Why does wood warp when it has been protected with varnish or paint?

Deformarea lemnului este determinată de modificarea inegală a fibrelor. Umiditatea este cea care determină acest fenomen, mai exact modificarea umidității. Lemnul este într-o relație permanentă cu umiditatea din mediul în care se află, iar modificarea nivelului acesteia duce la umflarea, respectiv contragerea fibrelor. Protejarea cu lac, vopsea, ulei, ceară reduce și uniformizează interacțiunea lemnului cu mediul. Deformările apărute la obiecte protejate precum blaturi de masă, uși interioare, părți de mobilier, trepte de scară, pervazuri sunt din cauza unei protecții insuficiente sau inegal aplicate. Ele sunt accentuate de modul cum a fost debitat lemnul, de specie și de soluția tehnică adoptată.

Apa din lemn și transformările generate de intrarea sau ieșirea ei

Pentru a înțelege relația lemnului cu umiditatea din aer trebuie să vedem mai întâi ce este cu apa din lemn. Ea este de două feluri, apă liberă și apă legată. Apa liberă este cea care circulă în arbore împreună cu hrana. Începe să iasă imediat ce copacul este tăiat și continuă destul de repede până ce lemnul ajunge la o umiditate de 30%, considerată umiditate de echilibru sau de saturație a fibrei. De aici în jos vorbim de apă legată, adică prinsă în pereții celulari ai lemnului. Aceasta poate ieși natural până ajunge la un echilibru cu umiditatea din atmosferă, dar mult mai încet decât apa liberă sau forțat, până la o umiditate prescrisă. În primul caz vorbim de uscarea naturală a lemnului, la stivă, cu leațuri între bucățile de lemn pentru a asigura circulația aerului. În cel de-al doilea caz este vorba de uscarea în uscătoare.

Diferența dintre ieșirea celor două tipuri de apă este că apa liberă determină doar scăderea în greutate, pe când cea legată vine cu modificări de proprietăți (fizice, mechanical, tehnologice) și cu tensiuni interioare ce pot duce la deformări, răsuciri și chiar crăpări. Acestea din urmă sunt influențate de modul în care a fost debitat lemnul or defectele de creștere.

Conținutul de apă legată din lemn este în directă legătură cu mediul în care se află. Mai jos este o relație aproximativă între umiditatea atmosferică și cea a lemnului, valabilă la o temperatură a mediului între 16 și 45°C:

• 20% umiditate mediu  –  4% umiditate lemn
• 40%                                 –  6%
• 45%                                 –  8%
• 50%                                 –  10%
• 65%                                 –  12%
• 75%                                 –  14%
• 80%                                –  16%

Pentru condițiile din țara noastră, umiditatea lemnului folosit la interior trebuie să fie în intervalul 8-12%, iar a celui de la exterior 12-16%.

Variația umidității mediului determină automat schimbarea umidității lemnului. Acesta absoarbe sau cedează umiditate, iar urmarea este swelling or shrinkage of fibres. Dacă umiditatea nu este absorbită uniform, fibrele se deformează inegal ceea ce duce la deformarea lemnului. Pentru ca legătura cu mediul să fie limitată și absorbția sau eliberarea de umiditate să se facă uniform, lemnul se protejează cu lacuri, vopsele, uleiuri sau alte materiale de finisare.

Deformarea generată de o protecție insuficientă. Soluții pentru reducerea modificărilor

Cu cât lemnul este mai bine acoperit cu lac sau vopsea, pe toate părțile, cu atât contactul lui cu mediul este mai redus. De exemplu, o bucată de lemn băgată cu totul în epoxy resin nu are deloc contact cu exteriorul și astfel rămâne permanent stabilă. Dar nimeni nu-și dorește mobilier din lemn ”înecat” în lac sau vopsea. Pentru a-l proteja și a-i reduce contactul cu mediul, făcând astfel schimbul de umiditate mult mai controlat, mobilierul este acoperit cu straturi subțiri de finisaj care nu distrug farmecul lemnului.

De obicei, mobilierul este finisat asamblat. Chiar și atunci când elementele sunt finisate separat, se insistă pe părțile vizibile, cele ascunse sau capetele fiind acoperite foarte puțin. Acestea sunt zonele pe unde pătrunde umiditatea și face mobilierul din lemn să ”pocnească” când, de exemplu, deschidem geamul iarna, schimbând astfel nivelul umidității interioare.

Adăugarea sau pierderea de umiditate va face ca fibrele să se deformeze. Soluția constructivă aleasă nu trebuie să permită apariția tensiunilor și a unor defecte sau deformări. De exemplu, tăbliile ușilor nu trebuie lipite de ramă pentru că se creează tensiuni și pot crăpa. Ele sunt lăsate libere în ramă, iar marginile din interior se vopsesc pentru a nu se vedea diferența în cazul unei contrageri. La blaturile lungi ale meselor se adaugă pe spate întăriri care împiedică deformarea.

Este foarte important ca finisajul să acopere zonele de capete de fibră (unde lemnul este secționat perpendicular pe fibră) pentru că acolo schimbul de umiditate este cel mai mare. Chiar dacă acest schimb nu este oprit, finisajul face ca el să fie uniform și mai redus, reducând astfel deformările. De asemenea, wood sanding înainte de aplicarea finisajului trebuie corect făcută, cu granulație 150, max 180, pentru regla absorbția în fibră.

Aplicarea inegală a finisajului duce la deformări vizibile

O cauză importantă a deformărilor, întâlnită frecvent la blaturile meselor sau la trepte, este finisarea inegală a fețelor. De obicei, se aplică pe partea vizibilă 3-4 straturi de finisaj, iar spatele este lăsat cu un singur strat sat chist fără finisaj. Umiditatea are astfel acces diferit la lemn, fibrele de pe spate putând să absoarbă sau să cedeze mai multă umiditate decât cele de pe față. Ca urmare, panoul se va deforma. Se întâmplă deseori la blaturile lungi de mese nefixate pe rame sau la treptele lipite pe scări de beton cu umiditate remanentă.

Tensiunile care se creează sunt cu atât mai mari cu cât lemnul este mai dur. Curbarea unei trepte de stejar, de exemplu, poate genera forțe atât de mari încât să ducă la dezlipirea ei, chiar dacă s-a folosit un adeziv corespunzător. Iar blaturile de mese făcute necorespunzător pot ajunge să arate ca niște copăi.

În aceste cazuri se recomandă aplicarea unui număr egal de straturi pe ambele fețe, iar dacă este un finisaj mai complicat, pe spate se aplică cel puțin 2 straturi de material, iar soluția tehnică trebuie aleasă astfel încât să fie împiedicată deformarea (blat de masă pe ramă).

O altă soluție, poate cea mai sigură, este înlocuirea elementelor din cherestea predispuse la deformare cu unele din lemn masiv stratificat. Laminated wood este mult mai stabil, atât datorită așezării straturilor perpendiculare unele pe altele, cât și a lipirii lor. Un astfel de blat poate fi însă mult mai greu, iar o soluție tehnică simplistă poate duce la deformare sub propria greutate.

I hope you find the above information useful. As always, additions are welcome. And if you have any questions or queries, please leave them below in the space provided. I will be sure to reply.