Houtgewicht
Het gewicht van hout hangt af van de dichtheid en de hoeveelheid vocht die het bevat. Er is een soortelijk gewicht van het houtmateriaal en het volumegewicht van hout.
Het soortelijke gewicht van hout is niet afhankelijk van de houtsoort. Het drukt het gewicht van verdicht houtmateriaal uit in een volume-eenheid, zonder vocht en lucht, en is 1,5.
In de praktijk wordt het volumegewicht van houtmassa gebruikt, dat wil zeggen het gewicht van 1 cm³ houtmassa uitgedrukt in grammen. Op basis van het volumegewicht wordt het gewicht van het hout en de technische eigenschappen ervan geschat. Bij toenemende luchtvochtigheid neemt ook het volumegewicht van hout toe. Hoe hoger de dichtheid, hoe dichter en minder poreus het hout.
Houtvochtigheid
Watersoorten in hout
Het water in hout is onderverdeeld in:
- capillair (vrij) — vult celholtes;
- hygroscopisch — gevonden in celwanden;
- chemisch — speelt in op de chemische samenstelling van de stoffen waaruit hout bestaat.
De hoeveelheid water in hout, uitgedrukt in gewichtspercentage, wordt houtvocht genoemd. Er zijn absolute en relatieve vochtigheid.
Relatieve en absolute vochtigheid
Als het gewicht van hout in de oorspronkelijke staat is gemarkeerd met de letter A, het gewicht van absoluut droog hout met de letter A₁, de relatieve vochtigheid in procenten met de letter B en de absolute vochtigheid in procenten met de letter B₁, kan de relatieve vochtigheid worden bepaald volgens de volgende formule:
Formulier voor relatieve vochtigheid van hout.
De absolute luchtvochtigheid wordt bepaald volgens de volgende formule:
Formulier voor absolute houtvochtigheid.
Bepaling van de houtvochtigheid
Een prisma wordt uit het midden van het bord gesneden en op een schaal gemeten met een nauwkeurigheid van 0,01 g. De resulterende waarde vertegenwoordigt de grootte van A. Het prisma, waarvan het gewicht niet minder mag zijn dan 20 g, wordt vervolgens gedroogd bij een temperatuur van 105° totdat het een constant gewicht A₁.
Constant gewicht wordt geacht te zijn bereikt als het verschil tussen twee opeenvolgende metingen niet groter is dan 0,3% droog gewicht. Door de waarden A en A₁, verkregen door meting, in de aangegeven vormen in te voeren, wordt de relatieve of absolute vochtigheid van het hout bepaald.
Als het oorspronkelijke gewicht van het uit het midden van de plank gesneden prisma 240 g was, en het gewicht van het gedroogde hout 160 g, is de absolute vochtigheid van het geteste monster:
Voorbeeld van het berekenen van de absolute vochtigheid van het geteste monster.
De op deze manier verkregen vochtigheid wordt beschouwd als de vochtigheid van de hele partij hout.
Vezelverzadigingspunt
Bij het drogen van hout verdampt eerst het vrije water. Het moment waarop al het vrije water verdampt, wordt de hygroscopische limiet of het vezelverzadigingspunt genoemd. Tijdens deze droogperiode veranderen de afmetingen van het te drogen hout niet.
De vochtigheid die overeenkomt met de hygroscopische limiet voor verschillende houtsoorten wordt vermeld in de volgende tabel:
| Houtsoort | Vochtigheid |
|---|---|
| Gewone den | 29% |
| Weymouthden | 25% |
| Spar | 29% |
| Lariks | 30% |
| Spar | 30% |
| Beuk | 31% |
| lindeboom | 29% |
| As | 23% |
| Kastanje | 25% |
Invloed van vochtigheid op verwerking en duurzaamheid van hout
Hout met een verhoogde luchtvochtigheid is een goede warmtegeleider, het wordt slechter verwerkt door machines, het is slecht gelijmd, geverfd, gelakt en gepolijst. Verf en lak vallen snel uiteen op het oppervlak van nat geverfd hout. Vochtig hout zorgt ervoor dat spijkers en schroeven gaan roesten.
Afmetingen van timmerwerkproducten gemaakt van ruw hout – deuren, ramen, plankenvloeren, parket en andere producten – krimpen tijdens het drogen. Hierdoor ontstaan er scheuren en gaat de stijfheid van de verbinding tussen de elementen verloren.
Daarom worden de kwaliteit van hout in de bouw, de duurzaamheid en de weerstand tegen rotting in de eerste plaats bepaald door de vochtigheid ervan, en vervolgens door de houtsoort en de exploitatieomstandigheden. Onder normale exploitatieomstandigheden kan droog hout tientallen jaren dienst doen in gebouwen.
Verzwaren van hout tijdens het drogen
Tijdens het drogen verandert het hout van afmeting: in de lengterichting met 0,10%, in de radiale richting met 3–6%, en in de tangentiële richting met 6–12%. Deze wijziging wordt weging genoemd.
De verzwaring begint wanneer de vochtigheid het vezelverzadigingspunt bereikt, van 23% tot 31%. De anatomische elementen waaruit het hout bestaat tijdens het droogproces krimpen ongelijkmatig, waardoor de verzwaring van het hout in verschillende richtingen verschillend is.
Hout met een hoge dichtheid, zoals eikenhout, weegt meer dan hout met een lagere dichtheid, zoals linde. Bij conifeersoorten is de omvang van de weging ook afhankelijk van de deelname van laat hout. Bij een toename van het percentage laat hout bij grenen neemt het gewicht toe, omdat het late hout van naaldhoutsoorten bij het drogen aanzienlijk meer weegt dan het vroege hout.
Weging van vroeg en laat hout van naaldhoutsoorten
| VRSTA DRVETA | Deel van de boom | GEWICHT % | ||
|---|---|---|---|---|
| In de raakrichting | In radiale richting | Capaciteit | ||
| Jela | Vroeg | 5.68 | 2.89 | 8.77 |
| Laat | 10.92 | 9.85 | 19.97 | |
| Bor | Vroeg | 8.05 | 2.91 | 10.86 |
| Laat | 11.26 | 8.22 | 10.87 | |
| Arish | Vroeg | 7.11 | 3.23 | 10.34 |
| Laat | 12.25 | 10.19 | 20.96 | |
Wegen van verschillende houtsoorten
| VRSTA DRVETA | GEWICHT % | ||
|---|---|---|---|
| In radiale richting | In de raakrichting | Capaciteit | |
| Bor | 3.4 | 8.1 | 12.5 |
| Vuren | 4.1 | 9.3 | 14.1 |
| Lariks | 5.3 | 10.4 | 15.1 |
| Jasen | 4.8 | 8.2 | 13.5 |
| Eik | 4.7 | 8.4 | 12.7 |
| Bukva | 4.8 | 10.8 | 15.3 |
Verwering en scheuren
Ongelijkmatige verandering van afmetingen tijdens het verzwaringsproces als gevolg van droging, evenals de toepassing van onjuiste droogregimes, veroorzaken interne en externe spanningen in het hout. Ze leiden tot verwering en het verschijnen van externe en soms interne scheuren.
Tangentieel gesneden planken zijn gevoeliger voor verwering dan radiaal gesneden planken. Hoe dichter ze bij de periferie zijn, hoe groter de windschering.
Afbeelding 3. De planken oprollen volgens de positie in de boomstam.
Externe scheuren worden veroorzaakt door ongelijkmatige droging van de buitenste en binnenste houtlagen. Door het grote verschil in vochtigheid ontstaan er trekspanningen op het oppervlak van het hout, die leiden tot externe scheuren.
Om het verschijnen van externe scheuren te voorkomen, moet het droogproces langzaam en gelijkmatig worden uitgevoerd. Vervolgens vindt de verandering in afmetingen geleidelijk plaats, waardoor de krachten die spatten veroorzaken klein zijn.
Hout droogt sneller vanaf de voorkant. Daarom barsten de fronten van planken, knuppels en rondhout eerder dan andere oppervlakken. Om barsten te voorkomen, moet het voorhoofd worden beschermd tegen de permanente effecten van zonnestralen door het te bedekken met beschermende middelen of door het in de schaduw te plaatsen.
Boomzwelling
Het zwellen van hout is het omgekeerde proces van drogen en verzwaren. Gedroogd hout kan vocht opnemen en de afmetingen ervan vergroten. Deze functie wordt gebruikt om droge vaten, houten pijpen, tanks en andere voorwerpen te bevochtigen, waardoor ze opzwellen.