Obsah vlhkosti dřeva se vztahuje k množství vody přítomné jako kapalina nebo pára ve dřevě po evakuaci volné vody . Obecně se vyjadřuje jako zlomek nebo častěji v procentech hmotnosti suchého dřeva. Vlhkost dřeva se také měří vlhkoměrem .
Kromě volné vody - tj. Vody obsažené v buněčných dutinách i v mezibuněčných prostorech, která je zadržována pouze kapilaritou - může voda ve dřevě existovat jako kapalina nebo jako pára v lumen buňky. forma vázané vody , molekulární asociací uvnitř buněčných stěn .
Obsah vlhkosti dřeva, jeho variabilitu, která zároveň má jako bezprostřední následek kolísání hustoty, na hustotu dřeva samotného, jakož i variabilitu objemu , který stejně jako variabilitu hmotnost závisí na změně obsahu vlhkosti jsou důležitými faktory při určování hodnoty dřeva.
Když je strom pokácen, považuje se za „zelený“: zelené dřevo stále obsahuje volnou vodu, údajně má obsah vlhkosti nad bodem nasycení vláken . Koncept bodu nasycení vláken vyvinul americký inženýr Harry D. Tiemann v roce 1906. Dřevo dosáhne bodu nasycení vláken až poté, co byla ztracena veškerá volná voda . V tomto okamžiku se dřevo nezkrátí ani nezmění rozměr, protože vlákna jsou stále zcela nasycena vodou. Tato vázaná voda se během sušení evakuuje, což způsobuje smršťování a deformaci dřeva.
S jeho obsahem vody (a tedy s jeho hustotou a hmotností ) souvisí několik fyzikálních nebo technologických charakteristik dřeva : tvrdost , mechanická odolnost , smrštění , akustické a tepelné vlastnosti ; vztlak dřeva . Elektrická vodivost je přímo ovlivněna vlhkostí. Hustota dřeva také ovlivňuje náklady na přepravu kulatiny a řeziva, kupní cenu dřeva podle hmotnosti, výtěžek buničiny ; hustota dřeva je klíčovým faktorem pro hodnocení lesní biomasy a bioenergie . Vliv vlhkosti na výhřevnosti z palivového dříví , plus suchého dřeva, tím více tepla. Pochopení chování dřeva ve vztahu k vlhkosti je velmi zajímavé pro průmyslová odvětví, která těží nebo používají dřevo.
Vlhkost dřeva je jednou z podmínek přežití určitých hub, hmyzu nebo bakterií, které se budou dřevem živit. . Dřevo je hygroskopické, to znamená, že získává nebo ztrácí vlhkost v závislosti na podmínkách okolního prostředí; získáním nebo ztrátou vlhkosti se dřevo rozpíná nebo smršťuje, také známé jako „zpracování dřeva“, což je předmětem zájmu obchodů s dřevem .
Vlhkost je vyjádřena v procentech dvěma způsoby:
Většinou se vyjadřuje vlhkost na bezvodou hmotu.
Tyto buňky Dřevěné nově vytvořené do živého stromu narozen ve vodním prostředí zaplaveném a samotné buněčné stěny jsou pravděpodobně také plně nasycen vodou. Dřevěné buňky, jejichž hlavní funkcí je přivádět vodu z kořenů na listy, musí být nasyceny vodou, aby vytvořily souvislé a nepřerušované vodní sloupce, které tvoří základ přenosu vody v rostlině . Když dřevěné buňky již nefungují primárně jako prostředek pro dopravu vody, může být voda v buněčné dutině částečně nebo úplně naplněna plyny, včetně vodní páry . Samotná buněčná stěna však zůstává plně nasycená.
Voda tvoří 70% až 90% ve složení rostliny a během metabolismu obsahuje rostlina více než 50% pohybující se vody: stoupající nebo surová míza , která obsahuje živiny, a zpracovaná míza , v malém množství ve srovnání s první . Tok surové mízy v xylému je kontinuální a stoupající: hřídel se chová jako čerpadlo , jehož výkonný motor je umístěn v zelené části a které chemickým rozkladem , gutací a zejména pocením rozptyluje velké množství vody do atmosféry . . Rostlinná transpirace je fenomén značného významu (například jediný dospělý javor stříbrný o délce 14,50 m může ztratit až 225 litrů vody za hodinu). V noci je průtok nízký, ve důležité dny, s vrcholem v poledne , má transpirace účinek na snížení obsahu vody ve stromu. Na druhé straně v zimě, alespoň u krytosemenných rostlin v severních zemích , strom přechází do klidu , míza je zpomalena. Lesníci se při určování konce a začátku vegetačního období, období růstu stromu, spoléhali na teplotu: existuje prahová hodnota, pod níž není voda pro strom použitelná, kde je čerpadlo deaktivováno nebo nespustí: v mírných oblastech mezi 6 a 8 ° C
Rozdíly v obsahu vlhkosti u různých druhů stromů v závislosti na ročním období jsou známé, protože jde o důležitý faktor, který berou v úvahu obchodníci, kteří pravidelně prodávají dřevo podle hmotnosti. Rovněž se uvažovalo o vztlaku dřeva v souvislosti s přepravou plavákem., ale také unášení lesů na řekách ( velké dřevní zbytky ).
Zkušenosti ukazují, že v závislosti na druhu se obsah vlhkosti ve stromě lišil, od jádra po kůru a od kmene ke koruně , a že se také lišil podle ročního období (například u Populus tremuloides , Betula papyrifera , ale ne u severních jehličnanů) . Sezónní variace jsou lokalizovány hlavně na úrovni bělového dřeva ; vlhkost jádrového dřeva se po celý rok jeví jako relativně konstantní. Obsah vlhkosti se zvyšuje od spodní části kmene směrem k temeni . Velká změna obsahu vlhkosti bělového dřeva v oblasti koruny zjevně souvisí se změnami intenzit transpiračních procesů . Obsah vlhkosti u některých odrůd stromů se může lišit v závislosti na jejich stáří; u dubu je tato vzájemná závislost vysvětlena změnami anatomické struktury dřeva v důsledku stáří.
Druh dřeva | Obsah vody | |
---|---|---|
Bělové dřevo | Duramen | |
Měkké dřevo | 150 až 200% | 40 až 80% |
Tvrdé dřevo | 80 až 120% | 60 až 100% |
U Populus tremuloides a Betula papyrifera je obsah vody nejvyšší na jaře těsně před rozbitím pupenů ; během léta klesá , dokud listí neopadne , poté se zvyšuje až do prosince . V lednu dochází k mírnému poklesu, ale ne tak jako v létě . Většina změn obsahu vlhkosti byla pozorována u dřeva nejblíže kůře. U Populus tremuloides obsah vlhkosti obecně klesá s výškou. Hmotnost zásilky Populus tremuloides nebo Betula papyrifera , snížené v létě ( červen - červenec ), lze obecně odhadnout za předpokladu, že polovinu hmotnosti tvoří voda. Dřevo řezané v lednu nebo únoru obsahuje více vody a může být o 6% těžší než stejný objem řezu v létě. Obsah vlhkosti se rok od roku mění. To platí pro třesoucí se osiky , strom obsahuje více vlhkosti během období klidu (během sucha se kmen stromu zmenšuje v průměru).
Obsah vody v březích New Brunswick (Clarks, 1957;)
Z tohoto důvodu, zelené dřevo obvykle obsahuje vodu ve třech formách: kapalné vody částečně nebo úplně vyplnění buněčných dutin (někdy označované jako „ volná voda “ pro její odlišení od vody zachycené v buněčné stěně); z vodní páry do lumen buňky ( lumen ); a voda v buněčné stěně zvaná „ vázaná voda “, zadržovaná ve dřevě silami mnohem silnějšími než ty, které zadržují volnou vodu. Výrazy „volná“ a „vázaná“ jsou relativní, jelikož voda v buněčných dutinách je vystavena kapilárním silám , a proto není ve stejném termodynamickém stavu jako běžná kapalná voda ve velké nádobě . "Kromě toho může voda v lumen buňky také obsahovat ve vodě rozpustné materiály, které snižují její termodynamický stav a činí ji méně volnou než běžná kapalná voda bez rozpuštěných látek." " .
Při sušení zeleného dřeva nejprve ztrácí volnou vodu. Buňka, která ztratila veškerou svou volnou vodu, a která proto ve svém lumenu obsahuje pouze vodní páru, pro plně nasycené buněčné stěny, byla poprvé charakterizována „ bodem nasycení vlákny “, Harry D. Tiemann v roce 1906.
Obsah vlhkosti (TH) se obvykle vyjadřuje v procentech a lze jej vypočítat ze vzorce:
kde je hmotnost vody ve dřevě a hmotnost bezvodého dřeva. Z provozního hlediska lze obsah vlhkosti v daném kusu dřeva vypočítat podle vzorce
kde je hmotnost vzorku při daném obsahu vlhkosti a je hmotnost bezvodého dřeva.
Pro výpočet obsahu vlhkosti protokolu, reprezentativní vzorek (sekce trupu nebo jádro získané za použití Presslera šnekem ) pochází z centrální části protokolu ; zelený vzorek se zváží; vzorek se suší v sušárně při 105 ° C po dobu 16-18 hodin; umístí se do nádoby na vysoušedlo na 30 minut a zváží se při teplotě místnosti; vzorek se znovu umístí do sušárny na 2 hodiny, poté se umístí do nádoby přes vysoušedlo a znovu se zváží při teplotě místnosti, aby se zajistilo, že se hmotnost stabilizovala. Aplikujeme vzorec na výše uvedený vzorec, kde je počáteční hmotnost vzorku (zelená hmotnost) a je hmotnost vysušeného vzorku (TH v%). Vzorec může poskytnout obsah vlhkosti vyšší než 100 procent, protože někdy hmotnost vody ve vzorku přesahuje hmotnost samotného dřeva.
Zeleným dříví je často definována jako čerstvě řezání dřeva, vyznačující se tím, že buněčné stěny jsou zcela nasycené vodou a další vodou se mohou nacházet ve světle . Vlhkost zeleného dřeva se může pohybovat od asi 35% do 120% (200% u topolu). V zelených jehličnatých dřevech je obsah vlhkosti bělového dřeva obecně vyšší než vlhkosti jádrového dřeva ; u zelených tvrdých dřev závisí rozdíl vlhkosti mezi jádrovým a bělovým dřevem na druhu.
Podle obsahu vlhkosti se dřevo říká:
Hustota dřeva je závislá na jeho vlhkosti, je možné identifikovat pojmy bezvodého hustoty, hustoty v suchém stavu na vzduchu; hustoty v zeleném stavu. Tato měření hustoty používají hlavně lesníci k usnadnění srovnání mezi druhy. Pro hustotu ve vzduchu v suchém stavu (SG) je třeba specifikovat obsah vlhkosti: 8, 12 a 15%, lišící se podle zvyku podle zeměpisné oblasti, rozdíly v důsledku skutečnosti, že lesníci historicky požadovali hodnotu práce dřeva suchého na vzduchu pro místní použití a s rovnovážným obsahem vlhkosti (EMC, k rovnovážnému obsahu vlhkosti ) určeným místní teplotou a vlhkostí vzduchu.
Hustota (absolutní hustota) ze dřeva je také uveden ve vztahu k obsahu vlhkosti.
Pro stanovenou vlhkost dřeva (12%) jsou uvedeny fyzikální vlastnosti, jako je tvrdost dřeva (metoda Chalais-Meudon ), stlačení a ohyb .
Obsah vlhkosti dřeva závisí na relativní vlhkosti vzduchu a teplotě vzduchu, ve kterém se nachází. Pokud dřevo zůstane dostatečně dlouho v atmosféře, pro kterou relativní vlhkost a teplota zůstávají konstantní, stane se také obsah vlhkosti konstantní při hodnotě známé jako bilance vlhkosti (HME). Každá kombinace relativní vlhkosti a teploty má tedy přidruženou EMC. EMC se zvyšuje se zvyšující se relativní vlhkostí a se snižující se teplotou. Slabé EMC urychlují sušení na vzduchu, což je často prospěšné, ale může to mít negativní dopad i na druhy, jako je dub, které jsou náchylné k štěpení povrchu na začátku procesu sušení, kdy dochází k příliš rychlému sušení. Pokud je známa EMC potenciálního umístění hotového dřevěného produktu, je teoreticky možné při tomto obsahu vlhkosti sušit.
Čerstvě pokácené dřevo je díky vysoké vlhkosti (95% relativní k suché hmotnosti tvrdých dřevin a 150% jehličnanů) konzervováno před napadením houbami. Aby se mohly vyvinout, nesmí být vlhkost dřeva příliš vysoká (nasycená vodou a tudíž chudá na kyslík) ani příliš nízká (vlhkost pod 20%). Velmi vysoká nebo velmi nízká vlhkost je proto nejlepší ochranou proti napadení houbami.
Objem dřeva se liší podle míry vlhkosti: dřevo se smršťuje, protože schne, což se nazývá smršťování . Srážka ze zeleného do bezvodého stavu se pohybuje od přibližně 4% (teak, Tectona grandis ) do 20% ( africký eben , Diospyros spp .).
Tyto kůrovci a Platypes tunel do dřeva nebo čerstvě poražené naklást vajíčka. Jejich působení je definitivně zastaveno, jakmile vlhkost dřeva klesne pod 30-35%. Útok je proto ukončen, když je použito dřevo.
Vždy existuje zájem o co nejzelenější řezání kulatiny; nebo kulatiny ze skladu za mokra : koeficient tření dřeva a oceli je nižší u zeleného dřeva než u suchého dřeva, což má za následek snížení opotřebení zubů pily , a to třením a zahříváním ; vlhkost v kulatinách také pomáhá ochladit čepel. Nejjednodušším řešením je procvičit rychlé řezání po kácení . Dřevo je také skladováno ve vodě ( jezírko ); Trvalé zalévání se praktikuje také na srubech přiléhajících k pile.
Na námořních arzenálech se dřevo často používalo bezprostředně po opuštění enkláv : při nasycení vodou. Na archeologických studií na nábytek a sad rámců jednotlivých středověku , druhá show-hand, že lesy byly většinou pracoval čas a umístil zelenou nebo ressuyé.
Na velkých stálých staveništích byli stavitelé nuceni zásobovat se různými druhy dřeva v dostatečném předstihu, aby měli vždy široký sortiment dílů všech konfigurací a velikostí, které splňují všechny očekávané potřeby. A nepředvídané události. Cvičili jsme suché skladování pod hangárem, bahno , ale především enklávu .
Enklavace, což je metoda mokrého skladování kulatiny, se praktikuje ve velkých pánvích, která se nazývají stožárové jámy. Podmáčený stav je naproti tomu obvyklým stavem dobré části mořských lesů , přinejmenším u mrtvých děl ; lodní stavitelé vědět (i když mechanismy rozpadu, zejména dřevomorkou nich jsou neznámé XIX th století), tyto strany jsou méně náchylné k hnilobě některé části se objevily. Lodě uložené vedle nich jsou zatěžovány tak, aby se trup ponořil do vody, čímž je zajištěno její zachování. Život lodi však zřídka překročil 15 let a hniloba byla téměř vždy konečnou diagnózou vedoucí k demolici lodi.
Enkláva zachovala lesy před hmyzem, který se rojil v skladech.
Plovoucí dřevo jednou rozšířený, často prodlužuje o enclavation, technická realizace na nasycené nebo podmáčené dřevo roste v námořním arzenálu. Dřevo se používá ihned po opuštění enklávy : když je stále nasycené vodou, je dřevo měkčí a snáze se s ním pracuje, a na druhé straně je méně práce. Akordové kousky mohou být dokonce smontovány nasycené vodou, aniž by způsobily nějaké potíže. Potom se může na rámu volně sušit: po zvednutí párů uplyne rok, než se pokoví .
Dřevo je hygroskopické, což znamená, že získává nebo ztrácí vlhkost v závislosti na podmínkách okolního prostředí. Výměna vlhkosti mezi dřevem a vzduchem závisí na relativní vlhkosti a teplotě vzduchu a na množství vody ve dřevě. V mírném podnebí se vlhkost dřeva pohybuje kolem 7% - 8% v zimě ve vytápěných místnostech a 19% - 20% venku s relativní vlhkostí 80%. Získáním nebo ztrátou vlhkosti se dřevo roztahuje nebo smršťuje, což se také nazývá zpracování dřeva nebo hra se dřevem, která je zodpovědná za možné poruchy při provádění dřeva nebo v chování zpracovaného dřeva . Dřevo, které není příliš suché a je vystaveno vzduchu, nebo dřevo, které je příliš suché a je vystaveno na vlhkých místech, „mukách, rozštěpech nebo pobřeží“ .
Většinou problémů se dřevem používaným jako stavební materiál jsou problémy s vlhkostí. Štěpení barvy, hniloba, deformace, praskliny a všeobecné smršťování souvisí s vodou spojenou se dřevem. Dřevo se pouze smršťuje a bobtná pod bodem nasycení vláken , což je kolem 28% vlhkosti (MC). Při kontaktu s kapalnou vodou a relativní vlhkostí se dřevo smršťuje a bobtná.
Rondelet měřil změny rozměrů velmi suchého dubu vystaveného různým stupňům vlhkosti a sucha, ve směru zrna od 1/6566 do 1/1377 a ve směru kolmém na vlákna 1/412 až 1 / 83. Dřevěná vlákna pracují v podstatě v příčných rovinách dílu s tangenciálním smrštěním větším než radiální smrštění, omezené poloměrem; podélné smrštění je téměř nulové. Tato variabilita chování dřeva v závislosti na směru se nazývá anizotropie dřeva .
V dnešní době se dřevo používá na úrovni vlhkosti blízké rovnovážné vlhkosti místa určení. Tento způsob dělá věci relativně nedávno. Na archeologických studií na nábytek a sady rámců jednotlivých středověku , ukazují, že lesy byly po většinu času pracoval a umístil zelenou nebo sušené.
Mechanická pevnost dřeva zlepšuje se sušením, obzvláště když vlhkost poklesne pod bod nasycení vláken . Pevnost v tahu dřeva je nejvyšší při obsahu vlhkosti od 6 do 12%. V dimenzování z dřevěných konstrukcí , je obsah vlhkosti dřeva je tedy vzít v úvahu.
Sušení dřeva je snížení dřevo obsah vlhkosti před použitím. Existují dva hlavní důvody pro sušení dřeva:
Pro některé účely není dřevo vůbec kořeněné a používá se „zelené“.
Případové kalení popisuje dřevo nebo dřevo, které byly nesprávně sušeny v peci. Dřevo schne příliš rychle a silně se smršťuje na povrchu, čímž stlačí svůj stále mokrý vnitřek. To má za následek neléčené napětí. Cementově zpevněné dřevo se může značně a potenciálně nebezpečně deformovat, když se napětí uvolní řezáním.
Vlhkost dřeva by mohla být měřena gravimetrickou analýzou , metodou destilací, elektrického měření, Karl Fischerovou metodou pomocí titrace , nukleární magnetickou rezonancí .
Relativní vlhkost dřeva by mohla být měřena vlhkoměrem ( vlhkost ), kondenzace vlhkosti, psychrometrem ,.