Hmotnost dřeva
Hmotnost dřeva závisí na jeho hustotě a množství vlhkosti, které obsahuje. Existuje měrná hmotnost dřevní hmoty a objemová hmotnost dřeva.
Měrná hmotnost dřeva nezávisí na druhu dřeva. Vyjadřuje hmotnost zhutněného dřevěného materiálu v jednotce objemu bez vlhkosti a vzduchu a je 1,5.
V praxi se používá objemová hmotnost dřevní hmoty, tedy hmotnost dřevní hmoty 1 cm³ vyjádřená v gramech. Na základě objemové hmotnosti se odhaduje hmotnost dřeva a jeho technické vlastnosti. S rostoucí vlhkostí roste i objemová hmotnost dřeva. Čím vyšší hustota, tím hustší a méně porézní dřevo.
Vlhkost dřeva
Druhy vody ve dřevě
Voda ve stromě se dělí na:
- kapilár (volný) — vyplňuje buněčné dutiny;
- hygroskopický — nachází se v buněčných stěnách;
- chemický — vstupuje do chemického složení látek, které tvoří dřevo.
Množství vody ve dřevě, vyjádřené v hmotnostních procentech, se nazývá vlhkost dřeva. Existuje absolutní a relativní vlhkost.
Relativní a absolutní vlhkost
Pokud je hmotnost dřeva v původním stavu označena písmenem A, hmotnost absolutně suchého dřeva písmenem A₁, relativní vlhkost v procentech písmenem B a absolutní vlhkost v procentech písmenem B₁, lze relativní vlhkost určit podle následujícího vzorce:
Forma pro relativní vlhkost dřeva.
Absolutní vlhkost se určuje podle následujícího vzorce:
Forma pro absolutní vlhkost dřeva.
Stanovení vlhkosti dřeva
Ze středu desky se vyřízne hranol a změří se na stupnici s přesností 0,01g. Výsledná hodnota představuje velikost A. Hranol, jehož hmotnost by neměla být menší než 20 g, se následně suší při teplotě 105°, dokud nedosáhne konstantní hmotnosti A₁.
Konstantní hmotnost se považuje za dosaženou, pokud rozdíl mezi dvěma po sobě jdoucími měřeními není větší než 0,3% suchá hmotnost. Zadáním hodnot A a A₁ získaných měřením ve specifikovaných tvarech se určí relativní nebo absolutní vlhkost dřeva.
Pokud byla původní hmotnost hranolu vyříznutého ze středu desky 240g a hmotnost vysušeného dřeva 160g, je absolutní vlhkost testovaného vzorku:
Příklad výpočtu absolutní vlhkosti testovaného vzorku.
Vlhkost získaná tímto způsobem je považována za vlhkost celé šarže dřeva.
Bod nasycení vláken
Při sušení dřeva se nejprve odpaří volná voda. Okamžik, kdy se veškerá volná voda odpaří, se nazývá hygroskopická mez neboli bod nasycení vlákna. Během této doby sušení se rozměry sušeného dřeva nemění.
Vlhkost odpovídající hygroskopickému limitu pro různé druhy dřeva je uvedena v následující tabulce:
| Druh dřeva | Vlhkost |
|---|---|
| Borovice obecná | 29% |
| Borovice vejmutovka | 25% |
| Smrk | 29% |
| Modřín | 30% |
| Smrk | 30% |
| Buk | 31% |
| Lípa | 29% |
| Jasan | 23% |
| Kaštan | 25% |
Vliv vlhkosti na zpracování a trvanlivost dřeva
Dřevo se zvýšenou vlhkostí je dobrý vodič tepla, hůře se opracovává stroji, špatně se lepí, natírá, lakuje a leští. Na povrchu dřeva natřeného za mokra se barva a lak rychle rozpadají. Vlhké dřevo způsobuje korozi hřebíků a šroubů.
Rozměry tesařských stavebních výrobků ze surového dřeva – dveře, okna, prkenné podlahy, parkety a další výrobky – se během sušení zmenšují. Z tohoto důvodu se objevují trhliny a ztrácí se tuhost spojení mezi prvky.
Kvalita stavebního dřeva, jeho životnost a odolnost proti hnilobě jsou tedy dány především jeho vlhkostí, dále druhem dřeva a podmínkami těžby. Za normálních podmínek těžby může suché dřevo sloužit v budovách desítky let.
Zatěžování dřeva během sušení
Dřevo během sušení mění své rozměry: v podélném směru pro0,10%, v radiálu pro3-6%, a v tečné pro6-12%. Tato změna se nazývá vážení.
Vážení začíná, když vlhkost dosáhne bodu nasycení vláken, od23%na31%. Anatomické prvky, které tvoří dřevo v procesu sušení, se smršťují nerovnoměrně, takže váha dřeva je v různých směrech různá.
Dřevo s vysokou hustotou, jako je dub, váží více než dřevo s nižší hustotou, jako je lípa. U druhů jehličnanů závisí velikost hmotnosti také na účasti pozdního dřeva. S nárůstem procenta pozdního dřeva v borovici se hmotnost zvyšuje, protože pozdní dřevo jehličnatých druhů váží při sušení výrazně více než rané dřevo.
Navažování raného a pozdního dřeva jehličnatých druhů
| VRSTA DRVETA | Část stromu | HMOTNOST % | ||
|---|---|---|---|---|
| Ve směru tečny | V radiálním směru | Objemově | ||
| Jíst | Brzy | 5.68 | 2.89 | 8.77 |
| Pozdě | 10.92 | 9.85 | 19.97 | |
| Bor | Brzy | 8.05 | 2.91 | 10.86 |
| Pozdě | 11.26 | 8.22 | 10.87 | |
| Modřín | Brzy | 7.11 | 3.23 | 10.34 |
| Pozdě | 12.25 | 10.19 | 20.96 | |
Vážení různých druhů dřeva
| VRSTA DRVETA | HMOTNOST % | ||
|---|---|---|---|
| V radiálním směru | Ve směru tečny | Objemově | |
| Bor | 3.4 | 8.1 | 12.5 |
| Smrk | 4.1 | 9.3 | 14.1 |
| modřín | 5.3 | 10.4 | 15.1 |
| Jasen | 4.8 | 8.2 | 13.5 |
| Dub | 4.7 | 8.4 | 12.7 |
| Bukva | 4.8 | 10.8 | 15.3 |
Zvětrávání a praskliny
Nerovnoměrná změna rozměrů v procesu vážení v důsledku sušení, stejně jako aplikace nesprávných režimů sušení, způsobuje vnitřní a vnější pnutí ve dřevě. Vedou ke zvětrávání a vzniku vnějších a někdy i vnitřních trhlin.
Tangenciálně řezané desky jsou náchylnější k povětrnostním vlivům než radiálně řezané desky. Čím blíže jsou k okraji, tím větší je střih větru.
Obrázek 3. Navíjení desek podle pozice v logu.
Vnější trhliny jsou způsobeny nerovnoměrným vysycháním vnější a vnitřní vrstvy dřeva. Díky velkému rozdílu mezi jejich vlhkostí se na povrchu dřeva objevují tahová napětí, která vedou k vnějším trhlinám.
Aby se zabránilo vzniku vnějších trhlin, proces sušení by měl probíhat pomalu a rovnoměrně. Pak změna rozměrů probíhá postupně, takže síly, které způsobují rozstřikování, jsou malé.
Dřevo schne rychleji zepředu, proto čela prken, sochorů a kulatiny praskají dříve než ostatní povrchy. Aby se zabránilo praskání, měla by být čela chráněna před trvalými účinky slunečních paprsků natřením ochrannými prostředky nebo umístěním do stínu.
Otok stromů
Botnání dřeva je opačný proces sušení a vážení. Vysušené dřevo je schopno absorbovat vlhkost a zvětšovat své rozměry. Tato funkce se používá k navlhčení suchých sudů, dřevěných trubek, nádrží a dalších předmětů, což způsobuje jejich bobtnání.