Wilgotność drewna: rodzaje, metody określania

Drewno jest jednym z najbardziej poszukiwanych materiałów stosowanych w budownictwie, produkcji mebli, budowie wagonów i wielu innych gałęziach przemysłu. Główne zalety to wysoka wytrzymałość, przyjazność dla środowiska, dobra obrabialność, odporność chemiczna. Ważną właściwością, na którą należy zwrócić uwagę, jest wilgotność drewna. Jak ją określić i jaka powinna być w różnych rodzajach drewna, rozważymy w tym artykule.

Rodzaje wilgoci

Drewno jest pochodzenia naturalnego i dlatego jest bardzo wrażliwe na zmiany w temperatura powietrza i ciśnienie atmosferyczne. Wpływa na nią stan środowiska i zmienia procentową zawartość wilgoci. Specjaliści mówią, że drewno oddycha, wchłania lub oddaje parę wodną, a zjawisko to nazywa się higroskopijnością. Ogólnie przyjmuje się, że najważniejszą cechą jest wilgotność, która określa stosunek wilgotności do suchej masy. Dzieli się na:

• Absolutny - ma inną wartość dla każdego gatunku drewna. Jest on określony przez GOST 8486-86.
• Względne - mierzone w stanie mokrym i dzielone na wolne i związane.

Oprócz tego są jeszcze poziomy wilgotności:

• Naturalny - 27-81%. Stosowany do różnych prac pomocniczych: szalunków, więźb dachowych i płatwi.
• Meble - 8-12%. Stosowany w przemyśle meblarskim oraz do produkcji drewna klejonego.
• transportowe - 18-22%. Stosowane do wszystkich innych rodzajów prac, poza wymienionymi w dwóch pierwszych akapitach: do produkcji drewna, konstrukcji, na pióro i wpust.

Do prac budowlanych najbardziej odpowiednie jest drewno transportowe. Materiał o wilgotności około 20 % może być łatwo przetwarzany, nie wypacza się i nie rozwijają się w nim infekcje grzybicze.

Wilgotność

W zależności od wilgotności drewna, można je podzielić na następujące rodzaje:

• Mokry - zawiera więcej niż 100% wilgoci. Stan ten występuje, gdy materiał pozostaje zanurzony w wodzie przez dłuższy czas.
• Świeżo cięte - wilgotność w tym przypadku wynosi od 50 do 100.
• Air-dry - jest przechowywany na zewnątrz przez dłuższy czas. Jego wilgotność zależy całkowicie od warunków naturalnych i pory roku; stopień wilgotności wynosi 15-20%.
• Room-dry - znajdujące się w pomieszczeniach mieszkalnych o zawartości wody 10% lub mniej.
• Całkowicie suchy - zawartość wilgoci prawie nie istnieje, na poziomie 0%. W tym przypadku często wypacza się.

Znajomość wilgotności jest niezbędna do praktycznego wykorzystania drewna.

Czym jest naturalna wilgotność powietrza??

Drewno jest żywym materiałem, który stale rośnie i oddycha. Woda jest niezbędna dla jego funkcji życiowych. Jego zawartość zależy od gatunku, warunków atmosferycznych i lokalizacji. Bezpośrednio po ścięciu lub przepiłowaniu kłody materiał ma wilgotność, którą nazywa się wilgotnością naturalną. Nie ma dokładnych norm dla tej wartości. Waha się on między 27 % a 81 %. Drewno o naturalnej wilgotności jest często zainfekowane przez grzyby i bakterie oraz jest podatne na gnicie. Nie zaleca się transportu kłód na duże odległości bezpośrednio po ścięciu, gdyż po kilku dniach stają się one niezdatne do użytku.

materiał o naturalnej wilgotności jest używany tylko do budowy konstrukcji o niskiej odpowiedzialności. Przed transportem i długotrwałym użytkowaniem, bale poddawane są działaniu powietrza lub wymuszonemu suszeniu. Dopiero po tej procedurze można ją bezpiecznie stosować do produkcji różne konstrukcje.

Wilgotność drewna

Od wieków wiadomo, że wilgoć ma znaczący wpływ na produkty wykonane z drewna. Szczególnie zauważalne przy gwałtownych zmianach wilgotności powietrza. Zjawisko to tłumaczy się m.in charakterystyka treści woda w gatunkach drewna.

Istnieją dwie formy, w których przebywa w materiale:

• Związane - przechowywane w błonie komórkowej, utrzymywane razem przez wiązania fizyko-chemiczne i silnie wpływające na wiele właściwości drewna.
• Wolne - zlokalizowane w przestrzeniach międzykomórkowych i jamach komórkowych, zatrzymywane przez wiązania mechaniczne, łatwe do usunięcia i w niewielkim stopniu wpływające na jakość materiału.

Podczas wysychania drewna najpierw odparowuje wolna wilgoć, a dopiero potem pojawia się wilgoć związana. Proces ten będzie trwał do momentu równomiernego rozprowadzenia wody w całym materiale i osiągnięcia wilgotności względnej powietrza. Podobny proces zachodzi, gdy wilgoć jest wchłaniana.

Wilgotność równowagowa drewna

Wszystkie gatunki drewna są zdolne do pochłaniania pary wodnej i oddawania powstałej wilgoci. W zależności od wilgotności i temperatury środowisko i czasu przebywania drewna w powietrzu, ustala się wilgotność równowagową. To pojęcie wiąże się z całkowicie równomiernym rozkładem wilgoci, gdy proces suszenia drewna ustaje, a procentowa zawartość wilgoci w drewnie i otoczeniu staje się równa.

Okazuje się, że higroskopijną równowagę klimatu danego regionu można określić na podstawie wilgotności równowagowej domu zbudowanego z naturalnego drewna. Wilgoć zawarta w drewnie, jak stwierdzono wcześniej, składa się z wilgoci wolnej i. Granicą tych pojęć jest punkt nasycenia. Jest to stan drewna, w którym wolna ciecz została całkowicie usunięta, a komórki pozostają nasycone wodą. Niezależnie od rodzaju drewna, w punkcie nasycenia przyjmuje się wilgotność 23-31%.

Jaką wilgotność przyjmuje się za normę?

W celu wykorzystania tarcicy w budownictwie konieczne jest jej sortowanie według wilgotności. Przyjmuje się, że standardowa wilgotność drewna wynosi około 15 % i jest uważana za stałą dla wszystkich gatunków drewna i jest celem, do którego dążą wszyscy producenci drewna. W takim stanie materiał dobrze się przechowuje i jest wykorzystywany do prac budowlanych i wykończeniowych. Pojęcia wilgotności równowagowej i wilgotności standardowej są znane każdemu profesjonaliście zajmującemu się obróbką drewna.

Niedostatecznie wysuszone drewno to prawdziwe środowisko dla powstawania pleśni i grzybów, które mogą prowadzić do uszkodzeń. Obecnie urządzenia do suszenia w piecu pozwalają na osiągnięcie wilgotności desek na poziomie 6%. Dzięki temu materiał jest jeszcze bardziej odporny na gnicie, odporny na wypaczenia i trwały.

Właściwości drewna związane z wilgocią

Główne właściwości odkształcające drewna o różnej wilgotności są następujące

• Suszenie - charakteryzuje się zmniejszeniem objętości i wymiarów liniowych drewna. Skurcz jest spowodowany jedynie usunięciem z drewna wody związanej, woda wolna nie ma wpływu. Przy cięciu kłód na deski uwzględnia się skurcz materiału.
• Gięcie - zmiany kształtu tarcicy wynikające z suszenia i niewłaściwego przechowywania. Jest to często spowodowane różnym skurczem wzdłuż kierunku poprzecznego lub podłużnego.
• Absorpcja wilgoci to zdolność materiału drzewnego do pochłaniania wilgoci z powietrza. Właściwość ta jest niezależna od rodzaju drewna i znacznie pogarsza jego właściwości, zmniejszając jego bioprotektykę. Powierzchnie drewniane są zabezpieczone przez natrysk farby.
• Obrzęk - zwiększona objętość i wymiary liniowe powodujące większą ilość związanej wody w komórkach. Zjawisko to występuje, gdy kłody są zalane wodą lub gdy drewno jest wystawione na działanie wilgotnego powietrza. Pęcznienie wzdłuż ziarna jest jeszcze bardziej wyraźne niż wzdłuż ziarna.

Właściwość drewna polegająca na wchłanianiu płynów jest wykorzystywana przy impregnowaniu go środkami antyseptycznymi, rozwłóknianiu celulozy lub stapianiu.

Ciężar właściwy drewna

Do określenia ciężaru drewna wykorzystuje się wielkość zwaną gęstością lub ciężarem właściwym. Oblicza się go dzieląc masę materiału przez objętość. Gęstość jest bardzo zmienna i zależy od wilgotności i rodzaju drewna, dlatego zwykle stosuje się wartość średnią. Aby obliczyć tę wartość, należy wykonać następujące czynności:

• Masę drewna określa się poprzez zważenie.
• Oblicz objętość. Oblicza się go specjalną metodą, biorąc pod uwagę tylko objętość czystego drewna bez pustych przestrzeni, które powstają podczas układania.

Gęstość jest zwykle obliczana dla naturalnej wilgotności materiału. Ciężar właściwy każdego drewna mierzony jest w kg/m³ i wprowadź je do tabeli.

Określenie wagi naturalnej wilgoci

Konsument musi znać masę drewna dla:

• Transport zakupionych surowców - wybór transportu i zapłata za dostawę.
• Określenie ciężaru gotowej konstrukcji - montaż fundamentów i płyt.
• Określenie miejsca przechowywania materiału.

Obliczanie wagi kupowanego materiału jest bardzo proste. W tym celu należy skorzystać z tabeli, aby określić ciężar właściwy drewna i pomnożyć go przez liczbę kostek zakupionego materiału.

Określanie zawartości wilgoci w środowisku domowym

Istnieje kilka sposobów, aby określić, ile wody znajduje się w drewnie. Użytkownicy domowi często używają elektronicznego miernika wilgotności do pomiaru wilgotności drewna. Jego działanie wynika ze zmiany przewodności elektrycznej materiału w funkcji jego wilgotności. W obudowie urządzenia zamontowane są igły, do których doprowadzony jest prąd elektryczny. Aby przeprowadzić pomiar wystarczy włożyć go do badanego drewna i podłączyć do sieci elektrycznej. Skala pokazuje wilgotność dokładnie w miejscu, gdzie wbijane są igły. Wadą elektrycznego wilgotnościomierza jest to, że określa on zawartość wody tylko w określonym miejscu. Doświadczeni rzemieślnicy, którzy od dłuższego czasu pracują z drewnem, mogą stwierdzić, ile wody znajduje się w drewnie po jego wyglądzie. Uwzględnia się kolor kory, pęknięcia na powierzchni czołowej i wzdłuż włókien.

Metody pomiaru wilgotności

W warunkach przemysłowych, w celu określenia wilgotności drewna, stosuje się metody bezpośrednie i pośrednie. Metodą bezpośrednią jest metoda wagowa. W tym celu wybiera się określoną ilość desek z badanej partii. Z każdego z nich wycina się próbkę i waży na wadze. Następnie suszy się go w piekarniku i waży co dwie godziny, aż odczyt będzie taki sam. Wykorzystując wszystkie dane, wynik jest następnie obliczany według specjalnego wzoru. Metoda ta jest bardzo czasochłonna, zajmuje około 9 godzin, dlatego jest rzadko praktykowana i przyjmuje się metodę pośrednią. Do tego celu służy wilgotnościomierz drewna, który opiera się na pomiarze przewodności elektrycznej materiału. Czujnik konduktometru jest sondą trójigłową. Jest on wprowadzany wzdłuż włókien na całą głębokość elektrod.

Odczyt jest odczytywany na skali miliamperowej, która jest wyskalowana w procentach. Do pomiaru wilgotności wiórów używa się podzielonej zlewki. Określona porcja sprasowanego materiału jest umieszczona pomiędzy dwoma elektrodami w kształcie dysku. Wilgotność płyt wiórowych można określić za pomocą sondy czteroigłowej. Metoda jest łatwa w użyciu i szybka w pomiarze, ale może powodować niedokładności, szczególnie w przypadku bardzo wilgotnych materiałów. Innym 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 pokazywane na wyświetlaczu jako procent masy drewna w stosunku do jego suchej masy. Urządzenie jest bardzo przydatne do zbierania danych w czasie, np. podczas osuszania ścian lub podłóg.

Wniosek

Drewno jest produktem naturalnym i jest bardzo wrażliwe na temperaturę i wilgotność. Ze względu na higroskopijny charakter, stale zmienia swoją zawartość wilgoci pod wpływem warunków otoczenia. Proces ten nazywany jest oddychaniem drewna; może ono wchłaniać wodę z powietrza lub emitować ją... Takie zjawisko jest reakcją na zmiany w mikroklimacie pomieszczenia. Jeżeli warunki atmosferyczne (powietrze) w zamkniętej przestrzeni nie ulegną zmianie, wilgotność drewna przyjmuje stałą wartość, którą nazywamy wartością równowagi.