수분 테스터를 사용하여 목재 수분 및 목재 특성 테스트
1. 목재 수분의 근원과 상태
살아있는 나무가 자랄 때 그 뿌리는 지속적으로 토양의 물을 흡수하고 줄기의 물부는 나무의 여러 기관으로 물을 보내고 동시에 잎의 광합성으로 생성된 영양분은 체관부에서 운반됩니다. 나무의 다양한 기관에 줄기. 부분. 수분은 나무의 성장에 가장 중요한 물질일 뿐만 아니라 나무가 각종 물질을 운반하는 운반체이기도 합니다. 살아 있는 나무를 벌목하고 다양한 규격의 널빤지와 네모난 모양으로 톱질한 후에도 대부분의 물은 여전히 목재 내부에 남아 있으며, 이는 목재의 수분입니다. 동시에 목재는 보관, 운송 또는 사용 중에 내부로 약간의 수분을 흡수합니다.
수종에 따라 줄기의 목부 수분 함량이 다릅니다. 같은 나무라도 자라는 계절에 따라 물관부의 수분 함량이 다릅니다. 심재, 변재, 뿌리, 줄기, 나무꼭대기 등 목부의 각 부분은 수분 함량이 다르기 때문에 목재의 수분 분포는 매우 고르지 않습니다. 목재 주변의 대기 조건이 바뀌면 그에 따라 수분 함량도 바뀝니다. 수분은 목재에서 위치가 다르기 때문에 자유수, 흡착수, 결합수의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
(1) 나무 세포벽의 구멍 또는 도관 끝의 구멍, 세포 공동 및 세포간 공간으로 구성된 큰 모세관 시스템에 자유수(free water)가 존재한다. 자유수는 목재와 물리적으로 결합되어 있어 결합이 단단하지 않다. 물의 이 부분은 나무에서 탈출하기 쉽고 흡입하기 쉽습니다. 젖은 나무를 건조한 공기에 넣으면 가장 먼저 증발하는 것은 자유수입니다. 갓 벌목한 원목의 경우 수종에 따라 자유 수분 함량이 크게 다르며 일반적으로 60~70%에서 200~250% 사이입니다.
(2) 흡착수는 목재 세포벽의 미세섬유와 거대섬유 사이에 형성된 미세모세관에 존재하거나 미세결정 표면과 비정질 영역의 셀룰로오스 분자의 자유 라디칼에 흡착된다. 목재에 흡착된 수분 수종에 따라 함유량의 차이가 거의 없습니다. 목재가 흡수하는 수분의 최대 함량은 일반적으로 23~31%이며 평균은 약 3%입니다. 흡수된 수분은 목재 물질과 밀접하게 결합되어 있으며, 이 부분의 수분은 목재에서 쉽게 빠져나가지 못합니다. 목재의 자유수가 완전히 증발하고 목재의 수증기 분압이 주변 벽 공기의 수증기 분압보다 클 때만 목재에서 증발할 수 있습니다.
(3) 결합수와 세포벽 성분은 강한 화학적 결합 상태에 있다. 목재에서 이 부분의 수분 함량은 매우 적고 무시할 수 있으며 정상적인 건조 조건에서는 제거할 수 없습니다.
2. 목재 수분 및 실내 환경
사람이 생활하는 실내 환경에서는 습도의 변동이 심하지 않아야 하며, 일정한 범위 내에서 안정되어야 하며, 이는 개인의 건강과 물체의 보존에 매우 유익합니다. 연구 데이터에 따르면 젖은 곰팡이를 방지하기 위한 상대 습도 범위는 0-80퍼센트입니다. 해충 피해 방지를 위해 0-70퍼센트 또는 80-100퍼센트 ; 도서 보존의 경우 40-60퍼센트입니다. 세균 감염 예방을 위해 55-60퍼센트 ; 가장 낮은 비율은 60-70% 이며, 인간 생활 환경의 상대 습도는 약 60이 되어야 더 적합합니다.
예를 들어, 외부 온도 변화 또는 실내 온도 변화는 습도 변화를 유발합니다. 트랜섬이나 환기구에서 유입 또는 유출되는 수증기, 벽을 통해 침투하는 수증기, 주방에서 들어오는 수증기 등. 또한 습도 변화를 일으킬 수 있습니다.
목재의 습도 조절성은 목재 고유의 특성 중 하나이며 실내장식재 및 가구재로서의 장점이기도 하다. 목재 또는 목재 재료로 장식된 집의 습도 변화는 콘크리트 집이나 벽지로 장식된 집보다 훨씬 빠릅니다. 작은. 소위 목재의 수분 조절 특성은 목재 자체의 수분 흡수 및 탈착에 의해 실내 환경의 습도 변화를 직접적으로 완화시키는 것입니다. 실내 환경의 상대 습도가 낮아지면 실내 환경과 목재 사이의 수증기 분압 균형이 깨집니다. 목재 내부의 수증기 분압은 실내 환경보다 높기 때문에 목재 내부의 수분이 빠져나갑니다. 탈착 과정인 실내 환경의 상대습도를 높인다. 반대로 실내 환경의 상대 습도가 증가하면 목재는 흡습성 과정인 실내 공기에서 수분을 흡수합니다. 탈착 또는 수분 흡수 과정이 시작될 때 목재는 매우 강하게 진행된 후 새로운 동적 평형에 도달할 때까지 점차 느려집니다. 여기서 나무는 실내 공기 습도의 자연적인 조절기와 마찬가지로 습기를 저장하는 역할을 합니다. 사람들은 오래전부터 원목가구와 원목의 실내장식재 환경에 익숙해져 있습니다.
3. 목재의 수분함량과 제품의 형태 및 크기
목재의 수분함량은 일정한 범위 내에서 목재의 강도, 강성, 경도, 내부부패성, 기계가공성, 연소가, 열전도도, 전기전도도 등에 영향을 미친다.
젖은 목재를 건조한 환경에 놓으면 목재의 수증기 분압이 대기 수증기의 분압보다 크기 때문에 목재 내부에서 대기로 물이 방출되고 자유수는 먼저 증발합니다. 목재의 자유수가 완전히 증발하고 흡착된 수분이 아직 포화상태일 때 목재의 수분함유 상태를 섬유포화점이라 하고 섬유포화점을 목재특성변화의 전환점으로 한다. 목재의 수분함량이 섬유포화점 이상으로 변하는 경우 수분의 변화는 자유수량의 증감에 불과하고 자유수량의 증감은 목재의 성질에 거의 영향을 미치지 않기 때문이다. , 무게, 연소 값, 열전도도 및 전도도에만 영향을 미칩니다. 반대로 목재의 수분함량이 섬유포화점 이하로 변하면 목재 내부에 자유수(Free water)가 없기 때문에 흡수된 수분량의 변화가 목재의 기계적 성질 등 목재의 물성에 큰 영향을 미치게 된다. , 건조 수축, 팽윤, 열 전도성 및 전기 전도성. 목재에 흡수되는 수분의 양은 목재의 특성에 영향을 미치는 주요 요인이라고 할 수 있습니다.
또한 공기, 양분, 온도, 습도 등 적절한 환경이 있으면 나무부후균의 포자가 나무를 감염시켜 나무에 해를 끼치게 됩니다. 대부분의 나무부패균의 최적 생장 온도는 25-30도이며 최적 수분 함량은 35-50퍼센트입니다. 목재의 수분함량을 2% 이하로 낮추면 목재부후균의 활동이 억제되므로 건조하는 것도 목재의 변색을 방지하는 데 효과적인 부패 대책입니다.
우리가 일상생활에서 가장 많이 경험하는 것은 목재의 건조수축과 습윤팽창 특성으로 목재의 두드러진 특징입니다. 새로 베어낸 나무를 널빤지와 사각형으로 자른 후 비교적 건조한 환경에 두면 수분을 방출하기 시작합니다. 첫째, 나무에 있는 자유수는 빠져나가기 시작하고 그에 따라 나무의 크기는 변하지 않을 것입니다. 목재의 자유수가 증발하면 목재 셀벽에 흡착된 수분이 목재에서 배출되어 목재의 크기가 감소합니다. 이는 세포벽의 미세섬유와 거대섬유 사이의 간극이 흡수된 수분의 배출로 인해 줄어들어 세포벽이 얇아지고 나무가 수축하기 때문입니다. 반대로 목재가 완전히 건조된 상태에서 섬유포화점까지 서서히 젖게 되면 목재가 팽윤되는 현상을 관찰할 수 있다.
목재의 건조 수축 및 습식 팽창은 목재 제품의 치수를 불안정하게 만듭니다. 목재 구조의 이방성으로 인해 목재 수축은 방향, 수종, 밀도, 만재 비율, 생장 고리 폭, 응력 목재 및 세포벽의 화학적 조성의 차이로 인해 크게 달라집니다. 따라서 목재의 건조수축과 습윤팽창도 이방성을 나타내는데 주로 줄기방향의 세로수축률이 {{0}}.10~0.20 정도로 매우 작고 방사형 몸통 반경 방향의 수축률은 약 3~6% ; 나무의 연륜 방향 현 수축률은 방사형 수축률의 약 2배인 약 6~12%인데, 이는 각 부분의 고르지 않은 수축이 모양을 변화시키기 때문입니다.
원목이 건조되면 반경 방향과 현 방향의 수축 차이의 복합 효과로 인해 통나무에서 톱질되지 않은 판자 각재의 끝면은 뒤틀림, 구부러짐, 뒤틀림과 같은 다양한 변형을 겪게 됩니다. , 가로 굽힘. 고르지 않은 건조와 다른 방향의 수축 차이로 인해 목재는 균열, 끝 균열, 표면 균열, 심장 균열, 벌집 균열, 바퀴 균열 및 기타 결함을 유발합니다.
목재의 평형 수분 함량은 목재 가공 및 활용에 매우 중요합니다. 그 역할은 나무가 목제품이 되기 전에 그 지역의 공기 온도와 습도에 적합한 목재 평형 수분 함량으로 건조되어야 한다는 것을 사람들에게 깨닫게 하는 것입니다. 이렇게 하면 사용하는 지역의 온도와 습도의 영향으로 인한 목재의 수분함량 변화를 피할 수 있고, 목재의 크기나 형태의 변화를 일으키지 않아 목재의 품질을 확보할 수 있습니다. 제품. 우리나라는 국토가 넓고 각 지역의 기후에 따라 각 지역의 목재의 평형함수율이 크게 달라진다. 같은 지역이라도 계절에 따라 목재의 평형 함수율이 다릅니다. 예를 들어, 북경 목재의 연평균 수분 함량은 약 11.1%이며, 가장 높은 것은 8월에 15.6%, 가장 낮은 것은 4월에 약 8.5%입니다.
