Сушка деревини виварюванням в солі + ще пару дієвих методів
Для того, щоб визначити якість пиломатеріалу, є таке поняття, як вологість деревини. Вона буде вказувати на кількісне співвідношення, яке виражається у відсотках вмісту води в деревній структурі в масі зразка.
Пропонуємо поговорити про сушіння деревини виварюванням в солі.
Пов’язана волога і її особливості
Деревина являє собою пористий матеріал, який поцяткований порами і каналами, в які потрапляє вода, і тим самим живить рослину потрібними для росту мінералами. Така волога отримала назву»вільна”. Вона виводиться з деревної структури навіть при атмосферної сушці, але крім вільних місць є і пов’язана в деревині волога. Йдеться про ту частину води, яка знаходиться в тканинах і клітинах деревини, і бере участь у формуванні пиломатеріалу, як довговічного і надійного типу будівельного матеріалу.
Таку вологу досить складно випаровувати, а в більшості ситуацій і зовсім нереально, тому що вона знаходиться в мікроскопічних порах, які будуть залишатися недоступними навіть при сильному перегріванні потоком повітря. Якщо під час випаровування вільної вологи деревний матеріал не буде міняти свої фізико-хімічні якості, то…
при випаровуванні пов’язаної вологи деревина буде схильна до змін:
- Вона сильно змінює свою структуру.
- Втрачає колишню міцність.
- Змінюється за лінійними розмірами.
- Змінюється форму.
Пов’язана волога здатна займати велику частку від загальної, а якщо в деревині загальний рівень вологості більше, ніж 30%, то це буде говорити про наявність в ній вільної вологи, і тому такий пиломатеріал можна буде сушити ще раз. Деревину піддають просушування для того, щоб виконувати її подальшу обробку і надавати необхідні якості. Виварювати деревину потрібно для попередження розтріскувань і захисту від попадання всередину гнильних мікробів. Є два найбільш популярних способи для виварювання-просушування в солоній воді, а також виварювання в маслі і оліфі. Крім того, часто застосовують сушку в сечовині або карбаміді (тобто в гідрофобному розчині).
Огляд варіантів
Просушування деревини в солоній воді
Виварювання деревини в солі проводять за допомогою 25% сольового розчину. Деревину слід помістити в ємність, яка наповнені сольовим розчином, а після потрібно варити все на середньому вогні протягом 2-3 годин. Час може змінюватися в залежності від того, скільки деревини ви намагаєтеся виварити. Просушування деревини виконується в солоній воді, матеріал нагрівають, що дає можливість виводити пов’язану вологу з мінімальними втратами для геометрії пиломатеріалу.
Виварювання деревини в оліфі і маслі
Виварювання деревини в маслі дає можливість не просто попереджати розтріскування в деревині, а ще й посилювати виразність деревного матеріалу. При варінні масло починає виштовхувати з деревину воду і повітря, тому що потрапляє в міжклітинні простору. далі деревину слід просушити, і в результаті її можна буде легко і просто відшліфувати і відполірувати. Технологія проварювання досить трудомістка і потрібно безпосередньої роботи людини, а також подальшого просушування. Її використовують для невеликих за розміром зразків, навіть для спилов. У промисловому масштабі просушування маслом або навіть сіллю буде і зовсім недоцільним, і в основному це застосовується для побутових умов. У разі невеликих виробництв використовують камери для просушування, іноді навіть вакуумні.
Сушка і термомодифікація деревини варінням в маслі
Якщо з сушінням деревини сіллю все зрозуміло, то з маслом справи йдуть трохи інакше. Йдеться про масляній ванні з температурою від +150…+250 градусів. Отже, масло, причому будь-яке, буде виступати в ролі агента нагрівання – воно буде рівномірно передавати тепло в деревину і відводити водяну пару, а також повітря, який активно виділяється при закипанні (це і є сушінням), а також не допускає кисень до деревини, що буде перешкоджати обвуглювання.
Основною особливістю такого процесу є те, що не можна остуджувати деревину в масляній ванні, тому що всередині деревину буде знаходитися водяна пара, прогрітий до +250 градусів, який при стисненні до кімнатної температури буде створювати розрідження, яке засмоктує масло всередину деревини, а це є неприпустимим. Дерево слід вийняти з гарячого масла, при цьому ви почуєте як воно зі свистом втягне в себе повітря (але тут є особливість – описаний приклад варіння бруска розміром 10*10 см, і від різкого виймання він потріскався всередині).
Як підсумок, після декількох годин варіння Ви отримуєте просушену до 3-4% термомодифіковану деревину, яка не піддається викривлення в подальшому. Промаслений шар матеріалу становитиме приблизно 0.5 см, і його зазвичай зрізають, а після працюють з деревиною, як зазвичай – проклеюють, просочують морилкою, фарбують і покривають лаком.
Ось результат проведення процедури: “Виварене в маслі дерево починає насичуватися маслом, але не більше, ніж на 0.5 см (а зазвичай і зовсім 0.2 см) по пласти не більше, ніж на 10 см з торця (мова йде про глибоке просочення до темного колір). Матеріал в такій зоні буде виділити масло при сильному натисканні або навіть при підрізанні – він має темно-коричневий колір. Такі місця варто зняти на рейсмусі, а торці спиляти. Всередині деревину має світло-жовтуватий відтінок, а вологість становить від 3 до 5%. Епоксидна смола тримає таку деревину, і шкуриться все прекрасно.
При покритті морилкою і алкідним лаком ПФ-283 проблем з адгезією помічено не було. Береза, яка має товщину більше 6 см, всередині може легко зірвати косими розривами в глибині плахи (зовні все ціле, і такі проблеми зазвичай з’являються після розпилювання), але все через те, що деревину з масла дістали занадто швидко».
А ось ще один результат: “дошку закладали лише в прогріте масло, температура якого не менше +110 градусів. Температура маса становить +120 градусів. Масло використано найпростіше, соняшникова, з магазину. Можна спробувати додавати сикативи, але сенсу в них немає, тому що підв’ялена Березова дошка на 5 см буде сушитися протягом 7.5 годин. До речі, контролювати процес зовсім нескладно. При зануренні дошки починає сильно виділятися піна, і до кінця сушіння дошка практично не буде виділяти бульбашки повітря. При старанній роботі виходить вологість дошки від 2 до 4%».
Термомодифированная деревина – що це
При прогріванні до +250 градусів без повітря (тут не має значення, яким способом – під масляним шаром, в атмосфері інертного газу або навіть з водяною парою) відбувається зміна агрегатного стану такої речовини в деревині, як лігнін, а також відбувається термічне руйнування полісахаридів, які
є прекрасними поживними речовинами для бактерій:
При інертній атмосфері без кисню з деревини починає виділятися діоксид вуглецю і монооксид.- Основними складовими деревини є целюлоза, екстрактивні речовини, геміцелюлози, лігнін, який утворюється при температурі, яка не вище +20…+500 градусів.
- Так як температура термічної модифікації вище + 1000 градусів, такі складові частини з лігноуглеводной матриці починають трансформуватися в інший стан, більш термічно стійке.
- В результаті тривалого впливу гідротермічного типу геміцелюлоза починає розпадатися на реактивні молекули з меншим розміром, але при цьому міцність деревини не зменшується. Швидше навіть навпаки, розрив ланцюжка геміцелюлози буде покращувати стійкість деревини до стиснення і зробить менше внутрішнє напруження. Крім того, вважається, що лінгін стає реактивними молекулами іншого типу.
Все це сприяє зміні деревної клітинної структурі. А ось целюлоза при цьому залишається в незмінному вигляді. При термічній обробці відбувається розкладання вуглеводної частини і знижується вміст вологи всередині деревини, а це забезпечує підвищення стійкості деревини до процесу гниття. При стандартних умовах саме часто з вуглеводами являє собою живильне середовище для мікроскопічних організмів.
Просочення деревини маслом при варінні
Сушка деревини виварюванням в солі не настільки ефективна, як спосіб з маслом. До речі, це такий же процес, як описаний вище, але в кінці деревину остуджують в маслі, через що воно проникає в саму глиб деревини. В результаті цього матеріал буде погано клеїться і буде потрібно ретельно знежирювати місце склеювання, а ще далеко не кожен клейовий склад підійде для цього. Але зате така деревина взагалі не боїться води, не буде сідати і жолобитися. Це якраз те, що потрібно для дерев’яного настилу і решітки на палубу.