Właściwa wilgotność drewna podstawą sukcesu

Właściwa wilgotność drewna podstawą sukcesu.

Każdy materiał konstrukcyjny ma swoje indywidualne własności, które wyznaczają jego zastosowanie. Oprócz dodatnich cech materiał ma również własności niepożądane, które także należy brać pod uwagę, np. szkło jest kruche, polistyren termoplastyczny, stal ciężka itd. Również drewno ma niektóre własności niepożądane, do których przede wszystkim należy zmiana objętości pod wpływem zmian wilgotności. Mówi się, że drewno „pracuje”.

Właściwa wilgotność drewna podstawą sukcesu.

Jeżeli obrabiamy mokre drewno, wynik z reguły będzie zły, a produkt bezwartościowy. Obrazowo mówi się: „Wczoraj na tym drzewie śpiewały ptaki w lesie, a dziś je obrabiamy”. Nie jest to oczywiście całkowitą prawdą; procesu suszenia nie można pominąć, ani też anormalnie przyspieszyć, nawet korzystając z suszarni.

Wilgotność drewna określa się w procentach, jako stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy absolutnie suchego drewna. Jeżeli np. masa próbki pomiarowej wynosi 12 g, a po dobowym suszeniu w temperaturze 105°C (gdy już masa nie spada) wynosi ona 10 g, to w próbce było 2 g wilgoci, czyli 20% suchej masy. Wilgotność próbki wynosi więc 20%.

Jaka ma być właściwa wilgotność obrabianego drewna? Jednoznacznie odpowiedzieć się nie da, ponieważ wilgotność drewna przeznaczonego do różnych celów powinna być inna. Nieprawdą jest, jak wielu twierdzi, że czym bardziej suche drewno, tym lepiej. Drewno jest materiałem higroskopijnym, który reaguje przede wszystkim na względną wilgotność powietrza i temperaturę.

Przesuszenie, tj. wysuszenie drewna poniżej normalnej wartości, przy suszeniu w suszarniach spowodowało już niejedną szkodę. Np. obłożenie domu letniskowego przesuszonymi deskami modrzewiowymi w okresie jesiennym spowodowało wypaczenie się i w końcu oderwanie od konstrukcji. W innym przypadku wypaczyła się boazeria szerokości 5,5 m na klatce schodowej (rys.).

Rysunek. Skutki zabudowania ściany wykładziną z nadmiernie przesuszonych desek: a) wykładzina po zabudowaniu ściany, b) wypaczenie wykładziny po 3 miesiącach (spowodowane nadmiernym wysuszeniem materiału w suszarni).

W obu tych przypadkach przyczyną nie było suszenie drewna w suszarni, ale niewłaściwie dobrane warunki suszenia, które spowodowały wysuszenie poniżej pożądanej wartości. W pierwszym przypadku wilgotność powinna wynosić 15% (a była prawdopodobnie poniżej 10%), w drugim 10% (a była poniżej 7%). Na wykładziny zewnętrznych ścian pomieszczeń lepsze jest drewno suszone dostatecznie długo, w sposób naturalny (tak jak suszy się tarcicę w sztaplach z przekładkami, z ewentualnym zadaszeniem, na wolnym powietrzu; nigdy jednak w szopie lub stodole).

Jeżeli przez odpowiednio długi okres (np. kilka tygodni lub miesięcy — zależy to od grubości materiału) na suszone drewno oddziaływuje pewna względna wilgotność powietrza i temperatura, wówczas wilgotność drewna się ustali na poziomie tzw. równowagi higroskopijnej.

W pomieszczeniach mieszkalnych, w których względna wilgotność powietrza wynosi 50%, a temperatura 20°C, wilgotność drewna ustali się na wartości 9,6%. W mieszkaniach z centralnym ogrzewaniem w okresie zimy wilgotność powietrza spada aż do 30%. Wilgotności tej, przy 23°C, odpowiada jedynie 6,1% wilgotności równoważnej drewna. W okresie letnim względna wilgotność powietrza w mieszkaniu może dochodzić do około 60%. Przy tej wilgotności powietrza i temperaturze 20 °C wilgotność równoważna drewna wynosi 11,4%. Zatem, wilgotność drewna w ciągu roku zmienia się od 6,1% aż do 11,4%.

Zmiana wilgotności drewna odbija się w końcu na zmianie objętości; innej w kierunku prostopadłym do przebiegu włókien, innej w kierunku wzdłuż włókien. Kierunki zsychania drewna przedstawiono na rysunku.

Rysunek. Określanie przekrojów stycznego (A) i promieniowego (B) wg przebiegu przyrostów rocznych: a) kierunek styczny, b) kierunek promieniowy, c) kierunek wzdłużny.

Wzdłuż włókien drewno zsycha się bardzo mało i można je pominąć (np. modrzew 0,3%, dąb 0,4%).

Wartość zsychania przy stracie wilgotności nie jest jednakowa u wszystkich gatunków drewna.

Tablica. Maksymalne zsychanie różnych gatunków drewna przy wysuszeniu do 0% wilgotności.

W tablicy  podano wartości zsychania się różnych gatunków drewna przy wysuszeniu do 0%. Przykłady zsychania się drewna szerokości 120 mm przy ubytku wilgotności 3%, 5% i 7% podano w tablicy.

Tablica. Zsychanie się drewna szerokości 120 mm w zależności od różnego spadku wilgotności.

Dla wszystkich konstrukcji drewnianych znajdujących się w pomieszczeniach z centralnym ogrzewaniem krytyczny jest okres zimy, kiedy drewno może wyschnąć do 6%. Z tak dużym spadkiem wilgotności wiążą się z reguły następujące niepożądane skutki:

— deformacja okleinowanych elementów stropowych (rysunek), drzwi, szaf, szafek itp.,

Rysunek. Odkształcenie wykładziny stropowej wykonanej z elementów okleinowanych większego formatu, spowodowane nagłym jednostronnym ubytkiem wilgoci, niedokładnym przymocowaniem płyt, spękaniem powłoki lakierowej lub jednostronnym oklejeniem.

— popękanie okleiny naklejonej na niewłaściwą płytę wiórową lub stolarską z niedotrzymanym kątem prostym klejenia poszczególnych warstw płyty,

— deformacja boazerii (rysunek po lewej), stopni schodów (rysunek po prawej) itp. z litego drewna,

Rysunek po lewej. Odkształcenie spowodowane zastosowaniem niewysuszonych desek i spadkiem ich wilgotności w sezonie grzewczym: a) przekrój styczny deski z prawą stroną na wierzchu, b) przekrój styczny deski z lewą stroną na wierzchu, c) przekrój promieniowy, nieodkształcalny wraz ze zmianą wilgotności.

Rysunek po prawej. Odkształcenie schodów spowodowane wyłożeniem materiałem niewysuszonym (jest ono wyraźniejsze w sezonie grzewczym). Styczny przekrój deski (a) stopnia deformuje również promieniowy przekrój deski (b).’ Część desek (c) ciętych promieniowo nie odkształca się

— skręcenie w różnych kierunkach, zwłaszcza masywnych elementów.

Skutkom tym nie zawsze da się zapobiec; można jedynie ograniczyć je przez różne zabiegi. Przy wyborze złącz i w ogóle wszystkich elementów konstrukcyjnych będziemy starać się zapobiegać negatywnym zjawiskom.

Jeżeli przeliczymy podane zmiany wartości wilgotności na szerokość 120 mm deski dębowej, to stwierdzimy, że szerokość jej periodycznie będzie się zmieniać ze 120 mm w późniejszym okresie letnim do 119,4 mm w późnym okresie zimowym. Zmienność tę należy uwzględniać, o czym wspomnimy jeszcze w artykule o panelach z litego drewna.