fachowo

ePodloga.pl / Artykuły

Drewno, a wilgoć

Drewno, a wilgoć – cz.1

06-08-2009, opracowanie: ePodloga.pl

 

Ze względu na obszerność materiału cały artykuł został podzielony na dwie części. W pierwszej przyjrzymy się strukturze drewna i jego zachowaniu w różnym otoczeniu. Tym samym wyjaśnimy zachodzące w nim zjawiska. W części drugiej omówimy odporność drewna na wilgoć w zależności od gatunku.

 

Podstawowymi jednostkami, z jakich zbudowane jest drewno są włókna. Włókno to podłużna struktura będąca jedną komórką bądź też ich grupą. Komórki te w rosnącym drzewie są słabo szczelne w zetknięciu z wodą. Wilgoć w nim może sięgnąć nawet stu procent, mówimy wtedy, że drzewo jest mokre. Współczynnik wilgotności drewna jest różnicą wagową wyrażoną procentowo pomiędzy jego ciężarem w określonym stanie wilgotności, a jego ciężarem w stanie suchym i określony jest, jako współczynnik W choć częściej można się spotkać z jego angielskim odpowiednikiem MC (z ang. Moisture content). Przykładowo współczynnik 33%MC oznacza, że ciężar drewna jest trzy-krotnie większy od ciężaru, jaki to drewno posiada gdy jest suche. Tym samym oznacza, że jego wilgotność wynosi 33%. Ciężar i ilość zgromadzonej wody w rosnącym drzewie są znacznie większe niż w drewnie gotowym do obróbki.

 

W momencie, gdy drzewo zostaje ścięte zaczyna tracić swoją wilgotność. Redukcja wilgoci w pierwszym etapie wiąże się z utratą tzw. wody wolnej. Proces ten nie wiąże się ze zmianami rozmiaru i kształtu drewna. Na tzw. pęcznienie i kurczenie wpływ ma woda komórkowa. Wraz z utratą wolnej wody tracone są składniki odżywcze drewna i proces ten trwa aż do całkowitej desorpcji do atmosfery. Moment ten określany jest, jako stopień nasycenia włókien (fsp) i waha się w granicach 25-30%MC w zależności od gatunku drewna. Cały proces utraty wolnej wody trwa relatywnie szybko w małych partiach drewna (nawet, gdy drewno stoi np. na deszczu). W przypadku większych partii może to trwać latami, aż cała woda wolna zostanie uwolniona.

 

Podsumowując, wodę znajdującą się w drewnie możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy:

 

·         Wolna woda – Jest to woda znajdująca się w samych komórkach

·         Woda komórkowa – Jest to woda znajdująca się na ściankach komórek

 

Kiedy proces desorpcji do atmosfery całej wody wolnej ulegnie końcowi, drewno dalej będzie pozostawało wilgotne. Wilgoć ta jest związana ze ściankami komórek (chemicznymi wiązaniami) i znacznie więcej energii jest potrzebnej, aby się jej pozbyć, dlatego proces ten trwa znacznie dłużej i wiąże się on ze zmianą rozmiaru i kształtu drewna. W momencie desorpcji wody komórkowej do otoczenia drewno zaczyna się kurczyć. Natomiast w przypadku absorpcji drewno zacznie pęcznieć. Innymi słowy w wyniku zmian wilgotności od 30% w dół w zależności od kierunku tych zmian drewno będzie zmieniać swoją objętość. Z procesem tym wiążą się dwa negatywne zjawiska, które zmniejszają odporność i trwałość drewna.

 

Pierwszym z nich są pęknięcia, które powstają na wskutek napięć. Napięcia te z kolei są efektem tego, że powierzchnia drewna schnie szybciej od jego rdzenia. Zatem w pewnym momencie powierzchnia będzie sucha i zacznie się kurczyć, natomiast rdzeń drewna będzie wciąż wilgotny i kurczenie to będzie hamować. Spowoduje to wytworzenie się pomiędzy nimi napięcia, które w jakiś sposób będzie musiało się uwolnić. W przypadku miękkich gatunków drewna o małej gęstości wiązać się to będzie z powstawaniem pęknięć. W momencie, gdy zacznie schnąć rdzeń, proces ten zadziała w drugą stronę i pęknięcia powstaną również w samym rdzeniu. Dlatego każde narażenie drewna na zwilgocenie, a potem wysuszenie wiązać się będzie z traceniem przez to drewno naturalnej odporności i trwałości.

 

Drugim problemem jest tzw. zbaczanie. Problem ten również wiąże się ze skurczem, a polega na tym, że drewno zmieni swój kształt. Dzieje się tak z powodu tendencji do różnych kierunków kurczenia się:

 

·         Stycznie do słoi - w znacznym stopniu

·         Prostopadle do słoi – w ok. 50%

·         Na swojej długości – znikomo

 

 

Inżynierowie rzadko wiedzą jak rozłożone są słoje, dlatego kurcz jest często szacowany dla każdego z wymiarów tak samo. Kurczenie się materiału w przypadku budowy ścian, podłóg czy dachów może być przyczyną niebezpiecznych problemów, drogich w naprawie, dlatego tak ważne jest dobranie odpowiedniego drewna i odpowiednie oszacowanie skurczu, na którego wpływ ma kilka czynników:

 

·         Gatunek

·         Grubość

·         Część, z jakiej element został wycięty

·         Inicjacyjny wskaźnik wilgoci

·         Współczynnik skurczu

 

W momencie, kiedy drewno utraci wodę komórkową staję się suche. Odwrotnym procesem do schnięcia jest proces wilgocenia się drewna, które wiąże się z pęcznieniem. Pęcznienie w odróżnieniu do kurczenia się zwiększa objętość drewna. Objętość będzie się zwiększać aż do wspomnianego wcześniej punktu nasycenia włókien. Przekroczenie tej granicy to już wytwarzanie się w komórkach wody wolnej.

 

Zatem, drewno możemy podzielić ze względu na zawartość wody wolnej i komórkowej lub też wyrażając się precyzyjniej – ze względu na wskaźnik wilgotności:

 

·         Niesezonowane lub „zielone” drewno – Posiada wskaźnik wilgoci większy od stopnia nasycenia włókien (powyżej 25%).

·         Częściowo sezonowane drewno – Posiada wskaźnik wilgotności 25-15%. Drewno w tym etapie doznaje kurczów.

·         Sezonowane drewno – Posiada wskaźnik wilgotności poniżej 15%. I w przypadku zastosowania do użytku wewnętrznego wilgotność tą już utrzyma.

 

Proces suszenia drewna ściętego, aż do osiągnięcia wilgoci mniejszej niż 15% jest nazywany sezonowaniem.

 

Wilgoć może być wymieniana pomiędzy atmosferą a drewnem. Kierunek wymiany jest zależny od temperatury i wilgotności powietrza a moment ustabilizowania (zakończenie wymiany) jest nazywany momentem równowagi. Uzyskany współczynnik wilgoci zwany jest fachowo współczynnikiem równowagi EMC (equalibrum moisture content). Im wyższa temperatura lub im mniejsza wilgotność powietrza tym mniejszy EMC. Poniżej tabela zależności (może się nie znacznie różnić w zależności od różnych gatunków)

 

 

 

Wzór na EMC jest następujący:

 

EMC = 1800/W [ KH/(1-KH) + (K1KH + 2K1K2K2H2) / (1 + K1KH + K1K2K2H2) ]

,gdzie:

 

T to temperatura otoczenia wyrażona w stopniach Celsjusza

H to wilgotność otoczenia wyrażona w procentach

 

W = 330 + 0.452T + 0.00415T2

K = 0.791 + 0.000463T - 0.000000844T2

K1 = 6.34 + 0.000775T - 0.0000935T2

K2 = 1.09 + 0.0284T - 0.0000904T2

 

Zatem warunkiem utrzymania odpornego drewna jest zapewnienie mu suchości. Negatywne skutki wilgoci możemy zawrzeć w kilku najistotniejszych punktach:

 

·         Zmiana wymiaru i kształtu – najbardziej niebezpieczny w odniesieniu do dużych budowli, w których drewno jest podstawowym materiałem

·         Siła – wilgoć powoduję, że włókna są bardziej śliskie.

·         Sztywność – wilgoć zmniejsza elastyczność włókien

·         Trwałość – Każdy proces schnięcia obniża trwałość włókien

·         Powłoka – Pęknięcia mogą powodować dostawanie się wody bezpośrednio do rdzenia, co jeszcze bardziej przyspiesza proces niszczenia.

Tagi: deski,parkiety,deska,parkiet,drewno,podlogi,drewniane,wilgoc,woda

drukuj Drukuj | pobierz Pobierz | polecanie Poleć znajomemu | ulubione Ulubione | dyskusja Forum
Ocena: ocena 1 ocena 2 ocena 3 ocena 4 ocena 5

Wszystkie artykuły


| 1 | 2 | 3 | Pokaż wszystkie


Deska Barlinecka


Statystyki





O nas / Kontakt / Regulamin / Banery / Linki / Wszystkie artykuły / Mapa serwisu
Interesuje Cie współpraca? Zajrzyj do działu Reklama
Projekt i realizacja: iTools
2010, ePodloga.pl , wszystkie prawa zastrzeżone.