Древесина обладает свойством изменять свои размеры в зависимости от относительной влажности воздуха. При их высыхании размеры уменьшаются (усушка), при увлажнении — увеличиваются (разбухание).
Усушка - процесс уменьшения линейных размеров и объема древесины вследствие удаления связанной влаги. Связанная вода находиться в клеточных стенках и удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания существенно отражается на большинстве характеристик древесины. От усушки следует отличать усадку древесины и пиломатериалов. При усадке происходит линейное уменьшение размеров древесины. Усушка и разбухание — процессы обратимые. Поэтому в дальнейшем ограничимся рассмотрением только усушки.
Интересной особенностью древесины является то, что усушка вдоль и поперек волокон происходит по-разному. Она сжимается и расширяется под прямым углом к направлению волокон гораздо больше, чем вдоль направления волокон. При понижении влажности ниже уровня насыщения клеточных стенок (30%), происходит уменьшение толщины прослоек адсорбционной влаги между микрофибриллами. В результате этого поперечные размеры клеток сокращаются и соответственно уменьшаются размеры и объем древесины. Поглощение древесиной влаги вызывает утолщение прослоек адсорбционной влаги и увеличение объема древесины.
Величина усушки зависит так же плотности древесины. Чем выше условная плотность, т. е. чем толще в древесине стенки клеток, тем больше коэффициенты усушки. Например, к таким породам дерева относятся береза, граб, груша, бук или лиственница. Из перечисленных вариантов больше всех усыхает лиственница.
Для справки: лиственничная доска шириной 100 мм, тангенциальной распиловки, с начальной влажностью выше 30% и конечной влажностью 8%, усохнет на величину 0,35 * (30% – 8%) = 7,7%, т.е. ее ширина в сухом состоянии будет 92,3 мм.
Это свойство древесины нужно учитывать при возведении каркасных зданий. Половые лаги и обвязочные доски сделанные из калиброванных пиломатериалов сжимаются в значительной степени, что влияет на наружную и внутреннюю облицовку зданий. Эта проблема обычно исчезает с использованием двутавровых балок I-JOIST и ориентированно-стружечных плит (OSB). Эти материалы не имеют волокон, поэтому характеризируются лучшей стабильностью размеров.
При креплении деревянного сайдинга нужно забывать гвозди вдоль горизонтальных волокон через каждые 40 см. Деревянный сайдинг имеет волокно, поэтому он не удлиняется, а утолщается при намокании и сужается при высыхании. В течение дня относительная влажность сайдинга понижается, а ночью повышается из-за суточных колебаний температуры. Солнце усиливает разницу, нагревая поверхности наружной облицовки. Это приводит к постоянному расширению и сжатию сайдинга. С южной и западной стороны здания степень усушки и набухания больше из-за воздействия прямых солнечных лучей и быстрому испарению влаги. Из-за этого краска на этих сторонах здания будет облупливаться быстрей.
Тот же эффект наблюдается при использовании напольного покрытия. При усушке доски пола приобретают вогнутую форму («эффекта лодочки»). Для решения этой проблемы используют радиальный распил древесины. Меньшая величина усадки в радиальном направлении объясняется влиянием сердцевинных лучей. Волокна сердцевинных лучей расположены в радиальном направлении и перпендикулярны к главному направлению волокон в стволе, вследствие чего они препятствуют полной усадке дерева поперек волокон в радиальном направлении. В противоположность радиальной, усадка в тангентальном направлении, не встречает никаких препятствий и выявляется полностью.
Но и это не устраняет проблему усушки полностью. Даже для досок радиального распила характерны значительные величины усушки и разбухания поперек волокон. Чем шире доска, тем больше движения. Небольшие доски могут компенсировать это за счет движения в стыках. Многие системы деревянные полов проектируются так, что бы "плавать" и за счет этого нивелировать действие этого процесса.
Практическое значение усушки поперек волокон очень велико и ее приходится учитывать при распиловке пиломатериалов и отделке помещений, поскольку если не дать припуска на усушку, полученные пиломатериалы после высыхания не будут иметь требуемых размеров поперечного сечения.
