Wilgotność drewna i jej wpływ na walory użytkowe wyrobów z drewna

Pozyskana tarcica ze świeżo ściętych drzew posiada zbyt wysoką wilgotność, aby efektywnie ją wykorzystywać. Powinna być poddana procesowi suszenia. Może ono być naturalne ( na wolnym powietrzu) lub sztuczne (w suszarkach komorowych – z wymuszonym obiegiem powietrza o podwyższonej, regulowanej temperaturze.

   Drewno jest ekologicznym materiałem odnawialnym. Jego pozyskiwanie nie jest szkodliwe dla środowiska naturalnego pod warunkiem, że odbywa się planowo np. przestrzegając zasady FSC. Obecnie w Polsce pozyskuje się niewiele ponad 50 % rocznego przyrostu masy. Człowiek wykorzystuje je dla swoich potrzeb od zarania dziejów. W optymalnych warunkach zapewniających niską wilgotność (bez narażenia na działanie wody) lub bez dostępu powietrza (pod wodą) ma bardzo dużą trwałość sięgającą tysięcy lat np. sarkofagi faraonów, budowle w Biskupinie itp.
   Drewno posiada szereg bardzo ważnych właściwości, których poznanie pozwoli uniknąć rozczarowań podczas eksploatacji wyrobów z niego wykonanych. Jedną z najważniejszych jest zespół cech związanych z wilgotnością drewna.
   Pozyskana tarcica ze świeżo ściętych drzew posiada zbyt wysoką wilgotność, aby efektywnie ją wykorzystywać. Powinna być poddana procesowi suszenia. Może ono być naturalne ( na wolnym powietrzu) lub sztuczne (w suszarkach komorowych – z wymuszonym obiegiem powietrza, o podwyższonej, regulowanej temperaturze. W nowoczesnych komorach nad prawidłowością tego procesu czuwa specjalistyczny program komputerowy)
   Podczas suszenia do wilgotności około 30% usuwana jest „woda wolna”, która wypełnia pory drewna. W tym czasie nie zmienia ono swoich wymiarów. Ten poziom wilgotności nazywany jest „stanem nasycenia włókien” Podczas dalszego suszenia usuwana jest „woda związana” znajdująca się w ścianach komórkowych. Jest to proces wiele trudniejszy od poprzedniego, wymagający zwiększonych nakładów energetycznych i trwający znacznie dłużej.
   Z obniżaniem wilgotności od punktu nasycenia włókien (około 30%) do stanu bezwodnego (0%) związany jest proces kurczenia się. Z uwagi na anizotropową budowę drewna wielkość tego skurczu jest różna dla poszczególnych kierunków anatomicznego przekroju i wynosi:
 
- dla kierunku stycznego (cięcie styczne do okręgów słojów rocznych) — 6% -13%
- dla kierunku promieniowego (cięcie przebiega w płaszczyźnie prostopadłej do słojów rocznych) — 3%-5%
- dla kierunku wzdłuż włókien — 0,1%-0,8%

   Skutkiem tych różnic oprócz zmiany wymiarów liniowych jest często zmiana kształtu oraz wady, które powstają podczas suszenia. Najczęściej spotykane wady to pęknięcia desorpcyjne oraz spaczenia.
   Jako materiał higroskopijny drewno posiada również zdolność do pochłaniania pary wodnej znajdującej się w powietrzu. Procesowi temu towarzyszy zjawisko pęcznienia. Kurczenie i pęcznienie drewna są zjawiskami odwracalnym i w przybliżeniu są sobie równe przy takiej samej zmianie poziomu wilgotności. W rzeczywistości drewno stale „pracuje” dążąc do stanu równowagi higroskopijnej i odpowiadającej mu wilgotności równowagowej. ( w załączeniu część tablicy wilgotności równowagowej)
   Tak dzieje się w warunkach swobodnego pęcznienia. W przypadkach, gdy ta swoboda zostaje ograniczona np. w ściśle osadzonych deskach podłogowych podczas pochłaniania wilgoci przez drewno następuje duży wzrost naprężeń wewnętrznych  i po przekroczeni wytrzymałości ściany komórkowej może dojść do samo sprasowania drewna w tych płaszczyznach, gdzie zostało zahamowane swobodne pęcznienie. Po kolejnym obniżeniu wilgotności pomiędzy deskami wystąpią szczeliny, Podobne zjawisko obserwujemy podczas obluzowywania się trzonków w młotkach czy siekierach.
   O wiele częściej szczeliny występują, gdy zamontowane elementy posiadają wilgotność wyższą od wilgotności równowagowej odpowiadającej warunkom eksploatacji, wtedy pojawia się zsychanie się drewna.

Należy pamiętać, że wilgotność równowagowa zmienia się wraz ze zmianą warunków otoczenia - głównie wilgotności względnej i temperatury powietrza. Zimą w pomieszczeniach z centralnym ogrzewaniem wilgotność  powietrza spada nawet do 25 %, natomiast latem w dżdżyste dni często przekracza 90%.
Chcąc uniknąć zmian wymiarów wynikającą z pęcznienia lub skurczu należy dążyć do instalowania elementów o wilgotności zbliżonej do wilgotności równowagowej odpowiadającej najczęściej występującym parametrom otoczenia podczas eksploatacji wyrobów z drewna.

Podsumowując należy stwierdzić, że występowanie szczelin nawet w najlepiej zamontowanej podłodze czy boazerii szczególnie w pewnych porach roku jest czymś normalnym wynikającym z naturalnych właściwości drewna. Można je jednak ograniczyć do minimum stosując się do wspomnianych wyżej zasad.
 
Podstawowe pojęcia:
Wilgotność bezwzględna drewna - jest to stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna całkowicie suchego (w drzewnictwie stosuje się na ogół wilgotność bezwzględną określając ją krótko terminem „wilgotność”
Wilgotność równowagowa drewna - wilgotność jaką uzyskuje drewno w powietrzu o stałych parametrach (temp i wilg. względnej ) Jest to stan, w którym drewno nie oddaje ani nie pobiera wilgoci z otoczenia
Wilgotność względna powietrza –  określa stopień nasycenia powietrza parą wodna w danej temperaturze
Stan nasycenia włókien  - występuje wtedy gdy ściany komórkowe zmagazynowały maksymalną ilość pary wodnej , a wnętrza komórek nie wykazują obecności wody wolnej – W praktyce przyjmuje się około 30 %
FSC - Forest Stewardship Council, Rada Zrównoważonej Gospodarki Leśnej

OPRACOWAŁ:
Mgr inż. Andrzej Waligóra
Technolog drewna