Einfluß der Erwärmung im Wasser auf vorübergehende und bleibende Formänderungen frischen Rotbuchenholzes

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen über den Einfluß der Erwärmung von saftfrischem Buchenholz im Wasser, auf die Entstehung vorübergehender und bleibender Formänderungen der Querschnittfläche in tangentialer und radialer Richtung beschrieben. Diese Formänderungen beruhen auf drei aufeinanderfolgenden Behandlungen der Proben, nämlich 1. Erwärmung in Wasser von 40 bis 140°C in einer Zeit von 1 bis 37500 Minuten, 2. Trocknung bis zum Darrzustand und 3. Wiederbefeuchtung bis zur Sättigung. Die Probenabmessungen betrugen 50 mm × 50 mm quer und 8 mm parallel zur Faser. Es wurde festgestellt, daß durch die Erwärmung saftfrischen Holzes im Wasser bleibende Formänderungen anisotropen Charakters auftreten, die in tangentialer Richtung etwa +1,0%, in radialer etwa −0,1% betragen. Diese Formänderungen treten unerwartet schnell, d. h. schon nach wenigen Minuten Erwärmung in Wasser von über 80°C ein. Bei längerer Erwärmung nehmen die Verformungen nur unbedeutend zu. Bei sehr lange andauernder Erwärmung werden die Probeabmessungen in tangentialer und radialer Richtung kleiner. Als Ursache dieser bleibenden Formänderungen wird eine Hydrolyse der Hemicellulosen und besonders der Pektinsubstanzen angenommen. Die Erwärmung im Wasser beeinflußt auch die Schwindung und Quellung des Holzes. In tangentialer Richtung können Schwindung und Quellung positive wie auch negative Werte in Abhängigkeit von den Erwärmungsbedingungen annehmen. In radialer Richtung dagegen steigen sowohl die Qucllungs- wie auch Schwindungswerte mit Zunahme der hygrothermischen Formänderungen an. Zuerst nicht erwärmte Kontrollproben erreichten nach sehr vorsichtiger Trocknung bis zum Darrzustand und nachfolgender Wiederbefeuchtung bis zur Sättigung ihre Anfangsabmessungen nicht zurück und blieben in tangentialer Richtung um etwa +0,20%, in radialer Richtung um etwa −0,08% dauernd verformt. Der Zusammenhang zwischen den Formänderungen des zuerst in Wasser von 100°C erwärmten Holzes und der Erwärmungszeit ist in Tabelle 2 dargestellt. In Bild 7 ist der Versuch einer synthetischen Erfassung der Abhängigkeit zwischen der hygrothermischen Formänderung einerseits sowie maximaler Schwindung und maximaler Quellung anderseits gemacht.

Summary

The effect of the heating of green beechwood in water on the origin of transient and permanent deformations on the cross section of wood in tangential and radial direction was investigated. The work comprised 3 phases in the course of which green beechwood samples of 50 mm×50 mm crosssection area and 8 mm length were successively tested: 1. heating in water from 40° to 140°C temperature within 1 to 37500 min, 2. drying to an oven-dry condition, and 3. maximum secondary moistening. On the basis of the results obtained it was stated that permanent deformations of an anisotropic character are caused in green wood due to heating in water which in tangential direction amount to some +1,0% and in radial direction to some −0,1%. The deformations are occuring within very short time, i. e. after a few minutes heating in water at about 80°C temperature. These deformations decrease insignificantly when heating is continued. In the case of long-time heating, the sample dimensions are diminishing in both anatomical directions observed. It is assumed that a hydrolysis of the hemicelluloses in wood, particularly of the pectin substances, is causing these deformations. Initial heating of wood in water also effects changes in the shrinking and swelling of wood. These changes in tangential direction can prove to be positive or negative depending on the heating conditions applied. In radial direction, however, the shrinking and swelling of wood is directly proportional to the increase in hygrothermal deformations. Samples of green wood not having been immediately heatedinwater, aftervery careful drying to an oven-dry condition and subsequent optimum remoistening do not get back their original dimensions and show constant deformations of about +0,20% in tangential and −0,8% in radial direction. The relation of the deformations observed in wood first heated at 100°C temperature in relation to the heating time is shown in table 2. In fig. 7 it is being tried to synthetically determine the dependencies of hygrothermal deformations and the maximum shrinking and swelling of wood.