المحتوى الرطوبي

إن الخشب هو مادة بناء هيجروسكوبية. وهذا يعني أن المادة تراقب الرطوبة والحرارة  في الهواء المحيط وتسعى إلى الحفاظ على حالة التوازن مع المناخ المحيط، أي الرطوبة النسبية (RF) ودرجة الحرارة.

يمكن أن يتم تحديد المحتوى الرطوبي (الماء) الموجود في الخشب بأنه هو وزن الماء في المواد الرطبة مقسوماً على على وزن المواد في الحالة الجافة.  وللحصول على النسبة فإنه يتم ضرب الناتج في 100.

إن المحتوى الرطوبي المتوزان هو المحتوى الرطوبي الموجود في الخشب عندما يكون متوزانا مع المناخ المحلي.

وإذا كان المحتوى الرطوبي في الخشب أعلى من المحتوى الرطوبي المتوازن، فإن الخشب سيجف، وإذا كان منخفضاً فإن الخشب سيقوم بامتصاص الرطوبة. عندما يكون المحتوى الرطوبي أقل من نقطة تشبع الألياف، فإن حجم الخشب سيتغير بناءاً على ذلك، أي أن الخشب يتضخم أو ينكمش وفقاً لذلك.

إن أبعاد الخشب وقوته ومقاومته لعوامل التحلل هي أمثلة للخصائص الأساسية للخشب الذي يتأثر بنسبة الرطوبة.

الرطوبة النسبية وتركيز بخار الماء

إن الرطوبة النسبية والتي تُعرف اختصاراً باللغة السويدية (RF) قد يتم الإشارة إليها أيضاً باسم "الرطوبة النسبية للهواء" أو "الرطوبة النسبية في الهواء".

إن تركيز بخار الماء في الهواء،  يتم الإشارة إليه بوحدة القياس غرام ماء/المتر المكعب من الهواء، ويختلف تركيز بخار الماء من عام إلى آخر. ويصل تركيز البخار في الهواء الطلق في فصل الصيف إلى أعلى مستوياته (9 - 11 غرام في المتر المكعب) ويصل إلى أدنى مستوياته في الشتاء (3 - 5 غرام في المتر المكعب) - في حين أن الرطوبة النسبية (التي تُعرف اختصاراً باللغة السويدية (RF)) تكون في أدنى مستوياتها في فصل الصيف، ويترتب على ذلك أن المحتوى الرطوبي المتوازن للخشب يكون أيضاً في أدنى مستوياته في فصل الصيف (65 - 75 في المئة و 11 - 15 في المئة على التوالي)، ويكون المحتوى الرطوبي المتوازن للخشب في أعلى مستوياته في فصل الشتاء (90 - 95 في المئة و 19 - 23 في المئة على التوالي). وكما هو مذكوراً في قسم معالجة أسطح الخشب الخارجي، فينبغي أن تكون نسبة المحتوى الرطوبي في أسطح الخشب 16 في المئة بحد أقصى عند معالجة الأسطح. ويُفضل أن تتم أعمال الدهانات في الهواء الطلق في الفترة من شهر مايو إلى شهر أغسطس، إلا أنه من الهام فحص نسبة المحتوى الرطوبي للسطح ونسبة المحتوى الرطوبي للخشب، على سبيل المثال بواسطة مقياس الرطوبة الذي يقوم بقياس المقاومة الكهربائية في الألياف الخشبية باستخدام الأقطاب الكهربائية المطرقية المعزولة.

وبشكل مادي فإن معدل الرطوبة النسبية (التي تُعرف اختصاراً باللغة السويدية (RF)) تكون بين الضغط الجزئي لبخار الماء والضغط التشبعي في درجات الحرارة المذكورة. ومن ثم فإن الرطوبة النسبية للهواء في الأماكن المغلقة كغرفة ساخنة تكون في أعلى مستوياتها في فصل الصيف (45 - 60 في المئة) وأدنى مستوياتها في فصل الشتاء (10 - 25 في المئة). وكلما كانت درجة الحرارة باردة في الخارج، كلما كان الهواء أكثر جفافاً في الداخل. وتجدر الإشارة إلى أن المحتوى الرطوبي للخشب، سواء في الداخل أو في الخارج، يتكيف مع الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة المحيطة. وفي المنازل السويدية المدفئة في المناطق الموجودة في أواسط السويد، يكون المحتوى الرطوبي في الخشب على مدار العام في المتوسط بنسبة 7.5 في المئة، حيث يصل إلى أعلى مستوياته في فصل الصيف (7 - 12 في المئة) و أدنى مستوياته في الشتاء (2 - 6 في المئة). وفي المتوسط يكون الهواء أكثر جفافاً في شمال السويد أكثر مما هو عليه الحال في جنوبها.

المحتوى الرطوبي المستهدف

عادة ما يتم تجفيف الخشب الغير جاف المنشور حديثاً للوصول إلى المستوى المحدد للمحتوى الرطوبي المستهدف، ويتم ذلك في أفران التجفيف الموجودة في معامل نشر الخشب. إن المحتوى الرطوبي المستهدف هو متوسط المحتوى الرطوبي المرغوب لكمية من الخشب، والمحتوى الرطوبي المسموح به لكل قطعة من كمية الخشب تلك، وهذا محدد في معيار SS-EN 14298. إن كل قطعة من قطع كمية الخشب تكون قائمة بذاتها وفريدة من نوعها وتتأثر بشكل مختلف فيما يتعلق بعملية التجفيف، وذلك استناداً إلى كثافتها والراتينج الموجود بها ومدة تخزينها قبل التجفيف وشكل النشر ومحتواها الرطوبي الأخضر وغير ذلك. وهذا يعني أن كل قطعة من قطع كمية الخشب يكون لها نطاق معين من نسب المحتوى الرطوبي، والذي يتم جمعه ليشكل نسبة متوسطة - وهو ما يعرف بمتوسط المحتوى الرطوبي لكمية الخشب. وعند طلب خشب تكون نسبة المحتوى الرطوبي المستهدف فيه 16 في المئة، فمن المُفضل أن يكون متوسط المحتوى الرطوبي للكمية 16 في المئة - ويكون الأمر مثالياً إذا كانت نسبة المحتوى الرطوبي في كل قطع في كمية الخشب 16 في المئة. إلا أن ذلك يكاد يكون من المستحيل. ومن ثم فمن المسموح أن يكون متوسط المحتوى الرطوبي لكمية الخشب والمحتوى الرطوبي لكل قطعة ضمن نطاق معين من التباينات للطلبيات ذات المحتوى الرطوبي المستهدف المحدد، وذلك تمشياً مع الجدول رقم 16، والذي يعد جزء من معيار SS-EN 14298.

 

الجدول رقم 16 المحتوى الرطوبي المستهدف

الاختلافات المسموح بها لمتوسط المحتوى الرطوبي وفقاً للمعيار SS-EN 14298

المحتوى الرطوبي المطلوب (المحتوى الرطوبي المستهدف) الاختلافات المسموح بها في المحتوى الرطوبي المتوسط لكمية الخشب المعدل المسموح به للمحتوى الرطوبي في 93.5% من الأماكن في كمية الخشب
% تحت الحد (%)  فوق الحد (%) تحت الحد (%) 
فوق الحد (%)
8 7 9 5,6 10,4
12 10,5 13,5 8,4 15,6
16 13,5 18 11,2 20,8

 عند قياس المحتوى الرطوبي لكافة قطع الكمية مع محتوى رطوبي مستهدف بنسبة 16%، فإن القيمة المتوسطة للمحتوى الرطوبي في كمية الخشب بأكملها (متوسط المحتوى الرطوبي) يُمكن أن يصل بين 13.5% و 18% لكي يتم الموافقة عليه. وبالنسبة لكل قطعة خشب في الكمية فإن المحتوى الرطوبي لدى 93.5 في المائة من تلك يجب أن يكون بين 11.2% و 20.8%.

تباين المحتوى الرطوبي في المقطع العرضي لقطعة الخشب

لا تتنوع نسب المحتوى الرطوبي فقط من قطعة إلى أخرى من كمية الخشب - بل تتنوع أيضاً في المقطع العرضي لقطعة الخشب نفسها. عندما يتم تجفيف الخشب، فإن هذا يبدأ من الخارج إلى الداخل. وإذا لم يتم اتخاذ إجراءات خاصة، فإن الجزء الداخلي من الخشب سوف يكون أكثر رطوبة من سطحه بعد التجفيف في معامل النشر. وهذا الاختلاف في المحتوى الرطوبي للمقطع العرضي لقطعة الخشب يُسمى التدرج الرطوبي. انظر فقرة عملية ترطيب الخشب أثناء التجفيف في معمل النشر.

وعندما يتم تجفيف الخشب في الأفران ليصل محتواه الرطوبي إلى 16 في المئة، يكون سطح الخشب جاف جداً، غالباً ما تكون نسبة المحتوى الرطوبي فيه 6 - 7 في المئة، في حين تكون نسبة المحتوى الرطوبي في منتصف قطعة الخشب بين حوالي 19 - 22 في المئة. واستناداً على الوقت المستغرق بين التجفيف والتعبئة، فإنه يتم الحفاظ على التباين في المحتوى الرطوبي بدرجة كبيرة أو صغيرة. وتجدر الإشارة إلى أن المحتوى الرطوبي المنخفض للسطح  يوفر حماية ضد نمو الميكروبات. انظر فقرة الكائنات الدقيقة. ومن ثم فإنه من الهام دائماً فحص المحتوى الرطوبي للسطح.

وغالباً ما تأخذ عملية تسوية التدرج الرطوبي وقتاً طويلاً. وفي حال إذا ما تم تخزين الخشب في مخزن مؤقت (مخزن مؤقت)، وغير مغلفاً لفترة طويلة، فإن المحتوى الرطوبي للسطح قد يرتفع.

وعندما يتم قياس المحتوى الرطوبي لقطعة الخشب، فإن ذلك في الواقع هو ما يكون متوسط المحتوى الرطوبي في المقطع العرضي. ويمكن أن يتم قياس متوسط المحتوى الرطوبي في الخشب بطريقتين. ومن بين الطرق الدقيقة لذلك هي القيام بوزن قطعة الخشب، ثم القيام بتجفيفها في فرن بدرجة حرارة 103 درجة مئوية، ثم القيام بوزم قطعة الخشب الجافة تماماً مرة أخرى، وفقاً لمعيار SS-EN 13183-1.

ومن الطرق العملية استخدام مقياس الرطوبة الذي يقوم بقياس المقاومة الكهربائية في الألياف الخشبية باستخدام الأقطاب الكهربائية المطرقية المعزولة، والقياس في نقطة محددة وبعمق 0.3 ضعف سماكة الخشب. وهذا النوع من القياس يُعتبر ممثلاً متوسط المحتوى الرطوبي في المقطع العرضي لقطعة الخشب. ومما هو جدير بالذكر أن هذه الطريقة لا تكون بنفس درجة الدقة التي عليها الطريقة السابقة.  انظر فقرة قياس متوسط المحتوى الرطوبي والمحتوى الرطوبي لسطح الخشب.

إن التدرج الرطوبي المنخفض هو أحد عوامل الجودة الهامة، وذلك على سبيل المثال لتجنب الانكماش والالتواء غير المتساوي.

ترطيب الخشب في معمل النشر

من الصعب تقليل التباين بين متوسط المحتوى الرطوبي في كمية الخشب و المحتوى الرطوبي المستهدف. يمكن أن يتم تحقيق بعض التحسن باستخدام أفران تجفيف جيدة و فحصهم بعناية، ومن خلال ترطيب الخشب بعد عملية التجفيف. إلا أنه من السهل تقليل المحتوى الرطوبي من خلال الترطيب في درجة حرارة مرتفعة بعد التجفيف.

ويمكن أن يتم تقليل التدرج الرطوبي في المقطع العرضي لقطعة الخشب وتقليل جفاف الخشب من خلال الترطيب.

وتجدر الإشارة إلى أن الترطيب يقوم أيضاً بتحسين ثبات أبعاد الخشب. وبالنسبة للخشب الذي سيتم تقسيمه في مرحلة لاحقة فإنه ينبغي أن يتم تسوية المحتوى الرطوبي والضغوط في المقطع العرضي. وهذا للحد من مخاطر التشوه التدريجي للمنتج الخشبي النهائي بعد عملية التجفيف. ويمكن أن يتم قياس التشوهات الناتجة عن ضغوط التجفيف وفقاً لمعيار SS-ENV 14464.

ومع تزايد متطلبات الجودة لدى العملاء، فإن قطاع نشر الأخشاب ينبغي أن يقوم بالتحديد بشكل واضح جودة تجفيف الخشب، لا سيّما بمساعدة المعايير الجديدة. وسوف يكون من الممكن قريباً تحديد جودة كمية الخشب فيما يتعلق بـ:

  • الانحراف عن معدل المحتوى الرطوبي المستهدف
  • معدل المحتوى الرطوبي في كمية الخشب
  • التجفيف (جودة التجفيف).

وبحكم التجربة فإنه إذا كانت ضغوط تجفيف الخشب منخفضة، فإن معدل المحتوى الرطوبي يميل إلى أن يكون منخفضاً أيضاً.

وبالنسبة لقطاع النجارة على سبيل المثال، فإن منتجات الخشب التي تم ترطيبها تكون ضرورية لكي يتم الحصول على منتجات نجارة ذات جودة عالية (عدد أقل من التشوهات التدريجية).

وبالإضافة إلى الحصول على المحتوى الرطوبي الصحيح، فإن أخشاب البناء تتحسن أيضاً إذا تم استخدام معايير الجودة المذكورة أعلاه. فعلى سبيل المثال تُصبح العارضات الخشبية المخصصة للأرضيات وأخشاب الهياكل أكثر ثباتاً فيما يتعلق بالأبعاد إذا تم استخدام أخشاب تعرضت لضغط بشكل متساوٍ.

وعند شراء كمية من الخشب، فإن التباين الطفيف في معدل المحتوى الرطوبي هو بنفس قدر أهمية قرب متوسط المحتوى الرطوبي لكمية الخشب للمعدل الرطوبي المستهدف. كما أن تقليل التباين في المحتوى الرطوبي، من خلال ترطيب الخشب كجزء من عملية التجفيف، يعني أيضاً أنه سيتم تسوية الضغوط في الخشب. وهذا يجعل الخشب أكثر ثباتاً فيما يتعلق بالأبعاد، ويجعل من السهل تصنيع بعض منتجات النجارة.

 

قياس متوسط المحتوى الرطوبي والمحتوى الرطوبي لسطح الخشب

إن التحقق من المحتوى الرطوبي في الخشب ينطوي على قياس المستوى في نقاط مختلفة في الهيكل الخشبي المرغوب. ويتم تحديد نقاط القياس وفقاً للظروف الموجودة في الموقع. ابحث عن المكان الذي يكون فيه خطر الترطيب في أعلى درجاته، وتكون ظروف التجفيف فيه في أسوأ درجاتها.

متوسط المحتوى الرطوبي

لكي يتم قياس متوسط المحتوى الرطوبي في الخشب، فإنه ينبغي إجراء اختبارات عشوائية على مجموعة من قطع الخشب بواسطة مقياس الرطوبة المقاوم للكهرباء باستخدام الأقطاب الكهربائية المطرقية المعزولة، للحصول على مؤشرات إذا ما تم الوصول إلى المحتوى الرطوبي الصحيح. ويتم قياس متوسط المحتوى الرطوبي في الخشب وفقاً لمعيار SS-EN 13183-2 بالطريقة التالية: قياس 300 مم من النهاية. قم بإدخال الأقطاب الكهربائية المطرقية المعزولة في الجزء المسطح لقطعة الخشب، وفي اتجاه الألياف وبطول خط افتراضي يكون عرضه 0.3 ضعف عرض الخشب عند الحافة. وينبغي أن يكون عمق الأداة 0.3 من سماكة الخشب.

وينبغي الأخذ في الاعتبار أن قياس المحتوى الرطوبي بواسطة مقياس الرطوبة الذي يقوم بقياس المقاومة الكهربائية في الألياف الخشبية باستخدام الأقطاب الكهربائية المطرقية المعزولة هي طريقة غير دقيقة، وهذا يكون اعتماداً على جودة ومعايرة أداة القياس. إلا أن تلك الطريقة تعتبر طريقة فعالة للحصول على فكرة عامة بشأن الانحرافات، وذلك إذا تم استخدامها بشكل صحيح. ومعاير مقياس الرطوبة بشكل منتظم باستخدام كتلة المعايرة. ومن الطرق الأكثر دقة هي طريقة الوزن الجاف التي تم ذكرها مسبقاً، والتي يمكن أن تكون مفيدة لإجراء عمليات التدقيق والفحص على الإنتاج والتسليم، إلا أنها ليست طريقة عملية للقياس في موقع البناء.

ولضمان قيام كل شخص \ جهة بقياس المحتوى الرطوبي وتجفيف الخشب بنفس الطريقة، فهناك حالياً أربعة معايير:

SS-EN 13183-1 تحديد المحتوى الرطوبي - يتم التحديد بواسطة طريقة التجفيف الخاصة بالفرن، SS-EN 13183-2 تقدير المحتوى الرطوبي - يتم التقييم بواسطة طريقة المقاومة الكهربائية، SS-EN 13183-3 تقدير المحتوى الرطوبي - يتم التقييم بواسطة طريقة القدرة، و SS-ENV 14464 صلابة السطح\التصليد السطحي.

المحتوى الرطوبي للأسطح

قم بقياس المحتوى الرطوبي للأسطح بواسطة مقياس الرطوبة الذي يقوم بقياس المقاومة الكهربائية في الألياف الخشبية من خلال الضغط  بيدك على الأطراف المخروطية للأقطاب الكهربائية المطرقية المعزولة لتدخل إلى الخشب الربيعي الموجود في السطح الخشبي، بحيث تدخل أطراف الأقطاب الكهربائية داخل الخشب، عبر اتجاه الألياف. قم دائماً بعمل ثلاثة قياسات قريبة من بعضها البعض في موضع القياس، ثم قم بعد ذلك بحساب المتوسط. ويمكن أن يتم فحص المتوسط وفقاً للمتطلبات الحالية.

ومن الهام أن يتم فحص المحتوى الرطوبي للأسطح قبل تغليف الخشب، حيث أنه أمراً بالغ الأهمية في تحديد مخاطر النمو البكتيري. كما لديه أيضاً تأثيراً على التصاق الطلاء.

قد يُصبح الخشب رطباً بسبب الأمطار، وبالتالي فإن التخزين بطريقة غير صحيحة أو إذا ما تم وضع الخشب على أرضية رطبة يؤدي إلى ارتفاع المحتوى الرطوبي للأسطح. وفي العادة لا يتأثر المحتوى الرطوبي في الأجزاء الداخلية للخشب بالتعرض للترطيب لفترة قصيرة. وينبغي أن يجف الخشب الذي تعرض للترطيب - بشكل طبيعي، باستخدام مزيل للرطوبة أو بواسطة مروحة أعمال البناء - وينبغي أن يكون المحتوى الرطوبي للأسطح 18 في المئة بحد أقصى قبل أن يتم تغطيته.

وبالنسبة للخشب الذي سيتم طلاءه في موقع لأعمال البناء فينبغي أن يتم طلاءه بطلاء البطانة في أسرع وقت ممكن وذلك لكي يتم حمايته من الأشعة فوق البنفسجية، وينبغي أن يكون المحتوى الرطوبي للأسطح 16 في المئة بحد أقصى عند طلاءه. ويُنصح بأن تتم المعالجة الصناعية لأسطح الأخشاب المكشوفة باستخدام طلاء بطانه سماكته 60 ميكرومتر لتكون بمثابة طبقة جافة، ويكون هذا على سبيل المثال في الألواح الخشبية للتكسية الخارجية والألواح الخشبية للبطانات الداخلية.

ملحوظة
ليس هناك معيار لقياس المحتوى الرطوبي للأسطح الخشبية.

الجدول رقم 18 المحتوى الرطوبي المستهدف لمنتجات الأخشاب للاستخدامات المختلفة

المحتوى الرطوبي المستهدف (%) الاستخدام
8 ألواح الأرضيات في الغرف المدفئة
12 ألواح التكسية والعارضات وألواح بطانة الأرضيات الظاهرة في الغرف المدفئة
16 الأخشاب الصلبة والخشب الرقائقي الملصوق (الجلولام)وألواح التكسية الخارجية

 

المعاينة والقبول لجودة التجفيف
لقد تم أيضاً تعيير إجراءات المعاينة والقبول لجودة التجفيف. ويتم استخدام معيارين لهذا الغرض:

SIS-CEN TS 12169 هو معيار لتقييم مدى تطابق وتماثل كمية من الخشب المنشور.
SS-EN 14298 هو معيار لتقييم جودة التجفيف.

إن SIS-CEN TS 12169 هو معيار يحدد الكيفية التي يمكن بها اختيار عينات من كمية من الخشب للقيام بالمعاينة والفحص وذلك لمعرفة إذا ما تم استيفاء متطلبات جودة التجفيف الخاصة بالطلبية (متوسط المحتوى الرطوبي في الكمية، ومعدل المحتوى الرطوبي وضغوط التجفيف) بموجب العقد أو مواصفات البناء. وترتكز هذه الطريقة على استخدام أكثر طرق المعاينة والفحص شيوعاً لكافة القطاعات، وهو نظام Acceptable Quality Level (AQL)  (وترجمته بالعربية: مستوى الجودة المقبول AQL). ويتم خلال معاينة القبول اختيار مجموعة من عينات الألواح والعارضات الخشبية، وذلك اعتماداً على عدد الألواح أو العارضات الموجودة في الشحنة. ويحدد المعيار الانحرافات المسموح بها، تبعاً لمستوى الجودة الذي تم اختياره.

ملحوظة
ينبغي أن يكون المحتوى الكامل لشحنة الخشب متاحاً في حال وجود شكوى.