Pęcznienie i kurczenie się drewna. Konsekwencje wahań wilgotności

Jestem pewien, że wszyscy słyszeliście, że drewno "działa" na stałe. Co to oznacza? Lite drewno zmienia swoje wymiary w zależności od wilgotności zewnętrznej i dzieje się tak nawet wtedy, gdy zostało odpowiednio wysuszone i polakierowane. Pęcznienie i kurczenie się drewna występuje z powodu wymiany wilgoci, którą naturalnie wymienia z otoczeniem. Jest to właściwość, którą należy wziąć pod uwagę, ponieważ ma konsekwencje, które czasami mogą być bardzo nieprzyjemne.

Ruch drewna. Związek między drewnem a wilgotnością otoczenia

O wilgotność równowagi Mówiliśmy już o suszeniu litego drewna, ale przypomnę kilka faktów, ponieważ są one przydatne w poniższych wyjaśnieniach. Wilgotność równowagi Wilgotność drewna jest ściśle związana z wilgotnością środowiska, w którym jest ono używane. Z tego powodu drewno, którego wilgotność jest bardzo różna od wilgotności otoczenia, ma tendencję do utraty lub pochłaniania wilgoci w celu powrotu do równowagi. Ponadto drewno jest materiałem higroskopijnym, co oznacza, że naturalnie pochłania wilgoć.

Ustalono następującą zależność między wilgotnością równowagową drewna a wilgotnością otoczenia:

• wilgotność zewnętrzna 25% - drewno 5%
• wilgotność zewnętrzna 50% - drewno 9%
• wilgoć zewnętrzna 75% - drewno 14%
• wilgotność zewnętrzna 99% - drewno 28-30%

Gdy drewno w stanie równowagi zostanie przeniesione do środowiska o innej wilgotności, będzie wchłaniać lub uwalniać wilgoć do momentu przywrócenia równowagi. Powoduje to pęcznienie i kurczenie się drewna, co może skutkować zmienność wymiarów, deformacja lub pojawienie się pęknięć. Dlatego też, na przykład, podłogi z litego drewna powinny być pozostawione na kilka dni do aklimatyzacji w pomieszczeniu, w którym mają być ułożone przed ich montażem. Zapobiega to powstawaniu szczelin lub pęcznieniu.

Pęcznienie i kurczenie się drewna

Wszystko zaczyna się od właściwości drewna do pochłaniania wilgoci, jego higroskopijności (lub higroskopijności, według niektórych źródeł). Wchłonięta woda wiąże się ze ścianami komórkowymi i zmienia wymiary drewna. Tylko ten rodzaj wody - woda związana - powoduje zmianę wymiarów drewna. Istnieje inny rodzaj wody - woda wolna - która dostaje się do drewna bez wiązania. Wypełnia ona istniejące puste przestrzenie, więc gdy jej ubywa, nie dochodzi ani do pęcznienia, ani do kurczenia się drewna.

Zmiany spowodowane związaną wodą są różne, ponieważ wewnętrzna struktura drewna, z którym jest związana, jest również inna. Tak więc zmiana wymiarów będzie zależeć od:

• gatunek
• Jak ciąć obrabiany przedmiot
• rozmiar części
• anatomia drewna

Wybierając drewno, które ma być używane w środowiskach o dużych wahaniach wilgotności (łazienki, kuchnie, baseny, sauny) lub na zewnątrzmusimy wziąć te czynniki pod uwagę.

Pod względem kurczenia się po uwolnieniu związanej wody istnieją 3 kategorie drewna:

• z niewielkim skurczem: jądro, plopkasztan, limonka
• ze średnim skurczem: żywiczny, wiśnia, brzozaklon
• z wysokim skurczem: dąb, frasin

Dlatego pęknięcia są bardziej powszechne w belki dębu w porównaniu do innych gatunków. Wysoki skurcz prowadzi do dużych naprężeń powodujących pękanie. Gatunki z dwóch pierwszych kategorii są zalecane w budownictwie, ponieważ ich zmiany wymiarów mają niewielkie konsekwencje.

Zmienność wymiarów w obrębie tego samego pnia

Różnice wymiarowe występują również w obrębie pnia drzewa. W kierunku osiowym (wzdłużnym) zmienność jest bardzo mała, tak że nie jest nawet brana pod uwagę przez stolarzy. W kierunku stycznym (cięcie styczne do słojów rocznych) zmienność jest jednak bardzo duża, osiągając 8-91TP33T u drzew żywicznych i 11-12% u drzew liściastych. W kierunku promieniowym (cięcie prostopadłe do słojów rocznych) zmienność jest o połowę mniejsza niż w kierunku stycznym.

Podczas cięcia tarcicy należy wziąć pod uwagę zmiany wymiarów związane z pęcznieniem i kurczeniem się drewna.

Najmniejszy skurcz występuje w przypadku tarcicy ciętej promieniowo - gdy słoje roczne są prostopadłe po obu stronach deski. Styczne cięcie prowadzi do wypaczenia, gdy występują zmiany wilgotności, a tak przycięta deska wygina się jak baldachim. Wypaczenie jest tym większe, im bliżej zewnętrznej strony pnia wykonane jest cięcie. Sposób cięcia jest wyraźnie widoczny na końcu deski. Jeśli słoje roczne są widoczne jako linie proste, cięcie jest promieniowe, a zmiana jest niewielka. W przypadku cięcia stycznego, pierścienie roczne są widoczne jako zakrzywione linie, które zbliżają się do siebie coraz bardziej, im bliżej zewnętrznej strony pnia wykonywane jest cięcie.

Jeśli chodzi o rozmiar części, mała część pochłania więcej wilgoci niż duża. W rezultacie wypacza się bardziej niż większa część.

Punkt nasycenia włókna

Mówiłem, że w drewnie występują dwa rodzaje wody, ale tylko woda związana na poziomie komórkowym prowadzi do pęcznienia i kurczenia się. Ściana komórkowa nie może wiązać wody w nieskończoność i istnieje maksymalna ilość wody, która dostaje się do drewna ze względu na jego higroskopijność. To maksimum nazywane jest punkt nasycenia jest niższa w żywicy (25-28%) i wyższa w foioase (35-38%).

Różne wartości prowadzą do różnych zachowań. Drewno miękkie może być cięte przez cały rok bez ryzyka dużych pęknięć przy wysychaniu, podczas gdy drewno twarde powinno być cięte tylko poza sezonem wegetacyjnym (listopad-styczeń). Drewno liściaste powinno być cięte wzdłużnie zaraz po ścięciu, ponieważ istnieje ryzyko głębokiego rozłupania, podczas gdy drewno żywiczne może osiągnąć równowagę wilgotności jako pień (zob. domy w bușteniPnie drzew żywicznych mogą być obrane natychmiast po ścięciu bez większych konsekwencji, podczas gdy drzewa liściaste powinny być pozostawione w korze tak długo, jak to możliwe, aby spowolnić odpływ wody.

Nie daj się zmylić pomiędzy całkowitą zawartością wody w świeżo ściętym drewnie (35-40% w drewnie twardym i 50-55% w drewnie miękkim) a punktem nasycenia. Tylko procent wody reprezentowany przez punkt nasycenia powoduje zmiany wymiarowe, gdy jest usuwany, ponieważ jest związany z włóknem drzewnym. Uwolnienie tej wody może prowadzić do naprężeń i pęknięć. Im szybciej, im gwałtowniej, tym bardziej nieprzyjemne konsekwencje.

Dlaczego warto wiedzieć o pęcznieniu i kurczeniu się drewna?

Dlaczego położyliśmy tak duży nacisk na pęcznienie i kurczenie się drewna oraz konsekwencje usuwania wody? Ponieważ, jak wspomniałem na początku, drewno nieustannie się porusza i nic nie możemy na to poradzić. Ale możemy je suszyć, ciąć i montować bez żadnych konsekwencji jego ruchów. Problemy ze zmiennością wymiarów mogą również wystąpić w przypadku drewna używanego w pomieszczeniach, a nie tylko drewna wystawionego na zewnątrz. Wszędzie tam, gdzie spotykają się dwa różnie przycięte kawałki drewna, może pojawić się problem, jeśli drewno się poruszy. Najlepiej wiedzą o tym osoby zajmujące się produkcją drzwi i okien. Problemy związane są nie tylko ze wzrostem lub spadkiem długości, ale także z wyginaniem lub wypaczaniem. Niewłaściwy dobór stolarki może prowadzić do wypaczenia i wyboczenia połączeń, a nawet rozszczepienia. Różnica między pracą, która zachowuje swój kształt, a taką, która wypacza się z czasem, polega na prawidłowym doborze drewna. Nie można uzyskać dobrych i bardzo dobrych rezultatów bez względu na rodzaj użytego drewna.

Mam nadzieję, że powyższe informacje okażą się interesujące. Jeśli uważasz, że są one przydatne dla innych, podziel się nimi. A jeśli masz jakieś wyjaśnienia, uzupełnienia lub pytania, zostaw je poniżej, w przeznaczonym do tego miejscu.