Smršťování dřeva během výstavby.

Vlhkost dřeva (řezivo) je poměr hmotnosti vlhkosti obsažené v daném objemu dřeva k hmotnosti suchého dřeva, vyjádřený v procentech. 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 nejprve odpaří volná vlhkost a poté hygroskopická vlhkost. 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.

Celkové množství vlhkosti ve dřevě se skládá z volné a vázané vlhkosti. Maximální množství 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 v dutinách buněk je vzduch, se nazývá hygroskopická mez. Vlhkost odpovídající hygroskopickému limitu při pokojové teplotě (20°C) je 30% a prakticky nezávisí na plemeni.
Rozlišují se následující úrovně vlhkosti dřeva:

• Mokré – udržované ve vodě po dlouhou dobu, vlhkost nad 100%
• Čerstvě nařezaný – vlhkost – 50-100 %
• Suché na vzduchu – dlouhodobé skladování na vzduchu, vlhkost 15-20% (v závislosti na klimatických podmínkách a ročním období)
• Sucho v místnosti – vlhkost 8-12%
• Absolutně suchý – 0% vlhkost

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.

Smrštění dřevanás

Smršťování je změna lineárních rozměrů a objemu dřeva během sušení v důsledku odstranění vlhkosti ze dřeva. Začíná po úplném odstranění volné vlhkosti a se začátkem odstraňování vázané vlhkosti. Smršťování v různých směrech není stejné. V tangenciálním směru je smrštění 1,5 – 2x větší než v radiálním směru. Smrštění podél vláken je nevýznamné.

Nerovnoměrné smršťování dřeva v různých částech a v různých směrech vede k deformaci tvaru materiálu, tedy k deformaci, která je způsobena výskytem vícesměrných napětí.
Když nerovnoměrné smrštění způsobí napětí, které přesahuje pevnost dřeva ve směru kolmém k vláknu, dochází podél vlákna k oddělení buněk. To způsobí praskání materiálu. Praskliny se nejčastěji objevují na povrchu, stejně jako na koncích prken, ale mohou se tvořit i uvnitř.
Klasický problém nerovnoměrných změn tloušťky dřeva v deskách při smršťování je obvykle způsoben rozdílem tangenciálního a radiálního smrštění. Pokud se jedna hrana desky nachází v blízkosti jádra, letokruhy v ní mají výrazné zakřivení a ke smršťování dojde především v radiálním směru. Na opačném okraji jsou vlákna umístěna převážně kolmo k povrchu, a proto bude smrštění tangenciální.
Na základě koeficientu objemového smrštění lze dřeviny rozdělit do tří kategorií:

• Nízkoschnoucí – (koeficient objemového smrštění ne více než 0,4%) – Sibiřský a obyčejný smrk, sibiřská jedle, sibiřské a korejské cedry, topol bílý.
• Středně schnoucí – (koeficient objemového smrštění od 0,4 do 0,47%) – buk, jilm, dub, borovice, jemnozrnná lípa, olše černá, osika, jedle bělokorá, jedle kavkazská a mandžuská, topol černý, jasan.
• Silné sušení – (objemový koeficient sušení 0,47 % nebo více) – bříza pláč a bělokorá, habr, sibiřský a dahurský modřín, javor norský.
• Koeficient objemového smrštění se vypočítá v % na 1 % snížení vlhkosti pod bod nasycení.

Objemové součinitele smrštění pro některé dřeviny

● U výrobků vyrobených ze surového dřeva může dojít v důsledku vysychání k deformaci a praskání základny a dřevo se různě smršťuje v závislosti na stranách.

● Smršťování dřeva je nejčastějším problémem spojeným s dřevěnými stavbami, při kterém je třeba zajistit na přírodní bázi přídavky pro bezbolestný proces smršťování při zachování vzhledu konstrukce.

● Během sušení řeziva se lineární rozměry a objemové hodnoty časem zmenšují. Ke smrštění dochází, když vlhkost opouští materiál. Podle druhu stromu je smrštění přítomno u všech druhů stromů, pouze jeho míra se liší v závislosti na druhu stromu.

● V počáteční fázi dochází k sušení uvolnění báze od volné vody a mírné odstranění navázané kapaliny. V této fázi dochází k odstraňování vlhkosti nízkou rychlostí. Proces se znatelně zrychluje v okamžiku odpařování mikrokapilární vody. Při konstrukci jakékoli konstrukce vyrobené z tohoto materiálu je třeba vzít v úvahu indikátory smrštění dřeva.

● Smrštění se mění nejméně v podélné poloze vláken, ale tento bod nelze zcela ignorovat, zvláště pokud se jedná o cenné dřeviny. Radiální směr je určen přítomností několika parametrů a závisí na druhu dřeviny a na objemovém smrštění.

● Součinitel smrštění představuje informace o míře přeměny parametrů stromu v důsledku zvýšení jeho vlhkosti o 1 %. Hranice jsou brány v úvahu, počínaje výživou stromových buněk a konče procesem odstraňování vlhkosti z nich. Přesné výpočty napětí za mokra lze nalézt ve speciálních tabulkách pro různé druhy řeziva.

● Podle ukazatelů smršťování dřevin jsou rozděleny do samostatných skupin. Důležitým ukazatelem je procento jeho hustoty, které zahrnuje hmotnost produktu při určitých úrovních vlhkosti. S rostoucí vlhkostí se zvyšuje i hustota materiálu. Nejvyšší hustotu má materiál, jehož buňky jsou zcela naplněny vlhkostí.

● Úroveň objemového sušení dřeva ovlivňuje rozdělení přírodních hornin do následujících kategorií:

• Nízký stupeň smrštění.
• Mírné snížení hlasitosti.
• Významná úroveň.
• Intenzivní rozsah změn.

● Pokud se vlhkost dostane na povrch dřevěného výrobku, začne proces bobtnání, to znamená, že výrobek zvětší svůj objem. Bobtnání se začíná objevovat, když vlhkost suroviny vzroste na 30 % a souvisí se strukturou materiálu a jeho interakcí s vlhkostí. Tento negativní proces vinaři úspěšně využívají pro své účely při používání dřevěných sudů.

A – na příčném řezu.
B – na radiálním řezu.
B – na tečném řezu.

● Rozdíl v rychlosti smršťování dřeva se nazývá anizotropie — ovlivňuje geometrické rozměry výrobků po vysušení. Protože smršťování přírodní horniny není stejné, její kvalitativní charakteristiky se mohou lišit.

● Sušení dřeva přirozeným způsobem může nastat po velmi dlouhou dobu. Použití dřeva s přirozeným obsahem vlhkosti při výstavbě může učinit nově postavené bydlení neobyvatelným, dokud nebude dokončen proces smršťování. Kromě toho existují důležité záležitosti související s domácím kutilem – například instalace okenních a dveřních otvorů.

● Výkup i sušeného řeziva pro stavbu je nutné dát přednost kvalitním materiálům. Nesprávné sušení dřeva může vést k rychlé destrukci konstrukce. Řezivo musí mít hladký povrch a bez viditelných vad a v tomto případě při správném provedení montážních prací vydrží dřevostavba desítky let.