użytkowanie lasu / Wilgotnosc 

METODY OZNACZANIA WILGOTNOŚCI DREWNA

 

1. METODA SUSZARKOWO – WAGOWA

 

 Polega na oznaczeniu masy drewna przed suszeniem (Gw) oraz masy drewna absolutnie suchego (Go), po wysuszeniu go w suszarce laboratoryjnej. W tym wypadku używane są próbki drewna o wymiarach 2x2x2 cm lub 2x2x3 cm, pobrane z materiału, którego wilgotność chcemy zbadać.

Wyniki ważenia próbek podstawiamy do wzorów i wyliczamy żądany rodzaj wilgotności.

 

2. METODA ELEKTROMETRYCZNA

 

Jest mniej kłopotliwa, ale i mniej dokładna. Umożliwia ona oznaczenie wilgotności bezwzględnej z dokładnością około

2 % przy wilgotności badanego drewna nie większej niż 30 % czyli drewna pozbawionego wody wolnej.

Do oznaczania wilgotności służą wilgotnościomierze elektryczne, w których obwód włączamy badane drewno bez potrzeby wycinania próbek. Na wyskalowanych tarczach wilgotnościomierza odczytujemy bezpośrednio wilgotność drewna.

 

. Wilgotność drewna

 

W wilgotnym drewnie drzewa stojącego w niedługim czasie po ścięciu wyróżniamy:

- wodę wolną, wypełniająca cewki i naczynia 65 %

- wodę związaną, znajdująca się w ścianach komórkowych 23-30 %

- wodę konstytucyjną, wchodząca w skład związków chemicznych, występuje w ilości 0,5-2 %, nie ma praktycznego znaczenia.

 

WILGOTNOŚĆ DREWNA jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy tego drewna, wyrażona w % lub kg/kg lub g/g.

 

 

W = Gh / Gd            (g/g)  gdzie  Gh – masa wody zawartej w drewnie, Gd – masa drewna

                          

 

W = Gh / Gd × 100    (%)

 

WILGOTNOŚĆ WZGLĘDNA jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna wilgotnego.

 

 

Ww = Gh / Gw        (g/g) gdzie Gw – masa drewna wilgotnego zawierającego wodę w ilości Gh

 

 

Ww = Gh / Gw  × 100    (%)    

 

WILGOTNOŚĆ BEZWZGLĘDNA jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna absolutnie suchego.

 

Wo = Gh / Go         (g/g)   gdzie Go – masa drewna absolutnie suchego

 

 

 

Zawartość wody w drewnie drzew stojących na pniu ulega wahaniom w zależności od gatunku drzewa oraz pory roku.

Największą wilgotność osiąga drewno w miesiącach zimowych, wyjątek stanowi brzoza, która wykazuje największą wilgotność w maju.

Największą wilgotność wykazuje biel, który pełni funkcję przewodzenia wody, a najmniejszą twardziel i warstwy przyrdzeniowe.

Na długości strzały największą wilgotność wykazuje część odziomkowa i wierzchołkowa zawierająca wyłącznie drewno bielaste.

Drewno świeżo ścięte w miarę upływu czasu zmniejsza swoją wilgotność i dochodzi do stanu powierzchniowo-suchego, który w naszych warunkach klimatycznych w zależności od pory roku oraz wilgotności względnej powietrza wynosi około 15-20 %.

 

 

ZNACZENIE PRAKTYCZNE WILGOTNOŚCI DREWNA

 

Znajomość poziomu wilgotności jest bardzo ważna w praktycznej działalności leśnika, szczególnie po pozyskaniu surowca drzewnego i jego wywozie z lasu. Pozyskane drewno w lesie ma zwykle wilgotność równą stanowi świeżemu i przyjmuje się, że masa 1m3 drewna sosny przed wywozem wynosi około 850 kg.

Wyjątek stanowi drewno pozyskane z posuszu, którego wilgotność jest mniejsza.

Znaczna wilgotność wywożonego drewna wpływa ujemnie na podatność transportową środków wywozowych, a jej nieznajomość przyczynia się często do nadmiernego obciążenia pojazdów i w konsekwencji do nadmiernej ich eksploatacji.

Jak wykazały badania, w przypadku surowca świerkowego woda zawarta w drewnie stanowi prawie połowę masy.

Rozróżniamy:

 

1. Drewno wilgotne (mokre) o wilgotności powyżej nasycenia włókien (nasycenia błon komórkowych), o wilgotności większej niż 30 %, czyli zawierającej wodę wolną i związaną.

2. Drewno załadowczo-suche o wilgotności około 25 %.

3. Drewno powietrznie-suche, które po dłuższym składowaniu na otwartej przestrzeni osiąga wilgotność 13-20 %.

 

Do poziomu poniżej 13 % możemy doprowadzić drewno susząc je w zamkniętych pomieszczeniach ogrzewanych. W pomieszczeniach mieszkalnych drewno osiąga wilgotność 4-13 % (4 % w końcu zimy przy ogrzewaniu centralnym, 13 % w jesieni bez ogrzewania).

 

WILGOTNOŚĆ TECHNICZNA jest to wilgotność której poziom zależy od wymagań związanych z obróbką drewna.

WILGOTNOŚĆ UŻYTKOWA jest to wilgotność której poziom zależy od zastosowania i warunków użytkowania drewna.

 

 

Higroskopijność, nasiąkliwość, przesiąkliwość

 

 

HIGROSKOPIJNOŚĆ jest to zdolność do wchłaniania wilgotności z powietrza.

Zależy od gatunku drewna, temperatury i wilgotności względnej powietrza.

STAN RÓWNOWAGI HIGROSKOPIJNEJ jest to zrównoważenie wilgotności drewna z wilgotnością powietrza.

NASIĄKLIWOŚĆ jest to zdolność wchłaniania wody lub innych cieczy przez drewno zanurzone w cieczy. Cecha ta jest związana z porowatością drewna, a tym samym z jego gęstością.

Drewno o dużej gęstości wolniej wchłania wodę bo ma mniej porów, niż drewno małej gęstości. Drewno twardzieli wchłania wodę wolniej niż biel.

W wyniku pełnego nasycenia wodą każde drewno tonie.

PRZESIĄKLIWOŚĆ to zdolność drewna do przepuszczania wody pod ciśnieniem.

Zależy od: gatunku drewna, wilgotności początkowej drewna, szerokości słojów rocznych, wieku drzewa itp.

U gatunków liściastych pod ciśnieniem 0,1 MPa przesącza się przez

1 cm2 przekroju poprzecznego 30-150 cm3 wody, a u iglastych zaledwie 5-50 cm3 .

Przesiąkliwość drewna przez powierzchnię czołową jest znacznie większa niż przez promieniową i styczną, a przez promieniową nieco większa niż przez styczną.

Ponieważ gęstość związana jest w dużym stopniu z udziałem drewna późnego, przesiąkliwość wraz ze wzrostem udziału tego drewna będzie malała, przede wszystkim u gat. liściastych.

Natomiast u iglastych możliwy jest wzrost przesiąkliwości wraz ze wzrostem udziału drewna późnego. Zjawisko to obserwowane w drewnie Św i Jd spowodowane jest większą ilością jamek w drewnie późnym niż wczesnym. Przesiąkliwość drewna może być cechą dodatnią jak i ujemną, w zależności od jego przeznaczenia. Np. cechą ujemną jest ono przy produkcji klepek na beczki do cieczy i dlatego na ten wyrób stosuje drewno wycięte promieniowo tzn. tak, że ciecz w beczce styka się  z jego przekrojem promieniowym.

W drewnie przeznaczonym do impregnacji przesiąkliwość jest pożądana bo ułatwia wnikanie cieczy antyseptycznych.

Dlatego na podkłady stosuje się drewno Bk bez fałszywej twardzieli (w naczyniach fałszywej twardzieli znajdują się dużo ilości wcistek).

 

 

Kurczenie, pęcznienie, paczenie i pękanie drewna

 

KURCZENIE jest to zmniejszanie się wymiarów drewna wskutek wysychania.

Kurczenie się spowodowane jest wydalaniem się wody związanej z przestrzeni międzymicelarnych w błonach komórkowych.

Kurczenie zależy od: rodzaju drewna, ciężaru właściwego drewna, warunków wzrostu drzewa, położenia próbki na pniu.

Drewno gatunków iglastych kurczy się w poprzek włókien mniej niż liściastych.

Kurczenie się drewna zwiększa się ze wzrostem jego ciężaru właściwego.

Jest zjawiskiem szkodliwym, gdyż powoduje pękanie i paczenie się drewna.

 

Ponieważ drewno jest materiałem o różnokierunkowej budowie, skurcz i pęcznienie są rozmaite.

Im drewno ma większą gęstość, tym większy wykazuje skurcz.

Tłumaczy się to tym, że drewno o większej gęstości ma grubsze błony komórkowe, a więc i większa objętość przestrzeni międzymicelarnych, które ulegają zmniejszeniu w czasie wyparowywania wody higroskopijnej. Dlatego bardziej kurczy się drewno późne niż wczesne i drewno gatunków twardych niż miękkich. Z tych powodów w zeschniętych deskach wystają sęki, ponieważ przebieg włókien sęka jest prawie prostopadły do przebiegu włókien deski.

 

Drewno świeże, wyparowując wodę, nie kurczy się do chwili, gdy jego wilgotność dojdzie do punktu nasycenia włókien, czyli ok. 30 % wilgotności bezwzględnej. Oznacza to, że nie kurczy się ono doputy, dopuki wyparowuje wodę wolną. Z chwilą rozpoczęcia wyparowywania wody higroskopijnej drewno zaczyna się kurczyć na skutek zmniejszania się wszystkich błon komórkowych w wyniku zbliżania się do siebie poszczególnych miceli.

 

 

 

SKURCZ DREWNA (%) W POSZCZEGÓLNYCH KIERUNKACH

 

KIERUNEK SKURCZU

WIELKOŚĆ SKURCZU (%)

WZDŁUŻ WŁÓKIEN

0,1 – 0,8 %

PROMIENIOWY

3 – 5 %

STYCZNY

6 – 13 %

OBJĘTOŚCIOWY

7 – 22 %

 

PĘCZNIENIE jest to zwiększanie się wymiarów drewna wskutek wnikania wody w przestrzenie między micelarne błon komórkowych.

Drewno pęcznieje od stanu całkowicie suchego do punktu nasycenia włókien (0-30 %). Powyżej punktu nasycenia włókien drewno nie pęcznieje.

Pęcznienie jest powodowane przez wodę związaną, która przenika pomiędzy micele, rozpycha je i w ten sposób przyczynia się do zwiększenia wymiarów drewna.

Pęcznienie jest wadą drewna, w niektórych jednak wypadkach, np. w beczkach na płyny, może stanowić zaletę.

 

 

 

 

 

 

PĘKANIE jest powodowane kurczeniem się drewna w kierunku stycznym i promieniowym oraz nierównomiernym wysychaniem zewnętrznych i wewnętrznych warstw drewna.

Przy wysychaniu zewnętrzne warstwy drewna kurczą się, gdy tymczasem warstwy wewnętrzne zawierają jeszcze tyle wilgoci, że skurcz ich jest o wiele mniejszy lub nie ma go wcale. Wskutek tego w drewnie powstają naprężenia, które powodują pęknięcia jego warstw zewnętrznych. Pęknięcia te biegną wzdłuż promieni.

W drzewach zjawisko pękania drewna występuje pod działaniem czynników zewnętrznych, jak wiatr, okiść (pęknięcia rdzeniowe, okrężne) lub niskie temperatury (pęknięcia mrozowe)

Wielkość pęknięć z przesychania zależy od szybkości parowania wilgoci z drewna, rodzaju drzewa, sortymentu itd.

Drewno gatunków iglastych pęka mniej niż niektórych liściastych.

Duże i grube sortymenty pękają bardziej niż małe i cienkie.

W sortymentach okrągłych i grubych belkach pęknięcia pojawiają się przede wszystkim na czołach, ponieważ przez te przekroje parowanie wilgoci z drewna jest najszybsze.

Zjawisko pękania drewna okrągłego, tarcicy i wyrobów z drewna jest następstwem nierównomiernego wysychania i kurczenia się drewna. Drewno o wilgotności przekraczającej punkt nasycenia włókien (ok. 30 % wilgotności) odparowuje najpierw wodę wolną, nie zmniejszając swoich wymiarów; kurczenie się i pękanie drewna występuje podczas odparowywania wody związanej, przy wilgotności niższej od punktu nasycenia włókien. Zewnętrzne warstwy drewna okrągłego i tarcicy wysychając intensywniej zaczynają się kurczyć, lub w ogóle nie kurczą się; następstwem tego są naprężenia rozciągające i pękanie drewna warstw zewnętrznych.

Pękanie drewna w czasie ścinki drzew oraz wyrzynki kłód jest następstwem naruszenia równowagi naprężeń wzrostowych, które w ściętych drzewach ulegają gwałtownemu rozładowaniu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PACZENIE SIĘ DREWNA jest następstwem wysychania drewna.

Jest to zmienianie kształtu przez drewno tak, że nie następuje jeszcze pękanie (drewno występuje w postaci jednorodnego ciała).

Wielkość i rodzaj odkształceń zależą od gat. drewna, wymiaru sortymentów oraz od tego, z jakiej części kłody zostały one wyrobione i od kierunku słojów rocznych.

Paczenie się jest tym większe, im większa jest grubość i szerokość, dlatego deski boczne przecierane są w małych grubościach.

Najbardziej paczą się deski wycięte z obwodowej części kłody (deski boczne), a najmniej – deski z warstw trzyrdzeniowych.

Środkowa deska, zawierająca rdzeń w środku swej grubości, nie paczy się, zmniejsza się jedynie jej grubość na krawędziach, natomiast pozostałe deski z kłody przybierają kształt nieckowaty z wybrzuszeniem zwróconym ku rdzeniowi. Tłumaczy się to tym, że w desce środkowej ustawienie słojów jest pionowe, a więc na obu jej płaszczyznach jest jednakowy udział drewna późnego i taka sama wielkość skurczu.

W deskach bocznych zawartość drewna późnego na płaszczyźnie zewnętrznej jest tym większa od zawartości tego drewna na płaszczyźnie wewnętrznej, im deska dalej jest położona od rdzenia.

Im dalej od rdzenia, tym więcej drewna późnego i skurcz płaszczyzny zewnętrznej deski oraz paczenie jest większe.

Paczenie drewna jest tym większe, im większa jest różnica między skurczem stycznym a skurczem promieniowym, np. drewno bukowe i grabowe paczy się silniej niż innych gatunków.

Paczenie drewna utrudnia jego obróbkę oraz zwiększa odpady, zwłaszcza przy struganiu; może powodować zniekształcenie części składowych mebli lub elementów płytowych.

W celu zrównoważenia obustronnych naprężeń wykonuje się dwustronne okleinowanie elementów meblowych. Paczenie się stolarki budowlanej (skrzydła okienne, drzwi) oraz mebli (drzwi w szafach) powoduje trudne do usunięcia, lub nie dające się usunąć, zniekształcenia; naraża to użytkownika i gospodarkę narodową na duże straty.

 

Spaczeniom i pęknięciom możemy zapobiec, nie dopuszczając do gwałtownego wysychania drewna, a więc nie narażając go na zbytnie nasłonecznienie i silne przewiewy.

 

 

SZYBKOŚĆ WYSYCHANIA DREWNA ZALEŻY OD:

1. Jego grubości – im cieńsze są deski, tym szybciej wysychają.

2. Stanu jego powierzchni – drewno okorowane schnie szybciej niż drewno w korze.

3. Temperatury suszenia – drewno wystawione na pełne działanie promieni słonecznych schnie szybciej niż składowane w cieniu.

4. Szybkości przepływu powietrza – drewno ułożone w miejscu silnego przewiewu schnie szybciej niż składowane w zaciszu.

5. Koncentracji pary wodnej w powietrzu – drewno w środowisku bardziej wilgotnym schnie wolniej niż w suchym.

 

 
Copyright ©2017 by użytkowanie lasu
Kreator Stron www