木材の割れについて

建築

木材は含水率の低下により、収縮します。5%低下すると幅120mmの板材は1mm幅の割れが生じることが計算で出てきます。今回はこういった木材が割れについて、なぜ割れるのかといったマニアックな視点で記事を書いていきたいと思います。雑学の一つとしてどうぞ!!!!!!

木材は繊維方向、半径方向、接線方向の3つの方向に分類されています。丸太を輪切りにした状態で、年輪の広がる方向を半径方向と言います。接線方向はこの半径方向の直角の方向を言います。
割れの原因を簡単に言うと、この二つの方向の収縮率の違いが割れを起こす原因となっています。
どのくらい違うかというと、接線方向は半径方向の2〜3倍大きく収縮します。なので、木材を接線方向の幅に板を切り出した場合割れは顕著に現れるといった仕組みとなっています。

この割れは「収縮の異方性による割れ」と言われています。

一般的に収縮異方性による割れは、低比重の木材ほど大きいと言われています。
・スギ(比重0.38)の膨張収縮係数 接線方向0.0025 半径方向0.001  (差0.0015)
・カラマツ(比重0.5)             0.0028                  0.0018  (差0.001)
⇒スギの方が収縮異方性が大きいので割れやすい

次に スギの収縮異方性による割れ幅の計算をしてみたいと思います。
=含水率の変化%×膨張収縮係数×板幅㎜
=5%(と仮定)×0.0015 ×120㎜(と仮定)
0.9

●まとめ
山から切り出した木は、木材として利用するためにJASで含水率を規定しています。基本的には15%まで下げてからはじめて材料として使用されます。
しかし、この15%の含水率が何かの影響でカラカラに乾いた場合、5%低下するだけで、1mm幅の割れが生じるということです。
はじめから、含水率をもっと下げれば良いのではないかと思いますが、、、それはNG。木も人間と一緒でカラカラに乾かしてしまうとミイラのようになり強度が低下したり、割れたりします。
なので、15%という絶妙な水分量を残して材料として活用しているのです。

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