Влажность древесины и что с этим можно сделать

Ранее опубликовано Construction Canada

Древесина — исключительно универсальный и привлекательный строительный материал, который используется в строительстве буквально тысячи лет. Преимуществ древесины в строительстве много. Она чрезвычайно прочна по отношению к своему весу. Она также широко доступна и экономически конкурентоспособна по сравнению с другими типами строительных материалов. И она долговечна, может использоваться повторно и имеет самый низкий углеродный след среди всех сопоставимых строительных материалов.

Древесину можно использовать практически для любого аспекта строительного проекта, включая полы, стены, потолки, панели, шкафы, двери, оконные рамы и структурную поддержку. Действительно, ее можно изготовить в различных формах и размерах, чтобы она соответствовала практически любым строительным потребностям.

Чтобы древесина удовлетворительно выполняла свое прямое предназначение в строительном проекте, необходимо помнить, что древесина подвержена влиянию влаги в окружающей среде. Древесина является гигроскопический материал, то есть он обладает способностью поглощать или терять влагу в зависимости от относительной влажности (RH) и температурных условий окружающей среды. Проще говоря, когда древесина поглощает влагу из окружающей среды, она имеет тенденцию расширяться. Когда древесина теряет влагу, она имеет тенденцию сжиматься.

Из-за своих тенденций к разбуханию и усыханию древесина может получить значительный ущерб, связанный с влажностью. Проблемы, вызванные влажностью, могут проявляться по-разному. Искривление, то есть любое отклонение от плоскостности, является распространенной проблемой, которая может возникнуть, если древесина неравномерно впитывает влагу или высыхает слишком медленно или слишком быстро.

Искривление может принимать несколько форм:

• Лук: деформация по всей длине лицевой стороны древесины.
• Крук: коробление по всей длине кромки древесины.
• Кружка: перекос по ширине, при котором края древесины выше или ниже центра.
• Twist: искажение, при котором два конца не лежат в одной плоскости.

Помимо нежелательного внешнего вида, деформация может также привести к дорогостоящим структурным отказам. Например, в деревянном настиле пола проблема с короблением может привести к образованию щелей между досками. В конце концов, если доски не вернутся к своей первоначальной форме, они могут отделиться от основания пола или даже расколоться или треснуть.

Влага может вызвать другие проблемы, которые ухудшают качество, внешний вид и эксплуатационные характеристики древесины.

коробление это экстремальная реакция на влажность, которая обычно возникает в ответ на длительное воздействие избыточной влаги. С деревянным полом коробление происходит, когда пол отрывается от основания, поднимаясь на несколько дюймов в одном или нескольких местах. К счастью, коробление не является распространенным явлением, и если обнаружить его на ранней стадии, возможен точечный ремонт и замена.

Плесень и милдью может расти на деревянных поверхностях, когда окружающая среда влажная или плохо проветривается. Помимо того, что споры плесени вызывают некрасивые черные, синие или зеленовато-коричневые пятна, они могут вызывать аллергию или другие серьезные проблемы со здоровьем. В то время как плесень способствует изменению цвета или окрашивание, они обычно не являются фактором, вызывающим структурные повреждения древесины.

Гниение или гниение древесины — еще одна серьезная проблема, связанная с влажностью. Ее вызывают определенные грибки, которые могут расти во влажной древесине и разрушать древесные волокна, что приводит к структурным повреждениям. Споры грибков гниения всегда присутствуют в воздухе. Поэтому их невозможно изолировать от древесины. Однако грибки, как правило, могут расти в древесине только тогда, когда содержание влаги в древесине (MC) превышает 20 процентов. Предотвратить гниение просто, если древесина поддерживается ниже этого порога влажности.

Как древесина удерживает влагу

Гигроскопичность древесины происходит из его отдельных клеток, которые предназначены для впитывания влаги, необходимой живому дереву по мере его роста и созревания. Эти клетки не теряют своей способности удерживать и выделять влагу после того, как дерево превращается в пригодную для использования древесину.

Клетки удерживают влагу двумя способами:

• Свободная вода, в полостях клеток которой может находиться влага как в жидком, так и в парообразном состоянии.
• Связанная вода, в которой стенки клеток, состоящие из волокон целлюлозы, называемых микрофибриллами, удерживают воду, которая химически связана или по существу «связана» с молекулами целлюлозы.

Количество воды в древесине, или процент MC (MC%), представляет собой общую сумму свободной и связанной воды. Однако эти две формы воды по-разному влияют на древесину. Именно движение связанной воды в древесину или из нее оказывает наиболее существенное влияние на то, деформируется ли древесина, разбухает ли, усыхает или трескается.

Стенки клеток будут расширяться или сжиматься в зависимости от количества удерживаемой ими воды. Напротив, клетки, удерживающие свободную воду, практически не меняют свою форму при любом изменении MC в полостях клеток и открытых пространствах. Однако свободная вода обычно встречается при уровнях влажности, намного превышающих те, которые используются в строительстве.

Влияние температуры окружающей среды и относительной влажности

Условия окружающей среды (температура и относительная влажность) в значительной степени определяют, будут ли клетки древесины поглощать или выделять влагу. Температура воздуха влияет на количество влаги, которое может удерживать воздух. Более теплый воздух может удерживать больше влаги, чем более холодный. Относительная влажность показывает, сколько влаги удерживает воздух в процентах от того, что он может удерживать.

Древесина поглощает или выделяет влагу в ответ на относительную влажность окружающей среды. Когда относительная влажность окружающей среды низкая по сравнению с влажностью древесины, влага вытягивается из древесины. Когда относительная влажность высока по сравнению с уровнем влажности древесины, древесина будет впитывать влагу из окружающей среды.

Древесина достигает точки равновесное содержание влаги (EMC), когда он не поглощает и не выделяет влагу. Достижение EMC требует относительно стабильных условий окружающей среды, чтобы влажность внутри древесины могла в конечном итоге соответствовать окружающей среде. Когда условия окружающей среды постоянно меняются, то же самое будет делать и MC древесины.

В строительных проектах важно работать с древесиной, высушенной до надлежащего MC и достигшей точки EMC. Внутри отапливаемых зданий это часто означает, что нужно стремиться к MC около шести-восьми процентов, хотя это всего лишь эмпирическое правило, которое может меняться в зависимости от различных условий окружающей среды и географического положения.

Как измерить MC древесины

Хотя существуют и другие методы, самый простой и быстрый способ получить точное измерение MC древесины — использовать ручной влагомер. Доступны два типа: (1) резистивные или штифтовые и (2) диэлектрические или бесштифтовые измерители.

При использовании штифтового измерителя в древесину вставляются два штифта, и измеритель измеряет электрическое сопротивление между штифтами. Поскольку влага проводит электричество, более высокое электрическое сопротивление соответствует более сухой древесине, и наоборот, более низкое электрическое сопротивление соответствует более влажной древесине. Одним из недостатков штифтовых измерителей является то, что они навязчивы, оставляя неприглядные отверстия от штифтов в древесине. Другим недостатком является то, что они могут быть несколько медленными и громоздкими в использовании. Это особенно актуально для твердых пород древесины, где вставка штифтов на глубину, необходимую для точного показания, может оказаться сложной.

В противоположность, бесконтактные измерители влажности чрезвычайно быстры в использовании. Поскольку они используют плоскую пластину, контактирующую с поверхностью древесины, для обнаружения проводимости с помощью электромагнитных волн, они не оставляют в древесине повреждающих отверстий. Их также можно использовать для более широкого диапазона измерений MC, чем большинство штифтовых измерителей. Одним из недостатков бесштифтовых измерителей является то, что некоторые из них могут быть чрезмерно подвержены влиянию поверхностной влаги или температуры окружающей среды.

Поскольку бесштифтовые измерители быстры и просты в использовании, они обеспечивают превосходный способ контроля уровня влажности древесины практически в любом строительном или ремонтном применении. Во время строительства их можно использовать для оценки готовности древесных материалов к установке, например, при укладке полов из твердой древесины. В существующем здании их можно использовать для обнаружения небольших проблемных мест и для сдерживания проблем, связанных с влажностью, прежде чем они полностью выйдут из-под контроля. Ручные измерители также можно использовать для быстрого и простого определения степени существующей влажности, которая может вызвать повреждение.

Помните, что может быть полезно контролировать не только влажность древесины.
Учитывая, что условия окружающей среды играют такую ​​важную роль в том, как древесина подвергается воздействию влаги, может быть чрезвычайно полезно контролировать температуру окружающей среды и относительную влажность на любой рабочей площадке или в здании, где используются древесные материалы. Портативные устройства регистрации данных являются отличными инструментами для круглосуточного измерения температуры и относительной влажности.

Бесплатная загрузка – 5 способов, которыми бесконтактные измерители влажности экономят ваше время и деньги

Современная передовая технология измерения влажности

Новейшая технология измерения теперь делает мониторинг влажности на месте проще и точнее, чем когда-либо. Например, новый Линейка бесштифтовых влагомеров Orion от Wagner Meters разработан для проведения измерений на определенных глубинах, что сводит к минимуму влияние поверхностной влаги и обеспечивает более точные результаты. Орион 950 — это особенно мощное устройство, которое обеспечивает точные измерения влажности древесины, А ТАКЖЕ измеряет температуру окружающей среды и относительную влажность.

Калибровка в полевых условиях интеллектуального бесштифтового влагомера Orion 950. Эксклюзивная возможность только для линейки влагомеров древесины Orion.

Еще одним недавним достижением в технологии бесштифтовых счетчиков является возможность проводить настоящую калибровку счетчиков в полевых условиях. Большинство ручных счетчиков, как штифтовых, так и бесштифтовых, необходимо отправлять производителю для повторной калибровки. Но счетчики Orion от Wagner предлагают удобство настоящей калибровки на месте, что помогает обеспечить точность каждого измерения.

Хотя некоторые из самых универсальных современных измерителей влажности древесины, такие как Orion 950, могут измерять температуру окружающей среды и относительную влажность, они делают это только тогда, когда пользователь находится на месте и проводит измерения.

Получение данных о температуре окружающей среды и относительной влажности 24/7

Все больше людей в строительной отрасли пользуются преимуществами современных портативных регистраторов данных, которые круглосуточно фиксируют данные о температуре и относительной влажности, даже когда никого нет рядом, чтобы собирать данные. Например, новый Smart Logger от Wagner Meters — это относительно небольшое, незаметное устройство, которое можно легко установить и оставить в любом месте, где есть подозрения, что окружающие условия могут стать фактором, приводящим к повреждению от влаги, росту плесени или грибка или другим подобным проблемам.

Эти устройства регистрации данных полезны в самых разных жилых и коммерческих помещениях, включая больницы, школы, предприятия и правительственные здания. Они экономят время и деньги, сокращая количество посещений объекта, необходимых для мониторинга условий окружающей среды. Они также могут служить ценным напоминанием для клиентов и заказчиков о необходимости поддержания постоянных, оптимальных условий в здании или на проектной территории.

В современном строительном мире, где мы так много знаем о проблемах, связанных с влажностью, их причинах и последствиях, очевидно, имеет смысл воспользоваться преимуществами передовых измерителей влажности древесины и инструментов регистрации данных, которые способны быстро, легко и точно оценить состояние древесины и окружающей среды. Действительно, это единственный практический способ понять, что происходит, чтобы предотвратить или минимизировать значительные расходы и головную боль, связанные с проблемами влажности древесины.

Для получения дополнительной информации о влиянии влаги на древесину, а также о лучших методах и инструментах для измерения влажности позвоните в компанию Wagner Meters по телефону 541-291-5124.

Рекомендации
Гласс, С. и Зелинка, Самуэль. Влажностные отношения и физические свойства древесины. https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fplgtr190/chapter_04.pdf

LSU Ag Center Research and Extension. Причины и контроль гниения, деградации и пятен древесины. https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2008/fpl_2008_shupe001.pdf

Риб, Дж. Э. Взаимосвязь древесины и влажности. https://ir.library.oregonstate.edu/downloads/td96k297v?locale=en

Джейсон Спэнглер

У Джейсона более 20 лет опыта в продажах и управлении продажами в различных отраслях промышленности, и он успешно вывел на рынок множество продуктов, включая оригинальные тесты влажности бетона Rapid RH®. В настоящее время он работает в Wagner Meters в качестве менеджера по продажам продукции Rapid RH®.

Последнее обновление: 26 апреля 2024 г.