Древесина издавна известна людям как универсальное сырье. Она применяется для строительства домов, в качестве отделочных материалов, для создания мебели, инструментов, бумаги, посуды и многого другого. Такое распространение древесины обусловлено в первую очередь ее свойствами. Как строительный материал дерево имеет множество преимуществ: высокая прочность при сравнительно небольшом весе и объеме; упругость; малая теплопроводность. Дома сделанные из дерева хранят тепло зимой и прохладу летом, не задерживают излишнюю влагу. При хорошем уходе деревянные постройки могут простоять несколько сотен лет.
Однако древесина имеет и ряд недостатков, которые необходимо учесть перед началом строительства или изготовления деревянных деталей. Во-первых, дерево является легко воспламеняемым материалом, поэтому необходимо применять меры предосторожности в обращении с ним. Во-вторых, поскольку дерево – природный материал, оно подвержено разрушительному действию микроорганизмов и насекомых. По физическим характеристикам дерево является анизотропным материалом, то есть его свойства (прочность, теплопроводность) различны в направлениях вдоль и поперек древесных волокон. Кроме того, оно имеет свойство гигроскопичности. Это означает, что дерево способно в больших количествах отдавать или поглощать влагу. При этом детали, изготовленные из дерева, усыхают или набухают. Анизотропия и гигроскопичность дерева при изменениях влажности и температуры окружающей среды приводят к появлению напряжений в его объеме, а впоследствии – к появлению трещин и зазоров между деталями.
Анизотропию дерева регулировать практически невозможно, поскольку она обусловлена его природой. А вот измерить и откорректировать влажность дерева можно достаточно просто. Особенно важно следить за влажностью в процессе изготовления деревянных материалов.
Есть три основных способа измерить влажность древесины: контактный (кондуктометрический), бесконтактный (диэлькометрический) и метод высушивания (термогравиметрический).
Наиболее высокую точность измерений можно получить с помощью метода высушивания. Для определения влажности от основного материала отпиливают пробу на расстоянии не ближе 30-50 см от края, поскольку влажность на краях материала обычно несколько меньше, чем в объеме. После этого образец поддается воздушно-тепловой сушке в сушильном шкафу до тех пор, пока два последовательных взвешивания образца не дадут один и тот же результат (в таком случае считается, что вся влага из образца удалена). Этот метод является наиболее точным, поэтому его показания могут в дальнейшем служить эталонными для влагомеров. К минусам метода можно отнести большое время проведения измерений (5-8 часов), невозможность измерения влажности в режиме реального времени, необходимость наличия сушильного шкафа.
Контактный метод измерения влажности древесины основан на определении электрического сопротивления дерева и преобразования его в единицы влажности, которые затем выводятся на экран прибора. Для измерения влажности контактным методом, необходимо воткнуть металлический зонд прибора в деревянную деталь.
Влагомер, использующий кондуктометрический метод, также называется , поскольку его измерительный зонд имеет форму иглы. К минусам данного метода относят повреждения материала при измерениях и увеличение погрешности измерений при малых показаниях влажности образца (
В бесконтактном методе с помощью СВЧ-излучения определяется диэлектрическая проницаемость дерева. Затем полученное значение сравнивается с эталонным при помощи корреляции (совпадения) двух величин. Различие измеренного и эталонного значений указывает на степень влажности материала. Преимуществом этого метода является практически полное отсутствие зависимости показаний прибора от температуры и статического электричества. Влажность таким способом можно контролировать в широком диапазоне, а образец проверяется по всей длине за короткий промежуток времени. Еще одно преимущество этого метода – отсутствие повреждений материала при измерениях. К недостаткам бесконтактного способа можно отнести наличие погрешности измерений за счет неоднородного распределения влажности и плотности дерева по объему. Поверхность образца перед измерениями необходимо сделать гладкой и ровной.
При выборе измерителя влажности древесины нужно обращать внимание на такие характеристики как диапазон измерения влажности , погрешность измерений, диапазон измерения температуры (если прибор оснащен такой функцией), глубину сканирования (для бесконтактных приборов), а также на список пород дерева, которые можно измерять данным прибором. Измерители влажности древесины , также как и многие другие приборы, могут быть выполнены в виде стационарных или портативных устройств. Выбор типа исполнения влагомера определяется условиями, в которых будет измеряться влажность.
Например, при измерениях влажности продукции деревообрабатывающих заводов, пиломатериалов, ламинированного бруса и т.п. лучше подойдут стационарные приборы, которые можно установить на нескольких этапах производства.
Для мебельных фабрик, особенно там, где сборка мебели производится вручную, лучше использовать портативный прибор. При сборке мебели очень важно проверять все составные части на одинаковый уровень содержания влаги, так как это гарантия долговременной целостности конечного изделия.
Портативные влагомеры используются при производстве окон и дверей, паркета, панельной мебели, погонажных изделий (наличники, плинтуса и т.п.) и многих других изделий из дерева.
С влагомером от ЭкоЮнит Украина у вас всегда будет возможность в любое время проверить качество деревянных материалов, будь это покупка дерева для строительства дома, контроль производственного процесса деревянных деталей, сборка мебели, изготовление декоративных изделий и многое другое.
Прямой - по методике , косвенный - при помощи электрических . Первый способ - точный, второй способ - быстрый.
Определение влажности древесины по ГОСТ 17231-78 (ГОСТ 16483.7-71)
Способ первый - прямой (стандартный, дедовской, проверенный временем)
На данный момент, на территории России действуют два стандарта, оба регламентирующие одну и ту же методику определения влажности древесины:
- ГОСТ 17231-78 Лесоматериалы колотые и круглые.
Методы определения влажности
Скачать (cкачиваний: 1226) - ГОСТ 16483.7-71 Древесина.
Методы определения влажности
Скачать (cкачиваний: 914)
Аналоги данных стандартов легко отыщутся в метрологии любой постсоветской страны. Оба документа (ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71) регламентируют порядок отбора образцов, методы испытаний и анализа для объективного определения влажности деревоматериалов, лесоматериалов и дров (всего того, откуда можно вырезать или отпилить образец для исследований). Методика определения влажности по ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71 предельно проста и заключается в систематическом отборе и последующем высушивании образцов испытуемого материала. При этом, исследуемый образец находится в сушильном шкафу до полного своего высыхания. После чего, производится взвешивание и сравнение веса исследуемой древесины до, и после высушивания.
Прим. Согласно ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71, сухим считается такой образец, масса которого не изменилась более чем на 1% после выдерживания в сушильном шкафу в течение 24-х часов при температуре 101...103°С
Плюсы и минусы
ГОСТ-овские методы определения влажности древесины очень объективны, но имеют один большой недостаток - они громоздки и медлительны. Анализ древесины на влажность может растянуться до 3-х дней, пока сохнут образцы. Кроме того, для анализа на влажность требуется вырезать образец из массы исследуемого материала, что абсолютно неприемлемо для определения влажности древесины у готовых изделий
Определение влажности древесины влагомером
Способ второй - косвенный (быстрый и современный)
Чтобы не заморачиваться с утомительным отбором и просушкой образцов, гораздо проще и удобнее «ткнуть» в древесину влагомером. Влагомер - это специальный электрический прибор для определения влажности древесины. Действие влагомера основано на принципе изменения удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от её влажности. У влагомера есть специальные иглы-электроды, которые нужно ввести в контакт с исследуемой древесиной и просто нажать на кнопку. Результат измерения тут же высветится на экране (или будет указан отклонением стрелки на нужную величину, если у прибора шкала рычажного типа).
Плюсы и минусы
Определение влажности древесины влагомером невероятно быстро и удобно, относится к неразрушающему методу контроля и, поэтому - идеально подходит для готовых изделий. Увы, электрические влагомеры дают большую погрешность
Погрешности измерений при определении влажности древесины
Погрешность при измерения влажности древесины составляют
- По методике , не более 1%
- При использовании электрического , в пределах 2...10%
Почему такая большая погрешность при использовании влагомеров:
- Иглы-электроды проникают локально, только на глубину 5...15мм. Из-за этого получается поверхностное и местное изучение древесного материала. Как результат - большой процент погрешности, по сравнению со стандартными ГОСТ-овскими методами, где высушивание образцов происходит по всему объёму
- Использование принципа изменения удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от её влажности даёт дополнительную погрешность
. Потому что, величина удельного электрического сопротивления древесины зависит не только от её влажности, но и от её плотности и смолистости (для хвойных пород). А поскольку, древесины - очень переменчивая величина, то увеличивается вероятность погрешности при измерении древесины разных по плотности пород деревьев.
Поэтому, для древесины каждой породы дерева имеется собственная шкала влажности . Электрические влагомеры настраиваются на плотность древесины какой-то одной породы, как правило - сосны. Для остальных пород дерева, производители влагомеров прикладывают таблицы или встраивают калькуляторы для пересчёта влажности.
Но, даже такие ухищрения не позволяют снизить погрешность измерения меньше 2...3%, поскольку удельное электрическое сопротивление древесины напрямую зависит от плотности древесины, которая может сильно изменяться даже в пределах одной породы дерева
см.Таблица удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от породы дерева (наглядное пособие к объяснению, зачем нужны таблицы для пересчёта влажности в зависимости от породы дерева при использовании электрических влагомеров)
Порода дерева Удельное электрическое сопротивление
(влажность 0%, 20°С, ОМ*см)поперёк волокон вдоль волокон Сосна 2,3*10 15 1,8*10 15 Ель 7,6*10 16 3,8*10 16 Ясень 3,3*10 16 3,8*10 15 Граб 8,0*10 15 1,3*10 15 Кедр 2,5*10 16 1,9*10 15 Лиственница 8,6*10 15 3,3*10 15 Прим. Данные таблицы найдены в Сети, их достоверность - неизвестна. Однако, даже поверхностного взгляда достаточно, чтобы понять, насколько может разниться величина удельного электрического сопротивления древесины, положенная в основу принципа работы электрического влагомера - Погрешность измерений в зависимости от породы дерева при определении влажности древесины влагомером уменьшается с ростом этой самой влажности и практически исчезает при показателе 100%. Это объясняется тем, что в напитанной водой древесине электрический ток идёт «напрямую» через воду, «игнорируя» при этом сопротивление
Единицы измерения величины влажности древесины
Каким-бы способом не была измерена влажность древесины - величина её всегда выражается в процентах от общей массы. Влажность древесины - это количественный показатель процентного содержания влаги в ней. Само собой разумеется, что влажность древесины не зависит от породы дерева.
Свободная и связанная влага в древесине
Основная часть влаги (воды) содержится в древесине во внутриклеточных и околоклеточных полостях и пустотах, каналах, трещинах и т.д. Но, кроме этого, молекулы воды содержатся в химически-связанном состоянии непосредственно в толще .
В зависимости от места расположения влаги в древесной массе, она (влага) разделяется на два вида - и
Свободная влага
Свободная влага - это влага, которая находится во внутриклеточном и междуклеточном пространстве, а также в полостях и пустотах древесины. Свободную влагу ещё называют «капиллярной». Свободная влага удерживается в древесной толще за счёт простых механических связей и легко удаляется из неё при обычной сушке. Свободная влага - это вода, которую древесина может впитывать в себя и затем отдавать при высушивании.
Связанная влага
Связанная влага - это специфический термин. Связанная влага - это влага, которая находится внутри материала стенок клеток древесины, непосредственно в самом
Дерево – натуральный материал, достаточно сильно восприимчивый к влажности. Оно способно выделять и поглощать влагу в зависимости от окружающих условий. При неизменном состоянии микроклимата влажность древесины стремится к постоянным показателям.
Определение влажности древесины во многом зависит от породы дерева. Наиболее гигроскопичными являются груша, бук, кемпас. Самыми стойкими считаются дуб, бамбук, мербау.
Использование древесины для строительства и ремонта предполагает соблюдение норм влажности. Под термином «влажность» подразумевается процентное отношение воды к сухой древесине.
Типы влажности
Выделяют два вида влажности древесного сырья: относительная и абсолютная.
Абсолютная
Такое понятие характеризуется отношением массовой доли влаги определенного объема древесины к весу абсолютно сухого сырья этого же размера. На этот показатель существуют установленные государственные стандарты. Согласно им показатели измерителя абсолютной влажности доски должна быть в границах 9%.
Относительная
Это процентное отношение влаги, которая содержится в дереве, к массе влажной древесине. В древесном сырье вода находится в двух формах: свободной и связанной. Они указывают на общее число влаги в сырье. Объем связанной влаги зависит от микроклимата, так как впитывается из воздуха. Находится она в клеточной структуре дерева. Именно из-за этого, в зависимости от влажности окружающей среды, происходит разбухание или усушка материала. Удалить связанную воду можно только при помощи сушки.
Свободная влага не приводит к разбуханию, так как вода в этом случае находится в межклеточной структуре древесины. Но благодаря ей увеличивается плотность материала.
Помимо этого, вид древесного сырья зависит от степени его влажности.
Существует несколько типов влажности древесины:
Мокрая. К этому разряду относят дерево, которое долгое время подвергалось воздействию воды. В таком случае показатель измерителя влажности составляет более 100%.
Свежесрубленная. Влажность недавно сваленного дерева находится в пределах 50–100%.
Комнатно-сухая. Этот вид материала, который долгое время находился в отапливаемом здании. Поэтому его число находится в пределах 9–13%.
Воздушно-сухая. К такому типу относится древесина, которая длительное время хранилась на свежем воздухе. В зависимости от условий окружающей среды, ее показатель находится в пределах 15–20%.
Абсолютно сухая. Таких показателей можно добиться только при помощи сушки в специальном приборе. Количество воды в этом случае равняется 0.
Как узнать влажность древесины?
Существует несколько методов, как определить влажность древесины. Но сначала надо выяснить вид растения и влагу воздуха, так как для разных деревьев существуют свои стандарты.
Для того чтобы измерить влагу древесного сырья, как правило, используют два метода: весовой либо при помощи электрического прибора. Их показатели могут несколько отличаться, но незначительно.
Весовой
Для этого метода потребуется:
очень точные весы;
Процесс измерения:
Для начала из середины доски нужно своими руками отпилить кусок шириной 10–15 миллиметров. Он будет служить контрольной пробой. Главное, в этом этапе – взять брусок именно с центра доски. С торцевой части отрезать не стоит, так как она имеет намного меньшую влажность.
После взвешивания этот кусок нужно отправить в специальную сушку, прибор с температурой около 100С°.
Первое взвешивание производится своими руками через пять часов. Все последующие показатели записываются с интервалом 1–2 часа.
Высушивание проводится до тех пор, пока весовой показатель не начнет повторяться. Это означает, что материал стал абсолютно сухим. Обозначим числовой показатель последней пробы как «Pc».
W = (Ph-Pc) : (Pc х 100%)
W – показатель в процентах; Ph – первый вес; Pc – последний вес.
Чтобы получить более надежные результаты, лучше использовать два образца для проб. 
Электрический
Чтобы провести весовое измерение древесины требуется очень много времени. В среднем на такую работу уходит около девяти часов. Но есть способ, который позволяет намного быстрее и более точно определить процентное число воды в дереве.
Установить показатель влажности древесного сырья намного проще при помощи электрического влагомера.
Принцип работы влагомера основан на изменении удельного электрического сопротивления материала зависимо от его влажности. Иглы-электроды этого прибора вводятся в древесину так, чтобы они находились друг против друга. По ним пускается ток, и влагомер показывает количество воды в этом участке дерева. Но так как влагомер измеряет влагу только локально, то лучше повторить замер в нескольких местах.
Как определить влажность дерева без технических средств?
Сегодня количество воды в древесном сырье выясняют при помощи сложных расчетов и новейших приборов. Но ведь строительством люди занимались всегда. И как-то они обходились без прогрессивных методов и влагомеров.
По свежеспиленному фрагменту необходимо провести черту карандашом. Когда древесина влажная, линия через некоторое время посинеет, если сухая – нет.
О количестве воды в древесном сырье могут «рассказать» стружки. Если они эластичные, мягкие, при сминании не ломаются – дерево влажное. Стружки сухого сырья в руке будут ломаться, крошиться.
Можно своими руками провести по древесине острым металлическим предметом. По оставленному следу определяется состояние материала. У влажного дерева след будет влажный.
Определить количество влаги в древесном сырье можно ударив по нему каким-нибудь деревянным предметом. Если звук глухой – дерево влажное, тонкий и звонкий – сухое.
О сухости древесины свидетельствуют также трещины на ее торцах. У влажного материала их меньше.
Когда при распиливании доски своими руками в отверстие проступает влага, дерево содержит большое количество воды и непригодно к работе. Слишком пересохшее сырье при подобной обработке крошится.
Влажность древесины играет огромную роль при строительстве и ремонте. Сырое дерево в процессе высыхания будет деформироваться. Чтобы этого избежать работать следует только с сухим материалом.
Одним из моих хобби является деревообработка, а при работе с натуральным деревом важна его влажность.
В данном обзоре расскажу о цифровом приборе для измерения влажности древесины.
Для большинства эта вещь бесполезная, но для столяра незаменимая.
В off-line такой прибор стоит… на вскидку первая же и что самое примечательное вид 1 в 1:-D помоему очень не скромно! хотя реально я их видел в магазинах по 800-1000 р.
Немного теории.
1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ.
Для определения влажности древесины существует несколько способов. Для определения влажности можно использовать специальный прибор - электровлагомер. Действие прибора основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами вводят в дерево и пропускают через них электрический ток, при этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы. Широкое распространение получили электровлагомеры ЭВА-2М, определяющие влажность в диапазонах 7 - 60%.
Многие опытные столяры определяют влажность дерева на глаз. Зная виды древесины, ее плотность и другие физические свойства, можно определить влажность древесины по массе (взвешивая поочередно несколько одинаковых заготовок одной породы), по наличию трещин на торце или вдоль волокон древесины, по короблению и другим признакам.
При обработке пиломатериала рубанком тонкая его стружка, сжатая рукой, легко сминается - значит, материал влажный. Если стружка ломается и крошится, это указывает на то, что материал достаточно сухой. При поперечных порезках острыми стамесками также обращают внимание на стружки. Если они крошатся или выкрошивается сама древесина заготовки, это значит, что материал слишком сухой.
На практике различают древесину: комнатно-сухую (с влажностью 8-12%), воздушно-сухую искусственной сушки (12-18%), атмосферно- сухую древесину (18-23%) и влажную (влажность превышает 23%).
Древесину только что срубленного дерева или находившуюся долгое время в воде, называют мокрой, ее влажность до 200%. Различают также эксплуатационную влажность, соответствующую равновесной влажности древесины в конкретных условиях.
о сушке пиломатериала можно прочитать подробнее в
Теперь о приборе…
выглядит он собственно как и на картинке в комплекте батарейка типа «Крона» 9V
Инструкция
Тестирование работоспособности проводилось на недавно закупленной обрезной доске 40мм x 200мм x 5 метров. На момент покупки лес был сырой, беглое тестирование показало влажность в районе 30 %.
Измерение влажности двух разных досок стопки
Измерение влажности одной доски в разных местах на небольшом расстоянии друг от друга. как видно результаты измерений на одном уровне.
Измерение влажности кожи пальца
По результатам измерений можно сказать что прибор не врет, хотя в некоторых местах показывал влажность 0% %-|
Резюме: покупкой доволен, по хорошему нужно провести поверку с фирменным прибором, но в целом уровень влажно показывает и это главное.
Поэтому для вычисления данной величины существует два способа – прямой, а также косвенный. Прямой метод (весовой) использует нормативы ГОСТа 17231-78 (16483.7-71) и требует сушки части материала с проведением исчислений, косвенный выполняется проще с применением .
Весовой способ измерения влажности
Давайте посмотрим, как определить влажность древесины без влагомера. Предлагаемый способ основан на методике ГОСТа. Для исследований необходимы:
- контрольная проба лесоматериала;
- сверхточные весы;
- сушилка.
Процесс определения влажности включает такие этапы:
- из исследуемого материала берется контрольная проба – часть доски, размером 20х20х30мм, отпиленная на расстоянии 30-50см от торца;
- пробная часть взвешивается на весах, имеющих точность до 0,1г. Полученная цифра фиксируется как Рh – начальная масса;
- материал помещается в сушильный шкаф, нагретый до t 101-104оС на 6 часов. Затем проба достается и снова взвешивается с фиксацией результатов. Далее продолжается сушка с периодичностью 2 часа, с контролем веса;
- последняя масса пробного куска – Рс - определяется, когда результаты взвешивания начинают повторяться;
- после получения цифр Рh и Рс осуществляется расчет влажности исследуемой древесины. Для расчета изначального показателя влажности – W - используется формула:
W = (Ph-Pc)/(Pc*100%).
ВАЖНО! Для получения максимально точных показаний рекомендуется использовать 2 контрольных образца материала.
Определение влажности путем применения электровлагомера
Понятно, что не всегда есть сушильная камера, сверхточные весы и достаточно времени на проведение вычислений влажности первым способом. Поэтому, как упрощенная альтернатива, современными производителями предлагается применение специальных приборов – влагомеров.
Существует два типа влагоизмерителей – игольчатые, а также индукционные.
Если применяют игольчатый влагомер, то рабочий элемент устройства – металлические иглы - погружаются в материал на 5мм. При этом электроприбор выполняет необходимые расчеты, и результат выводится на экран.
Погрешность полученных измерений составляет 1,5%. Следует помнить, что результат достоверен для того участка, где углубили иглы. Поэтому необходимо проанализировать как можно более просторную площадь материала.
Индукционные влагомеры работают с использованием сенсорных панелей, что упрощает замер, а также сохраняет целостность сырья.
Преимущество использования влагомеров заключается в оперативности способов, простоте получения результатов, отсутствии необходимости в дополнительном оборудовании – сушильного шкафа, весов.
Как вычислить влажность опилок, не используя влагомер
Опилки используются в различных сферах. Например, такой материал популярен как утеплитель, экологичное топливо, сырье для производства брикетов. Показатель влажности опилок вычисляется также двумя основными способами – весовым, с применением влагомеров.
Сначала давайте разберем, как определить влажность опилок без влагомера. Для процедуры понадобится:
- тигель;
- сушильный шкаф;
- сверхточные весы.
Способ измерения аналогичен методу исследования древесины. Тигель прокаливается, взвешивается. Берется пробная партия опилок (контрольная), взвешивается в тигеле. Результат фиксируется, причем масса тигеля вычитается.
Помещенные в прокаленный тигель опилки (контрольная проба) с определенной периодичностью просушиваются в шкафу. При этом выполняются замеры массы. Сушка продолжается 24-36 часов.
Результаты вычисляются по уже приведенной выше формуле: W = (Ph-Pc)/(Pc*100%), где:
- W – искомый параметр влажности опилок;
- Ph – первоначальная масса контрольной партии сырья;
- Рс – окончательная масса контрольной партии.
Второй способ вычисления влажности опилок – использование электровлагомера. Такой метод практически мгновенно определяет требуемые параметры с минимальными отклонениями точности. Дополнительный плюс способа – отсутствие необходимости использования специального оборудования.
Учитывая все вышеизложенное, следует сказать, что весовой способ определения влажности древесины приемлем для профильных производств, где в наличии все условия для проведения исследований.
Если же у вас нет времени на просушивание, взвешивание материала, проведение расчетов, тогда рекомендуем купить современный влагомер подходящей модели в интернет-магазине «MetronX», чтобы сэкономить время и провести необходимые замеры быстро, в любых условиях.
