3. Определение равновесной влажности древесины

Древесина как капиллярно-пористое тело находится в процессе постоянного влагообмена с окружающей средой. При изменении температуры и относительной влажности окружающей среды в древесине развиваются процессы сорбции (влагопоглощения) или десорбции (влагоотдачи), сопровождающиеся изменением связанной влажности древесины и, соответственно, ее свойств. Если параметры окружающей среды после их изменения стабилизируются, процессы сорбции или десорбции с течением времени останавливаются – состояние клеточных стенок древесины приходит в равновесие с температурно-влажностным состоянием среды. Влажность древесины в таком состоянии называют равновесной влажностью.

Из этого следует, что любая древесина, достаточно долго хранящаяся при неизменных температуре и относительной влажности воздуха, приходит в состояние равновесной влажности, причем каждому конкретному сочетанию температуры и относительной влажности соответствует свое значение равновесной влажности. На основании экспериментов составлены эмпирические зависимости равновесной влажности от температуры и влажности воздуха, из которых наибольшее распространение получила номо­грамма проф. Н.Н. Чулицкого (прил. 3). Используя данную номограмму, можно определить влажность древесины, не прибегая к испытаниям по п. 2, при условии, что древесина находится в этих условиях достаточно длительное время (например, изделия толщиной до 20 мм приобретают равновесную влажность через 2…3 сут).

Т емпературу и влажность воздуха определяют с помощью психрометра, состоящего из двух стеклянных термометров (спиртовых или ртутных), резервуар одного из которых (влажного) обернут хлопчатобумажной тканью, опущенной в воду (рис. 3). Принцип действия психрометра основан на физическом свойстве жидкости (в данном случае – воды) испаряться со снижением ее температуры за счет потери жидкостью части энергии, поскольку ее покидают наиболее «энергичные» молекулы. Это приводит к возникновению разности между показаниями сухого и влажного термометра (психрометрическая разность). Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее будет протекать процесс испарения и тем больше будет психрометрическая разность.

По показаниям психрометра определяют температуру сухого t_cyx и влаж­ного t_вл термометра, рассчитывают психрометрическую разность t = t_cyx – t_вл, С, и по психрометрической таблице (прил. 3) находят относительную влажность воздуха , %. По значениям  и t_cyx по номограмме устанавливают равновесную влажность древесины W_равн, %.

Равновесную влажность при температуре t_cyx = 20  2 С и влажности  = 65  5 % называют нормализованной, так как именно этими параметрами характеризуются нормальные комнатные условия эксплуатации изделий из древесины. Этим условиям соответствует равновесная влажность W_равн = 12 %, поэтому 12 % принято в качестве стандарта и все свой­ства древесины оценивают в состоянии ее нормализованной влажности. Выдерживание древесины до нормализованной влажности называют кондиционированием. С практической точки зрения, кондиционирование древесины необходимо для предотвращения усушки, коробления и растрескивания деревянных изделий. При испытаниях древесины, находящейся в ином влажностном состоянии, ее свойства приводят к нормализованной влажности при помощи поправочных коэффициентов, характеризующих степень изменения показателя данного свойства на 1 % и установленных эмпирическим путем.