Torkning av virke

torkning av virke

Rått trä innehåller mycket fukt

Rått virke innehåller en stor mängd vatten. Fuktmängden i trä kan beskrivas på flera sätt. De vanligaste är fuktkvot och fukthalt. Fuktkvoten används allmänt i trämateriallära och anger förhållandet mellan den aktuella mängden fukt i en given träbit och mängden fukt i samma bit vid torrt tillstånd.

Fukthalt definieras som förhållandet mellan aktuell mängd fukt i en viss materialmängd och hela materialmängden, det vill säga vattnets vikt/trästyckets vikt. Fukthalt och fuktkvot anges i procent. Fuktkvoten kan ha värden över 100 %.
 
 

Efter sågning måste träet torkas

Efter sågning måste träet snarast torkas till minst 20 % fuktkvot (lufttorrt) för att skydda träet mot olika skadeangrepp. Vid torkning avlägsnas först den fria fukten (vatten som inte är bundet i träets cellväggar) och därefter börjar cellväggarna torka. När fibermättnadspunkten, som är den punkt där träets cellväggar är mättade med vatten (se förklaring nedan), underskrids börjar träet påverkas direkt. Egenskaper som hållfasthet, hårdhet och elasticitet påverkas samtidigt som träet krymper något. För att avlägsna det fria vattnet krävs värmetillförsel, men för att avdunsta det i cellväggarna bundna vattnet krävs relativt stora värmemängder.

All industriell torkning görs i uppvärmda torkkammare som värms upp med varmluft. Temperaturen styrs automatiskt via dator och kan mellan 60-80 grader Celcius i vissa fall. När trä torkas till under fibermättnadspunkten börjar materialet krympa proportionellt mot det avgående bundna vattnets volym. Krympningen blir dock olika i olika riktningar. I fiberriktningen är krympningen obetydlig, men i tvärriktningen är krympningen 20-40 gånger större. Detta innebär att plank sågade ur en stock deformeras oregelbundet när de torkar. Under torkningen avgår fukten först från träytan, som blir torrare än inne i träet.

Det kan ta lång tid tills fuktkvoten jämnats ut i hela virkesstycket. Genom inre krympspänningar bildas ofta sprickor, särskilt i grova virkesdimensioner. Träforskningen har dock hjälpt sågverken att komma tillrätta med sprickbildningen i virket som var mycket vanligt långt in på 1980-talet. Genom försök i liten skala kom man fram till att det var mycket viktigt att hålla träytorna fuktiga särskilt i början av torkningen. Därför sprutar man nu in vattenånga i torkkammaren.

 

Olika metoder att torka virke

Företaget Alent Drying har mellan 2005 och 2009 utvecklat en patentskyddad teknik för att torka virke. Energianvändningen i virkestorkar kan minska med 300–400 MWh. Man kalkylerar att det bara i Sverige finns en potential för att spara 0,6–0,8 TWh per år.

Metoden bygger på att utsätta virket för hård torkning under en begränsad tid och därefter stoppa cirkulationsfläktarna och låta virket återhämta sig. Fuktvandringen till virkesytan fortsätter även under viloperioderna. Virke kan torkas hårt under kortare perioder utan att spricka. Enligt företaget kan nå upp till 50 % i elbesparing samt nå 8 % högre produktion med bibehållen virkeskvalitet. Under en torkning på ett företag torkades sågad furu i sammanlagt 190 timmar, varav fläktarna var avslagna under 104 timmar, utan att torkningen eller virkeskvaliteten försämrades.

Försök har gjorts med högtemperaturtorkning i 210 graders temperatur. Detta förändrar virket helt med avseende på färg, ökar formstabiliteten men minskar i viss mån hållfastheten. 2008 upptäcktes det att ett stort antal telestolpar i landet behöver bytas ut i förtid för att de ruttnar för fort. man misstänker att orsaken kan vara högtemperaturtorkning (120 grader) som gjorde att stolparna inte sög åt sig impregneringsmedel efteråt. Torkningssättet har stoppats och i stället ska man som tidigare tillämpa traditionell och långsam naturtorkning.

Försök med torkning med hjälp av mikrovågor pågår, bland annat på träinstitutionen vid Luleå Tekniska Universitet. Det är i princip samma utrustning som de flesta av oss har i våra kök. Samiska slöjdare har till exempel fått hjälp av institutionen med hur de kan torka slöjdmaterial i mikrovågsugn. Fördelen med mikrovågor är att de tränger in i virket och torkar på djupet vilken ger en jämnare torkning utan att spänningar uppstår. Vid vanlig torkning torkar den yttre splintveden först i relativt snabb takt, medan den inre kärnveden torkar mycket långsamt vilket ger upphov till spänningar.

Björk lämpar sig utmärkt för mikrovågstorkning i liten skala. Tall och gran däremot kan vid mikrovågstorkning drabbas av små sprängningar inne i virket. Forskning om detta pågår.

Fuktkvoten efter normal torkning är 18-20 %. Idag förekommer även torkning under hög temperatur (100 grader Celsius), vilket ger ett formstabilare virke och ökar torkkapaciteten genom kortare torktider.

Det enklaste sättet om man vill prova att torka virke i liten skala är genom friluftstorkning. För att komma ner till en fuktkvot på 18-20% krävs 3-8 månaders torkning beroende på årstiden. Finsmakare kan torka sitt virke så länge som fyra år ute och ett år inomhus. Efter ett år utomhus har förmodligen de flesta spänningarna i virket försvunnit.

Vid friluftstorkningen blir inte virkets fuktkvot lägre än 17-18%, vilket inte är tillräckligt för snickeriprodukter. Ofta krävs att virket vid tillverkningen håller en betydligt lägre fuktkvot. Därför måste snickerivirke torkas inomhus en tid före användningen. Idag torkas virke företrädesvis i varmluftskammare.

Här minskas virkets fuktkvot till önskad nivå. Under fibermättnadspunkten transporteras fukten ut ur virket dubbelt så snabbt radiellt jämfört med tangentiellt. I längdriktningen är fukttransporten 5-25 gånger snabbare än i tangentiell riktning. Därför uppstår lätt sprickbildning i ändytorna vilket försämrar virkets kvalitet. Fukt tränger också in snabbt via ändytorna. Därför är det viktigt att ändytor i fuktig miljö skyddas. Ett trästycke strävar efter ett jämviktsläge som är anpassat till den omgivande luftens relativa fuktighet och temperatur.

Om man t.ex. förvarar en otorkad bit av furu i luft med 60 % relativ fuktighet, blir jämviktsfuktkvoten ca 13 %. Ett stycke som torkats till 2 % når i en miljö med 60 % relativ luftfuktighet en jämviktsfuktkvot på 11,5 %. Tidsåtgången för att uppnå jämviktsfuktkvoten beror på luftfuktigheten och trästyckets grovlek.

 
Ett torkningsexempel:
120 kubikmeter sågat virke ska torkas från 75 % fuktkvot till 15 % fuktkvot i en torkkammare.
Under torkningen (en vecka) avges 32 kubikmeter vatten som förångas.
För detta åtgår 30 000 Kwh energi, vilket motsvarar energiförbrukningen/år för en villa i övre Norrland.
Kostnaden för torkningen blir ca 200 kr/kubikmeter virke.
Utöver detta måste virket efter torkningen konditioneras ett par timmar med vattenånga för att utjämna spänningar i virket som ger upphov till deformation.

Gällande fuktkvoter för vanliga användningsområden för trä

När man tillverkar träprodukter är det viktigt att utgångsmaterialet har en fuktkvot som så nära som möjligt överensstämmer med jämviktsfuktkvoten för träet i den framtida miljön. Är fuktkvoten lägre eller högre kan formförändringar uppstå.

 

 

Rel luftfuktighet i miljön

Träets fuktkvot efter torkning

Användningsområde
Möbler, innerdörrar, inredningar, parkett
Fönster och ytterdörrar
Virke som är ständigt utomhus men regnskyddat
Konstruktionsvirke


30-40%
70-80%
80-90%
c.a 90%


6-8% (snickeritorrt)
12-15%
14-18%
18%

I olika sorters träd anpassas volymändringen olika till fuktändringar vilket kallas att träet arbetar. Tall hör dock till de föga arbetande träslagen och är inte särskilt besvärlig att torka.

Genom Trätek kan den som vill veta mer om virkestorkning beställa t.ex skriften "Torkat virke - hur man ställer rätt krav" av Björn Esping (nr 9811077). Länken hittar du här: Trätek

Via Träteks sidor hittar du även en mängd andra skrifter om virkestorkning.

Se även: Hemslöjdskonsulenterna

Några förklaringar av termer och lite praktiska tips

Nedan följer några ytterligare förklaringar och praktiska tips för hantering av torkat virke.

Hygroskopiska material
Material som kan ta upp och avge vatten kallas hygroskopiska. Trä är ett exempel på ett hygroskopiskt material andra exempel är papper och textil. Mängden vatten i hygroskopiska material avgörs av den omgivande luftens relativa fuktighet.

Fibermättnadspunkten
Träsubstansen i en cellvägg kan endast ta upp vatten till en viss gräns, fibermättnadspunkten, som i rumstemperatur ligger vid fuktkvoten 30 %. Därefter är den mättad, och kan inte ta upp mer vatten utan yttre påverkan. Denna fukt kan kallas bunden fukt. Om mera fukt tillförs samlas den i cellernas hålrum och kallas fri fukt eller fritt vatten. Fibermättnadspunkten varierar även mellan kärnved och splintved. I tallved kan denna vara 26 % i kärnan och 30 % i splinten. Vid en granskning av fuktkvotsskillnader mellan årsringarnas vårved och sommarved i splinten ser man att vårveden är betydligt fuktigare än sommarveden. I kärnveden är dock skillnaden liten.

Fuktkvot
Förhållandet mellan mängden vatten och mängden torrt material kallas fuktkvot.

Fuktkvotsutjämning
Efter torkning av virke till snickeritorra fuktkvoter skall virket fuktkvotutjämnas. Detta för att undvika problemet med kupat och formförändrat virke vid sågning. Denna fuktkvotsutjämning görs med fördel i ett ouppvärmt avfuktat utrymme. Den relativa fuktigheten i utrymmet anpassas till den fuktkvot virket innehåller efter torkning. Genom att flytta virket från torken till ett separat fuktutjämningsutrymme kan torkkapacitet uppemot 20 procent frigöras.

Fuktkvotsäkring
Det justerade och leveransklara nedtorkade virket måste skyddas mot återuppfuktning före leverans. Genom att förvara det nedtorkade virket i utrymme med kontrollerad relativ fuktighet säkerställs att fuktkvoten hålls på rätt nivå tills det levereras. Det säkraste och energisnålaste utrymmet för detta är ett ouppvärmt avfuktat lager.

Lagring
När det nedtorkade virket levererats till förädlingsindustrin gäller det att det tas om hand och förvaras i rätt fuktklimat. I produktionslokalen är den relativa fuktigheten ofta för hög på sommaren och för låg på vintern. I kallförråd utan avfuktning är den relativa fuktigheten ständigt för hög. Även här kan ett ouppvärmt avfuktat lager vara det bästa alternativet.

Relativ fuktighet
Luften innehåller alltid vattenånga i större eller mindre mängd. Ju högre temperatur luften har desto mer vattenånga kan den innehålla. Relativ fuktighet är förhållandet mellan aktuell mängd vattenånga i luften och maximal mängd vattenånga vid samma temperatur.