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Strength of dried and re-moistened spruce wood compared to native wood

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Holz als Roh- und Werkstoff Aims and scope Submit manuscript

Abstract

During the wood drying process, mechanical stresses and thermal conditions arise, which causes irreversible damage. Since drying of wood results in a general improvement of strength and elasticity, the negative drying effects are covered. In the present study, the mechanical properties of dried and subsequently re-moistened samples were compared to native wet wood. For oven dried/re-moistened macro-scale bending and compression strength a significant reduction of 16.5% and 15.0% was observed. Micro-scale specimens underwent a similar strength loss, i.e. 9.8% for tensile strength and 14% for compression strength. When the drying was performed at ambient temperature (20°C), no difference to native wood was observed in tensile testing, whereas a significant reduction of compression strength (10.0%) was found. SEM micrographs of tensile fracture surfaces of dried and re-moistened specimens showed a brittle and rather smooth transwall failure of tracheids, whereas native samples exhibited a more ductile character.

Zusammenfassung

Während der Holztrocknung kommt es neben makroskopischen Spannungen auch zu mikroskopischen Spannungszuständen, sowie zu thermischen Veränderungen der Zellwandsubstanzen, die zu einer irreversiblen Schädigung der Holzsubstanz führen. Da ein Feuchtigkeitsentzug aus der Zellwand allgemein eine Verfestigung der Holzsubstanz verursacht, werden die Festigkeitsverluste während der Holztrocknung durch die zu vor geschilderte Verfestigung überdeckt. Durch den Vergleich von frischen und nach der Trocknung (103°C) wieder befeuchteten Proben konnte für makroskopische Biege- und Druckproben ein Festigkeitsverlust von 16.5% bzw. 15.0% nachgewiesen werden. Mikroskopische Zug- und Druckproben zeigten bei 103°C ähnliche hohe Verluste von 9.8 bzw. 14%. Trocknung bei 20°C führte nur bei den Druckproben zu einem signifikanten Festigkeitsverlust von ca. 10%. SEM Aufnahmen der Bruchflächen von Mikro-Zugproben zeigten ein glattes, sprödes Bruchbild bei den getrockneten/wiederbefeuchteten Proben. Hingegen waren die frischen Proben durch ein verformungsreicheres Bruchbild charakterisiert.

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Fig. 2 Abb. 2
Fig. 3 Abb. 3
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Acknowledgements

The authors would like to express their gratitude to the Forest Demonstration Centre of the University of Agricultural Sciences for supplying freshly cut spruce wood.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Institute of Wood Science and Technology, University of Agricultural Sciences, Gregor Mendel Straße 33, 1180, Vienna, Austria

    U. Müller & A. Teischinger

  2. Technical University in Zvolen, T. G. Masaryka 2117, 24 960 53, Zvolen, Slovakia

    T. Jošcák

Authors
  1. U. Müller
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  2. T. Jošcák
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  3. A. Teischinger
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Müller, U., Jošcák, T. & Teischinger, A. Strength of dried and re-moistened spruce wood compared to native wood. Holz Roh Werkst 61, 439–443 (2003). https://doi.org/10.1007/s00107-003-0414-5

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