رطوبة الخشب: لماذا من المهم فهمها؟

الخشب مادة متعددة الاستخدامات وتستخدم على نطاق واسع، مع تطبيقات تتراوح من البناء وصناعة الأثاث إلى الحرف اليدوية والمساعي الفنية. أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر بشكل كبير على خصائص الخشب هو محتواه من الرطوبة. يلعب محتوى الرطوبة في الخشب دورًا رئيسيًا في تحديد القوة والمتانة والملاءمة لأغراض مختلفة. تشير رطوبة الخشب إلى كمية الماء الموجودة في بنيته الخلوية. وعادة ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من وزن الخشب بالنسبة إلى وزن الماء الذي يحتوي عليه. رطوبة الخشب هي خاصية ديناميكية تتغير حسب الظروف البيئية، مثل رطوبة الهواء ودرجة الحرارة.

الماء في الهيكل الخشبي

يمكن تصنيف الماء الموجود في الخشب إلى ثلاث فئات: الماء الحر، والماء الأثيني، والماء المرتبط كيميائيًا. وأكثر ما يضر الخشب هو الماء الحر الذي يتحرك عبر أوعية كتلة الخشب ويوجد منه في الخشب بقدر ما يوجد في التجاويف. مياه الأثيون هي مياه مرتبطة فيزيائيًا، والتي تشكل ألياف الخشب. الماء المرتبط كيميائيًا هو جزء من الخلايا التي يتكون منها الخشب. أثناء التجفيف، يتبخر الماء الحر أولاً، يليه ماء الالتصاق. لا يمكن إزالة الماء المرتبط كيميائيًا من الخشب عن طريق عملية التجفيف.

الخشب في البناء

يجب دائمًا التحكم في كمية الماء الموجودة في الخشب قبل استخدامها مرة أخرى في البناء. الخشب ذو الرطوبة العالية يكون عرضة لتطور الفطريات والعفن مما يهدد سلامة المبنى. لهذا السبب، يجب أن يخضع الخشب لعملية تجفيف. اعتمادًا على التطبيق والمكان الذي سيتم وضع الخشب فيه، يجب تقليل محتوى الرطوبة في الخشب الطازج إلى قيمة مناسبة. يعمل التجفيف على تحسين الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للخشب، مثل: تحسين خصائص العزل الحراري والالتصاق بالمواد اللاصقة، زيادة القوة والمقاومة للتعفن، تقليل التوصيل الكهربائي، سهولة تطبيق الطبقات الواقية.

يمكن تجفيف الخشب بشكل طبيعي أو صناعي. يتم تحقيق التجفيف الطبيعي للخشب عن طريق تكديس الخشب في الروافع في منطقة مفتوحة أو مغطاة. هذه عملية اقتصادية لأنها لا تتطلب استهلاك طاقة إضافية، ولكنها لنفس السبب بطيئة وتتطلب مساحة كبيرة وتشكل خطر الحريق. باستخدام طريقة التجفيف هذه، يمكنك الحصول على خشب بدرجة رطوبة 15 %، وتعتمد مدة تجفيفه على سمك الخشب (من بضعة أسابيع إلى سنة ونصف). يتم إجراء التجفيف الاصطناعي في مجففات الخشب، بشكل دوري أو مستمر، مع دوران طبيعي أو قسري للهواء وبخار الماء. يتم تسخين الخشب أولاً بالبخار عند درجة حرارة 70–80 °C، ثم يتم تجفيفه بالهواء الجاف عند درجة حرارة 50–60 °C.

تعتمد الحالة النهائية المناسبة للخشب على محتوى الرطوبة في الهواء المحيط، بالإضافة إلى درجة حرارته، نظرًا لأن الخشب مادة شديدة الاسترطاب - فيمكنه إطلاق أو امتصاص الماء من الهواء المحيط حتى يتم الوصول إلى التوازن، أي الرطوبة الاسترطابية. رطوبة التوازن هي الرطوبة التي تحدث بسبب تعرض الخشب للهواء على المدى الطويل. اعتمادًا على الظروف التي سيتم فيها إنشاء الهيكل الخشبي، يجب أن تكون نسبة رطوبة الخشب: 6-12% للهياكل في الأماكن الساخنة؛ 9-15% للهياكل في الأماكن المغلقة وغير المدفأة؛ 12-22% للهياكل في البيئة الخارجية؛ 30% للهياكل الموجودة في الماء.

انكماش وتورم

يتمتع الخشب بخاصية - غالبًا ما تكون غير مريحة للغاية - تتمثل في تقليل حجمه عند التجفيف، أي الانكماش. يبدأ الانكماش عندما لا يكون محتوى الرطوبة في الخشب كافيًا لحماية الألياف التي يتراوح تشبعها من 25% إلى 30% محتوى الماء؛ ومع انخفاض إضافي في محتوى الرطوبة، يقل حجم الخشب أيضًا. ويختلف حصاد الأخشاب في ثلاثة اتجاهات رئيسية؛ وهو الأكبر في الاتجاه العرضي للألياف، وهو أصغر (حوالي النصف) في الاتجاه الشعاعي، وهو إلى حد بعيد الموازي الأقل أو غير المهم عمليًا للألياف.

من أجل الحد من التغيرات الحجمية للمادة أثناء الاستخدام، يتم منع التغيرات العرضية للألياف عن طريق لصق خشب آخر بألياف موضوعة بشكل عرضي. يتم تقسيم الخشب التقني بطرق مختلفة (الخشب المفصلي مثل الألواح، وألواح القشرة، والخشب التقني المركب ذو الطبقات). بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقليل تغيرات الحجم إلى حد أكبر أو أقل إذا كان الخشب محميًا بمواد تمنع امتصاص الماء، وكذلك بالطلاء البيتوميني والطلاءات الأخرى.

عكس الانكماش هو انتفاخ الخشب - زيادة في الأبعاد الخطية والحجم الإجمالي للخشب بسبب زيادة الرطوبة. التورم مضر بجميع أشكال الخشب، ومن المهم في هذه الحالة التأكيد على تأثير التورم على الباركيه. يؤدي التورم إلى تشوه وتشوه الخشب على شكل أسطح ملتوية أو ملتوية. وهذا يضعف أيضًا المظهر الجمالي وحماية الباركيه - فالطبقات النهائية للخشب تنفصل وتتشقق. بالإضافة إلى التأثير على الجماليات الواضحة للباركيه، فإن التورم يقلل من قوة الخشب، مما يؤدي إلى إضعاف الهيكل وزيادة القابلية للكسر.

يعد فهم محتوى الرطوبة في الخشب والتحكم فيه أمرًا ضروريًا لضمان جودة وطول عمر المنتجات المصنوعة من هذا المورد الطبيعي. سواء كنت نجارًا أو بناءًا أو هاوًا، فإن اتباع نهج واعي لمحتوى الرطوبة واستخدام طرق القياس المناسبة سيساهم في نجاح مشاريعك والاستدامة الشاملة للصناعة الخشبية.

إذا كان الخشب الثابت والمجفف جيدًا مهمًا بالنسبة لك، فألق نظرة على النوافذ الخشبية، النوافذ المصنوعة من الخشب والألمنيوم واطلب عرضًا.