WILGOTNOŚĆ DREWNA I JEJ WPŁYW NA WALORY UŻYTTKOWE WYROBÓW Z DREWNA
Pozyskana tarcica ze świeżo ściętych drzew posiada zbyt wysoką wilgotność, aby efektywnie ją wykorzystywać. Powinna być poddana procesowi suszenia. Może ono być naturalne ( na wolnym powietrzu) lub sztuczne (w suszarkach komorowych – z wymuszonym obiegiem powietrza o podwyższonej, regulowanej temperaturze.
- Drewno jest ekologicznym materiałem odnawialnym. Jego pozyskiwanie nie jest szkodliwe dla środowiska naturalnego pod warunkiem, że odbywa się planowo np. przestrzegając zasady FSC. Obecnie w Polsce pozyskuje się niewiele ponad 50 % rocznego przyrostu masy.
- Człowiek wykorzystuje je dla swoich potrzeb od zarania dziejów. W optymalnych warunkach zapewniających niską wilgotność (bez narażenia na działanie wody) lub bez dostępu powietrza (pod wodą) ma bardzo dużą trwałość sięgającą tysięcy lat np. sarkofagi faraonów, budowle w Biskupinie itp.
- Drewno posiada szereg bardzo ważnych właściwości, których poznanie pozwoli uniknąć rozczarowań podczas eksploatacji wyrobów z niego wykonanych. Jedną z najważniejszych jest zespół cech związanych z wilgotnością drewna.
- Pozyskana tarcica ze świeżo ściętych drzew posiada zbyt wysoką wilgotność, aby efektywnie ją wykorzystywać. Powinna być poddana procesowi suszenia. Może ono być naturalne ( na wolnym powietrzu) lub sztuczne (w suszarkach komorowych – z wymuszonym obiegiem powietrza, o podwyższonej, regulowanej temperaturze. W nowoczesnych komorach nad prawidłowością tego procesu czuwa specjalistyczny program komputerowy)
- Podczas suszenia do wilgotności około 30% usuwana jest „woda wolna”, która wypełnia pory drewna. W tym czasie nie zmienia ono swoich wymiarów. Ten poziom wilgotności nazywany jest „stanem nasycenia włókien” Podczas dalszego suszenia usuwana jest „woda związana” znajdująca się w ścianach komórkowych. Jest to proces wiele trudniejszy od poprzedniego, wymagający zwiększonych nakładów energetycznych i trwający znacznie dłużej.
- Z obniżaniem wilgotności od punktu nasycenia włókien (około 30%) do stanu bezwodnego (0%) związany jest proces kurczenia się. Z uwagi na anizotropową budowę drewna wielkość tego skurczu jest różna dla poszczególnych kierunków anatomicznego przekroju i wynosi:
-
dla kierunku stycznego (cięcie styczne do okręgów słojów rocznych) — 6% -13%
-
dla kierunku promieniowego (cięcie przebiega w płaszczyźnie prostopadłej do słojów rocznych) — 3%-5%
-
dla kierunku wzdłuż włókien — 0,1%-0,8%
- Skutkiem tych różnic oprócz zmiany wymiarów liniowych jest często zmiana kształtu oraz wady, które powstają podczas suszenia. Najczęściej spotykane wady to pęknięcia desorpcyjne oraz spaczenia
- Jako materiał higroskopijny drewno posiada również zdolność do pochłaniania pary wodnej znajdującej się w powietrzu. Procesowi temu towarzyszy zjawisko pęcznienia.
Kurczenie i pęcznienie drewna są zjawiskami odwracalnym i w przybliżeniu są sobie równe przy takiej samej zmianie poziomu wilgotności. W rzeczywistości drewno stale „pracuje” dążąc do stanu równowagi higroskopijnej i odpowiadającej mu wilgotności równowagowej. ( w załączeniu część tablicy wilgotności równowagowej) - Tak dzieje się w warunkach swobodnego pęcznienia. W przypadkach, gdy ta swoboda zostaje ograniczona np. w ściśle osadzonych deskach podłogowych podczas pochłaniania wilgoci przez drewno następuje duży wzrost naprężeń wewnętrznych i po przekroczeni wytrzymałości ściany komórkowej może dojść do samo sprasowania drewna w tych płaszczyznach, gdzie zostało zahamowane swobodne pęcznienie. Po kolejnym obniżeniu wilgotności pomiędzy deskami wystąpią szczeliny, Podobne zjawisko obserwujemy podczas obluzowywania się trzonków w młotkach czy siekierach.
- O wiele częściej szczeliny występują, gdy zamontowane elementy posiadają wilgotność wyższą od wilgotności równowagowej odpowiadającej warunkom eksploatacji, wtedy pojawia się zsychanie się drewna.
- Należy pamiętać, że wilgotność równowagowa zmienia się wraz ze zmianą warunków otoczenia - głównie wilgotności względnej i temperatury powietrza.
- Zimą w pomieszczeniach z centralnym ogrzewaniem wilgotność powietrza spada nawet do 25 %, natomiast latem w dżdżyste dni często przekracza 90%.
- Chcąc uniknąć zmian wymiarów wynikającą z pęcznienia lub skurczu należy dążyć do instalowania elementów o wilgotności zbliżonej do wilgotności równowagowej odpowiadającej najczęściej występującym parametrom otoczenia podczas eksploatacji wyrobów z drewna
- Podsumowując należy stwierdzić, że występowanie szczelin nawet w najlepiej zamontowanej podłodze czy boazerii szczególnie w pewnych porach roku jest czymś normalnym wynikającym z naturalnych właściwości drewna. Można je jednak ograniczyć do minimum stosując się do wspomnianych wyżej zasad.
- Podstawowe pojęcia:
- Wilgotność bezwzględna drewna - jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna całkowicie suchego (w drzewnictwie stosuje się na ogół wilgotność bezwzględną określając ją krótko terminem „wilgotność”
- Wilgotność równowagowa drewna - wilgotność jaką uzyskuje drewno w powietrzu o stałych parametrach (temp i wilg. względnej ) Jest to stan, w którym drewno nie oddaje ani nie pobiera wilgoci z otoczenia
- Wilgotność względna powietrza – określa stopień nasycenia powietrza parą wodna w danej temperaturze
- Stan nasycenia włókien - występuje wtedy gdy ściany komórkowe zmagazynowały maksymalną ilość pary wodnej , a wnętrza komórek nie wykazują obecności wody wolnej – W praktyce przyjmuje się około 30 %
- FSC - Forest Stewardship Council, Rada Zrównoważonej Gospodarki Leśnej
- OPRACOWAŁ:
Mgr inż. Andrzej Waligóra
Technolog drewna