Группы толщин по ГОСТ 19773-84 Припуски на усушку Полное оглавление Таблица 1. Группы толщин и категории режимов камерной сушки лиственницы по ГОСТ 19773-84 (таблица 2) Группа толщин Толщина, мм Доступные категории Переходные влажности Число ступеней Л1 до 22 Н (нормальный), Ф (форсированный) 35% и 25% 3 Л2 25-32 Н (нормальный), Ф (форсированный) 35% и 25% 3 Л3 35-40 Н (нормальный), Ф (форсированный) 35% и 25% 3 Л4 45-50 Н (нормальный), Ф (форсированный) 35% и 25% 3 Л5 55-60 Н (нормальный), Ф (форсированный) 35% и 25% 3 Л6 65-75 Н (нормальный), Ф (форсированный) 35% и 25% 3 Примечание: согласно п. 2.2 ГОСТ 19773-84 обозначение режима состоит из индекса Л, номера группы толщин и буквы категории (Н или Ф). Мягкие режимы (М) для лиственницы не предусмотрены. Конкретные значения температуры и психрометрической разности по ступеням приведены в таблице 2 стандарта. Таблица 2. Величина усушки пиломатериалов из лиственницы по ГОСТ 6782.1-75 (смешанная распиловка) Номинальный размер, мм Усушка до 15% (мм) Усушка до 10% (мм) Усушка до 8% (мм) 251,41,82,0 321,82,32,5 402,22,93,1 502,73,53,9 603,34,24,7 754,05,25,8 1005,36,97,7 1507,910,311,6 Примечание: данные для смешанной распиловки при начальной влажности выше 37%. Для радиальной распиловки применяется коэффициент 0,6 согласно ГОСТ 6782.1-75. Значения приведены по таблице 2 стандарта (отдельно для лиственницы). Содержание статьи Физико-механические свойства древесины лиственницы Ограничения по толщине и категории режимов Технология прогрева и ступенчатой сушки Влаготеплообработка лиственницы Расчет припусков на усушку Типичные дефекты и методы предотвращения Часто задаваемые вопросы Физико-механические свойства древесины лиственницы Древесина лиственницы занимает особое положение среди хвойных пород благодаря уникальному сочетанию высокой плотности и природной стойкости к биоповреждениям. Эти характеристики делают материал востребованным в ответственных конструкциях, однако существенно усложняют процесс камерной сушки по сравнению с мягкими хвойными породами. Плотность и структура древесины Плотность сибирской лиственницы при влажности 12% составляет 620-680 кг/м3, что на 30-40% превышает аналогичные показатели сосны (около 500 кг/м3) и ели (около 450 кг/м3). Повышенная плотность обусловлена толстостенными трахеидами и значительной долей поздней древесины в годичном кольце. Различие в плотности ранней и поздней зон может достигать двукратного значения, создавая предпосылки для неравномерной усушки. Ядровая древесина существенно отличается от заболони по физическим свойствам. Заболонь имеет относительно малую толщину, однако значительно активнее впитывает влагу. Ядро характеризуется повышенным содержанием экстрактивных веществ, что затрудняет диффузию влаги при сушке. Ключевые показатели лиственницы сибирской Плотность при W=12%: 620-680 кг/м3. Полная усушка: тангентальная 7,8-10,4%, радиальная 3,3-5,4%, объемная 11,7-15,4%. Коэффициент усушки на 1% влажности: тангентальный 0,35-0,39%, радиальный 0,19-0,22%, объемный 0,52-0,59%. Предел гигроскопичности: 28-30%. Особенности смолистости Повышенное содержание смолистых веществ в древесине лиственницы создает специфические трудности технологического характера. Смола локализуется в смоляных ходах и межклеточных пространствах, при нагревании становится текучей и может выделяться на поверхность пиломатериалов. При чрезмерно интенсивном нагреве смола способна полимеризоваться, образуя твердые включения, препятствующие диффузии влаги. Поэтому низкотемпературные режимы для лиственницы имеют более щадящие параметры по сравнению с режимами для мягких хвойных пород. Наверх Ограничения по толщине и категории режимов Действующий ГОСТ 19773-84 устанавливает предельную толщину пиломатериалов из лиственницы для камерной сушки в паровоздушных камерах периодического действия. Это ограничение обусловлено физическими свойствами породы и технологическими возможностями стандартного оборудования. Ограничение толщины до 75 мм Стандарт распространяется на пиломатериалы и заготовки из лиственницы толщиной до 75 мм. Это ограничение выделяет лиственницу в отдельную группу наряду с твердолиственными породами (бук, клен, дуб, ильм, орех, ясень, граб), для которых действует аналогичный лимит. Для сравнения, мягкие хвойные породы (сосна, ель, кедр, пихта) могут сушиться при толщине до 100 мм. Техническое ограничение Сушка лиственничных пиломатериалов толщиной свыше 75 мм в стандартных камерах периодического действия не регламентируется ГОСТ 19773-84. Для толстомерных заготовок рекомендуется предварительная атмосферная сушка с последующей досушкой в камере. Категории режимов для лиственницы Согласно п. 2.2 ГОСТ 19773-84, для древесины лиственницы предусмотрены две категории низкотемпературных режимов: нормальные (Н) и форсированные (Ф). Мягкие режимы (М) для лиственницы стандартом не устанавливаются в отличие от сосны, ели, пихты и кедра. Нормальные режимы обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при сохранении прочности древесины с возможным незначительным изменением цвета. Форсированные режимы обеспечивают сушку при сохранении прочности на изгиб, растяжение и сжатие, но с возможным снижением прочности на скалывание (до 20%) и потемнением древесины. Высокотемпературные режимы с использованием перегретого пара атмосферного давления (температура выше 100 C) для лиственницы применяются ограниченно. При интенсивном нагреве возможно чрезмерное выделение смолы, потемнение поверхности и снижение механических характеристик. Наверх Технология прогрева и ступенчатой сушки Процесс камерной сушки лиственницы включает несколько технологических этапов, каждый из которых имеет специфические параметры, отличающиеся от режимов для мягких хвойных пород. Соблюдение установленной последовательности операций критически важно для получения качественной продукции. Режим начального прогрева Согласно п. 6.2 ГОСТ 19773-84, температура паровоздушной смеси в камере во время прогрева устанавливается на 5 C выше температуры первой ступени режима сушки для лиственницы и твердых лиственных пород. Это отличает лиственницу от мягких хвойных и лиственных пород, для которых превышение составляет 8 C. Психрометрическая разность в период прогрева поддерживается в диапазоне 0,5-1,5 C. Трехступенчатое изменение параметров Согласно п. 2.3 ГОСТ 19773-84, режимы низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов из лиственницы предусматривают трехступенчатое изменение параметров сушильного агента. Переход между ступенями осуществляется при достижении определенных значений влажности древесины: переходная влажность между первой и второй ступенями составляет 35%, между второй и третьей - 25%. При начальной влажности древесины ниже 35% первую ступень режима не используют, сушка начинается со второй ступени. При сушке до транспортной влажности (18-22%) третья ступень режима не применяется. Требования к скорости циркуляции Согласно п. 2.4 ГОСТ 19773-84, режимы сушки для таблиц 1 и 2 предназначены для камер, обеспечивающих скорость циркуляции сушильного агента в штабеле от 1,0 до 2,5 м/с. Конкретные значения температуры и психрометрической разности для каждой группы толщин приведены непосредственно в таблице 2 стандарта. Наверх Влаготеплообработка лиственницы Влаготеплообработка представляет собой технологическую операцию, направленную на снятие остаточных внутренних напряжений и предотвращение образования трещин в древесине. Для лиственницы данная процедура имеет критическое значение ввиду повышенной склонности породы к растрескиванию. Промежуточная влаготеплообработка Согласно п. 6.7 ГОСТ 19773-84, промежуточной влаготеплообработке подвергают пиломатериалы из лиственницы, толщина которых превышает 40 мм. Для сравнения, аналогичный порог для сосны, ели, пихты и кедра составляет 60 мм, для березы, осины, ольхи, липы и тополя - 50 мм. Согласно п. 6.8, промежуточную обработку проводят при переходе со второй ступени режима на третью. Температуру среды поддерживают на 8 C выше температуры предыдущей ступени, но не более 100 C. Психрометрическую разность устанавливают равной 1,0-2,0 C. Контроль внутренних напряжений Продолжительность промежуточной обработки определяется по контрольному образцу (силовая гребенка): после выравнивания влажности зубцы должны иметь деформацию изгиба 3-4%. Если контрольными опытными сушками установлено отсутствие внутренних трещин, продолжительность обработки допускается уменьшить. Конечная влаготеплообработка Конечной влаготеплообработке подвергают пиломатериалы из лиственницы, высушиваемые до эксплуатационной влажности по первой и второй категориям качества сушки. Для лиственницы и твердых лиственных пород влаготеплообработка проводится независимо от категории качества. Наверх Расчет припусков на усушку Древесина лиственницы характеризуется повышенными показателями усушки по сравнению с другими хвойными породами. ГОСТ 6782.1-75 содержит отдельную таблицу величин усушки для лиственницы (таблица 2), учитывающую эту особенность. Особенности усушки лиственницы В ГОСТ 6782.1-75 для пилопродукции из лиственницы предусмотрены отдельные таблицы величин усушки. Полная тангентальная усушка лиственницы составляет 7,8-10,4%, радиальная 3,3-5,4%, что превышает аналогичные показатели для сосны и ели. Коэффициент усушки (усушка при снижении влажности на 1%) для лиственницы сибирской составляет: тангентальный 0,35-0,39%, радиальный 0,19-0,22%, объемный 0,52-0,59%. Эти значения определяют необходимость увеличенных припусков при раскрое сырых пиломатериалов. Пример определения усушки по ГОСТ 6782.1-75 Для лиственничной доски смешанной распиловки толщиной 50 мм при сушке от влажности выше 37% до конечной 10% величина усушки по толщине согласно таблице 2 ГОСТ 6782.1-75 составляет 3,5 мм. Фактический размер сырой доски должен быть 50 + 3,5 = 53,5 мм. Особенности для радиальной распиловки Согласно ГОСТ 6782.1-75, величины усушки в радиальном направлении устанавливают путем умножения величин усушки для смешанной распиловки на коэффициент 0,6. Это правило действует для всех хвойных пород, включая лиственницу. Наверх Типичные дефекты и методы предотвращения Камерная сушка лиственницы сопряжена с повышенным риском образования дефектов, обусловленных физико-механическими свойствами породы. Знание механизмов дефектообразования позволяет технологу принимать превентивные меры. Поверхностные и внутренние трещины Трещины являются наиболее распространенным дефектом при сушке лиственницы. Поверхностные трещины образуются на начальной стадии процесса при чрезмерно интенсивном удалении влаги из наружных слоев. Внутренние трещины (свищи) возникают на конечной стадии сушки при смене знака внутренних напряжений. Предотвращение трещин достигается соблюдением регламентированных режимов, обязательным проведением влаготеплообработки для материала толщиной более 40 мм, контролем скорости циркуляции сушильного агента. Коробление и неравномерная усушка Значительная разница в плотности ранней и поздней древесины лиственницы создает предпосылки для неравномерной усушки и последующего коробления. Продольное коробление проявляется в виде винтообразного скручивания досок, поперечное - в выгибании пластей. Минимизация коробления обеспечивается правильной укладкой штабеля с прокладками влажностью не более 18%, строго вертикальным расположением прокладок одна над другой, применением груза на верхний ряд штабеля. Наверх Часто задаваемые вопросы Почему для лиственницы ограничена максимальная толщина сушки? Ограничение толщины до 75 мм установлено ГОСТ 19773-84 и обусловлено физическими свойствами лиственницы: высокой плотностью (620-680 кг/м3), выраженной разницей в плотности ранней и поздней древесины, повышенными коэффициентами усушки. При сушке толстомерных пиломатериалов возникают критические внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин. Чем отличается прогрев лиственницы от мягких хвойных пород? Согласно п. 6.2 ГОСТ 19773-84, температура прогрева лиственницы устанавливается на 5 C выше температуры первой ступени режима, тогда как для сосны, ели, пихты и кедра превышение составляет 8 C. Меньшая разница температур обусловлена необходимостью более плавного выравнивания влажности по толщине материала. Обязательна ли влаготеплообработка при сушке лиственницы? Конечная влаготеплообработка для лиственницы проводится независимо от категории качества сушки при достижении эксплуатационной влажности. Промежуточная влаготеплообработка согласно п. 6.7 ГОСТ 19773-84 обязательна для пиломатериалов из лиственницы толщиной более 40 мм. Какие категории режимов предусмотрены для лиственницы? Согласно п. 2.2 ГОСТ 19773-84, для лиственницы предусмотрены нормальные (Н) и форсированные (Ф) категории низкотемпературных режимов. Мягкие режимы (М) для лиственницы стандартом не устанавливаются. Нормальные режимы обеспечивают сохранение прочности с возможным незначительным изменением цвета. Форсированные допускают снижение прочности на скалывание до 20%. Как обозначаются режимы сушки лиственницы? Согласно п. 2.2 ГОСТ 19773-84, обозначение режима состоит из индекса Л (лиственница), номера группы толщин и буквы категории режима. Например, Л4-Н означает нормальный режим сушки досок толщиной 45-50 мм. Группы толщин: Л1 (до 22 мм), Л2 (25-32 мм), Л3 (35-40 мм), Л4 (45-50 мм), Л5 (55-60 мм), Л6 (65-75 мм).