وزن الخشب ورطوبته

وزن الخشب

يعتمد وزن الخشب على كثافته وكمية الرطوبة التي يحتوي عليها. هناك الثقل النوعي للمادة الخشبية والكثافة الظاهرية للخشب.

الوزن النوعي للخشب لا يعتمد على نوع الخشب. يعبر عن وزن مادة الخشب المضغوط بوحدة الحجم، بدون رطوبة وهواء، وهو 1,5.

عمليًا، يتم استخدام الوزن الحجمي لكتلة الخشب، أي وزن 1 cm³ كتلة الخشب معبرًا عنها بالجرام. بناءً على الوزن الحجمي، يتم تقدير وزن الخشب وخصائصه التقنية. مع زيادة الرطوبة، يزيد الوزن الحجمي للخشب أيضًا. كلما زادت الكثافة، أصبح الخشب أكثر كثافة وأقل مسامية.

رطوبة الخشب

أنواع الماء في الخشب

تنقسم المياه الموجودة في الخشب إلى:

1. شعيري (مجاني) — يملأ تجاويف الخلايا؛
2. استرطابي — موجود في جدران الخلايا؛
3. مادة كيميائية — تدخل في التركيب الكيميائي للمواد التي يتكون منها الخشب.

تُسمى كمية الماء الموجودة في الخشب، معبرًا عنها بالنسبة المئوية للوزن، رطوبة الخشب. هناك الرطوبة المطلقة والنسبية.

الرطوبة النسبية والمطلقة

إذا تم تحديد وزن الخشب في حالته الأصلية بالحرف A، ووزن الخشب الجاف تمامًا بالحرف A₁، والرطوبة النسبية بالنسبة المئوية بالحرف B، والرطوبة المطلقة بالنسبة المئوية بالحرف B₁، فيمكن تحديد الرطوبة النسبية وفقًا للمعادلة التالية:

نموذج الرطوبة النسبية للخشب.

يتم تحديد الرطوبة المطلقة وفق الصيغة التالية:

نموذج للرطوبة المطلقة للخشب.

تحديد رطوبة الخشب

يتم قطع المنشور من منتصف اللوحة وقياسه على مقياس بدقة 0,01 جم. تمثل القيمة الناتجة حجم A. يتم بعد ذلك تجفيف المنشور الذي يجب ألا يقل وزنه عن 20 جم عند درجة حرارة 105° حتى يصل إلى وزن ثابت A₁.

يعتبر الوزن الثابت متحققاً إذا كان الفرق بين قياسين متتاليين لا يزيد عن 0,3% الوزن الجاف. بإدخال القيمتين A و A₁ التي تم الحصول عليها عن طريق القياس، في النماذج المحددة، يتم تحديد الرطوبة النسبية أو المطلقة للخشب.

إذا كان الوزن الأصلي للمنشور المقطوع من منتصف اللوحة 240 جم، ووزن الخشب المجفف 160 جم، فإن الرطوبة المطلقة للعينة التي تم اختبارها هي:

مثال لحساب الرطوبة المطلقة للعينة المختبرة.

الرطوبة التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة تعتبر رطوبة كمية الخشب الكاملة.

نقطة تشبع الألياف

عند تجفيف الخشب، يتبخر الماء الحر أولاً. تسمى اللحظة التي يتبخر فيها كل الماء الحر بالحد الاسترطابي أو نقطة تشبع الألياف. خلال فترة التجفيف هذه، لا تتغير أبعاد الخشب الذي يتم تجفيفه.

الرطوبة المقابلة للحد الاسترطابي لأنواع مختلفة من الخشب مدرجة في الجدول التالي:

تأثير الرطوبة على معالجة ومتانة الخشب

الخشب ذو الرطوبة العالية هو موصل جيد للحرارة، ويتم معالجته بشكل أسوأ بواسطة الآلات، ويتم لصقه وطلاؤه وتلميعه ومصقول بشكل سيئ. على سطح الخشب المطلي المبلل، يتفكك الطلاء والورنيش بسرعة. الخشب الرطب يسبب صدأ المسامير والبراغي.

أبعاد منتجات بناء النجارة المصنوعة من الخشب الخام - الأبواب والنوافذ والأرضيات الخشبية والباركيه وغيرها من المنتجات - تتقلص أثناء التجفيف. وبسبب ذلك تظهر الشقوق وتفقد صلابة الاتصال بين العناصر.

لذلك فإن جودة الخشب في البناء ومتانته ومقاومته للتعفن تتحدد بالدرجة الأولى برطوبته ثم بنوع الخشب وظروف الاستغلال. في ظل ظروف الاستغلال العادية، يمكن للخشب الجاف أن يخدم في المباني لعشرات السنين.

وزن الخشب أثناء التجفيف

أثناء التجفيف، يتغير أبعاد الخشب: في الاتجاه الطولي بمقدار 0,10%، في الاتجاه الشعاعي بمقدار 3–6%، وفي الاتجاه العرضي بمقدار 6–12%. هذا التغيير يسمى الترجيح.

يبدأ الوزن عندما تصل الرطوبة إلى نقطة تشبع الألياف، من 23% إلى 31%. تتقلص العناصر التشريحية التي يتكون منها الخشب أثناء عملية التجفيف بشكل غير متساو، وبالتالي يختلف وزن الخشب في اتجاهات مختلفة.

الخشب ذو الكثافة العالية، مثل البلوط، يزن أكثر من الخشب ذو الكثافة الأقل، مثل الزيزفون. في الأنواع الصنوبرية، يعتمد حجم الوزن أيضًا على مشاركة الخشب المتأخر. مع زيادة نسبة الخشب المتأخر في الصنوبر، يزداد الوزن، لأن الخشب المتأخر من الأنواع الصنوبرية يزن بشكل ملحوظ عند التجفيف أكثر من الخشب المبكر.

وزن الخشب المبكر والمتأخر من الأنواع الصنوبرية

وزن أنواع الخشب المختلفة

التجوية والتشققات

التغير غير المتساوي في الأبعاد أثناء عملية الوزن بسبب التجفيف، وكذلك تطبيق أنظمة تجفيف غير مناسبة، يسبب ضغوطًا داخلية وخارجية في الخشب. تؤدي إلى التجوية وظهور تشققات خارجية وأحياناً داخلية.

الألواح المقطوعة عرضيًا أكثر عرضة للعوامل الجوية من الألواح المقطوعة شعاعيًا. كلما اقتربوا من المحيط، كلما زادت قوة قص الرياح.

الصورة 3. لف الألواح وفقًا للموضع الموجود في السجل.

تحدث التشققات الخارجية بسبب الجفاف غير المتساوي للطبقات الخارجية والداخلية من الخشب. ونظراً للاختلاف الكبير بين نسبة الرطوبة فيها تظهر ضغوط الشد على سطح الخشب مما يؤدي إلى حدوث تشققات خارجية.

لتجنب ظهور التشققات الخارجية، يجب أن تتم عملية التجفيف ببطء وبشكل متساوٍ. ثم يحدث التغيير في الأبعاد تدريجيًا، بحيث تكون القوى المسببة للرش صغيرة.

يجف الخشب بشكل أسرع من الأمام، ولهذا السبب تتشقق واجهات الألواح والقضبان والأخشاب المستديرة في وقت أبكر من الأسطح الأخرى. لتجنب التشقق، يجب حماية الجبين من التأثيرات الدائمة لأشعة الشمس عن طريق تغطيتها بعوامل حماية أو وضعها في الظل.

انتفاخ الشجرة

تورم الخشب هو عملية عكسية للتجفيف والوزن. الخشب المجفف قادر على امتصاص الرطوبة وزيادة أبعادها. تستخدم هذه الميزة لترطيب البراميل الجافة والأنابيب الخشبية والخزانات وغيرها من الأشياء، مما يؤدي إلى انتفاخها.

المحتوى ذو الصلة

• رطوبة الخشب — سبب أهمية فهمها
• تجفيف الخشب
• تجفيف الخشب الطبيعي
• المواد
• نوافذ خشبية
• صناعة النوافذ والأبواب