О сушке древесины

Как правильно сушить древесину (чурбаки), чтобы она не трескалась? Можно ли сократить время сушки того же чурбака, если его проварить в воде? Краем уха слышал о подобном способе ускоренной сушки, но с технологией не знаком. Словом, подскажите, как побыстрее высушить дерево, куски бруса которого длиной до 0,5 м.

В живом дереве пористая структура древесины заполнена соками, которые при сушке срезанного дерева начинают испаряться. При этом процесс испарения идет неравномерно, что обусловлено неоднородностью строения древесины в продольном и поперечном направлениях, а также другими причинами. Оказывается, влага быстрее испаряется из торцов заготовки и с ее поверхностных слоев. Из-за этого древесина трескается и коробится, чему особенно подвержены заготовки большого сечения (объема), поэтому сушку последних проводят в медленном темпе. Время сушки от нескольких месяцев до нескольких лет.

При сушке древесины одновременно идут два процесса: испарение влаги с ее поверхности и перемещение влаги из глубины заготовки к поверхностным ее слоям. (Под влагой в данном случае понимают растворы различных веществ, находящиеся в порах живого дерева.) Испарить из древесины эти растворы гораздо труднее, чем удалить из нее обычную воду. Народные мастера издавна использовали это свойство для ускоренной сушки древесины, вываривая ее в воде. Но об этом позже.

Процесс сушки древесины можно подразделить на два этапа. На первом этапе древесину от природной влажности доводят до влажности, которую древесина приобретает при сушке в атмосферных условиях. На втором этапе древесину досушивают до влажности, при которой предполагается эксплуатировать изделие из древесины.

Сушка древесины инфракрасной сушилкой

Мастера, работающие с деревом, предназначенные для сушки бревна очищали от коры, после чего держали несколько месяцев на улице под навесом. Торцы бревен заделывали, то есть замазывали смолой, варом, краской и т.д. После бревна распускали на доски или бруски, которые, в свою очередь, выдерживали также под навесом еще в течение года, а иногда и больше. Только после этого материал досушивали до нужной влажности и пускали в переработку. Для изделий, эксплуатируемых на открытом воздухе, «нужная» влажность составляет 12...18%, то есть после сушки на открытом воздухе досушивать древесину, например, в отапливаемом помещении, необязательно. Для изделий, предназначенных для установки в отапливаемых помещениях, требуется древесина влажностью 8...10%, следовательно, высушенной на воздухе древесине необходима подсушка.

Влажность древесины определяют электровлагомером, действие которого основано на измерении электропроводности древесины между двумя иглами, углубленными в дерево (шкала прибора отградуирована в процентах влажности). В отсутствие прибора влажность определяют или на глаз, или по весу древесины. Стружка сухой древесины при сжатии в кулаке ломается, а влажной - спрессовывается. Обычно же главным измерительным прибором служат чутье и опыт мастера.

Все-таки почему сушке древесины уделяется такое внимание? Дело в том, что подобная операция - самое простое и доступное средство, позволяющее улучшить конструкционные и поделочные свойства древесины. Ведь при сушке учитывают условия окружающей среды, где будет эксплуатироваться изделие из этой древесины, то есть изделие не будет ни усыхать, ни разбухать. Поэтому «правильно» высушенные изделия не растрескиваются и не коробятся, надежно сохраняя свои форму и размеры.

Какие же процессы сопровождают высыхание древесины? Попробуем ответить на этот вопрос на житейском уровне. Так, при испарении органической влаги в древесине образуются микропустоты, которые заполняет воздух, что ведет к усушке древесины. При неравномерном и быстром испарении влаги, а также в результате неодинаковой усушки в разных направлениях в древесине возникают внутренние напряжения, приводящие к трещинам. Для уменьшения вероятности появления в древесине при высыхании внутренних напряжений применяют медленную сушку древесины в чурбаках.

Вообще-то способы сушки древесины всегда определялись климатическими условиями местности, где осуществлялась сушка, а также породой дерева, возможностями мастеров и назначением древесины. Поэтому встречаются различные подходы к сушке. В условиях жаркого климата Средней Азии и повышенной плотности распространенной там древесины, лесоматериалы сушили, зарывая в глубокие ямы, расположенные под навесом. На Руси доски сушили в штабелях под навесом. В годы Великой Отечественной войны для убыстрения сушки древесину вываривали в различных жидкостях, которые иногда были довольно экзотическими.

Однако при всем разнообразии способов задачи при сушке были одни и те же: удалить из древесины органическую влагу, не допустить появления трещин, сократить время сушки. В промышленных условиях ускоренную сушку проводят в сушильных камерах, но даже при форсированных режимах время сушки измеряется сутками. Так, для досок толщиной 50 мм и влажностью 60% доводка до влажности 12% продолжается в течение 5 суток. При этом 100%-ный выход качественной древесины не гарантирован. Поэтому качественную древесину по-прежнему получают в результате сушки ее в естественных условиях: пиломатериалы, заложенные на сушку в штабеля 3...5 лет назад, направляют в дело, а на их место закладывают свежие.

При подготовке для сушки лесоматериалов вначале обрабатывают торцы бревен. Сначала стальным молотком на торцах уплотняют волокна («заминают торцы»). Затем торцы заклеивают бумагой или пропитывают клеем (Бустилатом, ПВА). Иногда поры в торцах заполняют битумной мастикой, иногда пропитывают горячей олифой или покрывают масляной краской. Если древесина очень сырая, торцы сначала просушивают паяльной лампой. Стволы с сучками стараются разрезать так, чтоб у торцов полученных чурбаков оставались мутовки из сучков, что также уменьшает вероятность появления на торцах больших трещин. Данный прием использовался мною неоднократно для сушки стволов фруктовых деревьев и давал неплохие результаты. После окончания сушки мутовки от ствола отрезают.

Чурбаки при сушке частично очищают от коры, чтобы не допустить загнивания древесины и поражения ее короедами. Некоторые мастера оставляют на стволе кольца коры по всей длине ствола, а некоторые - только у торцов (ширина колец 5...10 см). Кольца коры выполняют роль сжимающих обручей, не допуская возникновения больших трещин. Хотя, основываясь на личном опыте, могу сказать, что часто подобные кольца не помогают вовсе, в чем я убедился, занимаясь сушкой весьма капризной в этом плане вишни.

При умеренной сушке чурбаков (без колец коры) почти без трещин высыхают липа, тополь, береза, осина, ольха. Непредсказуемо ведут себя при сушке граб, ясень, клен, бук и фруктовые деревья. Кстати, поделки из яблони лучше вырезать из сырой древесины, а уж потом их осторожно подсушивать. При этом не следует забывать об усушке древесины, в результате которой поделка из той же яблони может сократиться на 3...4 мм в радиальном направлении. Лучше всего сначала сушить древесину в сухом неотапливаемом помещении, имеющем безсквозняковую вентиляцию. Учтите, резкие перепады температуры в пределах 30...40°С при сушке сырой древесины нежелательны. Конечно, все эти условия необходимо соблюдать при сушке значительных объемов лесо- и пиломатериалов, в любительской же практике достаточно оставить сырую заготовку в сарае или на чердаке. В городе для сушки небольших чурбаков используют балкон или лоджию, а то и антресоли в квартире. Правда, в лоджии моей квартиры летом в солнечные дни температура повышается до 30...35°С, так что сырые заготовки держать там нельзя. Лично я заготовку древесины для поделок провожу на даче. Тому причиной является не только высокая температура в лоджии. Дело в том, что дача - для меня основной источник поступления древесины в виде стволиков плодово-ягодных деревьев, которые домой перевозить вообще-то неудобно. При этом на даче условия для сушки прямо-таки идеальные. Так, подготовленный для сушки стволик на лето я отправляю в подполье, где достаточно сухо и в течение лета сохраняется почти стабильная температура около 18°С. Поздней осенью (или ранней весной) стволик переселяю на чердак, где при довольно высокой температуре выдерживаю его еще одно лето, после чего материал готов к работе. А так как каждую весну кто-нибудь из соседей вырезает старое или замерзшее дерево, то запасы древесины постоянно пополняются, главное успеть, чтобы выбракованные деревья не сгорели в печи.

Теперь собственно о том, что больше всего интересует автора вопроса, а именно, ускорение процесса сушки. Сначала предложу проверенные на своем опыте методы, а затем опишу те, что мною еще не испытаны. Небольшие кусочки древесины я «ускоренно» сушил, проваривая их на медленном огне в подсолнечном масле, а один раз для этих целей даже использовал машинное масло. Заготовки проваривал на медленном огне в течение 5...6 ч. Время подобной обработки зависит от размеров заготовки, например, для тонких полосок шпона оно равно 1 ч. Позже из литературы узнал, что такой вид сушки называется запариванием. Он применялся раньше и применяется, наверное, сейчас при изготовлении деревянной посуды, только для запаривания в этом случае берут льняное масло. После обработки в масле заготовки досушивают, что я обычно делаю на солнце, так как под действием солнечных лучей дерево, пропитанное маслом (особенно подсолнечным), приобретает очень симпатичный вид. Суть выпаривания - замещение органической влаги маслом, которое, полимеризируясь, придает Древесине пластичность и прочность.

Еще заготовки небольших размеров сушат при помощи газет и целлофанового пакета. Делают это так. Заготовку заворачивают в сухую газету, сверток помещают в целлофановый пакет, который плотно закрывают и кладут в теплое место (рядом с батареей отопления, печью, на солнцепеке, в жаркой лоджии). Через 6...8 ч открывают пакет и меняют старую газету (она окажется влажной) на новую сухую. Далее пакет закрывают и снова помещают в теплое место. Так, через каждые 6...8 ч меняют влажную газету на сухую в течение месяца. Через некоторое время вы заметите, что очередная газета в пакете окажется не такой влажной, что будет свидетельствовать об уменьшении в порах древесины органической влаги. Сроки сушки, конечно, зависят от объема заготовки, температурного режима и начальной влажности. В процессе такой сушки каждая газета поглощает определенное количество влаги, что обеспечивает медленное протекание сушки. Понятно, увеличивая число газет в пакете, мы ускоряем сушку. Однако слишком большое число газет в пакете может привести к слишком быстрому изъятию из древесины влаги, что вызовет появление трещин. Обязательно обращайте внимание на герметичность пакета, иначе влага из заготовки будет удаляться не порциями, а начнет испаряться непрерывно и достаточно активно, что для сырого дерева нежелательно.

Обращаю ваше внимание на то, что некоторые специалисты рекомендуют заготовку помещать в газету и пакет только на ночь, а днем советуют ее сушить в естественных условиях. То есть в этом случае сушка в пакете чередуется с сушкой на воздухе. Кроме этого, те же специалисты советуют не заворачивать заготовку в газету, а просто положить ее в пакет, в котором предусмотреть отверстие для выхода влажного воздуха (пакет, естественно, держат в теплом месте). Вопрос с размерами отверстия решают экспериментально.

По аналогичной схеме проводят сушку древесины в соломе. В этом случае чурбаки укладывают под навесом и укрывают толстым слоем сухой соломы. Последняя, забирая из чурбаков влагу, сама начинает высыхать, то есть осуществляется непрерывный процесс передачи влаги от чурбаков к наружным слоям соломенной массы. Солому, в отличие от газет, менять не нужно. По всей видимости, метод этот возможен с применением и других неагрессивных влагопоглотителей (сухих стружек, опилок). Русский агроном А.Т. Болотов использовал в роли влагопоглотителя-стабилизатора зерно овса, правда, в бочках с овсом он не древесину сушил, а хранил яблоки.

В заключение хочу упомянуть и о некоторых других методах ускоренной сушки.

При вываривании заготовки помещают в сосуд с водой, нагревают и кипятят в течение нескольких часов, после чего сушат заготовки в неотапливаемом помещении (в этом случае продолжительность сушки значительно сокращается). Время кипячения зависит от вместимости сосуда и объема заготовок в нем. Я уже говорил выше, что гораздо легче испарить из древесины обычную воду, чем органическую влагу. Поэтому не надо пугаться деревяшек, долго пролежавших в воде. Ведь они сохнут гораздо быстрее «ненамоченных», причем делают это, не образуя значительных трещин. По всей видимости, именно об этом методе ускоренной сушки и слышал автор вопроса, на который я попытался здесь ответить.

Для выпаривания заготовки (желательно из древесины одного вида) опускают в сосуд с водой, туда же подсыпают опилки, полученные при обработке подобной древесины. Сосуд подогревают до температуры 60...70°С и «томят» древесину при такой температуре в течение нескольких часов (раньше подобную обработку осуществляли в русской печи). Наиболее приемлемо выпаривание для мелких заготовок из древесины. После выпаривания заготовки, конечно, досушивают.

Парафинируют обычно мелкие детали из древесины деревьев ценных пород. В этом случае детали выдерживают в растопленном парафине при температуре 40°С в течение нескольких часов, а затем сушат в естественных условиях несколько дней.

Вот, пожалуй, и все, что я знаю об ускоренной сушке древесины.