Snížení lineárních rozměrů a objemu dřeva při odstranění volné vody se nazývá srážení.

Vzhledem k tomu, že anatomické prvky jsou protaženy převážně podél osy trupu, největší smrštění by mělo být pozorováno v příčných směrech, ve skutečnosti je podélné smrštění v důsledku určitého sklonu mikrofibril několik desítekkrát menší, protože je pouze zlomkem hlavní příčné deformace. V tangenciálním směru napříč vlákny je smrštění 1,5-2x větší než v radiálním směru. Ve směru největší tuhosti, tedy podél vláken, je smrštění nejmenší. Přes vlákna je smrštění větší v tangenciálním směru, ve kterém je tuhost menší než v radiálním směru.

Indikátorem smrštění je vlhkostní (nesilová) deformace. Úplným neboli maximálním smrštěním rozumíme zmenšení lineárních rozměrů nebo objemu dřeva při odstranění celého množství vázané vody. Proto, aby bylo možné stanovit obsah vlhkosti dřeva, musí být snížen z limitu nasycení buněčných stěn na nulu. .

Úplné smrštění dřeva nejběžnějších domácích lesních druhů v tangenciálním směru je 8-10 %, v radiálním směru 3-7 %, podél vlákna 0,1-0,3 %. Celkové objemové smrštění se pohybuje v rozmezí 11–17 %. Pro výpočet vlhkostní deformace je nutné mít součinitel smrštění, který určuje velikost smrštění při poklesu obsahu vázané vody ve dřevě o 1 %. Vzorec pro výpočet částečného smrštění je:

Zvýšení obsahu vázané vody ve dřevě při držení ve vlhkém vzduchu nebo vodě je doprovázeno zvětšením lineárních rozměrů a objemu dřeva. To se nazývá otok. Bobtnání dřeva je způsobeno tím, že vázaná voda, umístěná v buněčných stěnách, odtlačuje mikrofibrily od sebe.

Stejně jako smršťování je největší bobtnání dřeva pozorováno v tangenciálním směru přes vlákno a nejmenší – podél vlákna.

Bobtnání dřeva závisí na obsahu a stupni hygroskopičnosti složek obsažených v buněčných stěnách. Jak již bylo uvedeno, hemicelulózy mají největší hygroskopičnost a lignin nejmenší. Velkou roli však hraje povaha uložení a vztahy dřevěných komponentů.

4. Voda – nasákavost a bobtnání dřeva a praktický význam těchto jevů.

Díky své porézní struktuře je dřevo při přímém kontaktu s vodou schopno zvýšit svou vlhkost. Tato vlastnost dřeva se nazývá absorbce vody. Maximální vlhkost, které dřevo ponořené do vody dosáhne, je součtem maximálního množství vázané vody (mez nasycení buněčné stěny) a maximálního množství volné vody.

ČTĚTE VÍCE
Jak se zbavit zápachu v botách pomocí lidových prostředků?

, kde je vlhkost limitu nasycení buněčné stěny, %; – hustota dřevní hmoty; – hustota dřeva ve zcela suchém stavu; – hustota vody.

Pokud není přesná hodnota známa, lze maximální vlhkost, %, vypočítat pomocí jiného vzorce: , kde je základní hustota dřeva.

Rychlost procesu absorpce vody závisí na velikosti a tvaru vzorku: čím větší vzorky, tím pomalejší tento proces. Vyrovnání vlhkosti v celém objemu vzorku trvá značnou dobu. Vzorky s vyvinutým koncovým povrchem poměrně rychle absorbují vodu. Proces absorpce vody se zrychluje se zvyšující se teplotou. Množství absorbované vody závisí na druhu dřeva, počáteční vlhkosti vzorku a anatomické zóně (bělové dřevo absorbuje více vody než jádrové dřevo).

Absorpce vlhkosti. Schopnost dřeva díky své hygroskopičnosti absorbovat vlhkost (vodní páru) z okolního vozíku je tzv. absorpce vlhkosti. Proces absorpce vlhkosti spočívá v sorpci vodní páry hlavními organickými látkami buněčné stěny a pohybu vzniklé vázané vody hluboko do dřeva. Nejprve je vlhkost vázána v monomolekulární vrstvě (tloušťka jedné molekuly vody), která je zvláště pevně držena organickými látkami dřeva. Poté se objeví polymolekulární vrstva s postupně klesající pevností vazeb mezi molekulami vody a dřevěnými složkami. Tak vzniká film adsorpční vody, která se svými vlastnostmi liší od běžné vody.

Zvýšení obsahu vázané vody ve dřevě při držení ve vlhkém vzduchu nebo vodě je doprovázeno zvětšením lineárních rozměrů a objemu dřeva. To se nazývá otok. Bobtnání dřeva je způsobeno tím, že vázaná voda, umístěná v buněčných stěnách, odtlačuje mikrofibrily od sebe.

Stejně jako smršťování je největší bobtnání dřeva pozorováno v tangenciálním směru přes vlákno a nejmenší – podél vlákna.

Bobtnání dřeva závisí na obsahu a stupni hygroskopičnosti složek obsažených v buněčných stěnách. Jak již bylo uvedeno, hemicelulózy mají největší hygroskopičnost a lignin nejmenší. Velkou roli však hraje povaha uložení a vztahy dřevěných komponentů.

Jednou z nejdůležitějších vlastností dřeva je jeho smršťování. Lineární rozměry dřeva se během sušení zmenšují a opačný proces – tzv. praskání – nastává při nasávání vlhkosti ze vzduchu. K těmto jevům dochází při změně obsahu vázané vody (nasycení) a obsah volné (kapilární) vody neovlivňuje změnu objemu dřeva. Velikost objemového smrštění se přibližně rovná objemu vázané (sytící) vody, kterou dřevo při sušení odevzdá. Lineární smršťování různých druhů dřeva je uvedeno v tabulce. 4.1.1.

ČTĚTE VÍCE
Co je maskovací páska pro napínací strop?

Míra smrštění při sušení není stejná ve směrech osy, paprsků a obvodu. Tyto hodnoty jsou nejmenší ve směru osy dřeva (0,12-0,36 %), vyšší ve směru paprsků (3-8 %) a nejvyšší po obvodu (6-13 %). Rozdílné lineární smrštění ve směru paprsků a po obvodu způsobuje zborcení desek a změnu tvaru průřezu. Rychlejší a větší smršťování po obvodu než po paprscích při sušení je hlavním důvodem praskání dřeva.

Tabulka 4.1.1 – Lineární smršťování různých druhů dřeva

V tlustších úsecích snadněji dochází k praskání. Obrázek 4.1.1 ukazuje různé deformace vyplývající z nerovnoměrného smršťování napříč průřezem kmene stromu.

Hustota dřeva (jeho vlastní hmotnost) závisí na stupni jeho vlhkosti a pórovitosti. V tomto ohledu se rozlišuje hustota

čerstvě nařezané, na vzduchu vysušené a zcela suché dřevo. Podle hustoty dřeva v suchém stavu se rozlišuje šest tříd dřeva: velmi těžké, těžké, středně těžké, lehké, středně lehké, velmi lehké.

Obrázek 4.1.1 – Deformace a praskliny dřeva způsobené nerovnoměrným kroucením v různých směrech během zpracování dřeva:

– a, b, c – deformace v podélném řezu;

– g – deformace desky vyříznuté z jádra stromu;

– d – deformace dřeva od bělové části;

– e—tvorba trhlin; 1 – „pravá“ strana desky (ze strany jádra); 2 – „levá“ strana desky (z vnější strany pahýlu)

4.2 Vlhkost dřeva

Vlhkost dřeva je chápána jako poměr množství odstraněné vlhkosti ke hmotě dřeva v absolutně suchém stavu. Vlhkost dřeva se vyjadřuje v %.

Absolutně suché dřevo v malých vzorcích lze získat sušením ve speciálních skříních. Dřevo v přírodě i ve výrobě vždy obsahuje nějaké množství vlhkosti. Vlhkost ve dřevě prostupuje buněčnými membránami a vyplňuje buněčné dutiny a mezibuněčné prostory. Vlhkost, která proniká buněčnými membránami, se nazývá vázaná nebo hygroskopická. Vlhkost, která vyplňuje buněčné dutiny a mezibuněčné prostory, se nazývá volná neboli kapilární. Při vysychání dřeva se z něj nejprve odpaří volná vlhkost a poté vlhkost hygroskopická. Při vlhčení dřeva vlhkost ze vzduchu prostupuje pouze buněčnými membránami, dokud nejsou zcela nasyceny. K dalšímu vlhčení dřeva s výplní buněčných dutin a mezibuněčných prostor dochází až při přímém kontaktu dřeva s vodou (máčení, napařování, splavování, déšť).

ČTĚTE VÍCE
Jaký je nejlepší způsob, jak vařit kuřecí prsa, aniž by se vysušila?

Celkové množství vlhkosti ve dřevě se skládá z volné a vázané vlhkosti. Maximální množství volné vlhkosti závisí na tom, jak velký je objem dutin ve dřevě, které lze zaplnit vodou. Stav dřeva, kdy buněčné membrány obsahují maximální množství vázané vlhkosti a buněčné dutiny obsahují pouze vzduch, se nazývá hygroskopická mez. Vlhkost odpovídající hygroskopickému limitu při pokojové teplotě (20°C) je tedy 30% a prakticky nezávisí na plemeni. Při změně hygroskopické vlhkosti se dramaticky mění rozměry a vlastnosti dřeva. Rozlišují se tyto stupně vlhkosti dřeva: mokrý – dlouhodobě držený ve vodě, vlhkost nad 100%; čerstvě řezaná – vlhkost 50-100%; sucho na vzduchu – dlouhodobě skladováno na vzduchu, vlhkost 15-20 % (v závislosti na klimatických podmínkách a roční době); pokojově sucho – vlhkost 8-12 % a absolutně sucho – vlhkost 0 %. Obsah vlhkosti v kmeni rostoucího stromu se mění podél výšky a poloměru kmene a také v závislosti na ročním období. Vlhkost borového bělového dřeva je třikrát vyšší než vlhkost jádra. U listnatých stromů je změna vlhkosti podél průměru rovnoměrnější. Podél výšky kmene se vlhkost bělového dřeva u jehličnanů zvyšuje po kmeni, ale vlhkost jádra se nemění. U listnatých stromů se vlhkost bělového dřeva nemění, ale vlhkost jádra klesá po kmeni. Mladé stromy mají vyšší vlhkost a její kolísání v průběhu roku je větší než u starších stromů. Největší množství vlhkosti je obsaženo v zimě (listopad-únor), minimum – v letních měsících (červenec-srpen). Obsah vlhkosti v kmenech se v průběhu dne mění: ráno a večer je vlhkost stromů vyšší než přes den.

Pro stanovení vlhkosti dřeva se používají metody gravimetrické a elektrické.

4.3 Smrštění a bobtnání.

Smršťování dřeva s úbytkem jeho lineárních rozměrů a objemu nastává až při odpařování hygroskopické vlhkosti, nikoli však kapilární vlhkosti. Při odpařování hygroskopické vlhkosti však dochází k lineární kontrakci a naopak při pohlcování hygroskopické vlhkosti dochází k bobtnání.

Smršťování dřeva v důsledku heterogenity jeho struktury v různých směrech není stejné. Podél vláken nepřesahuje lineární smrštění u většiny druhů dřeva 0,1%, v radiálním směru – 3-6% a v tangenciálním směru – 7-12%. To je doprovázeno výskytem vnitřních pnutí ve dřevě, která mohou způsobit deformace a praskání. Deformování může být podélné a příčné.

ČTĚTE VÍCE
Je možné použít nemrznoucí kapalinu v topném systému s elektrokotlem?

Když dřevo bobtná v důsledku absorpce vody, která impregnuje buněčné membrány, zvětšuje svůj objem.

Bobtnání dřeva se mění v různých směrech: podél vlákna 0,1-0,8%, v radiálním směru 3-5% a tangenciálně – 6-12%. Dřevo při navlhčení v důsledku nasycení buněčných membrán vodou nabývá na hmotnosti a objemu. Po dalším nasycení dřeva vodou vlhkost nasytí dutiny buněk a prostory mezi nimi. V tomto případě se změní hmotnost dřeva. Hlasitost se ale nezvyšuje.

Tepelná vodivost dřeva je jeho schopnost vést teplo v celé jeho tloušťce z jednoho povrchu na druhý. Tepelná vodivost suchého dřeva je nevýznamná, což se vysvětluje porézností jeho struktury. Součinitel tepelné vodivosti dřeva je 0,12…0,39 W/(m*deg). Dutiny, mezibuněčné a vnitrobuněčné prostory v suchém dřevě jsou vyplněny vzduchem, který je špatným vodičem tepla. Dřevo je díky své nízké tepelné vodivosti hojně využíváno ve stavebnictví.

Husté dřevo vede teplo o něco lépe než volné dřevo. Vlhkost dřeva zvyšuje jeho tepelnou vodivost, protože voda je ve srovnání se vzduchem lepším vodičem tepla. Tepelná vodivost dřeva navíc závisí na směru jeho vláken a druhu. Například tepelná vodivost dřeva podél vlákna je přibližně dvakrát větší než napříč.

4.5 Pevnost a tvrdost dřeva

Mechanické vlastnosti dřeva závisí na směru síly ve vztahu k vláknům. Síla dřeva se vyznačuje podél a napříč vlákny. Nejvýznamnější jsou pevnost v tlaku, ohybu a tahu. Rozdíl v síle jednotlivých dřevin je důsledkem jejich rozdílné hustoty. Navzdory skutečnosti, že pevnost v tahu dřeva je značná, blízká pevnosti některých neželezných kovů, například některých bronzů a mosazi, v praxi se použití dřevěných prvků pracujících v tahu vyhýbá, s ohledem na nízkou pevnost dřeva. dřevo způsobené smykovým a tlakovým napětím v místě upevnění. Pevnost dřeva v tlaku podél vlákna je 3x menší než v tahu.

Jednou z důležitých vlastností, která určuje vhodnost dřeva pro průmyslové použití, je jeho tvrdost. Tvrdost dřeva se zvyšuje s jeho hustotou.

Tabulka 4.2 – Základní fyzikální a mechanické vlastnosti nejběžnějších druhů dřeva