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吸湿性材料

2.2.2.3水の収着と透過性

木材は吸湿性材料であり、大気相対湿度(RH)が安定しているときに平衡状態に達する傾向があり、周囲の環境から水を吸着および/または脱着することができる。 したがって、木材の含水率(MC)は、木材組織に存在する水の相対的な含有量であり、これは自然状態(生きている木)に起因するか、またはより長い期間材料に 一定温度での平衡水分量とR Hとの関係は収着等温線として知られている。 収着等温線は材料の特性であるが、試験中の試料の温度および以前の収着履歴によって影響される。 不安定な環境RH条件下では、木材の水分は連続的に変化しており、平衡に達することはめったにありません(Popescu and Hill、2013;Engelund et al., 2013).

生きている木では、水分content有量の値は、木の種、木の中、例えば辺材と心材の間、季節の間、そしておそらく一日の時間によって異なります。

生きている木では、水分content有量の値は、木の種間、例えば辺材と心材の間、 軟木の場合、心材の含水率は、典型的には辺材の場合よりもかなり低い(Pallardy and Kozlowski,2 0 0 8;Engelund e t a l., 2013). これは必ずしも広葉樹の場合ではなく、心材と辺材の水分content有量の関係は種に依存し、季節にも依存する可能性がある(Pallardy and Kozlowski,2008;Engelund et al., 2013).木材中の水は三つの異なる状態(自由水、凍結結合水および非凍結結合水)で存在し得ることが言及されている。Nakamura et al. ら、1 9 8 1;Berthold e t a l., 1996). 自由水は、細胞内腔内の毛細管水であると考えられ、結合水は、多かれ少なかれ親水性の木材ポリマーと相互作用する。 凍結結合水は細胞壁に適度に結合していると仮定されているが、非凍結結合水は強く結合していると仮定されている。

木材ポリマーの水酸基が主な収着部位であることを考慮すると、低水分content有量では、水分子が同時に二つの隣接する水酸基に結合することが示唆されている(Joly et al. ら、1 9 9 6)細胞壁内の極性基に単分子層または強く結合した水を形成する。 これは〜4%までの含水率で行われます。 さらに、多分子吸着は、〜4%〜1 2%の範囲の含水率の範囲で起こり、基材またはより大きな水クラスターに多層または弱く結合した水を形成する。 毛管収着の現象は12%からの~30%(細胞壁の飽和ポイント)に木製の含水率を取囲みます。 湿気の飽和ポイントは木によって最高RHのパーセントの環境で十分に長く保たれ、木製種の量の独立者であるとき達成される。

含水率の測定は、与えられた環境条件における木材湿潤の現在の状態に関する情報を提供する(図を参照)。 2.5).

図10に示すように、

図10に示すように、

図10に示すように、

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2.5. バーチの試料相対湿度の関数としてプロットした収着等温線(Betula s p.)ウッド。

水分含有量は、通常、木材の質量の割合として表されます。 したがって、同じ含水率では、木材に含まれる水の質量は、個々の木材種に対して異なる値である。 高密度の木は同じ含水率で低密度の木よりより多くの水を含んでいます。

水の吸着および脱着は、木材の線形寸法(それぞれ膨潤および収縮)の変化を伴う。 木の異方性解剖学が原因で、含水率関連の変形は縦方向の、放射状および接した方向のために異なっている。 最大のサイズの変化は、年間成長リングの方向(接線方向)で起こり、リングへの横方向ではなく、茎の方向ではほとんど起こりません。 さらに、異なる木材タイプが異なるように膨潤する(Rowell、2005;Hohne and Tauer、2016)。木材吸収性は、水(または他の液体)に浸漬した木材がそれを吸収する能力です。

木材吸収性とは、木材を吸収する能力のことです。

吸収は3つの変数、吸収の速度、最高水容量および飽和の程度(係数)によって定義されます。 それらの数値は、木材種(その密度および気孔率)、幹ゾーン(辺材または心材)、木材組織の初期水分含量、液体の種類、試料の大きさおよび木材の解剖学的方向に

木材透過性は、湿潤に対する材料の感受性であり、液体がそれを通過することを可能にする能力である。 この特性は、とりわけ、含浸プロセス(木材保存)および建設にとって重要である。 浸透への感受性を定める主な要因は液体の木製の解剖学、トランクの横断面の地帯(辺材、心材)、解剖方向および圧力を含んでいます。

木材が湿度にさらされたときの水の浸透、木材が乾燥するときの放出速度は、性能と予想される耐用年数を決定する上で重要な影響を与えます。 水への透磁率は菌類の腐食の可能性を制御するので木の部品の性能に影響を与えるキーファクタの1つであるので水により少なく透磁率である木種は木が断続的なwettingに露出される使用クラスの透磁率の種よりよく行うと期待される。 湿りの時間はまた菌類の開発のためのキーファクタであり、性能に対する驚くべき効果をもたらし、ヨーロッパを渡って非常に変わる設計、造る物理学およ, 2014).

木材の熱特性は、温度が上昇または低下したときの熱負荷下での木材の挙動を特徴付ける。 温度は重要なパラメータであり、さまざまな技術プロセスや木材の特定の特性に影響を与えます。 構造材料の多くの熱特性の中で、次は木製の技術のセクター、比熱、熱伝導性および熱拡張の内で最も重要である(Czajkowski et al., 2016).

材料の比熱(比熱容量)は、その温度を1℃上昇させるために必要な材料の単位質量当たりの熱量として定義され、熱を蓄積する能力の点で材料を特 木材の比熱が高いと考えられています; したがって、同じ量の熱が供給されると、その温度は金属またはガラスの温度よりも遅く上昇する。 木材の比熱は、その絶縁特性および熱容量に影響を及ぼす(Czajkowski et al. ガラスとZelinka、2010)。

特定の材料の特定の熱伝導率は、放射エネルギーの流れを隣接する分子に渡すことによって、より高い温度の場所からより低い温度の場所に熱を この材料特性は熱伝導率係数の数値によって記述され、その値が高いほど、材料によってより多くの熱が伝導される。 木材の熱伝導率は、含水率および密度の増加とともに上昇する。 それはまた、木材の温度および穀物の方向に関連した熱電流の流れの方向に依存する。 穀物に沿って測定された木材の熱伝導率は、穀物に対して横方向に測定されたものの2倍、すなわち、それぞれ0.35および0.15W/mKである(Czajkowski et al., 2016; ガラスとZelinka、2010)。

熱拡散率は、材料が周囲から熱を吸収する速度の尺度です。

熱拡散率は、材料が周囲から熱を吸収する速度の尺度です。

れは、密度と熱容量の積に対する熱伝導率の比として定義されます。 木材の熱伝導率が低く、適度な密度と熱容量のために、木材の熱拡散率は、金属、レンガ、石などの他の構造材料の熱拡散率よりもはるかに低い(Glass and Zelinka、2010)。

木材の熱膨張は、温度の上昇(加熱)のために現れる特性である。 それは線形および容積測定の拡張の係数によって特徴付けられる。 最初のものは、材料温度上昇当たりの所与の材料単位長さのその初期長さに対する延長の関係であり、第二のものは類似して計算される。 同時に、縦方向に計算された線膨張は、半径方向または接線方向のものよりもはるかに低い。 低い縦膨張係数は、建築構造物に使用される木材の利点である(Glass and Zelinka、2010)。

木材の音響特性は、超音波の移動および木材の他の物理的パラメータへの影響に伴う現象の経過に関連する特徴のグループである。 木の解剖学は音が穀物に平行そして横断方向で移動するようにする。 したがって、木材の各特性の決定は、3つの解剖学的平面(方向)で行われる(Bucur、2006)。 木材中の超音波速度は、異なる要因によっても影響される。 成長リング、自然な欠陥、湿気および温度の変更により音響の超音波変数の減少を引き起こします。 例えば、含水率が接線方向の含水率よりも半径方向の含水率が高い場合、速度は低下する。 音響特性は、材料の密度によっても影響される(Chen e t a l. ら、2 0 1 2;Yang e t a l., 2015).

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