나무의 특성 #3 수축

 나무는 섬유포화점 아래로 건조됨에 따라 수축된다.  나무세포벽으로부터 수분이 이동함으로써 나무수치의 감소가 시작된다. 섬유포화점 아래서 남아있는 모든 수분은 결합수와 세포벽의 구성요소이다. 이 남아있는 수분을 제거하는 것은 세포벽의 두께에 작은 변화를 만든다. 이 수천개의 세포들에 대한 감소의 응집력이 나무 두께의 감소를 일으키는 것이다.

 

나무의 수치가 모든 방향으로 똑같이 감소하는 것은 아니다. 길이방향으로는 수치변화가 거의 없다. 실제로 목재의 길이방향으로 평행한 수축은 없다. 방사방향으로(Radial shrinkage)은 나이테와 수직방향으로 나무의 중심방향으로의 수축이다. 

 

접선방향 수축(Tangential shrinkage)은 나이테와 평행한 방향이다. 방사방향 수축이  나이테와 수직방향을 이루는 선들로 인해서 부분적으로 제한되기 때문에 접선방향 축은 방사방향 수축보다 언제나 약간 더 길다고 한다.

 

수축은 단면적의 수치변화를 일으킬 뿐만 아니라 또한 많은 경우에 피해져야 할 보이지 않고 위험한 쪼개짐과 크랙을 발생시킨다. 어떤 경우에는 수축은 잠재적으로 위험하고 비싼 수리비용을 초래하는 하중경로를 변화시킨다. 수축의 효과는 목재의 수종과 두께, 목재가 잘린 부분, 초기 함수율, 목재가 있었던 환경과 함수율의 변화비율에 따라 다르다.

수축은 무른 나무보다 딱딱한 나무에서 더 문제를 보이는 경향이 있다. 그러나, 수종에 상관없이 수축율에 대한 적절한 허용오차가 모든나무에 대해서 세밀하게 이루어져야 한다. 수축의 효과는 건조가 될 예정인 건조 전의 목재를 위해서 명백하게 더 중요하다. 어떤 구조적인 적용을 위해서 건조 전 목재의 거대한 단면적을 활용 할 필요가 있다. 이러한 경우에 수축의 효과를 제한하도록 하는 조심스러운 디자인이 필요하다. 특히 쪼개짐이 발생할 수 있는 접합부 주위에서 말이다.

 

수축의 역효과를 최소화하고 계획중인 서비스환경을 위해서 적절한 함수율과 목재를 구체적으로 명시해야한다. 친자연적인 환경을 선호하는 호주에서는 대부분의 경우 평형함수율이 건조 전의 나무는 25%이하와 건조 후 나무의 함수율과 근접하게 낮추어진다. 세부항목들은 단면적의 변화로 영향을 받지 않는다. 이것은 건조 전의 나무가 사용되는 곳에서 특히 중요하다. 

수축에 대해서 접합부는 특별한 관리가 필요하다. 적절하고 디테일한 시공법은 목재가 수축됨에 따라 움직이는 것을 예방하는 추가적인 제한을 최소화할 것이다.