Деформации древеси­ны при усушке

Установлено, что линейная усушка вдоль волокон, в радиальном и тангенциальном направлениях существен­но различаются. Усушка вдоль волокон древесины обыч­но так мала, что ею пренебрегают, усушка в радиальном направлении колеблется в пределах 2—8,5%, а в тан­генциальном направлении 2,2—14%. Следствием такой неравномерности усушки является коробление досок при высыхании (рис. 1.7). При увеличении влажности свыше точки насыщения волокон, когда влага занимает полос­ти клеток древесины, дальнейшего разбухания не проис­ходит.

Процесс высыхания древесины состоит из испарения влаги с поверхности и перемещении ее из внутренних, более влажных слоев, к наружным. Испарение влаги с поверхности древесины происходит быстрее, чем продви­жение влаги изнутри к периферии, что обусловливает не­равномерность распределения влажности; в тонких пи­ломатериалах эта неравномерность обычно невелика и быстро уменьшается; в толстых элементах влажность выравнивается медленно и неравномерность ее распреде­ления в начале высыхания может быть значительной. Чем выше плотность древесины, тем меньше скорость высыхания. Влагопроводность в радиальном направле­нии несколько больше, чем в тангенциальном, что объяс­няется влиянием сердцевинных лучей. Установлено, что в хвойных породах между радиальной и тангенциальной усушкой древесины поздней зоны годичных слоев су­ществует небольшое различие, а тангенциальная усушка ранней зоны в 2—3 раза превосходит радиальную. Све­жесрубленная древесина содержит 80—100 % влаги, причем влажность заболони хвойных пород в 2—3 раза больше влажности ядра. Влажность сплавной древеси­ны доходит до 200%. Конечная влажность древесины после сушки должна соответствовать ее равновесной влажности в условиях эксплуатации.

§ 1.4. Химическая стойкость древесины

Древесина является химически более стойким мате­риалом, чем металл и железобетон, поэтому деревянные конструкции можно рекомендовать для применения в зданиях с химически агрессивной средой. В зависимости от вида химической агрессии древесину можно использо­вать без дополнительной защиты или защищая ее по­краской или поверхностной пропиткой. Применение де­ревянных конструкций целесообразно при строительстве складов для таких агрессивных сыпучих материалов, как калийные и натриевые соли, минеральные удобрения, разрушающие сталь и бетон.

Древесина по-разному реагирует на действие хими­ческих веществ. При обычной температуре плавиковая, фосфорная и соляная (низкой концентрации) кислоты не разрушают древесину. Серная кислота при концентрации более 5 % и особенно азотная кислота разрушают древесину и при низких температурах. Большинство органиче­ских кислот при обычной температуре не ослабляют дре­весину; она устойчива к действию уксусной, муравьиной, лимонной и других кислот. Горячие растворы органичес­ких кислот разрушают древесину, особенно при увеличении концентрации и повышении температуры. Газовые среды, например серный или сернистый ангид­рид, вредно действуют на древесину при наличии ув­лажнения и повышенной температуры.

Для зданий с химически агрессивной средой следует применять главным образом сплошные, монолитно скле­енные безметальные конструкции, не имеющие зазоров и щелей. Для покрытий лучше всего подходят клеефанерные панели, имеющие гладкую поверхность без вы­ступающих частей.