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木材はなぜ、乾燥によって強度がでるのか！？

みなさんこんにちは
しろくまペイントです。

一般住宅でよく使われる建築材と言えば木材ですが、建築材の木材は十分乾燥されたものが必ず使用されています。
その理由の1つに、木材を乾燥されると強度が増すということがあげられます。

今回木材を乾燥させるとなぜ強度が増すのかを説明していきます。
建築材の木材はそもそも木、植物です。

植物である以上、大地に張った根からたくさんの水分吸い上げて成長していくので、木の中に水分がたくさん含まれているのが通常です。

木材にどれだけ水分が含まれているかを示したものが含水率と呼ばれるもので、伐採直後いわゆる生材の含水率は樹種や季節にもよりますが、中心材で40%～100%の含水率です。

ちなみに建築材として使われる木材の含水率は用途にもよりますが15%前後の含水率となっています。
木に含まれている水分には自由水と結合水と呼ばれる2種類の水分が存在します。

自由水は、細胞の内腔や細胞壁の空隙にある水分のことをいい、結合水は細胞壁の中にあり、木を構成する分子と二次的に結合している水分の事をいいます。
伐採した生材を乾燥させると、2種類ある水分のうちまずは自由水の水分から蒸発していきます。
ただ、乾燥させることで木材の強度が上がるといっても自由水が蒸発するだけでは木材の強度は変化しません。
木材の強度が変化するのは自由水がすべて蒸発して、細胞壁の中にある結合水が蒸発し始めてからです。
この、自由水がすべて蒸発した状態のことを繊維飽和点と呼び、繊維飽和点の含水率はほとんどの樹種で30%前後となっています。

この状態からさらに乾燥させて、結合水が蒸発し始めると、木材が収縮し始め強度が増すことになります。
木材を乾燥させると、強度が増すだけでなく様々なメリットが存在します。

例えば、施工後の乾燥収縮に伴う割れや変形などを未然に防いだり、腐食やカビなどの害虫に対して強くなったり、接着材や塗料ののりが良くなり加工性の向上につながったり、水分が少なくなると木材の重量が軽くなるなどが上げられます。

こういったメリットから建築材として使用されている木材は乾燥させたものを使用されており、含水率は建築材の用途に応じてJIS規格で決められています。