3 Werkstoffe Holz Holzfeuchte / Quellen und Schwinden 2.1.3/4

Holzfeuchte ist das Verhälnis der im Holz enthaltenen Wassermasse zur Masse des absolut trockenen Holzes.

Darrmasse ist die Masse des Holzes ohne Wasser.

Zur Verarbeitung muss Wasseranteil meist wesentlich reduziert werden.

Holzfeuchte in frisch gefällter
Buche, Eiche 110%
Fichte 150%
Ulme, Pappel 220%
Basal 600 %

Je geringer die Dichte des Holzes desto höher kann der Wasssergehalt sein.

Hygroskopizität:
Holz passt seinen Holzfeuchtgehalt immer der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung an.

-Feuchte Umgebung = trockeneres Holz nimmt Feuchtigkeit auf : quillt
-Trockene Umgebung = nasses Holz gibt Feuchtigkeit ab : schwindet
-Ist unabhängig von der Anzahl Jahre der Lagerung

Im hygroskopischen Bereich (0-35% Holzfeuchte) geht Feuchtigkeitsveränderung mit Formveränderung einher. 

Holz kann auf zwei Arten Wasser enthalten. Zum einen in den Zellwänden. Sind diese gesättigt füllen sich die Zellhohlräume.

Wasser in den Zellholräumen:
-freies oder kapillares Wasser 
-lässt sich schnell leicht entfernen

Wasser in den Zelllwänden :
-gebundenes Wasser
-lässt sich schwer entfernen
-erklärt die langsamere Trocknungsgeschwindigkeit mit zunehmendem Trocknungsgrad des Holzes

Fasersättigungsbereich :
-kein freies Wasser im Holz enthalten,
-liegt bei 22-35% Holzfeuchte.
-Bei Aufnahme bzw Abgabe ausserhalb dieses Bereiches quellt oder schwindet das Holz

Wassersättigung>Waldfrisch>Fasersättigung>Lufttrocken>Darrtrocken<Lufttrocke<Fasersättigung<Waldfrisch<Wassersättigung
================schwindet=====================

Masse feucht   127 g
Masse trocken  -98 g
Masse Wasser   29 g

Holzfeuchte in % = Wassermasse x 100
                                      Holzmasse

u= 29g x100%  

u = 29.6%
           98g

1. Entnahme eines Holzstückchens aus Mitte des Brettes
2. Bestimmen der Masse der Probe (Masse feucht)
3. Trocknen der Holzstückchen bei 102 GradC im Ofen
4. Bestimmen der Masse der Probe (Masse trocken)
5. Bestimmen des Wassergehaltes in Prozent

1. Wassersättigung
Zellholräume und Zellwände sind mit Wasser gefüllt

2. Waldfrisch
EIn Teil des freien Wassers ist verdunstet. In den Zellwänden gebundenes Wasser.

3. Fasersättigung
Freies Wasser aus Holräumen verdunstet. Zellwände sind mit Wasser gesättigt

4. Lufttrocken
Ein Teil des gebundenen Wassers aus den Zellwänden ist verdunstet. Feuchtegehalt mit Luftfeuchtigkeit im GLeichgewicht.
12-15% Wassergehalt, für den Holzhandel geltn Werte bis 20% als lufttrocken.
Abmessung kleiner

5. Darrtrocken
Wasserfreies Holz
nur im Trocknungsverfahren erreichbar
Darmasse 100%
Darrzustand hat Holz kleinste Dimension

Schwinden:
Zwischen Waldfrisch und Fasersättigungspunkt
schwindet Holz nicht sondern verliert nur an Masse

Wenn Fasersättigungspunkt unterschritten
schwindet Holz

Unregelmässiger Wuchs führt dazu, dass dichtere Stellen mit höherem Anteil an Zellwänden stärker schwinden.Es verliert an Volumen.

Quellen: Wenn Zellwände Wasser aufnehmen, quillt es. Es nimmt an Volumen zu

Mögliche Gründe

Faserrichtung 0.1 bis 0.4%
Geringere Längsschwindung da die meisten Fasern längs ausgerichtet sind .
Da in der dicksten Zellwandschicht in Zelllängsrichtung Zellulosefibrillen laufen, die nicht kürzer werden.

Radialrichtung 3-5%
quell- bzw. schwindfähige Substanzen in den Zellwänden sind verantwortlich.
Wassermoleküle drücken die Zellulosefibrillen auseinander. Werden diese entzogen. rücken die Zellulosefibrillen näher zusammen.
Zellwandanteil in der Radialrichtung kleiner als in den Tangentialrichtung. 
Die quer zum Stamm angeordneten Holzstrahlen wirken versteifend und verhindern radiale Schwindung.

Tangentialrichtung 6 bis 10%
Zellwandanteil im Spätholz ist in der Tangentialrichtung grösser als in Radialrichtung.

Zellwandanteil
Je mehr Zellwandanteil pro gleiche Fläche desto grösser ist das Schwindmass (Quellmass).  In Radialrichtung grösser als in Tangentialrichtung