wilgotność drewna

Wilgotność drewna — Wilgotność drewna – jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy tego drewna. Stosunek ten może być wyrażony w gramach lub w procentach. W zależności od gatunku świeżo ściętego drzewa wartość ta plasuje się pomiędzy 50 a 150%. Wyróżnia się wilgotność względną i wilgotność bezwzględną w zależności od przyjętego punktu odniesienia. Wilgotność drewna jest uzależniona od warunków w jakich drewno obecnie się znajduje i ma istotny wpływ na pozostałe właściwości tego tworzywa. Od wilgotności uzależniona jest przewodność cieplna oraz gęstość pozorna drewna. Gęstość wyraża się w kilogramach na metr sześcienny i mierzona jest stanie tzw. drewna powietrzno-suchego czyli przy wilgotności 15%.

U drzew stojących na pniu zawartość wody w drewnie jest uzależniona od dwóch podstawowych czynników. Po pierwsze jest inna dla różnych gatunków a po drugie waha się w zależności od panującej aktualnie pory roku. Przeważnie największa wilgotność jest osiągana przez drewno w miesiącach zimowych. Wyjątek stanowi brzoza Betula, która wykazuje znacznie wyższą wilgotność w maju niż w miesiącach zimowych. U drzew iglastych wilgotność drewna może wynieść w ciągu roku nawet 100-150% jednak zwykle jest to wartość 80-100%. U drzew liściastych wartości są niższe. Gatunki miękkie takie jak topola, wierzba czy osika osiągają wilgotność 70-110% natomiast u gatunków o drewnie twardym np. jesion, grab czy cis jest to 55-80%.

Wilgotność drewna jest inna w różnych warstwach drzewa. Znaczne różnice wykazuje biel i twardziel. Biel czyli drewno miękkie to warstwa zewnętrzna składająca się ze słojów wytwarzanych w ostatnich okresach wegetacyjnych więc składa się z żywych komórek. Twardziel natomiast nazywana jest twardym drewnem i tworzy wewnętrzne, starsze części pnia. Twardziel można odróżnić od bieli przede wszystkim po ciemniejszym kolorze ponieważ w tej części drzewa zbierają się żywice, gumy i barwniki czyli substancje konserwujące.

Biel natomiast jest odpowiedzialna za przewodzenie wody gdyż starsze drewno nie posiada tej zdolności. Z tego względu warstwy te różnią się zawartością wody. Twardziel ma mniejszą jej zawartość a ponadto charakteryzuje się większym ciężarem oraz większą twardością. Różnice w wilgotności biali i twardzieli mogą być znaczne, dochodzące nawet do trzykrotnie wyższej wartości w drewnie miękkim niż w twardym. Szczególnie tyczy się to gatunków iglastych ponieważ u gatunków liściastych różnice te są znacznie mniej zauważalne i wynoszą od 10 do 20%. Wartości te są zmienne ponieważ stosunek bieli do twardzieli jest inny u różnych gatunków drzew a ponadto zmienia się wraz z wiekiem drzewa oraz jest uzależniony od warunków siedliskowych. U drzew rosnących w formie strzały, czyli o osi prostej, wyróżniają się dwa miejsca o większej wilgotności. Jednym z nich jest część wierzchołkowa natomiast drugim część odziomkowa czyli dolna, najgrubsza część pnia. U starszych jodeł i świerków w częściach odziomkowych pnia występuje często tak zwana mokra twardziel. Jest to warstwa drewna w okolicach rdzenia o bardzo dużej wilgotności drewna dochodzącej nawet do 250%.

Bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi średnio 35%, ale może osiągać wyższe wartości. Świeżo ścięte drzewo wraz z upływem czasu zmniejsza swoją wilgotność która dochodzi do stanu powietrzno-suchego. Oznacza to wielkość, która jest osiągana przez drewno suszone na świeżym powietrzu. Na naszej szerokości geograficznej i w naszych warunkach klimatycznych w zależności od pory roku oraz od wilgotności względnej powietrza wilgotność ta wynosi od 15 do 20%. Do takiego stanu dochodzi dopiero po około roku od ścięcia drzewa. Proces ten można znacznie przyspieszyć wykonując zabieg okorowania po który drewno szybciej wysycha. W przypadku suszenia i przechowywania w zamkniętych i suchych pomieszczeniach wilgotność drewna spada do 8-13%. Drewno jest materiałem higroskopijnym co oznacza, że jest skłonne do pochłaniania wilgoci z powietrza. Niezabezpieczone drewno będzie zawsze dążyło do osiągnięcia równowagi pomiędzy wilgotnością własną a wilgotnością otoczenia. Albo będzie wchłaniać wilgoć albo ja oddawać.

W przemyśle drzewny najczęściej operuje się pojęciem wilgotności bezwzględnej. Wilgotność względna jest to stosunek masy wody do masy całkowitej drewna. Natomiast wilgotność bezwzględna mówi o stosunku masy wody w drewnie do masy drewna absolutnie suchego. W drewnie świeżo ściętym znajduje się dużo wody wolnej. Wypełnia ona cewki i naczynia czyli systemy służące do przewodzenia wody. W tym samym drewnie znajduje się też woda związana (higroskopijna), która wypełnia przestrzenie międzymiceralne błony komórkowej. Błona komórkowa może chłonąć wodę do określonej granicy która nazywana jest punktem nasycenia włókien. Gdy drewno osiągnie ten punkt to nie zawiera wody wolnej a woda związana osiąga maksimum. Wilgotność drewna, która odpowiada punktowi nasycenia włókien jest różna w zależności od gatunku. Wynosi od 23 do 31%.

Duże zmiany wilgotności mogą wpłynąć na nie niekorzystnie na drewno które jest wykorzystywane jako materiał budowlany. Przy zbyt dużym wysuszeniu i wilgotności spadającej do 0% drewno staje się materiałem bardzo nietrwałym. Staje się ono kruche i podatne na wszelkie pęknięcia. Tak suche drewno nie nadaje się do wykonania jakiejkolwiek konstrukcji ani przedmiotów codziennego użytku ponieważ traci swoje właściwości.

Zmniejsza się jego współczynnik sprężystości oraz obniża się jego wytrzymałość. Zbyt duża wilgotność też nie jest zjawiskiem pożądanym. Drewno jest wtedy narażone na destrukcyjne działanie grzybów i owadów, co w konsekwencji prowadzi do jego gnicia. Duża wilgotność drewna powoduje też paczenie czyli zniekształcenie półwyrobów i wyrobów z drewna. Ponadto zmiany wilgotności mogą powodować zmianę wymiarów oraz powstawanie odkształceń postaciowych (zmiany kształtu) a także powstawanie spękań. Drewno nasiąkające wodą będzie pęczniało natomiast podczas wysychania będzie się kurczyć. Aby uniknąć skutków tych procesów konstrukcje drewniane należy przygotowywać z drewna wysuszonego do takiej wartości w jakiej będzie używane. Najlepiej sprawdza się drewno w stanie powietrzno-suchym.