Co je vlhkost dřeva a jak ji stanovit

Každý, kdo někdy natíral, kupoval nebo ošetřoval dřevo, slyšel o vlhkosti dřeva.

Plechovka každého laku, základního nátěru nebo barvy obsahuje informaci o požadované vlhkosti dřeva a tesaři si pro své výrobky vybírají vysušený materiál. Proč je úroveň vlhkosti tak důležitá a jak ji měřit – to vám řekneme v tomto článku.

Proč je vlhkost důležitým parametrem dřeva

Dřevo je anizotropní a hygroskopický materiál. Proto jeho mechanické vlastnosti závisí na jeho vlhkosti. Při provozu dřevěných výrobků je třeba dodržovat zásadu udržování stálé a dostatečně nízké technické vlhkosti, při které materiál nemění svůj tvar.

Navíc příliš vlhké dřevo je náchylné k rozvoji hub, plesniví a mění barvu („modrá“). Příliš přesušené dřevo je náchylné k praskání, křehne a nelze jej použít do žádných silně zatěžovaných konstrukcí.

Ideální vlhkost dřeva se liší a závisí na druhu dřeva a jeho účelu. Průměrně se vlhkost dřeva u prvků instalovaných v interiéru, které nejsou v kontaktu s venkovním vzduchem, tedy schodiště, nábytek a podlahy, pohybuje od 6 do 10 %. U dřevěných prvků, které jsou v neustálém kontaktu s venkovním vzduchem, jako jsou okenní rámy, venkovní dveře, okenice, fasádní obklady a terasy, by se vlhkost dřeva měla pohybovat mezi 10 a 15 %.

Vlhkost se ve dřevě vyskytuje ve třech formách:

• zdarma, tzn. kapilára, vyplňující vnitřek buněk a mezibuněčné prostory, představující přibližně 65 % celkového obsahu vody ve dřevě;
• připojeno, tzn. hygroskopické, saturující buněčné membrány, které tvoří přibližně 30 % celkového obsahu;
• ústavní, tzn. část chemických sloučenin dřeva, tvoří přibližně 5 % celkového obsahu vody ve dřevě; tato voda nemá praktickou hodnotu ani při sušení dřeva, ani při jeho provozu.

Normy vlhkosti dřeva

Pro stanovení vlhkosti dřeva se bere v úvahu volná (kapilární) a vázaná (hygroskopická) voda.

Vlhkost dřeva určuje procento hmotnosti vody obsažené ve dřevě k hmotnosti dřeva. Definováno v jednotkách hmotnosti nebo procentech. Rozlišuje se absolutní vlhkost a relativní vlhkost.

Absolutní vlhkost je definována jako poměr hmotnosti vody obsažené ve dřevě k hmotnosti zcela suchého dřeva.

Relativní vlhkost dřeva je poměr hmotnosti vody obsažené ve dřevě k hmotnosti vlhkého dřeva.

Čerstvě nařezané dřevo má velké rozdíly ve vlhkosti v závislosti na druhu a stáří, životních podmínkách, době těžby a přítomnosti dřeně. Absolutní vlhkost čerstvě nařezaného měkkého dřeva je 100 %, měkkého tvrdého dřeva 80 %, tvrdého tvrdého dřeva 55 %. Podle obsahu vlhkosti dřevěného materiálu se dřevo rozlišuje: mokré (nad 70 %), čerstvé (70 %), suché při zatížení (20-25 %), suché na vzduchu (13-20 %) a provozuschopné-suché (méně než 13 %).

Sušení dřeva v přirozených podmínkách snižuje jeho vlhkost na 15-28%. Vlhkost dřeva 8-12% se získá umělým sušením dřevěných materiálů v sušičkách.

Rozlišuje se technická vlhkost dřeva spojená s požadavky na zpracování a provozní vlhkost v závislosti na jeho použití a provozních podmínkách.

Technická vlhkost by měla být stejná nebo nižší než užitečná vlhkost o 2 %.

Obsah vlhkosti základního truhlářství by měl být:

• nábytkové a stavební truhlářství v místnostech s ústředním vytápěním 8-10%, vytápěno kamny 10-12%;
• stavební truhlářské výrobky ve styku s vnitřním a atmosférickým vzduchem 12-15%;
• kryté dřevěné konstrukce 15-17%;
• dřevěné konstrukce nechráněné střechou 17-22%;
• vodní stavby 22-30 %.

Stanovení vlhkosti dřeva

Vlhkost dřeva lze určit různými metodami:

• sušení vážení;
• destilace;
• pomocí elektrického vlhkoměru.

Pro stanovení vlhkosti dřeva metodou vážení při sušení jsou zapotřebí vzorky o rozměrech 20x20x20 mm nebo 20x20x30 mm, odebrané z jádra (střední část desky) a příslušně očíslované.

Vzorky vážící méně než 20 g se váží do skleněných nádob. Tyče a nádoby se váží na technických vahách s přesností 0,01 g nebo na analytických vahách s přesností 0,001 g v závislosti na požadované přesnosti výsledků zkoušek. Po zvážení se vzorky umístí do elektrické laboratorní sušárny při teplotě 100±5°C.

Po sušení vzorků z měkkého dřeva po dobu 6 hodin nebo vzorků z tvrdého dřeva po dobu 12 hodin se tyto ochladí na teplotu okolí (ve speciálních nádobách nazývaných exsikátory obsahující na dně kyselinu sírovou nebo bezvodý chlorid vápenatý, který silně absorbuje vlhkost).

Vzorky ochlazené na teplotu okolí v exsikátoru se zváží a umístí zpět do elektrické sušárny. Tato doba sušení by měla být stejná jako při prvním sušení. Cyklus sušení, chlazení a vážení vzorků se opakuje 3x. Když ztráta hmotnosti zkušebních vzorků mezi následujícími váženími nepřesáhne 0,2 %, považují se vzorky za zcela suché, čímž se získá hodnota pro výpočet absolutní vlhkosti.

Druhou metodou používanou v laboratorních podmínkách je metoda destilační. Jedná se o odpařování vody ze dřeva vařením vzorku ve vroucí kapalině, která je nemísitelná s vodou. Obvykle se používá k testování vzorků dřeva obsahujících mnoho těkavých látek (například terpentýn, silice, impregnace), které se při sušení dřeva snadno uvolňují. Průměrná doba potřebná k určení vlhkosti touto metodou je asi 6 hodin.

Obě metody jsou složité a časově náročné, a proto se v praxi používají jen zřídka.

Poměrně rychlým způsobem, jak zjistit vlhkost dřeva, je použití elektrického vlhkoměru. Provoz tohoto zařízení zahrnuje měření elektrické kapacity dřeva nebo měření odporu dřeva vůči elektrickému proudu, který jím protéká. Elektrický odpor a elektrická kapacita dřeva se mění pouze při jeho vlhkosti 0-30%. Nad touto hranicí elektrické vlhkoměry změny neregistrují a ukazují maximální vlhkost dřeva 30 %.

Výhodou elektrohygrometrů je schopnost provádět velmi rychlá měření během 2-3 minut, nevýhodou je omezená použitelnost a relativně malá přesnost měření (tolerance 1-2 %).

Uvažujme o nejběžněji používaných konceptech vlhkosti dřeva.

Přirozená vlhkost dřeva

Toto je úroveň vlhkosti obsažená ve stromu při spánku. Říká se jí také „počáteční vlhkost“. Tato hodnota se používá jako základ pro další akce s dávkou materiálu: lze například vypočítat dobu sušení a podmínky. Obsah vlhkosti se může za různých podmínek lišit od 25 do 80%. Při určování přirozené vlhkosti konkrétní šarže dřevěného materiálu budeme mít vždy na paměti „obsah vlhkosti za určitých podmínek“.

Rovnovážná vlhkost

Při dlouhodobém vystavení dřeva stejnému vzdušnému prostředí, bez výrazných změn vlhkosti a teploty vzduchu, materiál dosáhne rovnovážné vlhkosti. Jedná se o stav, kdy se proces vysychání nebo nasycení vlhkostí za daných podmínek zastavil a procento vlhkosti se ustálilo. Stojí za zmínku, že různé druhy dřeva za stejných podmínek dosahují téměř stejné úrovně vnitřní vlhkosti.

V závislosti na různých podmínkách zadržení se rozlišují 5 úrovní vlhkosti dřeva:

Mokrý – vlhkost je více než 100 %, tohoto stavu je dosaženo dlouhodobým skladováním dřeva ve vodě.

Čerstvě řezané — úroveň vlhkosti od 50 do 100 %.

Suché na vzduchu – od 15 do 20 %. Takové indikátory jsou dosaženy při skladování na vzduchu, liší se v závislosti na teplotě a srážkách.

Místnost suchá – od 8 do 10 %. Úroveň vlhkosti se nastavuje při vnitřním skladování.

Absolutně suché – dřevo s obsahem vlhkosti 0 %.

Volná a vázaná vlhkost

V tkáni dřeva jsou 2 typy kapalin:

Související vlhkost – nachází se uvnitř buněk stromu.

Volná vlhkost – to, co vyplňuje póry a kanály tkání, ale ještě nebylo absorbováno buňkami.

Bod nasycení dřevěných vláken

S těmito dvěma pojmy je spojen takzvaný bod nasycení vláken: procento obsahu vlhkosti dřeva, kdy z něj byla odstraněna veškerá volná vlhkost, ale vázaná kapalina v něm zůstává.

Pro různé druhy dřeva je tento stupeň určen od 23 do 31%.

Kaštan, borovice vejmutovka – 25 %

Borovice, smrk, lípa – 29 %

Douglaska, sekvoje – 30,5 – 31 %

Tato hodnota je důležitá, protože objemy a rozměry dřeva se mění při obsahu vlhkosti od 0 % do bodu nasycení. Jakmile jsou buňky zcela naplněny vodou, objem stromu se výrazně nezvětší.

Měření vlhkosti dřeva vlhkoměrem

Absolutní vlhkost dřeva

Podívejme se na pojmy absolutní a relativní vlhkost.

Vezmeme si dřevěný špalek.
Absolutní vlhkost je poměr hmotnosti vnitřní kapaliny k hmotnosti zcela vysušené tyčinky.
Hodnota se vypočítá pomocí vzorce:
W = (m – m)/m x100,
kde (m) a (m) – hmotnost mokré a vysušené tyčinky.
GOST 17231-78 interpretuje tuto hodnotu jednoduše jako „vlhkost“. Tento koncept je však nevhodný pro použití ve výpočtech, protože množství vody se vztahuje konkrétně na sušinu, nikoli na celkovou hmotnost. V důsledku toho vznikají nesrovnalosti: například 1000 g dřeva obsahuje 200 g vlhkosti, ale absolutní vlhkost se počítá jako 25 %.

Relativní vlhkost dřeva

Toto je vhodnější koncept pro výpočty, protože odráží poměr hmotnosti vnitřní kapaliny k celkové hmotnosti bloku. Výpočtový vzorec je nejjednodušší:

Tento vzorec se používá ve výpočtech topenářské techniky k určení objemu vody odpařené z palivového dřeva. Podle ní obsahuje 20 gramová tyčinka při vlhkosti 1000 % 200 gramů vlhkosti a 800 gramů suchých vláken – zcela logický výsledek.

Vlhkost dřevin

Jedním z faktorů ovlivňujících vlhkost je druh dřeva. Některé horniny díky odlišné struktuře vláken okamžitě reagují na změny vnějšího prostředí, absorbují a uvolňují vodu. Jiné jsou stabilnější a velmi pomalu nasycené vlhkostí.

Mezi nejaktivněji absorbující druhy vlhkosti patří buk, hrušeň a kempas.

Dub a merbau jsou považovány za stabilní a odolné vůči změnám.

Sušší horniny mají tendenci při sušení praskat. Středně vlhké, jako je dub, jsou proti takovým jevům odolnější a při změně podmínek méně mění své vlastnosti.

Při řezání za normálních podmínek má vlhkost různých druhů dřeva následující průměrné hodnoty:

Obsah vlhkosti dřeva pro granulaci pelet

Pelety a palivové brikety jsou ceněny díky nízké vlhkosti paliva. Jeho vlhkost je 8-12%. S takovými vlastnostmi vzniká při spalování minimální množství kouře.

Optimální úroveň vlhkosti dřeva pro výrobu pelet je 12-14%. Kladivové drtiče pracují i ​​s dřevní štěpkou do 65% vlhkosti, ale při takové vlhkosti není možné materiál rozdrtit na požadovanou frakci, takže mletí probíhá ve více stupních. K uvedení drcených pilin do požadovaného stavu se používají komplexy se sušícími bubny.

Sušící komplex na dřevo od ALB Group

Společnost ALB Group vyrábí sušící komplexy AVM pro linky na granulaci dřevního odpadu a briketovací linky. Hlavním prvkem komplexu je sušicí buben AVM, který v jednom chodu dokáže snížit vlhkost ušlechtilého dřeva z úrovně 50 % na požadovaných 8-12 %. K sušení dochází v důsledku otáčení surovin v bubnu a cirkulace horkého vzduchu v bubnu. Činnost bubnu AVM je zajištěna připojením generátoru tepla nebo spalovací jednotky, k areálu je připojen odtah kouře a aspirační systém.

Modely AVM 0,65 a 1,5 s kapacitou až 1200 a 2500 kg za hodinu jsou nejoblíbenějším zařízením na sušení naštípaného dřeva.

Zjistěte více o našich sušicích komplexech zavoláním nebo zanecháním kontaktních údajů ve formuláři!