Svind. Materialelære. Fig. 23 (fra publikationen Træ og Træmatrialer)

Transkript

1 Svind Fig. 23 (fra publikationen Træ og Træmatrialer) Svind og udvidelse I det stående træ er vandindholdet meget stort - så stort, at der i den mest vandrige del af stammen, splinten, ofte er mere vand end vedstof. Vandet findes i to former, der oftest betegnes frit vand (kapillarvand) i cellehulrummet og bundet vand (fibervand) i cellevæggens hulheder. Når træet efter fældning og opskæring begynder at tørre, afgives først det frie vand og derefter det bundne. Når træet ikke længere indeholder frit vand, har træet nået fibermætningspunktet, og en yderligere afgivelse af vand - nu det bundne vand - vil bevirke, at træet begynder at svinde. Når tørt træ anbringes i luft ved 100% relativ luftfugtighed (vanddampmættet luft), vil det optage vand fra luften og bulne. Når træet ikke bulner mere, har det nået fibermætningspunktet og kan ikke optage mere bundet vand. Fibermætningspunktet kan bestemmes på forskellig måde, f.eks. via svindmåling, elektrisk ledningsevne og varmeledningstal. Når den relative luftfugtighed varierer mellem 0% og 100%, vil træfugtigheden variere mellem 0% og fibermætningspunktet. Fibermætningspunktet varierer fra træart til træart. Inden for samme træart daler fibermætningspunktet med stigende tørrumsvægt. Eksempler på fibermætningspunkter ved 20 C (Vorreiter, 1963) Rødgran Douglas Bøg Eg Balsa Tørrumsvægt g/cm 3 0,48 0,53 0,67 0,45 0,47 0,57 0,67 0,13 Fibermætningspunkt % 32,5 27,6 18,5 32,5 35,0 32,1 23,5 ca. 54 Fig. 24 (fra bogen Trætørring af Chr. Boye og C.L. Baumbach) Ved stigende temperatur fås lavere fibermætningspunkt. Således for sitkagran (Vorreiter, 1963) ved en tørrumsvægt på 0,42 g/cm 3 Temperatur C Fibermætningspunktet % 30,6 29,2 28,3 27,2 25,1 22,9 Fig. 25 (fra bogen Trætørring af Chr. Boye og C.L. Baumbach) Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Materialelære side 20 af 125

2 Opfugtning af træ til et fugtindhold over fibermætningspunktet kan kun ske ved tilførsel af vand. En dampning (100º C og 100% R.F.) af tørt træ vil kunne øge fugtigheden til 20-25%. Dampning af grønt træ vil bevirke en (langsom) tørring - især af overfladen. Træet arbejder (svinder eller udvider sig) forskelligt i træets forskellige retninger. Det arbejder mest langs årringene, mindre vinkelret på årringene og mindst i træets længderetning. Normalt er svindet, udvidelsen langs årringene (tangentialt), dobbelt så stort som vinkelret på årringe (radialt). Svindet/udvidelsen i længderetningen (aksialt) er meget lille. Ved et radialt snit i en træstamme vil marvstrålerne fremtræde på fladen som spejl, og træet betegnes spejlskåret. Træ, skåret med savsnittet vinkelret på radius som tangent til årringene, betegnes planskåret. Det samlede svind (volumensvindet) for et stykke træ forekommer som resultatet af de ovenfor nævnte tre svind i de forskellige retninger. Som følge af træets uensartede svind (udvidelse) vil savværksprodukter ved tørring kunne antage forskellige tværsnitsformer, når de ved opskæringen udtages på forskellige steder i stammetværsnittet. Fig. 26 (fra publikationen Træ og Træmatrialer) Fig. 26 viser eksempler på sådanne forskellige tværsnitsformer opstået som følge af svind. Specielt bemærkes det spejlskårne træ, hvis tværsnit forbliver ret. Emner, hvor årringene forløber diagonalt mellem to hjørner, vil ved svind blive skæve - et forhold, der bør tages hensyn til ved fastsættelse af overmål. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Materialelære side 21 af 125

3 Beregning af svind for almindeligt anvendte træarter Materialelære Afrormosia Ahorn Ask Azobè Balsa Basralocus Bilinga Bossè Bøg Doussiè Eg Elm Iroko Lauan Limba Lind Mahogni (Khaya) Mahogni (Swietenia) Palisander Poppel Ramin Sapell Sipo Teak Valnød Yang Skovfyr Rødgran Lærk Oregon Pine Redwood Thuja Træsvind Svind i procent fra frisk til absolut tør tilstand Radialt 4,7 6,0 1,8 5,5 4,5 5,2 2,2 3,5 4,8 2,7 4,7 3,2 5,1 2,7 2,8 4,1 5,4 2,5 3,6 3,7 4,3 5,0 1,5 2,4 6,5 8,2 8,6 3,5 6,0 12,5 6,8 7,0 4,5 7,0 5,5 7,7 5,7 8,6 5,8 9,4 5,6 6,3 5,4 8,5 7,7 10,2 7,2 2,9 5,0 Svind i procent ved en ændring i vandindhold på 1 i området ca. 10% til 90% RLF Radialt 0,32 0,06 0,29 0,15 0,21 0,11 0,11 0,12 0,15 0,13 0,22 0,08 0,12 Tangentialt Tangentialt 0,33 0,32 0,28 0,40 0,42 0,27 0,39 0,31 0,28 0,27 0,31 0,39 0,26 0,29 0,41 0,38 0,33 Fig. 27 (fra publikationen Træ og Træmatrialer) Fig. 28 (fra publikationen Træ og Træmatrialer) Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Materialelære side 22 af 125

4 Træets ligevægtsfugtighed Når træet efter opskæring tørres, forsvinder først det frie vand, dernæst det bundne vand mere eller mindre. Når træfugtigheden er nået ned på ca. 30%, findes kun bundet vand tilbage - træet har nået fibermætningspunktet. Tørres træet videre ned, vil træets dimensioner formindskes - træet svinder. Tørringen vil fortsætte, indtil der er opnået et ligevægtsforhold mellem træets bundne vand, luftens relative fugtighed og temperatur. Er der balance herimellem, har træet opnået sin ligevægtsfugtighed. Relativ luftfugtighed Når den relative fugtighed variere mellem 0% og 100%, varierer træfugtigheden mellem 0% og 30%. Luften indeholder vand i form af vanddamp. Jo varmere luften er, desto mere vand kan luften indeholde. Indeholder luften alt det vand, den kan optage ved en bestemt temperatur, er luften mættet. Den relative luftfugtighed er 100%. Den relative luftfugtighed (i %) er forholdet mellem tilstedeværende vanddamp i en given mængde luft og den største mængde vanddamp, som samme luftmængde kan indeholde ved samme temperatur. Eksempel Er den relative luftfugtighed 60% og temperaturen 15 C, er den hertil svarende træfugtighed 12%. Eller er den relative luftfugtighed 40% og temperaturen 25 C, er den hertil svarende træfugtighed 8%. Disse træfugtigheder er træets ligevægtsfugtighed under disse forhold. Fig. 29 Ligevægtsfugtighedstabel. Tabellen viser sammenhængen mellem relativ luftfugtighed og træfugtighed ved forskellige temperaturer. (fra publikationen Træ og Træmatrialer) Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Materialelære side 23 af 125

5 Stadiet, hvor det frie vand i cellehulrummene er fordampet, og træets vandindhold udelukkende er indeholdt i cellevæggene, kaldes fibermætningspunktet og ligger ved et vandindhold på ca % af træets tørvægt. Mange af træets egenskaber forandrer sig i meget høj grad, når fugtighedsindholdet kommer under fibermætningspunktet (ca %). Ved afgivelsen af det bundne vand vil træet svinde, og der sker rumfangsændringer. Træet svinder forskelligt i forhold til længderetningen (fiberretningen). Det største svind (udvindelse) foregår i årringenes retning (tangentialt) samt vinkelret på årringene (radialt) og mindst i fibrenes længderetning (axialt). Normalt regner man med, at det tangentiale svind (udvindelse) er dobbelt så stort som det radiale. Oversigt over de forskellige træsorters svind i % af dimensionen i grøn tilstand ved ændring i fugtighedsindhold fra ca. 40% til 0% er angivet i tabellen. Fugtighedsindhold 40-30% 30% 25% 20% 10% 0% Rødgran 12,5 12,0 10,0 0 Skovfyr 12,5 12,0 10,0 0 Lærk 12,0 11,5 9,5 7,5 0 Ask 13,5 1 11,0 8,5 4,5 0 Birk 1 13,5 11,5 9,0 4,5 0 Bøg 18,5 1 15,0 12,0 6,0 0 Eg 12,5 12,0 10,0 0 El 1 12,5 10,5 8,5 0 Lind 15,5 15,0 12,5 10,0 5,0 0 Ær 12,0 11,5 9,5 7,5 0 Buksbom 27,0 26,5 22,0 17,5 9,0 0 Fig. 30 Cirkatal - delvis efter Kollmann (fra bogen Trætørring af Chr. Boye og C.L. Baumbach) Eksempel Hvor meget svinder et stykke bøgetræ, når fugtighedsindholdet daler fra 25% til 10%? Svar: Af tabellen aflæses: 15,0 6,0 = 9,0% Ønsker man at vide, hvordan dette svind fordeler sig til de tidligere omtalte tre svind i de forskellige retninger (tangentialt, radialt og længderetningen), kan man som en god vejledning trække 0,5% (svarende til svindet i længderetningen) fra det af tabellen fundne tal og dele resten i forholdet 2:1 (tangentialt:radialt). Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Materialelære side 24 af 125