목재 무게
나무의 무게는 밀도와 함유된 수분의 양에 따라 달라집니다. 목재에는 비중과 목재의 부피무게가 있습니다.
목재의 비중은 목재의 종류에 따라 달라지지 않습니다. 수분과 공기가 없는 상태에서 압축된 목재재료의 단위체적 무게를 표현한 것으로 1,5입니다.
실제로는 목재 덩어리의 부피 중량, 즉 1 cm³ 목재 덩어리의 중량을 그램 단위로 사용합니다. 부피 중량을 기준으로 목재의 중량과 기술적 특성이 추정됩니다. 습도가 증가하면 목재의 부피 무게도 증가합니다. 밀도가 높을수록 목재의 밀도가 높아지고 다공성이 줄어듭니다.
목재 습도
나무에 함유된 물의 종류
나무에서 발견되는 물은 다음과 같이 구분됩니다.
- 모세관(무료) — 세포 구멍을 채웁니다.
- 흡습성 — 세포벽에서 발견됩니다.
- 화학물질 — 목재를 구성하는 물질의 화학적 조성에 들어갑니다.
목재에 함유된 수분의 양을 중량%로 표시한 것을 목재 수분이라고 합니다. 절대습도와 상대습도가 있습니다.
상대 및 절대 습도
원래 상태의 목재 무게를 A로 표시하고, 완전히 건조된 목재의 무게를 A₁로 표시하고, 상대 습도(%)를 B로, 절대 습도(%)를 B₁로 표시하면 상대 습도는 다음 공식에 따라 결정될 수 있습니다.
목재의 상대습도 표시
절대 습도는 다음 공식에 따라 결정됩니다.
절대적인 목재 수분 형태.
목재의 습도 결정
프리즘은 보드 중앙에서 절단되어 0,01g의 정확도로 저울로 측정됩니다. 결과 값은 A의 크기를 나타냅니다. 무게가 20g 이상이어야 하는 프리즘은 일정한 무게 A₁에 도달할 때까지 105°의 온도에서 건조됩니다.
두 번의 연속 측정 간의 차이가 0,3% 건조 중량보다 크지 않으면 일정한 중량이 달성된 것으로 간주됩니다. 측정을 통해 얻은 A 및 A₁ 값을 지정된 형식으로 입력하면 목재의 상대 또는 절대 습도가 결정됩니다.
보드 중앙에서 잘라낸 프리즘의 원래 무게가 240g이고, 건조된 목재의 무게가 160g이라면, 테스트 샘플의 절대 습도는:
테스트 샘플의 절대습도 계산 예시
이렇게 얻은 습도는 목재 전체의 습도로 간주됩니다.
섬유포화점
목재를 건조할 때 유리수가 먼저 증발합니다. 자유수가 모두 증발하는 순간을 흡습한계 또는 섬유포화점이라고 합니다. 이 건조 기간 동안 건조되는 목재의 크기는 변하지 않습니다.
다양한 목재 유형의 흡습 한계에 해당하는 습도는 다음 표에 나열되어 있습니다.
| 나무의 종류 | 습도 |
|---|---|
| 일반 소나무 | 29% |
| 웨이머스 소나무 | 25% |
| 스프루스 | 29% |
| 낙엽송 | 30% |
| 스프루스 | 30% |
| 너도밤나무 | 31% |
| 리파 | 29% |
| 애쉬 | 23% |
| 밤나무 | 25% |
습도가 목재 가공 및 내구성에 미치는 영향
습도가 높은 목재는 열 전도율이 좋고, 기계에 의해 가공이 잘 안되고, 접착, 페인트, 광택 처리가 잘 되지 않습니다. 젖은 페인트 목재 표면에서는 페인트와 바니시가 빠르게 분해됩니다. 축축한 나무로 인해 못과 나사가 녹슬게 됩니다.
원목으로 만든 목공 건축 제품(문, 창문, 판자 바닥, 쪽모이 세공 마루 및 기타 제품)의 치수는 건조 중에 수축됩니다. 이로 인해 균열이 발생하고 요소 간 연결의 강성이 상실됩니다.
따라서 건축에 사용되는 목재의 품질, 내구성 및 부패에 대한 저항성은 주로 습도에 따라 결정되고 목재 유형 및 이용 조건에 따라 결정됩니다. 정상적인 사용 조건에서 마른 목재는 수십 년 동안 건물에 사용될 수 있습니다.
건조 중 목재의 무게
건조 중에 목재의 치수는 세로 방향으로 0,10%만큼, 반경 방향으로 3–6%만큼, 접선 방향으로 6–12%만큼 변경됩니다. 이러한 변화를 가중치라고 합니다.
가중화는 습도가 23%에서 31%까지 섬유 포화점에 도달하면 시작됩니다. 건조 과정에서 목재를 구성하는 해부학적 요소는 고르지 않게 수축되므로 목재의 가중치는 방향에 따라 다릅니다.
참나무처럼 밀도가 높은 목재는 린든처럼 밀도가 낮은 목재보다 무게가 더 나갑니다. 침엽수 종에서는 후기 목재의 참여도에 따라 가중치의 크기가 달라집니다. 소나무의 후기 목재 비율이 증가함에 따라 무게도 증가하는데, 이는 침엽수 종의 후기 목재가 초기 목재보다 건조시 무게가 훨씬 더 크기 때문입니다.
침엽수종의 초기 및 후기 목재 가중치
| VRSTA DRVETA | 트리의 일부 | 가중치 % | ||
|---|---|---|---|---|
| 접선 방향으로 | 반경방향 | 용량 | ||
| 젤라 | 조기 | 5.68 | 2.89 | 8.77 |
| 늦음 | 10.92 | 9.85 | 19.97 | |
| 보르 | 조기 | 8.05 | 2.91 | 10.86 |
| 늦음 | 11.26 | 8.22 | 10.87 | |
| Arish | 조기 | 7.11 | 3.23 | 10.34 |
| 늦음 | 12.25 | 10.19 | 20.96 | |
다양한 종류의 목재 무게 측정
| VRSTA DRVETA | 가중치 % | ||
|---|---|---|---|
| 반경방향 | 접선 방향으로 | 용량 | |
| 보르 | 3.4 | 8.1 | 12.5 |
| 가문비 | 4.1 | 9.3 | 14.1 |
| 낙엽송 | 5.3 | 10.4 | 15.1 |
| 제센 | 4.8 | 8.2 | 13.5 |
| 오크 | 4.7 | 8.4 | 12.7 |
| 부크바 | 4.8 | 10.8 | 15.3 |
풍화 및 균열
건조로 인해 중량을 측정하는 과정에서 치수가 고르지 않게 변경되거나 부적절한 건조 방식을 적용하면 목재에 내부 및 외부 응력이 발생합니다. 풍화 작용으로 인해 외부 및 때로는 내부 균열이 발생합니다.
접선 방향으로 절단된 보드는 방사형으로 절단된 보드보다 풍화되기 쉽습니다. 주변에 가까울수록 윈드시어가 커집니다.
이미지 3. 통나무의 위치에 따라 보드를 감습니다.
외부 균열은 목재의 외부 및 내부 층이 고르지 않게 건조되어 발생합니다. 습도 차이가 크기 때문에 목재 표면에 인장 응력이 나타나 외부 균열이 발생합니다.
외부 균열이 발생하지 않도록 건조 과정은 천천히 균일하게 이루어져야 합니다. 그런 다음 치수 변화가 점진적으로 발생하므로 튀는 원인이 되는 힘이 작습니다.
목재는 앞면에서 더 빨리 건조되기 때문에 보드, 빌렛 및 둥근 목재의 앞면이 다른 표면보다 더 빨리 갈라집니다. 갈라짐을 방지하려면 이마에 보호제를 바르거나 그늘에 놓아 태양광선의 영구적인 영향으로부터 보호해야 합니다.
나무 부기
목재 팽창은 건조와 가중의 역과정입니다. 말린 목재는 수분을 흡수하여 크기를 늘릴 수 있습니다. 이 기능은 마른 통, 나무 파이프, 탱크 및 기타 물체를 적셔서 부풀게 만드는 데 사용됩니다.