Puun paino ja kosteus

Puun paino

Puun paino riippuu sen tiheydestä ja sen sisältämän kosteuden määrästä. Puun ominaispaino ja tilavuuspaino ovat olemassa.

Puun ominaispaino ei riipu puulajista. Se ilmaisee tiivistetyn puumateriaalin painon tilavuusyksikkönä ilman kosteutta ja ilmaa ja on 1,5.

Käytännössä käytetään puumassan tilavuuspainoa, eli 1 cm³ puumassan painoa grammoina. Tilavuuspainon perusteella arvioidaan puun paino ja sen tekniset ominaisuudet. Kosteuden kasvaessa myös puun tilavuuspaino kasvaa. Mitä suurempi tiheys, sitä tiheämpää ja vähemmän huokoista puuta on.

Puun kosteus

Puun vesityypit

Puussa oleva vesi on jaettu:

1. kapillaari (vapaa) — täyttää soluontelot;
2. hygroskooppinen — löytyy soluseinistä;
3. kemiallinen — osallistuu puun muodostavien aineiden kemialliseen koostumukseen.

Puussa olevan veden määrää painoprosentteina ilmaistuna kutsutaan puun kosteudeksi. On absoluuttinen ja suhteellinen kosteus.

Suhteellinen ja absoluuttinen kosteus

Jos puun paino alkuperäisessä tilassaan on merkitty kirjaimella A, absoluuttisen kuivan puun paino kirjaimella A₁, suhteellinen kosteus prosentteina kirjaimella B ja absoluuttinen kosteus prosentteina kirjaimella B₁, suhteellinen kosteus voidaan määrittää seuraavan kaavan mukaan:

Muoto puun suhteelliselle kosteudelle.

Absoluuttinen kosteus määritetään seuraavan kaavan mukaan:

Muoto puun absoluuttiselle kosteudelle.

Puun kosteuden määritys

Levyn keskeltä leikataan prisma ja mitataan asteikolla 0,01 g:n tarkkuudella. Tuloksena oleva arvo edustaa A:n kokoa. Prisma, jonka paino ei saa olla pienempi kuin 20 g, kuivataan sitten 105°:n lämpötilassa, kunnes se saavuttaa vakiopainon A₁.

Vakiopaino katsotaan saavutetuksi, jos kahden peräkkäisen mittauksen välinen ero ei ole suurempi kuin 0,3% kuivapaino. Syöttämällä mittaamalla saadut arvot A ja A₁ määritellyissä muodoissa määritetään puun suhteellinen tai absoluuttinen kosteus.

Jos laudan keskeltä leikatun prisman alkuperäinen paino oli 240 g ja kuivatun puun paino 160 g, testatun näytteen absoluuttinen kosteus on:

Esimerkki testatun näytteen absoluuttisen kosteuden laskemisesta.

Tällä tavalla saatua kosteutta pidetään koko puun kosteudena.

Kuitukyllästyspiste

Puuta kuivattaessa vapaa vesi haihtuu ensin. Hetkeä, jolloin kaikki vapaa vesi haihtuu, kutsutaan hygroskooppiseksi rajaksi tai kuidun kyllästyspisteeksi. Tänä kuivausjaksona kuivattavan puun mitat eivät muutu.

Kosteus, joka vastaa hygroskooppista rajaa eri puulajeille, on lueteltu seuraavassa taulukossa:

Kosteuden vaikutus puun käsittelyyn ja kestävyyteen

Puu, jonka kosteus on korkea, johtaa hyvin lämpöä, sitä käsitellään huonommin koneilla, se on huonosti liimattu, maalattu, lakattu ja kiillotettu. Märkämaalatun puun pinnalla maali ja lakka hajoavat nopeasti. Kostea puu saa naulat ja ruuvit ruostumaan.

Raakapuusta valmistettujen puusepän rakennustuotteiden mitat — ovet, ikkunat, lankkulattiat, parketti ja muut tuotteet — kutistuvat kuivuessaan. Tästä johtuen syntyy halkeamia ja elementtien välisen liitoksen jäykkyys häviää.

Siksi puun laatu rakentamisessa, sen kestävyys ja lahonkestävyys määräytyvät ensisijaisesti sen kosteuden ja sitten puulajin ja käyttöolosuhteiden perusteella. Normaaleissa käyttöolosuhteissa kuiva puu voi palvella rakennuksissa kymmeniä vuosia.

Puun painotus kuivauksen aikana

Kuivumisen aikana puu muuttaa kokoaan: pituussuunnassa0,10%, säteittäisessä for3-6%, ja tangentiaalisessa for6-12%. Tätä muutosta kutsutaan painotukseksi.

Punnitus alkaa, kun kosteus saavuttaa kuitujen kyllästyspisteen, alkaen23%to31%. Puun muodostavat anatomiset elementit kuivausprosessissa kutistuvat epätasaisesti, joten puun paino vaihtelee eri suuntiin.

Tiheä puu, kuten tammi, painaa enemmän kuin pienempi tiheys, kuten lehmus. Havupuulajeissa painon suuruus riippuu myös myöhäisen puun osallistumisesta. Myöhäisen puun osuuden kasvaessa männyssä paino kasvaa, koska havupuun myöhäinen puu painaa kuivuessaan huomattavasti enemmän kuin varhainen puu.

Havupuun varhaisen ja myöhäisen puun painotus

Erilaisten puulajien punnitseminen

Sää ja halkeamat

Kuivumisesta johtuvat epätasaiset mittojen muutokset punnitusprosessissa sekä epäasianmukaiset kuivausmenetelmät aiheuttavat puuhun sisäisiä ja ulkoisia jännityksiä. Ne aiheuttavat sään ja ulkoisten ja joskus sisäisten halkeamien ilmaantumista.

Tangentiaalisesti leikatut laudat ovat alttiimpia säälle kuin säteittäisesti leikatut levyt. Mitä lähempänä ne ovat reunaa, sitä suurempi on tuulen leikkaus.

Kuva 3. Lautojen käämitys lokin sijainnin mukaan.

Ulkoiset halkeamat johtuvat puun ulko- ja sisäkerroksen epätasaisesta kuivumisesta. Niiden suuren kosteuseron vuoksi puun pintaan ilmaantuu vetojännitys, joka johtaa ulkoisiin halkeamiin.

Ulkoisten halkeamien syntymisen välttämiseksi kuivausprosessi tulee suorittaa hitaasti ja tasaisesti. Tällöin mittojen muutos tapahtuu asteittain, joten roiskeen aiheuttavat voimat ovat pieniä.

Puu kuivuu nopeammin edestä, minkä vuoksi lautojen, aihioiden ja pyöreän puun etupinnat halkeilevat aikaisemmin kuin muut pinnat. Halkeilun välttämiseksi otsat tulee suojata auringonsäteiden pysyviltä vaikutuksilta päällystämällä ne suoja-aineilla tai sijoittamalla ne varjoon.

Puiden turpoaminen

Puun turvotus on kuivauksen ja painon käänteinen prosessi. Kuivattu puu pystyy imemään kosteutta ja kasvattamaan sen kokoa. Tätä ominaisuutta käytetään kuivien tynnyrien, puuputkien, säiliöiden ja muiden esineiden kostuttamiseen, mikä saa ne turpoamaan.

Aiheeseen liittyvä sisältö

• Puun kosteus – miksi on tärkeää ymmärtää
• Puun kuivaus
• Luonnollinen puun kuivaus
• Materiaalit
• Puuikkunat
• Ikkunoiden ja ovien valmistus