Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Měření vlhkosti dřeva a vlivu na hustotu Fyzikální vlastnosti dřeva Protokol č.2 Vypracoval: Pavel Lauko Datum cvičení: Obor: DI Datum vypracování: Ročník: 2. Skupina: 1.

2 Měření vlhkosti dřeva a vlivu na hustotu Zadání: 1. Stanovení hustoty, absolutní vlhkosti a koeficientu bobtnání dřeva u standardních tělísek (SM, JS, BK). 2. Stanovení přibližné hustoty dřeva na základě Archimédova zákona. 3. Stanovení vlhkosti klimatizovaných tělísek přímou váhovou metodou a nepřímými elektrickými metodami a jejich porovnání. 4. Kalibrace vlhkoměrů podle váhové metody. 5. Diskuse. Cíl práce: Porovnání výsledků naměřených vlhkostí vzorků váhovou zkouškou a elektrickými vlhkoměry. Výpočet koeficientu bobtnání, podle kterého lze vypočítat hustotu dřeva při určité vlhkosti. Vytvoření kalibrační tabulky při použití údajů, výpočtů a výsledků ze cvičení pro jednotlivé elektrické vlhkoměry. Literární přehled : Dřevo je ve vztahu k okolnímu prostředí hygroskopickým materiálem schopným přijímat nebo odevzdávat vodu, ať už ve skupenství kapalném nebo plynném, a má schopnost měnit svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí. Schopnost poutat stavebními látkami buněčné stěny (celulózou a hemicelulózou) kapaliny a plyny vyplívá z ontogeneze elementů dřeva, které byly diferencovány v plně nasyceném vodním prostředí. Rostoucí strom obsahuje velké množství vody, která je nezbytná pro jeho existenci. Ve většině případů voda ve dřevě ovlivňuje i vlastnosti dřeva a způsobuje často jejich zhoršení. Se změnou obsahu vody ve dřevě jsou spojeny změny fyzikálních a mechanických vlastností, odolnost proti houbám a napadení hmyzem, technologických postupů zpracování dřeva a další procesy. Dřevo je navlhavý hygroskopický materiál. Který má schopnost měnit svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí díky adsorpci. Dřevo je také kapilárně-porézní materiál. Adsorpcí potom rozumíme poutání plynné nebo kapalné látky na měrném vnitřním povrchu dřeva. Podle povahy sil, které adsorpci způsobují, dělíme adsorpci na fyzikální a chemickou. V obou případech musí v systému dřevo adsorbovaná látka platit termodynamická rovnováha. Množství adsorbované látky ve dřevě závisí na jejích chemických a fyzikálních vlastnostech. Přítomnost tekutin (vody) ve dřevě se nazývá vlhkostí dřeva. Vyjadřuje se podílem hmotnosti vody k hmotnosti dřeva v absolutně suchém stavu vlhkost absolutní ab s, nebo podílem hmotnosti vody ke hmotnosti mokrého dřeva vlhkost relativní rel. Absolutní a

3 relativní vlhkost se nejčastěji vyjadřuje v % a vypočítá se podle vztahů : Absolutní vlhkost dřeva se používá pro charakteristiku fyzikálních a mechanických vlastností dřeva. Relativní vlhkost se využívá tam, kde je nezbytné znát procentické zastoupení vody z celkové hmotnosti mokrého dřeva. V závislosti na podílu vody ve dřevě ve vztahu k sušině dřeva rozlišujeme tři hraniční hodnoty : vlhkost suchého dřeva ustálený poměr hmotnosti vody ke hmotnosti sušiny dle vztahu pro absolutní vlhkost dřeva při sušení dřeva teplotou 13±2 C, tzn. že se ve dřevě nenachází žádná voda vázaná ani volná. Tato vlhkost se vyjadřuje vlhkostí absolutně suchého dřeva %. vlhkost při nasycení buněčných stěn mikrokapilární systém v buněčné stěně je zcela zaplněn vodou. Tato vlhkost se vyjadřuje mezí nasycení buněčných stěn MNBS nebo mezí hygroskopicity (MNBS. MH 22 až 35 %). vlhkost při nasycení dřeva mikrokapilární i makrokapilární systém je plně nasycen vodou, dřevo obsahuje maximální množství vody. Tato vlhkost se vyjadřuje maximální vlhkostí dřeva max.8 až 4 %. Z hlediska uložení ve dřevě můžeme vodu rozdělit na : vodu chemicky vázanou je součástí chemických sloučenin. Nelze ji ze dřeva odstranit sušením, ale pouze spálením, proto je ve dřevě zastoupena i při nulové absolutní vlhkosti dřeva. Zjišťuje se při chemických analýzách dřeva a její celkové množství představuje 1 2 % sušiny dřeva. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností nemá žádný význam. vodu vázanou (hygroskopickou) nachází se v buněčných stěnách a je vázána vodíkovými můstky na hydroxylové skupiny OH amorfní části celulózy a hemicelulóz. Voda vázaná se ve dřevě v průměru vyskytuje při vlhkostech 3 %. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má největší a zásadní význam. vodu volnou (kapilární) vyplňuje ve dřevě lumeny buněk a mezibuněčné prostory. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má podstatně menší roli než voda vázaná.

4 Materiál a metodika: Měření a příprava vzorků se provádí v souladu s ČSN ) Stanovení hustoty, absolutní vlhkosti a koeficientu bobtnání dřeva u standardních tělísek. Během sedmi dnů byly vzorky vysušeny na hodnotu % vlhkost. Poté jsme opět změřili jejich rozměry a tělesa zvážili, z kterýchžto údajů vypočítali jsme podle následného vztahu hustotu: Absolutní vlhkost vzorků jsme potom zjistili pomocí váhové metody, při které musíme znát hmotnost suchého dřeva m a hmotnost vlhkého dřeva m z předcházejícího měření. Počítáme podle tohoto vztahu: Dále vypočítáte koeficient objemového bobtnání ze vztahu pro výpočet hustoty dřeva při určité vlhkosti, když jsme si vypočítali hustotu. 2.) Stanovení přibližné hustoty dřeva na základě Archimédova zákona. Nejdříve jsme změřili délku vzorku, poté jsme jeden vzorek ponořili do vody v odměrném válci a změřili jsme tu část vzorku, která zůstala pod vodou h. 3.) Měření vlhkosti elektrickými vlhkoměry Používali jsme dva dielektrické vlhkoměry Wagner61, Wagner612 a dva odporové vlhkoměry WHT86, WRD-3. Dielektrické vlhkoměry - položíme na měřené dřevo. Odporové vlhkoměry - musí se zabodnout měřící elektrody do dřeva. [kg.m 3 ] - V m [%] 1 m m m ( ) [%/1%] 1 K 1 1 K V V α α ] [kg.m -3 c h h b a c b a V V g V g m v d v d v v d d v v ( ) [%/1%] 1 K 1 1 K V V α α + + +

5 Na každém vlhkoměru musíte navolit druh dřeviny nebo hustotu dřeva, teplotu a výsledná hodnota vlhkosti se opraví podle tabulek výrobce uvedených na přístroji. Závislost elektrického odporu dřeva R na vlhkosti dřeva (Siau 1995). Kalibraci vlhkoměru provádíme tak, že nejdříve sestrojíme graf závislosti odchylky měření vlhkoměru od váhové metody. Následně proložíme body grafu přímku a zjistíme její rovnici. Statistika: Zjišťovali jsme tyto parametry: aritmetický průměr, minimum, maximum, směrodatná odchylka Tyto výpočty byly provedeny funkcí programu MS Excel "Analýza dat". Aritmetický průměr: x 1 n n x i i 1 n 1 2 Směrodatná odchylka: S ( x) n 1 i 1 x i

6 Výsledky: Rozměry a (cm) b (cm) l (cm) Hmotnost m (g) Smrk 1,92 1,94 2,96 4,44 Buk 1,88 1,9 3, 7,48 Jasan 1,95 1,94 2,94 7,54 Ρ Ρ K αv Smrk,698 42,7 399,91 1,18 Buk, ,2 75,3,83 Jasan, ,37 694,34,33 dřevo r r K av SM 413, 416,5,871 6,9 SM 376,9 389,7,489 6,9 SM 453, 416,,758 7,5 SM 38, 47,,11 7, SM 41, 441,,11 7,7 SM 392, 44,,6 7,3 SM 421, 431,,677 8, SM 399,7 413,4,57 7,2 SM 431,2 437,4,778 6,8 SM 425,6 436,4,63 7,4 SM 381, 417,,368 6,8 SM 32, 294, 1,87 3,2 SM 42,7 399,9 1,18 7, SM 388,3 398,5,68 7, SM 342,5 358,9,38 7,1 SM 385,1 378,,16 3,1 SM 4,5 41,2,65 7,3 SM 376, 388,,557 7,5 SM 357, 37,,45 6,91 SM 395, 412,,381 7,14 SM 386, 4,,443 6,7 SM 373,3 39,45,4258 8,26 SM 391,15 399,16,712 7,5

7 SM ,4168 6,8 SM 431,47 447,968 7,8431 SM 381,77 48,8,92 7,9 SM 39 43,963 6,9 SM 454,7 466,668 7,7 SM 374,4 38,98 6,8 SM 353,8 394,4,88 6,68 SM 4 42,5,99 7,8 SM ,96 7,2 SM ,29 3,47 SM ,96 6,6 SM ,986 9,8 SM 397 4,99 6,75 SM ,97 7,4 SM ,954 6,31 SM 356,64 364,8342 6,85 SM 427,4 422,5 1,13 7,415 SM ,9 6,8 SM ,6 6,4 SM 263,6 411,81,663 6,47 SM ,23 5,85 SM ,37 6,7 SM ,76 SM ,1 6,1 SM ,419 6,3 SM 54,8 569,1,929 5,8 SM ,25 5,97 SM 447,,9 459,1,58 6,2 SM ,7 1,1 7,4 SM 418,97 439,6,28 4,94 SM ,47 6,1 SM 393,2 399,2,71 5,8 dřevo r r K av BK ,9,32 7 BK 77,8 724,9,641 7,1

8 BK ,545 7,4 BK ,76 7,2 BK ,524 7,2 BK ,51 7,1 BK ,499 7 BK 75,5 726,25,595 7,6 BK 733,6 745,7,71 7 BK 683,41 78,79,45 7,2 BK ,22 7,1 BK ,82 4,34 BK 664,37 694,34,33 6,89 BK 694,7 719,492 7,12 BK 692,57 711,96,52 7,16 BK 677,35 698,2,25 4,12 BK ,1,63 7,3 BK 68 7,569 7,1 BK ,61 6,99 BK ,638 6,93 BK ,449 6,9 BK 62,68 642,96,4964 7,39 BK 67,27 675,42,885 7,1 BK ,733 7,3 BK 757,5 769,982 6,5613 BK 69,67 737,7,92 6,81 BK ,66 6,8 BK 77,6 729,5357 6,75 BK 69,3 666,914 6,6 BK ,2,97 6,98 BK 756,6 782,7,96 7,4 BK ,97 6,7 BK ,9 4,7 BK ,97 6,9 BK ,983 12,63 BK ,98 6,93 BK ,4 6,8 BK ,989 6,35 BK 67,212 65,8821 6,7 BK 73,2 679,16 1,4 6,815

9 BK ,11 6,9 BK 687 7,68 6,1 BK 71,4 719,6 6,7 BK 712,19 79,58,68 6,44 BK ,577 6,3 BK ,24 6,28 BK ,67 6,32 BK ,1 6,13 BK ,518 6,1 BK ,6,23 5,6 BK 722,22 736,5 6,2 BK 7,9 73,8,26 5,9 BK ,5 1 6,5 BK 745,64 764,34,59 6,28 BK ,42 6,4 BK ,23 6,6 dřevo r r K av JS 644,6 656,1,717 6,6 JS 662, ,537 6,7 JS ,64 6,7 JS ,7 6,6 JS ,24 6,5 JS 69 74,712 6,9 JS ,64 6,7 JS 664,9 683,5,4758 6,4 JS 648,1 67,494 6,9 JS 775,7 778,62,92 6,68 JS ,15 7, JS ,97 5,44 JS 698,2 75,3,83 6,49 JS 73,2 75,959 6,93 JS 619,62 696,64,715 6,89 JS 736,96 75,63 5,1 JS ,4,16 6,5 JS ,733 7, JS ,43 6,63

10 JS ,74 6,63 JS ,199 1,25 JS 726,74 74,83,7183 7,24 JS 711,21 739,5,391 6,7 JS ,5186 6,6 JS 659, ,1 6,37 JS ,8,92 6,78 JS ,98 6,9 JS 646,6 671,4434 6,99 JS 679,7 697,9721 7, JS 657,5 76,8,78 6,77 JS ,4,9 7,3 JS ,99 6,5 JS ,98 4,6 JS ,94 6,8 JS ,2 6,7 JS ,96 6,99 JS ,96 6,4 JS ,9187 8,43 JS 743,2 758,8336 6,81 JS 632,1 653,3,814 6,52 JS 75 7,99 6,9 JS ,51 6,3 JS ,46 6,25 JS 72,6 715,76,69 6,25 JS ,746 6,35 JS ,453 6,6 JS ,88 5,63 JS ,3 5,99 JS ,5 6 JS 685,1 719,1,165 6 JS 688, ,417 5,64 JS 664,3 678,2,61 5,6 JS ,941 5,8 JS 588,8 616,24,25 6,3 JS ,45 9,4 JS 734,4 777,8,32 5,93

11 Tabulka č. : Statistika SMRK Charakteristika k V Směr. odchylka 39,842 36,587,4995 1,1249 Aritm. průměr 394,51 43,29,826 6,71 Variační koef. (%) 1,9 3,7 6,47 16,76 Tabulka č.: Statistika BUK Charakteristika k V Směr. odchylka 37,57 35,828,339 1,923 Aritm. průměr 78,82 722,83,676 6,74 Variační koef. (%) 5,22 4,95 5,14 16,2 Tabulka č.: Statistika JASAN Charakteristika k V Směr. odchylka 54, ,7341,3344,9763 Aritm. průměr 696,67 715,61,669 6,44 Variační koef. (%) 7,76 7,78 49,98 15,15 Graf č..1 Závislost koeficientu objemového bobtnání na hustotě dřeva KOeficient objemového bobtnání 1,8 1,6 1,4 1,2 1,,8,6,4,2,, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, Hustota (kg/m3) Smrk Buk Jasan Logaritmický (Jasan) Logaritmický (Smrk) Logaritmický (Buk)

12

13 Tabulka vyhodnocení chyb vlhkoměrů tabulka č.: WHT74 WRD-3 Wagner61 Wagner 66 druh dřeva měření % odchylka % měření % odchylka % měření % odchylka % měření % odchylka % BO1 4,1 1,4 8 5,3 5,5 2,8 5,4 2,7 BO2 9,6 1,6 9 1, 9,4 1,4 9 1, BO4 8,6,7 8,1 7,5 -,4 9,1 1,2 SM3 1,8 2,6 6-2,2 1,5 2,3 6,5-1,7 SM4 1,2 2,4 6-1,8 9 1,2 7,6 -,2 DB1 3,3 2,5 8,5 7,7 4 3,2 4 3,2 DB3 8,1 2,5 8 2,4 9 3,4 7,7 2,1 DB4 7,5 1,9 8 2,4 8 2,4 7 1,4 LP1 8,1 1,1 9 2, 7,6,6 8,8 1,8 LP2 7,9 1, 9,6 2,7 7,5,6 7,8,9 LP3 3,8 1,6-2,2-2,2-2,2 LP4 1, 1, 1, 1, LP5 1, 1, 1, 1, LP6 7,9 1,1 7,2 8,5 1,7 8,7 1,9 BK1 7,6-69,3 8-68,9 7,5-69,4 8,3-68,6 BK2 9,3 1,7 8,4 9 1,4 7,8,2 BK3 6,7-1,1 8,2 9 1,2 7,7 -,1 BK4 8,3,5 6-1,8 8,5,7 9,4 1,6 BK5 3,8 18,9 8 23,1 3,2 18,3 3,3 18,4 BK6 4,32-3,7 6-2, 3,56-4,4 3,3-4,7 BK7 6,9 -,7 6-1,6 6,9 -,7 6,8 -,8 BK8 7,1-1,1 7-1,2 7-1,2 6,5-1,7 JS28 8 1, 7, 9 2, 1,1 3,1 JS25 7,2 -,5 8,3 8,5,8 1,7 3, MD35 4,1-4,6 8 -,7 5-3,7 6-2,7 MD32 9,2 3,3 8 2,1 1,2 4,3 11,1 5,2 Graf č..2 Graf č..3 hodnota el. vlhkoměru % WHT průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda) hodnota el. vlhkomě ru % Wagner průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda) Graf č..4 Graf č..5 hodnota el. vlhkoměru % WRD průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda) hodnota el. vlhkoměru % Wagner průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda)

14 Graf č..6 Porovnání závislosti odchylek (absolutních chyb) na hustotě u jednotlivých vlhkoměrů 4, Odchylka (%), y -,128x + 13,935 y -,9x + 11,664 y -,76x + 1,964 y -,95x + 12,19-4, Hustota (kg/m3) WHT74 WRD-3 Wagner61 Wagner 66 Lineární (Wagner 66) Lineární (WRD-3) Lineární (Wagner61) Lineární (WHT74) Graf č..7 absolutní chyba vlhkoměru % (rozdíl vlhkostí) WHT74 Lineární (WHT74) průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda)

15 Graf č..8 absolutní chyba vlhkoměru % (rozdíl vlhkostí) Wagner61 Polynomický (Wagner61) průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda) Graf č..9 absolutní chyba vlhkoměru % (rozdíl vlhkostí) WRD-3 Lineární (WRD-3) průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda)

16 Graf č..1 absolutní chyba vlhkoměru % (rozdíl vlhkostí) Wagner 66 Polynomický (Wagner 66) průměrná vlhkost dřeva % (gravimetrická metoda) WHT86 druh dřeva měření % Měření el. vlhkoměry WRD- 3 Wagner61 měření % měření % Váhová metoda Wagner 612 m hustota tloušťka šířka délka V m měření % g % kg.m-3 mm mm mm mm3 g BO1 4,1 8, 5,5 5,4 147,7 2,74 59,59 32,3 87,6 99, ,76 BO2 9,6 9, 9,4 9, 154,55 7,99 53,68 32,4 87,7 1, ,12 BO4 8,6 8, 7,5 9,1 137,46 7,93 458,21 43,2 64,6 99, ,36 SM3 1,8 6, 1,5 6,5 137,2 8,23 422,89 42,4 71,2 99, ,77 SM4 1,2 6, 9, 7,6 138,12 7,79 425,65 42,75 71,2 98, ,14 DB1 3,3 8,5 4, 4, 329,5,76 77,43 52, 92,7 95, ,3 DB3 8,1 8, 9, 7,7 266,58 5,56 743,73 47,1 74,55 96, ,53 DB4 7,5 8, 8, 7, 273, 5,64 865,65 42, 71,8 99, ,44 LP1 8,1 9, 7,6 8,8 99,9 6,99 432,8 22,95 93,4 1, ,62 LP2 7,9 9,6 7,5 7,8 1,27 6,87 425,2 23,65 93,3 1, ,82 LP3 3,8 13,8 2,16 534,37 26, 95, 97, ,3 LP4-1, 569,87 26, 93,8 92, ,35 LP5-1, 448,15 2,7 96,7 98, ,54 LP6 7,9 7, 8,5 8,7 96,55 6,78 449,19 2,9 96,8 99, ,42 BK1 7,6 8, 7,5 8,3 211,68 76,9 444,56 29,7 95,6 94, ,66 BK2 9,3 8, 9, 7,8 199,9 7,61 68,88 29, 96,2 97, ,1 BK3 6,7 8, 9, 7,7 261,38 7,84 723,78 36,5 97,4 94, ,39 BK4 8,3 6, 8,5 9,4 238,8 7,77 744,39 35,1 91,7 92, ,91 BK5 3,8 8, 3,2 3,3 199,75-15,1 691,19 35,5 97,35 98, ,29 BK6 4,32 6, 3,56 3,3 25,76 7,95 732,55 35,8 91,5 96, ,28 BK7 6,9 6, 6,9 6,8 231,66 7,63 612,49 41,35 95,6 88, ,25 BK8 7,1 7, 7, 6,5 252,84 8,15 69,54 41,4 96, 96, ,78 JS28 8, 7, 9, 1,1 145,42 7,5 679,24 2, 1, 1, 2 135,85 JS25 7,2 8, 8,5 1,7 164,9 7,74 761,47 2, 1, 1, 2 152,29 MD35 4,1 8, 5, 6, 13,47 8,75 599,88 2, 1, 1, 2 119,98 MD32 9,2 8, 1,2 11,1 135,42 5,86 639,65 2, 1, 1, 2 127,93

17 Kalibrační tabulky WHT86 absolutní vlhkost (%) hustota (kg/m3) ,1 9,1 11,1 13,1 15,1 17,1 19,1 21,1 23,1 25,1 27,1 29,1 35 7,2 9,2 11,2 13,2 15,2 17,2 19,2 21,2 23,2 25,2 27,2 29,2 4 7,4 9,4 11,4 13,4 15,4 17,4 19,4 21,4 23,4 25,4 27,4 29,4 45 7,5 9,5 11,5 13,5 15,5 17,5 19,5 21,5 23,5 25,5 27,5 29,5 5 7,7 9,7 11,7 13,7 15,7 17,7 19,7 21,7 23,7 25,7 27,7 29,7 55 7,8 9,8 11,8 13,8 15,8 17,8 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 6 8, 1, 12, 14, 16, 18, 2, 22, 24, 26, 28, 3, 65 8,2 1,2 12,2 14,2 16,2 18,2 2,2 22,2 24,2 26,2 28,2 3,2 7 8,3 1,3 12,3 14,3 16,3 18,3 2,3 22,3 24,3 26,3 28,3 3,3 75 8,5 1,5 12,5 14,5 16,5 18,5 2,5 22,5 24,5 26,5 28,5 3,5 8 8,6 1,6 12,6 14,6 16,6 18,6 2,6 22,6 24,6 26,6 28,6 3,6 85 8,8 1,8 12,8 14,8 16,8 18,8 2,8 22,8 24,8 26,8 28,8 3,8 naměřená vlhkost WRD-3 absolutní vlhkost (%) hustota (kg/m3) ,7 11,7 13,7 15,7 17,7 19,7 21,7 23,7 25,7 27,7 29,7 31,7 35 9,5 11,5 13,5 15,5 17,5 19,5 21,5 23,5 25,5 27,5 29,5 31,5 4 9,3 11,3 13,3 15,3 17,3 19,3 21,3 23,3 25,3 27,3 29,3 31,3 45 9,1 11,1 13,1 15,1 17,1 19,1 21,1 23,1 25,1 27,1 29,1 31,1 5 8,9 1,9 12,9 14,9 16,9 18,9 2,9 22,9 24,9 26,9 28,9 3,9 55 8,7 1,7 12,7 14,7 16,7 18,7 2,7 22,7 24,7 26,7 28,7 3,7 6 8,5 1,5 12,5 14,5 16,5 18,5 2,5 22,5 24,5 26,5 28,5 3,5 65 8,3 1,3 12,3 14,3 16,3 18,3 2,3 22,3 24,3 26,3 28,3 3,3 7 8,1 1,1 12,1 14,1 16,1 18,1 2,1 22,1 24,1 26,1 28,1 3,1 75 8, 1, 12, 14, 16, 18, 2, 22, 24, 26, 28, 3, 8 7,8 9,8 11,8 13,8 15,8 17,8 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 85 7,6 9,6 11,6 13,6 15,6 17,6 19,6 21,6 23,6 25,6 27,6 29,6 naměřená vlhkost Wagner61 absolutní vlhkost (%) hustota (kg/m3) ,4 1,4 12,4 14,4 16,4 18,4 2,4 22,4 24,4 26,4 28,4 3,4 35 8,5 1,5 12,5 14,5 16,5 18,5 2,5 22,5 24,5 26,5 28,5 3,5 4 8,5 1,5 12,5 14,5 16,5 18,5 2,5 22,5 24,5 26,5 28,5 3,5 45 8,6 1,6 12,6 14,6 16,6 18,6 2,6 22,6 24,6 26,6 28,6 3,6 5 8,6 1,6 12,6 14,6 16,6 18,6 2,6 22,6 24,6 26,6 28,6 3,6 55 8,7 1,7 12,7 14,7 16,7 18,7 2,7 22,7 24,7 26,7 28,7 3,7 6 8,7 1,7 12,7 14,7 16,7 18,7 2,7 22,7 24,7 26,7 28,7 3,7 65 8,7 1,7 12,7 14,7 16,7 18,7 2,7 22,7 24,7 26,7 28,7 3,7 7 8,8 1,8 12,8 14,8 16,8 18,8 2,8 22,8 24,8 26,8 28,8 3,8 75 8,8 1,8 12,8 14,8 16,8 18,8 2,8 22,8 24,8 26,8 28,8 3,8 8 8,9 1,9 12,9 14,9 16,9 18,9 2,9 22,9 24,9 26,9 28,9 3,9 85 8,9 1,9 12,9 14,9 16,9 18,9 2,9 22,9 24,9 26,9 28,9 3,9 naměřená vlhkost

18 Diskuse: V závislosti na anatomické stavbě a chemickém uspořádání buněčných stěn lze odvodit, že dřevo bude nejvíce bobtnat napříč vláken, protože svazky celulózy jsou uloženy ve vrstvě S2 přibližně rovnoběžně s osou kmene, a právě vrstva S2 nejvíce ovlivňuje vlastnosti dřeva (zabírá nejvíce prostoru buněčné stěny). K tomuto výsledku jsme však nedošli u měření vzorků buku a jasanu, u kterých se koeficient objemového bobtnání se zvyšující se hustotu snižoval (viz graf č. 1.). Tento výsledek můžeme přisuzovat zvyšující se vlhkosti dřeva, při níž strměji roste. Při zjišťování hustoty jednotlivých vysušených zkušebních vzorků jsme využili základní fyzikální vzorec, jímž získáme hustotu daného tělíska. Chyba může nastat špatným měřením jednotlivých stran vzorku pro zjišťení objemu. Při měření hmotnosti na elektronických vahách je možnost chyby menší. Pro zjištění vlhkosti, bylo použito přímé váhové metody. Ta vyplívá z velmi jednoduché závislosti hmotnosti na vlhkosti, vzorec nám udává poměr hmotnosti vody ve dřevě ku hmotnosti sušiny dřeva (absolutní vlhkost). Z toho jsme pak odvodili a vypočítali koeficient objemového bobtnání. m m m 1 [%] ( 1+ ) 1+ Kα V 1+ K αv [%/1%] Stanovení přibližné hodnoty hustoty na základě Archimédova zákona. Naměřené hodnoty porovnání se skutečností přibližně odpovídají. Tato metoda je sice z fyzikálního hlediska zajímavá, ale je je velice nepraktická a nepohodlná, vzrorek se při ní namočí, a navíc je nepřesná, nelze zcela přeně odečíst rozdíl poponoření. Při namočení zkušebního vzorku dochází ke změně jeho hustotz, i kdzž nepatrné, a také ke změně objemu v závislosti na zvyšující se vlhkosti. Takže jsme tuto metodu pro pratické použití vyloučili. Elektrické vlhkoměry Zjistili jsme, že naměřené hodnoty se liší od vlhkosti vypočítané přímou metodou. Měření vlhkosti vlhkoměry považujeme za tzv. nepřímou metodu. Jedná se o to, že vlhkoměry neměří přímo vlhkost, ale měří veličiny, které jsou silně ovlivněny vlhkostí (el. odpor, permitivita, posun fází a další). Tato závislost má velké výhody v rychlosti a jednoduchosti měření, ale naměřené hodnoty mohou být, a ve většině případů jsou zkresleny některými jinými faktory. Šlo nám o to, naměřené hodnoty srovnat s výsledky přímé metody a vytvořit kalibrační tabulky. U vlhkoměrů Wagner61, Wagner66, WHT74 a WRD-3 je jasně z grafů vidět, že odchlylka měření, tedy jeho nesprávnost s rostoucí vlhkostí dřeva prudce klesá. Obecně platí že odporové vlhkoměry měří přesněji při nižší hustotě, dielektrické naopak v našem případě se to nepotvrdilo zřejmě z důvodu nepřesného měření, nebo malého počtu naměřených hodnot. U odporových vlhkoměrů, dochází k nepřesnostem, protože el. vodivost napříč vláken je 2-8x větší než podél vláken. Záleží tedy na výrobci, aby informoval zákazníka jakým směrem tento vlhkoměr do vzorku zabodnout. V radiálním směru je vodivost cca o 1% vyšší než

19 v tangenciálním, u měření hodnot permitivity se lišší hodnoty ve směru vláken o1-6% proti směru napříč. Přesnost těchto vlhkoměrů je ovlivněna i chemickým složením a rozložením vlhkosti ve dřevě (vlhkost ve dřevě není všude stejná). Všechny elektrické vlhkoměry naměřily mnohem větší vlhkost než, jaká byla zjišťena přímou metodou, přesto je obecně známo že dielektrické vlhkoměry měří přesněji, což potvrzují i ceny těchto vlhkoměrů, které jsou mnohonásobně vyšší než u odporových. Kalibrační tabulky pro vlhkoměry byly vytvořeny bez přesně statisticky ověřeného souboru naměřených hodnot, tudíž nelze předpokládat maximální dosaženou přesnost, které by bylo potřeba dosáhnout na úrovni našich znalostí. Jako variantu kalibračních tabulek je možno použít vestavěné kalibrace buďto jako přepínač přímo na vlhkoměru nebo jako program u digitálních vlhkoměrů. Závěr: Zjistili jsme výpočtem hustotu pracovních vzorků, jejich vlhkost, dále koeficienty bobtnání. Dále jsme měřili elektickými vlhkoměry. V tomto cvičení jsme si ověřili, že u dřevin, jao jsou buk a jasan koeficient bobtnání s rostoucí hustoutou klesá. Dále že každý elektrický vlhkoměr neměří jednotlivé dřeviny stejně přeně. Je proto nutně kalibrovat vlhkoměr pro jednotlivé dřeviny (v závislosti na jejich hustotě ) S rostoucí vlhkostí přesnost měření elektrických vlhkoměrů roste.

20 Použitá literatura: Šlezingerová J., Rndr., Gandelová L., RNDr. : Stavba dřeva Horáček P., Dr. Ing. : Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva Gandelová L., Horáček P., Šlezingerová J. (1998) : Nauka o dřevě