Pęcznienie i kurczenie się drewna » Opis » co to? » Definicja pojęcia
Ekologia.pl Wiedza Encyklopedia pęcznienie i kurczenie się drewna
Definicja pojęcia:

pęcznienie i kurczenie się drewna

Spis treści

Pęcznienie i kurczenie się drewna — Pęcznienie i kurczenie się drewna – zmiana wymiarów liniowych i objętości drewna w wyniku procesów sorpcji i desorpcji pary wodnej lub wody, na którą wpływ ma głównie budowa błony komórkowej oraz mikroskopowa struktura drewna. Zjawiska pęcznienia i kurczenia się drewna zależne są od gatunku i gęstości drewna, a także od kierunku anatomicznego (anizotropia kurczenia się i pęcznienia).

Cechy i właściwości mechaniczne drewna

Drewno jest materiałem niejednorodnym (anizotropowym) o porowatej strukturze oraz systemie przestrzeni kapilarnych. Cechuje się złożoną budową fizyczną i chemiczną. Składa się głównie z celulozy, hemicelulozy i ligniny oraz substancji, takich jak żywice, woski, tłuszcze, barwniki, garbniki, alkaloidy i substancje mineralne.

Właściwości drewna zależą w dużym stopniu od gatunku drzewa, z którego pozyskiwany jest surowiec drzewny, jego gęstości, wilgotności oraz kierunku anatomicznego (stycznego, promieniowego i równoległego do przebiegu włókien). Do właściwości niepożądanych zalicza się m.in. dużą higroskopijność drewna, pęcznienie i kurczenie się drewna (podczas adsorpcji i desorpcji pary wodnej lub wody), pękanie (pęknięcia skurczowe podczas wysychania).

Przekrój poprzeczny pnia drzewa z widocznymi słojami przyrostu rocznego. Wikimedia.org

Wilgotność drewna

Wilgotność drewna określana jest jako stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy tego drewna i wyrażana w gramach lub procentach. Wilgotność drewna zależy w dużym stopniu od warunków, w jakich znajduje się drewno i ma znaczący wpływ na inne właściwości drewna (np. gęstość). Wysoka wilgotność sprzyja rozwojowi grzybów, które przyczyniają się do gnicia drewna, a także może prowadzić do paczenia się (zniekształcania wyrobów drewnianych). Niska wilgotność zmniejsza trwałość drewna; staje się ono bardziej podatne na powstawanie spękań.
 


Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje wilgotności:

  • wilgotność względną – stosunek masy wody w drewnie do całkowitej masy drewna;
  • wilgotność bezwzględną – stosunek masy wody w drewnie co masy absolutnie suchego drewna.

Bezpośrednio po ścięciu drzewa wilgotność drewna wynosi średnio 35% i z upływem czasu wartość zmniejsza się aż do osiągnięcia stanu powietrzno-suchego o wilgotności 15-20% (drewno suszone na wolnym powietrzu) bądź wilgotności wynoszącej 8-13% (drewno przechowywane w suchym pomieszczeniu).

Drewno w stanie świeżym zawiera dużą ilość wody wolnej wypełniającej cewki i naczynia (ok. 65%) oraz wodę związaną (higroskopijną) wypełniającą wolne przestrzenie międzymicelarne celulozy w błonie komórkowej (30%). Błona komórkowa może chłonąć wodę do określonej granicy zwanej punktem nasycenia włókien definiowanego jako maksymalną wilgotność drewna zawierającego tylko wodę związaną (ok. 30%). Wszelkie zmiany wilgotności powyżej punktu nasycenia włókien nie wpływają na zjawiska kurczenia się i pęcznienia drewna.

Drewno jest higroskopijne, czyli zdolne do wymiany pary wodnej z otaczającym go powietrzem atmosferycznym. Drewno niezabezpieczone zawsze dąży do osiągnięcia stanu równowagi pomiędzy wilgotnością własną a wilgotnością otoczenia (stan równowagi higroskopijnej). Drewno może oddawać nadmiar wilgoci (desorpcja pary wodnej), co prowadzi do jego kurczenia się, lub pochłaniać wilgoć z otoczenia (adsorpcja pary wodnej) czego wynikiem jest pęcznienie drewna. Zjawiska te dotyczą wyłącznie zmian wilgotności błon komórkowych (wody związanej) i odbywają się przy wilgotności drewna rzędu 0-30%. Kurczenie się i pęcznienie drewna są zjawiskami odwracalnymi i są w przybliżeniu równoważne przy jednakowej zmianie poziomu wilgotności.

Suszenie drewna. Wikimedia.org

Kurczenie się drewna

Kurczenie się drewna polega na zmniejszaniu się wymiarów drewna podczas suszenia wskutek spadku wilgotności od punktu nasycenia włókien (ok. 30%) do stanu bezwodnego (0%). Zjawisko to polega na oddawaniu wody związanej obecnej w przestrzeniach międzymicelarnych błony komórkowej (desorpcja pary wodnej).


Tempo i stopień kurczenia się drewna w dużym stopniu zależy od gatunku drzewa i jego warunków siedliskowych oraz gęstości drewna. Większą kurczliwość wykazuje drewno o dużej gęstości i grubszych błonach komórkowych, np. drewno późne (letnie) i drewno twarde.

Niejednorodna struktura drewna wpływa na nierównomierną wielkość skurczu dla poszczególnych kierunków przekroju anatomicznego (anizotropia kurczenia się drewna):

  • dla kierunku stycznego (cięcie styczne do słojów przyrostu rocznego) wynosi 6-13%;
  • dla kierunku promieniowego (cięcie prostopadłe do słojów przyrostu rocznego) wynosi 3-5%;
  • dla kierunku wzdłuż włókien wynosi 0,1-0,8%.

Różnice w kurczliwości dla danych kierunków przekroju anatomicznego wpływają na zmiany wymiarów liniowych i objętości drewna, a także na odkształcenia i wady powstające podczas suszenia (pęknięcia desorpcyjne, spaczenia).

Pęknięcie desorpcyjne na przekroju poprzecznym buka zwyczajnego spowodowane jest nierównomierną kurczliwością drewna w kierunku stycznym i promieniowym (anizotropia). Wikimedia.org

Pęcznienie drewna

Pęcznienie drewna polega na zwiększaniu się wymiarów liniowych i objętości drewna wskutek adsorpcji pary wodnej lub wody z otoczenia, która następnie w postaci wody związanej wnika w przestrzenie międzymicelarne celulozy w błonie komórkowej, pokrywa je otoczką wodną i powoduje ich rozsunięcie. Przyczyną tego zjawiska jest micelarna struktura celulozy stanowiącej podstawowy składnik drewna, powinowactwo pomiędzy celulozą i wodą oraz właściwości zwilżające wody. Drewno pęcznieje od stanu bezwodnego (0% wilgotności) do punktu nasycenia włókien (ok. 30% wilgotności).


Pęcznienie drewna, analogicznie do procesu kurczenia się drewna, w związku z niejednorodną strukturą drewna przebiega nierównomiernie dla poszczególnych kierunków przekroju anatomicznego (anizotropia pęcznienia drewna). Najniższą wartość pęcznienia wykazują zmiany liniowe biegnące równolegle wzdłuż włókien, wartości pośrednie – zmiany w kierunku promieniowym, wartości największe – zmiany w kierunku stycznym.

Budowa łańcucha celulozy. Sztywne i równolegle ułożone łańcuchy celulozy zbudowane są z reszt β-glukozy połączonych wiązaniami β–1,4–glikozydowymi, tworząc micele stabilizowane mostkami wodorowymi (niebieska linia przerywana). Wikimedia.org
Indeks nazw
Szukaj lub wybierz według alfabetu
A B C D E F G H I J K L Ł M N O P Q R S Ś T U V W X Y Z Ź Ż
Znaki ekologiczne
Dolphin Safe
Dolphin Safe
4.6/5 - (7 votes)
Default Banner Post Banner
Subscribe
Powiadom o
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments