1장 목재내의 수분을 나타내는 말 “함수율”
2장 자유수
3장 결합수
4장 함수율이 목재의 성질에 미치는 영향
건축재료 목재의 결합수와 자유수 건축공학과 xxxx.xx.xx 박성우
1.목재내의 수분을 나타내는 말 “함수율”
목재가 얼마만큼의 수분을 가지고 있는 지를 나타내는 용어가 함수율(moisture content)입니다.
보통 목재가공에서는 완전히 건조된 목재에 대해 얼마만큼의 수분이 있느냐를 표시하게되며 0%∼100%까지로 표시됩니다.
이러한 함수율에따라 목재는 몇가지상태로 표현할 수 있는데, 일반적으로 가장 많이사용되는 것은
생재상태와 기건 상태입니다.
목재에는 두 가지 종류의 수분이 있는데, 하나는 세포의 내강이나 세포와 세포사이의 틈에 존재하는 수분인 자유수이고, 다른 하나는 세포벽내에 존재하는 결합수입니다.
2.자유수
자유수는 유리수라고도 불려지고 있는데 세포내강이나 세포간극 등에 함유되어 있는 수분으로써 셀룰로오스의 결정영역에 직접 접촉되어 있지 않으며 셀룰로오스의 결정영역의 인력 범위밖에 존재하기 때문에 자유로이 이동될 수 있는 액상의 수분입니다.
3.결합수
결합수는 흡착수라고도 불려지지는 것으로써 세포벽중에 침투하여 습윤되어 있으며 세포벽질과 수소결합 또는 반데르발스힘(분자간에 작용하는 가장 보편적인 인력)으로 결합되어 있어서 목재의 물리적, 역학적 성질에 큰 영향을 미치게 되는 수분입니다.
결합수에는 세포벽내의 셀룰로오스의 결정영역 표면 또는 비결정영역의 표면과 내부(그림 2a) 그리고 헤미셀룰로오스 등에서 수산기(-oh)와 같은 친수성기에 수소결합되어 단분자층으로 존재하는 단분자층결합수, 이 단분자층결합수 표면에 van der waals력이나 수소결합에 의해 다분자층으로 결합되어 있는 다분자층결합수(그림 2b) 및 상대습도가 높은 경우 세포벽내에서 결정영역 사이의 틈새와 같은 미세한 모세관에 응축된 형태로 존재하는 모관응축수의 3 종류가 있습니다.
4.함수율이 목재의 성질에 미치는 영향
나무가 벌채돼 각재나 판재로 제재되면 마르기 시작합니다. 벌채되기 전 통나무의 함수율은 xxxx
xx. xx%에 달합니다
침엽수의 변재의 함수율은 심재보다 3~4배 정도 크지만 활엽수의 경우 차이가 작습니다.
목재에서 수분이 빠져나간다 해서 무조건 수축이 일어나는 것이 아닙니다.일정 함수율 이하로 내려가야 목재가 수축하기 시작합니다.
건조된 목재를 포화수증기중에 놔두게 되면 목재는 점차 수분을 흡수하게 되고 결국에는 그 이상의 수분을 수증기의 형태로는 흡수할수 없는 극한 상태에 도달하게 됩니다.
이 때의 함수율을 섬유포화점이라고 부르게 되는데, 섬유 포화점은 세포벽 내부가 완전히 결합수로 포화되어 있으나 세포내강 등의 빈공간에 액상의 자유수가 존재하지 않는 상태를 말합니다.
이때의 함수율은 목재의 상관없이 평균 28% 정도입니다.
(이하 생략)
