Träets fuktrörelser
Fuktkvot och fuktrörelser
Trä är ett hygroskopiskt material vilket innebär att det tar upp fukt från omgivningen under fuktiga perioder och avger fukt under torra perioder. I det levande trädet transporteras vatten och näring i splintveden i stammens yttre delar medan de inre delarna inte är aktiva utan har omvandlats till kärnved. Fuktkvoten i splintveden i nyavverkat virke kan ligga på upp till 160 % i splintveden medan kärnveden är betydligt torrare, under 50 %.
Fukten i virket finns i huvudsak i två olika former: fritt vatten i cellernas hålrum och vatten som är bundet till cellväggarna. Vid torkning avgår först det mesta fria vattnet i fibrernas cellhålighet och därefter avges vattnet som är bundet till cellväggarna.
Den fuktkvot där det fria vattnet avgetts men cellväggarna fortfarande är mättade betecknas fibermättnad. Över fibermättnad påverkas virkets dimensioner mycket lite av torkningen, det är först när vattnet i cellväggarna avges som träet börjar krympa. Fibermättnad ligger oftast omkring 30 % fuktkvot.
Virket krymper olika mycket i olika riktningar, minst längs med fibrerna och mest längs med årsringarna, se figur 53. Årsringarnas krökning gör att virket kommer att kupa sig och slå sig olika beroende på var i stocken virkesstycket tagits, se figur 54.
Virket börjar först krympa i virkets ytskikt medan de inre delarna börjar krympa först senare. Detta tillsammans med krympningens riktningsberoende gör att man riskerar torksprickor och deformationer om torkprocessen sker okontrollerat. Krympningens variation i tvärsnittet kan också orsaka torkningsspänningar som behöver reduceras med en konditioneringsfas efter torkningen. Se avsnittet Sågverkskonditionerat virke.
I en bräda eller planka har man sällan en ren tangentiell eller radiell krympning. En tumregel är därför att de genomsnittliga rörelserna (krympning eller svällning) för furu och gran i både radiell och tangentiell riktning är cirka 0,26 procent per ändrad procentenhet hos fuktkvoten. Se tabell 11, för att se krympprocenten per 1 procent fuktkvotsändring för andra träslag.
Exempel: En golvbräda med bredden 145 mm och fuktkvoten 17 % läggs in i ett utrymme med ett klimat motsvarande träets jämviktsfuktkvot 10 %. Fuktkvotens förändring 17 − 10 = 7 procentenheter. Brädan krymper 7 × 0,0026 × 145 mm = cirka 2,6 mm i bredd. Krympningen blir hälften så stor om brädan är utsågad i radiell riktning än i tangentiell riktning, det vill säga med stående årsringar. Golvspringorna blir hälften så stora.
Träets fuktrörelser är relativt långsamma, särskilt vid större dimensioner. Det tar till exempel mer än ett år för att den inre delen av en tjock timmervägg ska anpassa sig till omgivande klimat.
Leveransfuktkvoten för virke från sågverk var tidigare i medeltal cirka 20 % för plank och cirka 16 % för brädor. Detta kallades skeppningstorrt. Numera anpassar man virkets leveransfuktkvot till produkten eller användningsområdet, bland annat efter kraven i produktstandarder och i AMA Hus.
Tabell 11 Medelvärden för krympning i olika träslag vid torkning från fibermättnad till absolut torrt trä
| Träslag | Krympning | Krympning i procent per en procentenhets ändring av fuktkvoten | |||
| Fiberriktning, i stammens längdriktning, axiellt βa (%) |
Radiell riktning, tvärs årsringarna, radiellt βr (%) |
Tangentiell riktning, längs årsringarna, βt (%) |
Volymändring βv (%) |
||
| Ask | 0,2 | 5 | 8 | 13,2 | 0,27 |
| Björk | 0,3 | 6,7 | 10,4 | 17,4 | 0,35 |
| Bok | 0,3 | 5,8 | 11,8 | 17,9 | 0,39 |
| Ek | 0,4 | 4 | 7,8 | 12,2 | 0,26 |
| Al | 0,5 | 4,4 | 9,3 | 14,2 | 0,31 |
| Asp | 0,2 | 3,8 | 8,7 | 12,7 | 0,29 |
| Gran | 0,3 | 3,6 | 7,8 | 11,7 | 0,26 |
| Furu | 0,4 | 4 | 7,7 | 12,1 | 0,26 |
För praktiska beräkningar av de genomsnittliga fuktrörelserna hos sågat virke av furu och gran kan cirka 7 procent användas som ett genomsnittligt värde, vilket motsvarar 0,26 procent per ändrad procentenhet hos fuktkvoten.
Eftersom träet strävar efter att nå jämvikt med luftens temperatur och dess relativa fuktighet, kommer fuktkvoten att ändras i riktning mot jämviktsfuktkvoten vilket tar ganska lång tid.
Virke och snickerier som byggs in bör ha en fuktkvot som så nära som möjligt överensstämmer med jämviktsfuktkvoten i den färdiga konstruktionens klimat. Det är även viktigt att kontrollera ytfuktkvoten som vid inbyggnad får vara högst 18 %. Då undviks större fuktrörelser och andra olägenheter. Se i figur 45, vilken fuktkvot en produkt strävar till under årets olika månader – både inomhus och utomhus.
Förmågan att ta upp vatten är olika för gran och furu. Gran tar upp vatten långsamt både i kärna och splintved. Furu har stor skillnad i vattenupptagningsförmåga mellan kärna och splint. Kärnan hos furu har ungefär samma förmåga att ta upp vatten som gran, medan splinten hos furu tar upp vatten flera gånger snabbare. Därför bör man undvika att använda sidobrädor av furu i väderutsatta delar, som i till exempel utvändiga panelbrädor där gran är mera lämpligt. Furukärnvedens goda beständighet och långsamma fuktrörelser innebär samtidigt att exempelvis fönster tillverkade av kärnved får mycket god beständighet. Risken för röta blir då mycket liten.
För golvbrädor, invändiga panelbrädor, och golvbjälkar bör målfuktkvoten vara 8, 12 respektive 16 % för att minimera svällningar eller krympningar, se tabell 10, samt respektive produktstandard.
Dessa furustockar är nyligen avverkade. Den vänstra bilden visar rotänden och furukärnans utbredning. Den högra bilden visar toppänden och här syns att transporten av näring i form av vätska, som går genom splintveden i stocken, ännu inte har avstannat.
Figur 52 Krympning eller svällning av barrträ
Figur 54 Årsringarnas orientering i ett trästycke
