Articles

Dimensionell krympning

Trä är inte bara hygroskopiskt (det tar emot eller förlorar fukt från den omgivande luften) utan också anisotropt. Detta innebär att trä har olika egenskaper beroende på fiberns riktning eller orientering – det är inte detsamma i alla riktningar – och ett av de områden där denna egenskap syns tydligast är vid dimensionell krympning.

I motsats till en enkel svamp eller ett annat isotropt material krymper trä (anisotropt) inte på ett helt enhetligt sätt, och om man förstår detta kan man undvika vissa fallgropar när det gäller att förebygga många krympningsrelaterade defekter som kanske inte visar sig förrän månader (eller till och med år) efter det att träprodukten är färdig.

Ett grundläggande mått på krympning – uttryckt som en procentandel – är den mängd som träet krymper när man går från sitt gröna till ovendra tillstånd. Med andra ord, eftersom trä i grönt tillstånd har sin största dimension och ovendry representerar sin torraste (och därmed minsta) volym, är grönt till ovendry ett mått på den högsta möjliga procentuella krympningen; detta kallas träets volymetriska krympning.

Volymetrisk krympning talar om hur mycket ett träslag kommer att krympa, men det anger inte krympningens riktning. De två primära plan eller ytor i trä där krympning sker är över det radiella planet och över det tangentiella planet, vilket motsvarar radiell krympning och tangentiell krympning; dessa två värden, när de kombineras, bör i stort sett uppgå till den volymetriska krympningen.

Radial, Tangential, and Volumetric Shrinkage

Radial, Tangential, and Volumetric Shrinkage

Mängden som ett trästycke krymper på längden, så kallad longitudinell krympning, är så liten – typiskt sett cirka 0,1 % till 0,2 % – att den vanligen saknar betydelse för den volymetriska krympningen. Plywood drar dock stor nytta av träets låga krympning i längdriktningen – skikt av träfaner limmas ihop med fiberriktningen i varje skikt vinkelrätt mot det intilliggande skiktet, vilket har till följd att det mesta av den radiella eller tangentiella krympningen inom fanerskikten begränsas. Som ett resultat av detta är krympningsgraden för bredden och längden på en plywoodskiva vanligtvis mindre än 1 % (även om förändringarna i tjocklek fortfarande är ungefär desamma som i massivt trä).

Radial krympning i massivt trä kan variera från mindre än 2 % för några av de stabilaste träslagen upp till cirka 8 % för de minst stabila träslagen, medan de flesta träslagen ligger i intervallet 3 till 5 % radial krympning. Tangentiell krympning kan variera från ca 3 % upp till ca 12 %; de flesta träslag ligger i intervallet 6-10 % tangentiell krympning. (Följaktligen ligger den volymetriska krympningen vanligtvis inom intervallet 9-15 % för de flesta träslag.)

Sambandet mellan dessa två krympningsvärden uttrycks som förhållandet mellan tangentiell och radiell krympning, eller helt enkelt T/R-förhållandet. Förutom den volymetriska krympningen (som mäter storleken på krympningen), tjänar T/R-förhållandet till att mäta krympningens jämnhet och är en annan bra indikator på ett träslags stabilitet. Idealiskt sett skulle ett träslag med god stabilitet ha både låg volymkrympning och ett lågt T/R-förhållande.

Radial, Tangential, and Volumetric Shrinkage

En hypotetisk krympningskurva: Även om krympningshastigheterna kan variera avsevärt mellan arter (och till och med inom samma art) hjälper denna graf till att illustrera krympningshastigheterna och deras genomsnittliga proportioner i förhållande till varandra; data har tagits fram från värden för hårda lönn (Acer saccharum), som har ett T/R-förhållande på 2,1. Den volymetriska krympningen (ej avbildad) ligger vanligtvis nära summan av de tre krympningsprocenterna som visas ovan. Tangentiell krympning står för lejonparten av den totala krympningen – ungefär två tredjedelar – medan radiell krympning står för större delen av den resterande tredjedelen och longitudinell krympning står för praktiskt taget noll.

(Det bör noteras att bara för att ett visst träslag upplever en hög initial krympning under torkning, korrelerar det inte alltid med en lika stor svällning efter det att det har torkats. Basswood har till exempel ganska höga procentsatser för initial krympning – 6,6 % radiellt, 9,3 % tangentiellt och 15,8 % volymetriskt – men dess rörelser under användning är relativt låga. Genom att använda uppgifter om krympning och T/R-förhållande får träarbetare helt enkelt det bästa sättet att göra en kvalificerad gissning.)

I olika träslag kan T/R-förhållandet variera från drygt 1 till nästan 3. Vid ett T/R-förhållande på 1 skulle krympningen ske på ett helt jämnt sätt över brädans bredd och tjocklek. Vid ett T/R-förhållande på 3 skulle den platsågade ytan krympa eller svälla tre gånger så snabbt som den kvartssågade ytan.

En allmän tumregel för de flesta träslag är att den tangentiella krympningen är ungefär dubbelt så stor som den radiella, vilket ger ett genomsnittligt T/R-förhållande på ca 2. Detta hjälper till att förklara varför kvartssågade brädor anses vara mer stabila än flatsågade brädor: med kvartssågat virke är det brädans tjocklek som står för merparten av krympningen eller svällningen, och brädans framsida uppvisar en minimal förändring i bredd – en användbar egenskap för användningsområden som golvplankor eller arbetsbänksplattor.

  • Torkning av virke i hemmet
  • Varumärke och fukt

.