Предохранение древесины от гниения и увеличение ее долговечности достигаются сушкой и правильным хранением на складах и стройплощадках. Кроме этого, применяются специальные меры — антисептирование (пропитывание древесины химическими веществами — антисептиками, убивающими гнилостные грибы) и огнезащита.
Виды сушки древесины
Сушка увеличивает долговечность древесины и улучшает ее технические свойства. В высушенной древесине прекращается развитие гнилостных грибов, а сама древесина становится более прочной. Кроме того, снижается свойство набухания и гигроскопичности древесины. Сущность сушки состоит в том, что сухой горячий воздух, омывая влажную древесину, поглощает находящуюся в ней влагу. Непрерывное движение воздуха (ветер и вентиляция) ускоряет сушку.
Сушку древесины производят:
- естественным способом на открытом воздухе, под навесами, в открытых штабелях или помещениях (воздушная сушка);
- искусственным способом в специально оборудованных камерах с применением нагретого воздуха (камерная сушка).
Воздушная сушка происходит при правильном хранении древесины. Участок, на котором устраивают склад лесоматериалов, должен иметь сток для дождевых вод. В целях предохранения материала от пожара и от заражения древесины грибами на участке не должно быть стружек, мусора, щепы и навоза. Склад должен отстоять от строений и леса не меньше чем на 50 м и должен быть огражден решетчатым или проволочным забором. Лесоматериалы должны быть уложены в штабели.
Сохранность древесных изделий
Пиломатериал следует укладывать по породам, размерам и сортам в штабели на фундаментах, называемых подстопными, или подштабельными, местами.
Фундаменты изготовляют из обрезков бревен, досок или из бетона высотой не менее 60 см от земли. Доски укладывают на прокладки из дешевых сортов досок плашмя, рядами с промежутками: при зимней укладке в 10— 13 см, при летней в 13—18 см. Для лучшего проветривания штабели располагают правильными рядами с разрывами, прямыми сквозными проходами и проездами. Разрывы между штабелями делают не менее 2 м, а проезды между группами штабелей (секций) от 8 до 10 м.
Сушку древесины естественным способом
Доски в рядах лучше укладывать сердцевинной стороной кверху, для того чтобы в случае коробления при высыхании дождевая вода стекала с них. Для предохранения досок от дождя, снега и прямого действия солнечных лучей штабель покрывают крышей из досок низших сортов. С одной стороны крыша поднимается на высоту не менее 1, 2 м, с другой — опирается на штабель и должна выступать за край штабеля на 0, 5—0, 7 м.
Для предохранения досок от растрескивания торцы их покрывают раствором, состоящим из одной части поваренной соли, пяти частей гашеной извести и пяти частей воды с небольшим количеством клея, а также глины или извести. Такая обмазка дол го сохраняется и предохраняет торцы от растрескивания.
Для предохранения торцов от растрескивания доски прикрывают «наторцовниками» или укладывают впотай, т. е. с напуском каждого вышележащего ряда, чтобы верхние доски создавали тень для нижних.
Продолжительность воздушной сушки зависит от породы деревьев, влажности, толщины материала, температуры окружающего воздуха, времени года и других причин и колеблется от 7 до 75 суток. Вследствие разнообразия местных условий и в зависимости от состояния погоды фактическая продолжительность сушки может увеличиваться или сокращаться до одной трети времени сроков сушки, указанных в таблице.
Продолжительность сушки древесины
Древесина дуба пригодна для столярных работ только после продолжительной сушки (3—5 лет).
Недостатками воздушной сушки являются длительные сроки, потребность в больших площадях для склада. Кроме этого, высушивание древесины только до воздушно-сухого состояния (16— 18%) является недостаточным для столярных изделий.
Искусственная сушка производится в специальных сушилках или камерах и поэтому часто называется камерной сушкой. При таком способе сушки материал складывают в камерах и к нему подводят нагретый воздух.
Преимущества камерной сушки перед воздушной заключаются в следующем:
- камерная сушка протекает во много раз скорее воздушной и не требует больших складских помещений;
- позволяет высушивать материал до нужной степени влажности;
- под действием высокой температуры воздуха прекращается распространение гнили даже в зараженной грибами древесине;
- предупреждается растрескивание и коробление древесины благодаря тому, что процесс высыхания ее поддается точному регулированию;
- в хвойных породах смола под действием высокой температуры затвердевает и не выступает на поверхность готовых изделий.
Камерная сушка позволяет сушить пиломатериал в любую погоду и в любое время года. К недостаткам камерной сушки относятся значительные затраты на топливо и оборудование сушилок.
Разновидности сушильных установок
Сушилки бывают воздушные, паровые и газовые.
- В воздушных сушилках воздух нагревается огневым калорифером;
- в паровых — системой обогреваемых паром батарей, называемых паровым калорифером;
- в газовых — топочным газом, поступающим непосредственно из топки.
В сушилках циркуляция воздуха бывает естественная и принудительная при помощи вентилятора. По принципу работы сушилки разделяются на периодические и непрерывнодействующие. Сушилки периодического действия работают периодически, с перерывами. Сначала камеру загружают уложенными на вагонетки пиломатериалами, затем закрывают плотно двери и подают в камеру горячие газы или пар по трубам, т. е. производят сушку материалов. После окончания сушки подачу газов или пара прекращают, открывают двери и выгружают высушенные пиломатериалы. Таким образом, на время разгрузки и погрузки действие камеры приостанавливается. Поэтому такие сушилки называются сушилками периодического действия. Выгрузка и загрузка таких камер материалами производится только с одного конца камеры.
Непрерывнодействующие камеры
По другому принципу работают непрерывнодействующие камеры. Они действуют без перерыва подачи горячих газов или пара. Камера никогда не бывает пустой и всегда окружена пиломатериалами. Сырой пиломатериал по одной вагонетке за один раз закатывают в камеру с одного конца и одновременно с этим выкатывают с другого конца камеры тоже одну вагонетку уже сухого материала. Все вагонетки передвигаются в камере толчками на расстояние длины одной вагонетки в то же время продвижения вагонетки через всю длину камеры пиломатериал высушивается до требуемого процента влажности.
Наибольшее распространение имеет способ сушки древесины горячим воздухом. Он менее опасен в пожарном отношении и дает возможность внутри сушильной камеры регулировать температуру и влажность воздуха. Камерная сушка требует строго определенной температуры и влажности воздуха, впускаемого в камеру.
Режимы сушильных установок
При неправильном режиме сушки материал трескается и коробится. Научным сотрудником разработана конструкция газовой сушилки, в которой для сушки используется топочный газ, получаемый в результате сжигания опилок, стружки и других отходов древесины. Горячие газы из топки проходят через искроотделитель и газоход, затем поступают в сушильную камеру, где топочный газ, смешиваясь со свежим воздухом, поступающим через отверстие, и частично с отработанными газами, идущими из канала направляется при помощи вентилятора к высушиваемому пиломатериалу. Отработанный влажный воздух удаляется через трубу.
В сушилке можно высушивать пиломатериалы любой породы и любой толщины. Продолжительность сушки хвойных пиломатериалов в газовой сушилке сокращается в среднем на 40—50%, дубовых — на 14%. Как показали испытания, в газовой сушилке расходуется топлива на 30—35% меньше, чем в паровой.
Иногда пиломатериалы сушат электрическими токами высокой частоты. Древесину помещают между двумя металлическими сетками, к которым подводят ток высокой частоты, при этом древесина нагревается и из нее начинает испаряться влага.
Высокочастотная электросушилка непрерывного действия системы треста состоит из камеры-коридора, имеющей на обоих концах двери. Дверь предназначается для закатывания деревянной вагонетки с высушиваемым материалом, дверь, находящаяся на противоположном конце сушилки, — для выкатывания высушенного материала.
Электросушильная камера
Электросушильная камера состоит из трех самостоятельных зон со специальным оборудованием, предназначенным для создания определенных режимов сушки для каждого штабеля в отдельности.
Первая и вторая зоны имеют почти одинаковое внутреннее оборудование, которое состоит из подвесных электродных пластин и паровых калориферов, состоящих из двух отдельных секций ребристых труб и двух каналов в виде углубления в бетонном полу. Кроме этого, в первой зоне имеются два вытяжных воздуховода, находящихся в боковых стенах камеры. Электродные пластины подвешиваются на поперечных балках и перемещаются поперек сушильной камеры при помощи роликов, что необходимо для их приближения к высушиваемому лесоматериалу после установки вагонетки на место.
Третья зона камеры оборудуется иначе, чем первая и вторая. В этой зоне отсутствуют электродные пластинки, паровые калориферы и каналы для конденсата. Вентиляционное оборудование зоны состоит из вытяжных воздуховодов, устроенных как и в первой зоне, а также из приточного воздуховода, проходящего по низу камеры.
Пиломатериалы в высокочастотной электросушильной камере непрерывного действия высушивают следующим образом. Сырые пиломатериалы подают сначала в первую зону камеры, где они высушиваются в электрическом поле высокой частоты примерно до 30—40% влажности. Затем вагонетку перекатывают по рельсам из первой зоны во вторую, а вагонетку пиломатериалом из второй зоны перемещают в третью. Во второй зоне пиломатериалы досушиваются в электрическом поле высокой частоты до необходимой влажности, после чего вагонетка перемещается в третью зону. В третьей зоне в процессе постепенного остывания материала производится окончательная досушка его и выравнивание влажности.
Принцип сушки
Электрическая сушка производительнее камерной, так как при более высоком качестве материалов продолжительность сушки их сокращается во много раз и резко снижается брак. При электрической сушке нагревание древесины и испарение влаги происходят равномерно во всех ее местах, и поэтому здесь не возникает напряжений, способствующих разрыву волокон древесины. Однако широкое применение сушки токами высокой частоты ограничивается большим расходом электроэнергии и сложным дорогостоящим оборудованием, в результате чего стоимость электрической сушки дороже камерной.
При погрузке пиломатериалов на сушильные вагонетки, а также на перевозку и складирование требуется большое количество рабочих, и поэтому для облегчения труда рабочих и сокращения потребности рабочей силы широко применяют автопогрузчики, обладающие большой грузоподъемностью (до 5 г), высокой маневренностью и производительностью. При помощи автопогрузчика можно не только перевозить материал, но и складировать его в штабели высотой до 4—5 м.
Высушенный лесоматериал после выгрузки из сушилки следует хранить в отапливаемом складе. В последнее время пиломатериалы начали сушить также в высокотемпературных сушилках. Принцип сушки состоит в том, что влажную древесину погружают в нагретый до температуры 120—140 петролатум — маслянистую жидкость коричневого цвета, получаемую при переработке нефти. Эта жидкость быстро прогревает подлежащую сушке древесину, и влага, находящаяся в дереве, интенсивно превращается в пар, который с воздухом образует паровоздушную смесь, что значительно увеличивает давление внутри древесины.
