Навіщо сушать свіжо зрубану деревину? Як повинен проходити цей процес? Якого обладнання потребує сушка бруса - вакуумна, інфрачервона та камерна? Ми постараємося відповісти на ці питання і якомога детальніше розібратися в застосовуваних технологій.
Навіщо це потрібно Почнемо зі знайомства з деякими загальними поняттями. Уточнимо: абсолютно суха деревина вимагає негайної консервації (нанесення гідрофобізує покриття або просочення) і в будівництві не застосовується.
У чому різниця між сирої та сухої деревиною в практичному плані: • Вологе дерево на відміну від сухого володіє гнучкістю, здатністю поступово деформуватися під навантаженням. Найбільш наочний приклад - порівняння свіжозрізаної прута і сухий гілки того ж діаметру: погодьтеся, що на згинального навантаження вони реагують по-різному; • При контакті з атмосферним повітрям сира деревина поступово знижує свою вологість природним шляхом, за рахунок випаровування; при цьому її лінійні розміри можуть зменшаться на 7-15% залежно від напрямку волокон;
Важливо: будинки з пиломатеріалів природної вологості вимагають тривалої (до півтора року) усадки до початку внутрішньої обробки. Будинки з сухого бруса камерної сушки дають мінімальну усадку протягом перших 3-6 місяців з моменту зведення зрубу; будови з клеєного бруса і зовсім не дають усадки. • Обробка сирої деревини набагато проблематичніше: вона забиває абразивні поверхні, повільніше пиляється, її поверхня куди важче зробити гладкою завдяки піднімається на ній ворсу; • Нарешті, головне: при природній сушці завдяки її нерівномірності відбувається деформація і розтріскування пиломатеріалів. Звідси - вигини ростверків і мауерлатів (часом доходить до вирваного кріплення), щілини між вінцями зрубу, поведені опорні колони та інші неприємності.
Для того, щоб сушка протікала без деформацій і розтріскування поверхні, важливо, щоб обидва процеси протікали з рівною швидкістю. Зрозуміло, що вологоперенос не може протікати швидше влагообмена: вода не буде переміщатися з тієї області масиву, де її менше, в більш насичені вологою шари. Розглянемо три основні сценарії та їх наслідки для стану бруса: 1. Швидкість влагообмена дорівнює швидкості влагопереноса. Сушка проходить по всьому об'єму; напруг і, відповідно, деформації і тріщин не виникає; 2. Швидкість влагообмена більше швидкості влагопереноса. У поверхневому шарі виникають напруги через зменшення його лінійних розмірів при збереженні колишніх розмірів серцевини бруса; можливі деформації по довжині; 3. Швидкість влагообмена набагато більше швидкості влагопереноса. На поверхні бруса виникають значні напруження, гарантовано призводять до розтріскування і деформацій.
Технології та обладнання Атмосферна сушка Брус атмосферної сушки найбільш затребуваний на ринку будматеріалів через відносну дешевизну. При обробці не вимагається скільки-небудь значних витрат енергії: вона витрачається тільки при роботі навантажувального обладнання. Як виглядає сам процес?
Брус викладається під навісом на рівному майданчику, що виключає контакт з вологою, в штабель з поперечними прокладками між рядами. Крок між прокладками повинен виключати ймовірність деформації пиломатеріалів під власною вагою. Прокладки між рядами розміщуються на одній вертикальній лінії. Гідність рішення очевидно: економія енергії і, як наслідок, невисока ціна готового пиломатеріалу. Крім того, атмосферна сушка не вимагає спеціального обладнання і легко може бути організована своїми руками безпосередньо на місці майбутнього будівництва. Недолік - значна тривалість сушіння: вона може займати від одного до трьох місяців. Крім того, вологість нижче 18-22% недосяжна в принципі - просто через те, що атмосферне повітря насичений досить великою кількістю водяної пари.
Порада: знизити вологість до більш низьких значень допоможе проста інструкція. Використовуйте для сушіння не відкрите повітря, а опалювальне приміщення.
Камерна сушка Струганий брус камерної сушки дорожче пиломатеріалу природної вологості на 30 - 60%. Істотна частина витрат на його виробництво - витрати на енергоносії. У ролі джерела тепла виступає пар, що циркулює через систему калориферів, або топкові гази. Відповідно, виділяють пароповітряні або газові сушильні камери. Рух нагрітого повітря або газу через штабеля бруса може бути: • Природним - за рахунок конвекції (витіснення нагрітих мас у верхню частину камери); • Примусовим - з використанням вентиляторів.
Розрізняють камери періодичної і безперервної дії. У перших завантаження і вивантаження бруса відбувається з одного кінця камери; по друге вивантаження відбувається через окремі ворота, що дозволяє дещо прискорити процес сушіння. Залежно від температури в камері розрізняють: • М'який режим сушки, при якому зберігаються і механічні властивості деревини, і її колір, а у смолистих порід не допускається виплавлення смоли; • Нормальний режим, що допускає незначні зміни кольору масиву; • Форсований, що допускає потемніння і зниження міцності на розколювання на 20%; • Високотемпературний, що передбачає не тільки вищеперелічені зміни, але і деяке зменшення міцності на вигин, стиск і розтяг.
Зверніть увагу: у форсованих і високотемпературних режимах тривалість сушіння помітно скорочується; однак вони рекомендуються виключно для виробів з незначними експлуатаційними навантаженнями.
Вакуумна сушка Вона відбувається в герметичній камері з низьким атмосферним тиском. Зниження тиску, як відомо, сприяє летючості рідин; вода переходить в газоподібний стан вже при температурі в 45-62 градуси. При вакуумному методі забезпечується мінімальна тривалість сушіння і її максимальна рівномірність, що повністю виключає тріщини і деформації. Переваги методу очевидні, його недолік - необхідність використовувати складне і високотехнологічне обладнання.
Конденсаційна сушка Ця технологія передбачає використання для нагрівання повітря і зниження його вологості холодильного обладнання. Найпростішою функціонуючої моделлю конденсаційної камери є закрита кімната з встановленим у ній (не в віконному отворі, а саме всередині приміщення) побутовим віконним кондиціонером. Як це працює: • Повітря, що проходить через гарячий теплообмінник кондиціонера, подається до штабеля бруса і змушує його посилено випаровувати вологу; • Гаряче повітря підвищеної вологості проходить через холодний теплообмінник, де міститься в ньому водяна пара конденсується і відводиться за межі приміщення.
Інфрачервона сушка Суть методу - у використанні низькотемпературних плівкових ІЧ-нагрівачів (плівкової теплої підлоги) потужністю 400-440 ватів / м2. Вони кріпляться на рейковому каркасі, утворюючи щити, якими обкладається штабель бруса. Зовні конструкція теплоізолюється пенофолом; для відводу вологого повітря може бути використана як природна конвекція, так і примусова витяжна вентиляція. Гідність методу - в тому, що він не вимагає використання стаціонарної камери. Недолік - досить висока для побутових умов енергоємність: скажімо, для п'яти кубометрів бруса потрібно 24 м2 плівкового нагрівача із загальною постійною потужністю 9,6 КВт.
Висновок У невеликій за обсягом статті ми описали лише найбільш затребувані технології сушіння деревини.
