1.3.Визначення усушки та розбухання деревини

Видалення зв’язаної води призводить до зменшення лінійних розмірів та об’єму деревини. Це явище називається усушкою деревини. Зворотне явище, яке виникає при поглинанні зв’язаної води, називається розбуханням деревини. Нижче описуються способи визначення лінійної усушки та розбухання у радіальному та тангенціальному напрямках поперек волокон.

З ексикатора з водою виймають спочатку зразок № 4. На торцевій поверхні проводять олівцем дві риски: одну перпендикулярно річним шарам, іншу – паралельно їм (рис.1.4). Цими рисками відмічають місця вимірів для визначення радіальної та тангенціальної усушки. Розміри зразка до висушування а_max (a_п) у відповідних напрямках ( за рисками R-R Т-Т) визначають мікрометром або штангенциркулем з точністю до 0,01 мм. Потім зразок негайно зважують на аналітичних або технічних вагах та визначають масу m_п з точністю до 0,02г.

Рис. 1.4. Схема розмітки зразка для вимірювання усушки та розбухання.

Далі виймають із ексикатора зразок № 5 та повторюють аналогічні операції. Потім обидва зразки поміщають у сушильну шафу, в якому температуру поступово підвищують з 30⁰ до 103±2 ⁰С. Приблизно через 1 годину зразки виймають із сушильної шафи, вимірюють їх розміри а_w по тих же рисках у радіальному та тангенціальному напрямках, а також (без затримки) визначають масу m_w. Після закінчення вимірювань зразки знову розміщають у сушильній шафі. Подальше сушіння зразків проходить без участі студентів. Лаборант доводить зразки до абсолютно сухого стану, виймає їх із сушильної шафи та розміщує у ексикаторі з безводним хлористим кальцієм або сірчаною кислотою концентрацією не нижче 94 %. У ексикаторі зразки зберігають до наступного заняття. За 2 години до початку занять лаборант розміщує зразки у сушильній шафі при температурі 103±2 ⁰С. На початку занять студенти проводять контрольні зважування зразків, а через 1 годину – останнє зважування, визначаючи масу кожного зразка у абсолютно сухому стані m₀. Далі негайно вимірюють розміри зразків a_min у радіальному та тангенціальному напрямках. За результатами вимірювань проводять ряд обрахунків.

Початкову вологість (W_n, %) кожного зразка до висушування визначають з точністю до 0,1 % за формулою

. (1.5)

Вологість зразка після підсушування (W, %) визначають з точністю до 0,1% за формулою

. (1.6)

Якщо початкова вологість буде W≥30 % то до висушування були визначені дійсно максимальні розміри а_max. У цьому випадку визначають максимальну усушку (β_max, % )з точністю до 0,01 % за формулою

. (1.7)

Часткову усушку (β_w, % ) зразка при зниженні його вологості до W< 30 % визначають за формулою

. (1.8)

Коефіцієнт усушки зразка (з точністю 0,01) обчислюють за формулами

(1.9) або (1.10)

Максимальне розбухання (α_max, % ) визначають з точністю до 0,1 % за формулою

. (1.11)

Часткове розбухання (α_w, % ) при збільшенні вологості від 0 до W< 30 % визначають за формулою

. (1.12)

Коефіцієнт розбухання (з точністю до 0,01) обчислюють за формулами

(1.13) або . (1.14)

Всі обчислення проводять для радіального та тангенціального направлень зразків.

Якщо вологість після підсушування W була вищою 30 %, то часткову усушку β_w та часткове розбухання α_w не визначають. Якщо початкова вологість W_п була меншою за 30 %, то виміряні до висушування зразка розміри а_п менше а_max. Таким чином, безпосередньо неможливо визначити максимальну та часткову усушку, коефіцієнт усушки, а також максимальне розбухання.

Ці показники розраховують так. Спочатку визначають коефіцієнт розбухання К_α за формулою (1.14). Потім розраховують максимальне розбухання α_max (1.11). Потім розраховують коефіцієнт усушки за формулою

. (1.15)

За відомим тепер значенням К_β використовуючи формулу (1.10), вираховують усушку. β_w при зниженні вологості від 30 % до W, а за співвідношенням (1.9) визначають максимальну усушку β_max.

Результати вимірювань та розрахунків заносять у журнал (табл. 1.3).