Tre og fuktighet

Trevirkets egenskaper er sterkt avhengig av fuktighetsnivået, og egenskapene vil i de fleste tilfeller bli bedre jo lavere fuktigheten er. I utgangspunktet inneholder trevirket fra 35% til 180% vann. Det er imidlertid først etter at trevirket har passert ca. 30% fuktighet at man kan oppleve en endring i egenskapene, som derfra gradvis blir bedre etter hvert som fuktigheten synker. (Kilde: Norsk Treteknisk Institutt, www.treteknisk.no)

Trevirke og fuktighet

Cellesubstansen, eller tørrstoffet, i treet utgjør fra 15% til 80% av hele volumet, avhengig av treslag og tyngde, mens resten er cellehulrom. Jo lavere tørrvekten er, desto større vanninnhold kan treet ha. I naturtilstand er celleveggene mettet med væske (bundet vann), og cellehulrommene er mer eller mindre væskefylt (fritt vann). Fuktighet (U) regnes i % av tørrvekten.

Når treet har nådd en viss alder, blir de indre cellene satt ut av funksjon, slik at de mister evnen til å transportere vann. Det blir derfor betydelig mindre fritt vann i cellene, og hos noen treslagutskilles også visse kjerneemner. Denne prosessen starter når trærne blir eldre enn ca. 30 år, avhengig av vekstforhold og treslag.

I yteveden, og spesielt i den ytre delen av den, er cellehulrommene praktisk talt fylt med væske som er under transport oppover mot trekronen. Fuktigheten i fersk, ytre yteved er ca. 120-140%, mens tilsvarende verdier for kjerneved er 30-60%. Skurlast av gran har som regel større andel av kjerneved (ca. 50%) enn furu (ca. 40%).

Fibermettningspunktet

Når vannet i cellehulrommene er tørket ut og celleveggene fremdeles er mettet med vann, har fuktighetsinnholdet nådd fibermetningspunktet. Dette er en viktig verdi, fordi det er først når vi tørker trelasten lenger ned enn til denne fuktighet, at vi opplever fenomenet krymping.

Høyt innhold av ekstraktivemner og høy temperatur i trevirket gir lavt fibermetningspunkt.

Likevektsfuktighet

Tre er et hygroskopisk materiale, dvs. at over tid vil trefuktigheten innstille seg på en likevektsfuktighet i henhold til klimaet (kombinasjon av temperatur og relativ luftfuktighet) i den omgivende luften. Likevektsfuktigheten varierer noe med treslag og virkesegenskaper, men ikke mer enn at kurvene i diagrammet kan benyttes som et anslag. Likevektsfuktigheten avtar med stigende temperatur.

Dersom trevirket har vært eksponert for høye temperaturer tidligere (f.eks. høye tørketemperaturer), vil likevektsfuktigheten være lavere enn for trevirke som ikke har vært utsatt for dette. Likevektsfuktigheten avtar med økt eksponeringstemperatur og/eller eksponeringstid.

Hysterese

Dersom to trebiter, en med høy fuktighet og en med lav fuktighet, lagres i samme klima slik at den fuktige trebiten tørker og den tørre trebiten oppfuktes, vil de to trebitene innstille seg på ulik likevektsfuktighet. Dette fenomenet kalles hysterese, og innebærer at trefuktigheten ved oppfukting blir lavere enn ved uttørking under de samme klimabetingelsene.

Ved vekslende relativ luftfuktighet følger likevektsfuktigheten overgangskurver mellom kurvene for uttørking og oppfukting, og hysteresen vil føre til redusert forskjell mellom trefuktigheten for de to nivåene. Hystereseeffekten avtar med stigende temperatur.

Krymping og svelling

Enhver endring i trevirkets fuktighetsinnhold i området under fibermetningspunktet forårsaker en volumforandring i trevirket. Ved uttørking krymper virket, mens det sveller ved oppfukting. Dersom ikke trevirket får bevege seg fritt, kan det oppstå permanente skader i tevirket på grunn av de betydelige kreftene som oppstår ved forhindret krymping og svelling.

 

I området mellom fibermetningspunktet og absolutt tørt trevirke, er det en tilnærmet lineær sammenheng mellom krymping/svelling og trefuktighet.

Krympingen uttrykkes i prosent av trevirkets dimensjoner i ukrympet tilstand (ved trefuktighet over fibermetningspunktet). Svellingen uttrykkes i prosent av trevirkets dimensjoner i absolutt tørr tilstand.

 

Krymping og svelling varierer med trevirkets tre hovedretninger, og er størst i tangentiell retning. I radiell retning er de betydelig mindre, og som en grov huskeregel kan det sies at krympingen/svellingen er omtrent halvparten så stor i radiell retning som i tangentiell retning. I lengderetningen er verdiene for krymping/svelling svært lave sammenlignet med tverrsnitts-retningene. Trelast brukt til ulike formål har imidlertid en lengde, ofte flere meter, som fører til at den totale lengdekrympingen likevel kan bli betydelig.

 

I tabellen er det angitt total krymping (fra rått til absolutt tørt trevirke) for de vanligste norske treslagene:

 

Retning
Gran
Furu  
Bjørk
Tangentiell
7,8 %
7,7 %
7,8 %
Radiell
3,6 %
4,0 %
5,3 %
Lengde
0,3 %
0,3 %
0,6 %

 

Volumkrympingen beregnes tilnærmet ved å legge sammen krympingen i de tre hovedretningene.

De verdiene som vanligvis finnes oppgitt for krymping og svelling, er basert på små feilfrie prøvestykker (uten kvister, kvaelommer etc.), og representerer derfor rene grunnverdier.

Generelt vil høyere densitet innen samme treslaget gi økt krymping og svelling. Likeledes vil lengdekrympingen/-svellingen være betydelig større for ungdomsved og tennarved enn for normal voksen ved.

For trevirke i bruksdimensjoner vil ulike forhold gjøre seg gjeldende mht. krymping og svelling:

  • Liggende årringer i trelastens tverrsnitt gir større breddekrymping/-svelling enn stående årringer.
  • Større dimensjoner vil gi relativt mindre krymping/svelling enn mindre dimensjoner.
  • Trelast av dårlig kvalitet vil krympe/svelle mer i virkets lengderetning enn trelast av god kvalitet som følge av økt andel tverrved.
  • Sammenlignet med ubehandlet virke, vil overflatebehandlet virke krympe/svelle langsommere ved klimavekslinger.

Diagrammet viser krympingen hos gran ved forskjellig trefuktighet.

Eksempel:

Fra 30 % trefuktighet (fibermetningspunktet) til 22% og 12% trefuktighet er krympingen i tangentiell retning på henholdsvis 2,1% og 4,7%. Tangentiell krymping ved tørking fra 22% til 12% trefuktighet er differansen mellom 4,7% og 2,1%, som er lik 2,6%.

Krymping for 1% fuktighetsforandring for gran finnes slik:

Tangentielt: (7,8/30)% = 0,26%

Radielt: (3,6/30)% = 0,12%

Lengde: (0,3/30)% = 0,01%

I nyere standarder og sorteringsregler for trelast angis det 1% dimensjonsendring pr. 4% endring i trefuktigheten under fibermetningspunktet.

 

 

 

 

 

Oppdatert: 04.04.2005
Publisert: 04.04.2005