Kasvavan puun kosteus on suuri, ja se vaihtelee eri puulajeilla ollen samankin rungon eri osissa jopa viisinkertainen muihin osiin verrattuna. Puutekniikassa kosteusprosentti lasketaan käyttäen perus arvona puun kuiva-ainepainoa ja verrannollisena arvona puun sisältämän veden määrä.

Kummassa on korkeampi kosteusprosentti, tyvessä vai latvassa?

Kasvavat puut sisältävät siis runsaasti vettä, jonka lisäksi kuljetus ja varas­tointi aiheuttavat sen, että puun alku- jalostuksessa sen kosteuspitoisuus on suuri. Puu on hygroskooppinen aine eli se pyrkii aina määrättyyn kosteustasapainoon ympä­röivän ilman kanssa. Jos puun kosteus on suurempi kuin olosuhteet edellyttävät, se luovuttaa itsestään kosteutta. Toisaalta puu imee itseensä kosteutta, jos olosuhteet ovat kosteat. Puun huonoimpia ominaisuuksia on puusepän tuotteita valmistettaessa mittojen muuttu­minen kosteuden vaikutuksesta.

Suoritetta­essa mittauksia voidaan havaita, että puu kutistuu eri tavoin eri suunnissa. Taval­lisesti käytetään ilmaisua kutistumisprosentti, mikä lasketaan puun märkämitasta. Suorittamalla lab1 – kokeen havaitaan, kuinka puun mitat muuttuvat kosteuden vai­kutuksesta.

Puuta kuivataan …

… koska sen liikkuminen halutaan estää

Puun kutistumisen vuoksi se on kuivattava siihen kosteuteen, mihin se käyttöolosuh­teissa tulee asettumaan. Tuotteita suunni­teltaessa puun kutistuminen ja turpoaminen on otettava huomioon, jottei kosteusvaihtelu aiheuttaisi rakennevirheitä. Valmis­tettaessa tuotteita, kuten ikkunat, joiden ulkopinta on erilaisessa kosteudessa kuin sisäpinta, ne kuivataan keskimääräiseen kosteuteen. On tapauksia, joissa puun tur­poaminen voi aiheuttaa ikävyyksiä, kuten eräissä parketeissa tai lattialaudoissa. Tällöin on syytä kuivata puu lähelle kor­keinta käyttökosteutta eikä keskimääräi­seen kosteuteen.

... että puun liimaaminen onnistuisi

Valmistettaessa puusta liimaamalla erilai­sia tuotteita, kuten liimattuja kattokannattimia, vaneria, kalusteita tai lastutettuna lastulevyä joudutaan käyttämään erilaisia liimoja. Jotta liimaus onnis­tuisi, puun on oltava sopivan kosteaa. Liian kosteassa puussa liimasaumat eivät kovetu tai tartu puuhun. Kuivaamalla puu saadaan kosteuspitoisuus sopivaksi, niin että suoritettavat liimaukset onnistuvat.

… että puun pintäkäsittely onnistuisi

Puun pinta käsitellään tavallisesti käyt­töä varten maalilla tai lakalla. Ellei puun kosteus ole sopiva, suojaava pinta­kerros irtoaa, ja se aiheuttaa korjaus­kustannuksia.

… etteivät home- ja lahottajasienet iskisi

Koska puu on orgaaninen aine, se tarjoaa hyvän kasvualustan erilaisille pieneliöil­le. Ennen kaikkea homesienet ja muut lahottajasienilajit kasvavat nopeasti puu­aineessa, ellei puu ole riittävän kuivaa tai aivan likomärkää. Monet hyönteiset viihtyvät myös puussa, jos sen kosteus on yli 24 %. Pieneliöiden ja ilman hapen vai­kutuksesta puun väri muuttuu, ellei sitä ole kuivattu riittävästi.

Puuta ei saa myöskään kuivata liikaa, kos­ka se kuluttaa keinokuivauksessa energiaa ja aiheuttaa kustannuksia. Liimauksen kan­nalta liian alhainen kosteus on myös hai­tallista.

Oikein kuivattu puu

• Ei käyristy eikä halkeile käyttökohteessaan
• On helppo työstää, liimata ja pintakäsitellä
• Ei lahoa, eivätkä mikrobit aiheuta värivikoja kuten sinistymää
• Kuiva puu kestää suurempaa kuormitusta ja taipuu sen johdosta vähemmän kuin kostea

Kuivana puu on usein lähes puolta kevyempää kuin vastakaadettuna.

Puussa oleva vesi

Puusolun seinämän ominaisuuksiin kuuluu kyky imeä ja luovuttaa kosteutta. Tätä sanotaan puun hygroskooppisuudeksi. Jos täysin kuivan (absoluuttisen kuivan) puun annetaan olla kosteassa ilmassa, vesi tun­keutuu misellien väliin, jolloin miselleistä muodostuneet fibrillit turpoavat ja si­ten myös koko solut. Misellien väliin pys­tyy tunkeutumaan vain tietty määrä ns. sidottua vettä, jonka jälkeen puunsyyt ovat kyllästyneet vedellä. Tämä puunsyiden kyllästymispiste on 24 - 32 %:n kosteudessa puulajista riippuen. Jos puuta edelleen liotetaan vedessä, puun soluonteloihin imeytyy vettä. Tämä vapaa vesi ei aiheuta puun turpoamista eikä kutistumista. Si­dottu vesi aiheuttaa puun turpoamisen, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin puuhun imeytyneen veden määrä ennen puunsyiden kyllästymispisteen saavuttamista. Tästä johtuu, että paksuseinäiset kesäpuusolut turpoavat voimakkaammin kuin ohuempiseinäiset kevätpuusolut.

Puun tasapainokosteus

Puu asettuu hygroskooppisuutensa vuoksi aina tiettyyn tasapainokosteuteen sitä ympäröivän ilman kanssa. Puun tasapaino­kosteus riippuu sekä ilman lämpötilasta että suhteellisesta kosteudesta.

Puun vesipitoisuus

Puun kutistuminen on vastakkainen ilmiö turpoamiselle. Koska käytännössä kutistu­misella on tärkeä merkitys, puhutaan yleen­sä vain kutistumisprosentista. Se laske­taan prosentteina käyttäen märän puun mit­taa perusarvona. Männyn, kuusen ja koivun kutistumisprosentit selviävät oheisesta kuviosta.

Kuivausmenetelmiä

Puun kuivaukseen on kehitetty erilaisia kuivausmenetelmiä. Usein puu kuivataan tarkoitusta varten suunnitelluissa kuivaamoissa. Myös perinteistä lautatarhakuivausta käytetään, varsinkin koivun ja havupuun kuivaukseen ilmakuivaksi, jos kuivaamoa ei ole käytettävissä.

Tiheä ja paksu puutavara vaatii pitkän kuivausajan, myös eri puulajien ominaisuudet vaikuttavat kuivimisnopeuteen. Suomalaiset puulajit ovat yleensä suhteellisen helppoja kuivata lukuun ottamatta lehtikuusta. Jalopuista esimerkiksi tammi on sisähalkeamariskin ja pyökki kutistumisen vuoksi kuivattava varovasti.

Puun kuivauksessa ongelman muodostaa kosteuden hidas siirtyminen puun sisäosasta pinnalle. Veden haihduttaminen puun pinnalta on sen sijaan helppoa, mutta pintaosat eivät saa kuivua merkittävästi kuivemmiksi kuin sisäosat, sillä se aiheuttaa puuhun herkästi sisäistä jännitystä ja halkeamia erisuuruisten kutistumien vuoksi.

Lautatarhakuivaus eli taapelointi

Lautatarhakuivauksessa rimoitettu sahatavara sijoitetaan tuuliselle paikalle pystytettävään taapeliin. Taapeli vaatii aina kunnon sateensuojan yläpuolelle ja alapuolelle riittävän korkean perustuksen. Kuivuminen kestää noin 3-9 kk riippuen aloitusajankohdasta - puu kuivuu hyvin vain keväällä ja kesällä, joten syksyllä sahattu puu on vasta keväällä kuivaa.

Lautatarhassa saadaan ns. ilmakuivaa sahatavaraa, jonka kosteus jää liian korkeaksi useimpiin puusepän käyttötarkoituksiin. Kosteus jää alimmillaan n. 13-15%, tavallisesti kuitenkin n. 15–25%. Puu on kuivattava kuivaamossa esimerkiksi huonekalujen vaatimaan 6-8% kosteuteen. Ennen vanhaan tämä loppukuivaus tapahtui pienen puusepänverstaan ”orsilla” pitkän ajan kuluessa sekin.

Kamarikuivaamo

Kamarikuivaamo on Suomen yleisin kuivaamotyyppi koivun ja puusepäntuotteiden puun kuivauksessa. Kamarikuivaamo täytetään ja tyhjennetään erä kerrallaan. Kuivaamossa ilman kosteus säädetään niin alhaiseksi, että rimoitettu puutavara kuivuu puhaltimien avulla luodussa ilmavirrassa. Ilman lämpötila on n. 50 – 70 °C.

• Puhaltimet, joissa automaattinen puhallussuunnan vaihto
• Lämpöpatterit
• Ilmanvaihtohormit
• Kuivausilman kostutuslaitteet (Korkeapaine-vesisumutus tai höyry)
• Anturit ilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden mittausta varten
• Puun kosteuden mittausjärjestelmä ja kuivauksen ohjausjärjestelmä

Kullekin puulajille ja eri sahatavarapaksuuksille laaditaan oma kuivausohjelma eli kuivauskaava. Kuivauskaavan mukaan säädetään automaattisesti kuivaamon kuivausilman lämpötilaa ja ilman suhteellista kosteutta kuivauksen edetessä.

Kuivausajat riippuvat laatutavoitteesta, puulajista ja sen tiheydestä, alku- ja loppukosteudesta sekä lämpötilasta. Tyypillinen kuivausaika kaatotuoreesta alle 10% kosteuteen vaihtelee ohuen havupuusahatavaran muutamasta päivästä paksun koivusahatavaran yli kuukauteen.
Kamarikuivaamo tarjoaa hyvät mahdollisuudet kuivata puutavaraa laadukkaasti sen yksilöllisten vaatimusten mukaisesti haluttuun loppukosteuteen.

Ominaisuuksia

• Kuivauskaava voidaan säätää kunkin puutavaraerän vaatimusten mukaiseksi
• Laaja lämpötila-alue 40 – 80 °C
• Hyvät ohjausjärjestelmät. Valmiit tietokonekuivauskaavat
• Soveltuu hyvin myös pienimuotoiseen tuotantoon
• Voidaan varustaa painimilla sahatavaran muotovikojen vähentämiseksi
• Kuivauslaatu yleensä hyvä hyvien säätömahdollisuuksien vuoksi

Tulostettava versio: Kuivaustekniikka - teoriaosuus.doc​