Jak měřit vlhkost dřeva?

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 %).