Подготовка круглых лесоматериалов к лесосплаву

Способы подготовки. Целью подготовки круглых лесоматериалов к лесосплаву являются повышение и сохранение плавучести.
Существуют следующие способы подготовки:
- снижение плотности древесины перед пуском в сплав в результате атмосферной сушки лесоматериалов;
- транспирационное обезвоживание деревьев за счет испарения влаги через крону и механических способов удаления влаги -центробежного, электрокинетического и т. д.;
- снижение интенсивности водопоглощения через торцевые поверхности бревен в результате гидроизоляционного покрытия их поверхностей специальными составами;
- отбор бревен с необеспеченной плавучестью;
- сплотка круглых лесоматериалов в пучки, пакеты, плитки и т. д.;
- включение в сплоточную единицу (пучок, плитку и т. д.) подплава.
Атмосферная сушка лесоматериалов - испарение воды через боковую и торцевые поверхности бревна под воздействием метеорологических факторов, из которых наибольшее значение имеют температура и влажность окружающего воздуха.
Правилами подготовки рекомендованы атмосферная сушка бревен, окоренных пятнами; хвойных пород и малоценных сортиментов лиственных пород в течение 60 суток теплого периода года.
Транспирационное обезвоживание - удаление влаги кроной дерева в результате транспирации из ствола, когда подача влаги корневой системой частично - обезвоживание деревьев на корню - или полностью -обезвоживание деревьев после повала - прекращена.
Транспирационное обезвоживание достигается в результате перерезания кольца коры, заболони и части ядра для ядровых пород, повала деревьев и оставления с кроной на лесосеке вплоть до пожелтения листьев или хвои для остальных пород.
Достигаемые пределы снижения плотности при транспирационном обезвоживании через 10. . 25 суток: березы - 830 кг/м3 в насаждениях I и II бонитетов, 780 кг/м3 в насаждениях III и IV бонитетов; по остальным породам в среднем по бонитетам: осины - 740 кг/м3; ольхи - 700 кг/м3; липы -710 кг/м3; по лиственнице при сроках обезвоживания 30...45 суток -720...750 кг/м3.
Механические способы обезвоживания - это способы удаления свободной влаги под воздействием силовых полей - электрического, гравитационного, центробежного и др.
Наибольшей интенсивностью обезвоживания обладает способ удаления влаги под воздействием центробежного поля.
Результат достигается вращением отдельного бревна или группы бревен (пачки) в центробежной установке так, чтобы продольная ось проходила через ось вращения.
Установлено, что за время вращения лиственных лесоматериалов около 5 мин и хвойных - 15...20 мин, плотность снижается на 100...300 кг/м3.
Отбор бревен с необеспеченной плавучестью. Если в партии лесоматериалов с известной плотностью отобрать лесоматериалы с необеспеченной плавучестью, то эта партия будет доставлена потребителю без потерь от утопа.
Для осуществления отсортировки определяют начальную плотность бревен ρн.от, которые с высокой вероятностью могут утонуть при заданных сроках лесосплава t:

Исходя из этого, для осуществления отсортировки необходимо знать плотность древесины каждого бревна.
Для хвойных тонкомерных сортиментов был найден простой и доступный способ определения плотности по диаметру ядровой (спелой) древесины. Способ основан на существенной разнице в плотности заболонной и ядровой (спелой) древесины.
Поэтому, чем больше процентное содержание ядровой (спелой) древесины в сортименте, тем дольше он плавает.
Плотность бревна в конце сплава, обеспечивающая нахождение сортимента на плаву, находится по зависимости

Из выражения (159) можно определить минимальный диаметр ядровой (спелой) древесины, обеспечивающий нахождение сортимента на плаву при заданном сроке сплава:

На основании расчетов по формуле (160), используя уравнение (148), а также результаты многолетней производственной проверки, установлены минимальные диаметры ядровой (спелой) древесины для лесосплава без потерь (табл. 11).

Табличными данными на практике пользуются следующим образом: при раскряжевке хвойных хлыстов замеряют диаметр в вершинном торце с целью учета древесины и одновременно замеряют диаметр ядра. Если диаметр ядра меньше табличного, то сортимент маркируют и отсортировывают для подготовки к лесосплаву, если больше, то такой сортимент укладывают в общий штабель для пуска в лесосплав без подготовки.
Опытное внедрение отбора показало, что всего лишь 10...30 % сортиментов требуют подготовки, a 70...90 % ее не требуют и могут быть пущены в лесосплав без подготовки.
Снижение интенсивности водопоглощения. Согласно уравнению изменения плотности древесины интенсивность впитывания жидкости можно снизить в результате гидроизоляционного покрытия торцов бревен. В качестве гидроизоляционного покрытия применяют нефтебитум или раствор петралатума в уайт-спирите.
Наиболее эффективен, как показала практика внедрения, раствор петралатума в уайт-спирите, который обладает лучшими гидроизоляционными свойствами и позволяет производить обработку торцов бревен механизированным способом - распылением.
Раствор петралатума (40 % петралатума и 60 % уайт-спирита) наносится (однократно или двукратно) с помощью гидропульта при температуре не ниже - 10 °С. Гидропульт на базе бензомоторной пилы имеет подогрев состава и удочку со сменными наконечниками.
Коэффициент гидроизоляции для состава (см. уравнение изменения плотности при намокании) m = 0,15 при двукратном и m = 0,40 при однократном покрытии петралатумом; m = 0,30 при двукратном покрытии торцов бревен нефтебитумом.
Сплотка круглых лесоматериалов в совокупности (плитки, пучки, микропучки, пакеты и т. д.). Минимальное количество бревен, обеспечивающее сохранение плавучести в течение заданного срока, определяют по зависимости (156):

Применение подплава. С целью повышения плавучести как отдельных лесоматериалов, так и их совокупностей - пучков (или других видов сплоточных единиц) применяют материалы с меньшей плотностью и во-допоглощаемостью по сравнению с доставляемыми водным путем лесоматериалами.
Подплавы принято подразделять на однородные и разнородные. Однородный подплав - это однородный по природе материал со сплавляемыми лесоматериалами, но с меньшей плотностью и интенсивностью водопоглощения. Например, для водной доставки березовых лесоматериалов, имеющих или высокую плотность, или высокую интенсивность водопоглощения, применяют хвойные круглые лесоматериалы.
Разнородный подплав - это материал, отличающийся по природе от доставляемых водой круглых лесоматериалов. Например, для водной доставки лесотранспортных единиц - одиночных бревен или сплоточных единиц - используют конструктивные решения из металла, синтетических веществ и т. д.
Процент подплава устанавливается расчетом по зависимости

В качестве разнородных подплавов применяют металлические понтоны с пенным наполнителем или без него, синтетические заполнители пор в лесотранспортных единицах.