Drewno jest jednym z najbardziej poszukiwanych materiałów stosowanych w budownictwie, meblarstwie, budowie powozów i wielu innych sektorach gospodarki narodowej. Główne zalety to wysoka wytrzymałość, przyjazność dla środowiska, dobra obrabialność, odporność chemiczna. Jedną z ważnych właściwości, które należy wziąć pod uwagę, jest wilgotność drewna. Jak to określić i jakie powinno być dla różnych rodzajów drewna, rozważymy w tym artykule.
Rodzaje wilgotności
Drewno jest pochodzenia naturalnego, dlatego jest bardzo wrażliwe na wahania temperatury powietrza i ciśnienia atmosferycznego. W zależności od stanu środowiska zmienia procent wilgotności. Eksperci twierdzą, że drewno oddycha, pochłania lub oddaje parę powietrza i zjawisko to nazywamy higroskopijnością. Powszechnie przyjmuje się, że najważniejszą cechą jest wilgotność, która określa stosunek wilgoci do suchej masy. Jest podzielony na:
- Absolutny - maróżne wartości dla każdego rodzaju drzewa. Wilgotność drewna określa się zgodnie z GOST 8486-86.
- Względne - pomiary są przeprowadzane w stanie mokrym i są podzielone na wolne i związane.
Oprócz tego występuje wilgotność:
- Naturalny - 27-81%. Wykorzystywane do różnych prac pomocniczych: wykonywania szalunków, krokwi i łat.
- Meble - 8-12%. Znajduje zastosowanie w produkcji mebli oraz do otrzymywania belek klejonych.
- Transport - 18-22%. Wykorzystywane do wszystkich innych rodzajów prac, z wyjątkiem tych wymienionych w pierwszych dwóch akapitach: do produkcji tarcicy, budownictwa, ścianek szczelnych.
Do prac budowlanych najbardziej odpowiednim drewnem jest transport. Materiał o wilgotności ok. 20% jest łatwy w obróbce, nie wypacza się i nie jest podatny na infekcje grzybicze.
Stopień wilgotności
W zależności od stopnia wilgotności drewna dzieli się je na następujące typy:
- Na mokro - zawiera ponad 100% wilgoci. Ten stan występuje, gdy materiał jest obecny w wodzie przez długi czas.
- Świeżo ścięte - procent wilgotności drewna w tym przypadku waha się od 50 do 100.
- Suche na powietrzu - trzymane na zewnątrz przez długi czas. Jego wilgotność całkowicie zależy od warunków naturalnych i pory roku, stopień wilgotności wynosi 15–20%.
- Pomieszczenia suche - zlokalizowane na obszarach mieszkalnych o zawartości wody nie większej niż 10%.
- Całkowicie suchy - praktycznie bez wilgoci, jego zawartość wynosi 0%. W tymprzypadku, często jest zdeformowany.
Do praktycznego wykorzystania drewna niezbędna jest znajomość stopnia wilgotności.
Co to jest naturalna wilgotność?
Drewno to żywy materiał, który stale rośnie i oddycha. Woda jest niezbędna do jego życia. Jego zawartość zależy od gatunku, warunków pogodowych i miejsca wzrostu drzewa. Bezpośrednio po cięciu lub piłowaniu kłody materiał ma wilgoć, którą nazywamy naturalną. Dokładne normy dla tej wartości nie istnieją. Różni się w granicach 27-81%. Drewno z naturalną wilgocią jest często zakażone grzybami i bakteriami oraz gnije. Nie zaleca się transportu kłód na duże odległości bezpośrednio po wycince, po kilku dniach stają się one bezużyteczne.
Materiał z naturalną wilgocią jest używany tylko do budowy konstrukcji o niskiej odpowiedzialności. Przed długoterminowym transportem i późniejszym użytkowaniem drewna, ścięte kłody poddawane są suszeniu atmosferycznemu lub wymuszonemu. Dopiero po tej procedurze można go bezpiecznie używać do produkcji różnych wzorów.
Cechy zawartości wilgoci w drewnie
Wszyscy od czasów starożytnych wiedzą, że wilgotność powietrza ma znaczący wpływ na produkty wykonane z drewna. Jest to szczególnie widoczne przy nagłych zmianach wilgotności powietrza. Zjawisko to tłumaczy się osobliwością zawartości wody w gatunkach drzew.
Istnieją dwie formy, w których występuje w materiale:
- Połączony - przechowywany wbłona komórkowa jest utrzymywana przez wiązania fizykochemiczne i silnie wpływa na wiele właściwości drewna.
- Bezpłatny - znajduje się w przestrzeniach międzykomórkowych i jamach komórkowych, jest zachowany dzięki wiązaniom mechanicznym, łatwo go usunąć i ma niewielki wpływ na jakość materiału.
Podczas wysychania drewna przede wszystkim odparowuje wolna wilgoć, a dopiero po niej wilgoć związana. Proces będzie trwał do momentu równomiernego rozprowadzenia wody w materiale i wyrównania wilgotności względnej powietrza. To samo dzieje się z wchłanianiem wilgoci.
Zrównoważona wilgotność drewna
Każde drewno jest w stanie wchłonąć parę wodną i wodę oraz uwolnić powstałą wilgoć. Wilgotność równowagową ustala się w zależności od wilgotności i temperatury otoczenia oraz czasu ekspozycji drewna na powietrze. Koncepcja ta wiąże się z całkowitym równomiernym rozkładem wilgoci, gdy proces suszenia drewna zostaje zatrzymany, a procent wilgoci w drewnie i środowisku się zrównuje.
Okazuje się, że równowagę higroskopijną klimatu regionu można określić na podstawie wilgotności równowagowej domu zbudowanego z naturalnego drewna. Wilgoć zawarta w drewnie, jak wspomniano wcześniej, składa się z części wolnej i składnika. Granicą tych pojęć jest punkt nasycenia. Jest to stan drewna, w którym wolna ciecz zostaje całkowicie usunięta, a komórki pozostają nasycone wodą. Niezależnie od gatunku drewna wilgotność w punkcie nasycenia uważana jest za23–31%.
Jaka jest standardowa wilgotność?
Do wykorzystania tarcicy w budownictwie konieczne jest sortowanie jej według stopnia wilgotności. Przyjmuje się, że standardowa wilgotność drewna wynosi około 15% i jest uważana za stałą wartość dla każdego gatunku drewna, do której dążą wszyscy producenci wyrobów z drewna. W tym stanie materiał jest doskonale przechowywany, wykorzystywany do prac budowlanych i wykończeniowych. Koncepcje równowagi i standardowej wilgotności są znane każdemu profesjonaliście pracującym w przemyśle drzewnym.
Niewystarczająco wysuszone drewno jest prawdziwym środowiskiem rozwoju pleśni i grzybów, co powoduje ich rozkład. Nowoczesne urządzenia do suszenia pozwalają osiągnąć wilgotność 6%. W takim przypadku materiał będzie jeszcze bardziej odporny na gnicie, odporny na odkształcenia i trwały.
Właściwości wilgoci w drewnie
Główne właściwości odkształcające drewna, których wilgotność zmienia się, są następujące:
- Skurcz - charakteryzuje się zmniejszeniem objętości i wymiarów liniowych drewna. Proces suszenia wiąże się jedynie z usunięciem wody związanej z drewna, wolna woda nie ma żadnego wpływu. Podczas piłowania kłód na deski robione są naddatki na skurcz materiału.
- Wypaczenie - zmiana kształtu tarcicy, która pojawia się podczas suszenia i niewłaściwego przechowywania. Często jest to spowodowane różnym skurczem w kierunku poprzecznym lub wzdłużnym.
- Wchłanianie wilgoci – zdolnośćmateriał drzewny do pochłaniania wilgoci z powietrza. Właściwość ta nie zależy od gatunku drewna i znacznie pogarsza jego właściwości, zmniejszając biostabilność. W celu ochrony powierzchnie drewniane są pokrywane farbami i lakierami.
- Pęcznienie - zwiększa się objętość i wymiary liniowe, w wyniku czego zwiększa się ilość związanej wody w komórkach. Zjawisko to występuje, gdy kłody spławiane są na wodzie lub gdy drewno jest trzymane w wilgotnym powietrzu. Ponadto pęcznienie w poprzek włókien jest obserwowane bardziej niż wzdłuż.
Właściwość drewna do wchłaniania płynów jest wykorzystywana podczas impregnowania go środkami antyseptycznymi, gotowania w celu uzyskania celulozy, raftingu.
Waga właściwa drewna
Aby określić wagę drewna, używa się wartości zwanej gęstością lub ciężarem właściwym. Jest obliczany na podstawie stosunku masy materiału do jednostki objętości. Parametr ten jest bardzo zmienny i zależny od wilgotności i gatunku drewna, dlatego zwyczajowo stosuje się jego średnią wartość. Aby obliczyć tę wartość, wykonaj następujące czynności:
- Określ masę drewna przez ważenie.
- Oblicz objętość. Jest obliczany według specjalnej metody, biorąc pod uwagę tylko objętość czystego drewna bez pustych przestrzeni, które powstają podczas montażu.
Gęstość jest zwykle obliczana na podstawie naturalnej zawartości wilgoci w konkretnym materiale. Ciężar właściwy każdego drewna jest mierzony w kg/m3 i wprowadzany do tabeli.
Określanie wagi drewna o naturalnej wilgotności
Konsument musi znać wagę drewna dla:
- Transport zakupionych surowców - wybór transportu i płatność za dostawę.
- Określenie ciężaru gotowej konstrukcji - montaż fundamentu i montaż podłóg.
- Określanie, gdzie przechowywać materiały.
Obliczanie wagi kupowanego materiału jest bardzo łatwe. Aby to zrobić, będziesz musiał określić ciężar właściwy konkretnego drewna ze stołu i pomnożyć przez liczbę kostek zakupionego materiału.
Określanie stopnia wilgotności w domu
Określenie ilości wody zawartej w drewnie można przeprowadzić na różne sposoby. W życiu codziennym do pomiaru wilgotności drewna często stosuje się elektryczny miernik wilgotności. Jego działanie wiąże się ze zmianą przewodności elektrycznej materiału w stosunku do zawartości wilgoci. Igły są zamontowane w korpusie urządzenia, do którego doprowadzany jest prąd elektryczny. Aby przeprowadzić pomiar wystarczy włożyć je do badanego drewna i włączyć do sieci elektrycznej. Wartość wilgotności wyświetlana jest na skali dokładnie w miejscu wkłucia igieł. Wadą wilgotnościomierza elektrycznego jest to, że określa on wilgotność tylko w określonym miejscu. Doświadczeni rzemieślnicy, którzy od dawna pracują z drewnem, mogą określić zawartość w nim wody po jego wyglądzie. W tym celu bierze się pod uwagę kolor kory, obecność pęknięć na końcu i wzdłuż włókien.
Metody pomiaru wilgotności
W warunkach przemysłowych do określenia wilgotności drewna należy zastosować metodę bezpośrednią i pośrednią. Metoda bezpośrednia obejmuje wagową metodę oznaczania. Aby to zrobić z kontrolowanej partiiwybierz określoną liczbę desek. Z każdego wycina się próbkę i waży na wadze. Następnie zaczynają suszyć go w piecu, ważąc go co dwie godziny, aż odczyty się ujednolicą. Następnie, wykorzystując wszystkie dane, wynik jest obliczany za pomocą specjalnej formuły. Ta metoda zajmuje bardzo dużo czasu, około dziewięciu godzin, więc rzadko ćwiczą i przyjmują metodę pośrednią. W tym celu użyj urządzenia do pomiaru wilgotności drewna, które opiera się na pomiarze przewodności elektrycznej materiału. Sonda urządzenia konduktometrycznego to sonda trójigłowa. Jest przyklejony wzdłuż włókien na całej głębokości elektrod.
Wskazania dotyczą skali miliamperowej, która jest wyskalowana w procentach. Do pomiaru zawartości wilgoci w wiórach stosuje się rozszczepioną szybę. Część sprasowanego materiału umieszczana jest w nim pomiędzy dwiema elektrodami w postaci dysków. Wilgotność płyt wiórowych określa się sondą czteroigłową. Ta metoda jest łatwa w użyciu, daje szybki wynik, ale możliwe są błędy, zwłaszcza przy dużej wilgotności materiału. Kolejnym przyrządem do pomiaru wilgotności drewna jest higrometr Testo 616. Pozwala szybko zmierzyć zawartość wody w drewnie bez jego niszczenia. Głębokość pomiaru wynosi 5 cm Dane są wyświetlane jako procent suchej masy drewna. Urządzenie jest bardzo wygodne do pozyskiwania danych w dynamice np. przy suszeniu ścian czy podłóg.
Wniosek
Drewno jest produktem naturalnym i jest bardzo wrażliwe na temperaturę i wilgoć. Ze względu na swoją higroskopijność stale zmienia wilgotność pod wpływem warunków środowiskowych. Proces ten nazywamy oddychaniem drzewa, może ono wchłaniać wodę z powietrza lub ją uwalniać. Podobnym zjawiskiem jest reakcja na zmiany w mikroklimacie pomieszczenia. Przy stałym stanie atmosfery (powietrza) w zamkniętej przestrzeni wilgotność drewna przybiera stałą wartość, zwaną równowagą.
