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Ann. For. Sci.
Volume 58, Number 5, July 2001
Page(s) 568 - 581
DOI: 10.1051/forest:2001146

Ann. For. Sci. 58 (2001) 568-581

Variation of moisture induced movements in Norway spruce (Picea abies)

Charlotte Bengtsson

Chalmers University of Technology, Steel and Timber Structures, 412 96 Göteborg, Sweden

(Received 3 September 1999; accepted 3 January 2001)

This paper deals with the variability of moisture induced movements in Norway spruce wood. Totally 987 specimens from 12 well defined trees, six from a fast-grown and six from a slow-grown stand, were studied in detail. A large variation in moisture induced movements was found. The swelling coefficients in the longitudinal direction ( $\alpha_{\rm l}$) varied between 0.001 and 0.035, in the tangential direction ( $\alpha_{\rm t}$) between 0.18 and 0.46 and in the radial direction ( $\alpha_{\rm r}$) between 0.07 and 0.28. Especially for $\alpha_{\rm l}$ there was an individual variation with distance from the pith for each of the studied trees. For $\alpha_{\rm t}$ and $\alpha_{\rm r}$ there was a difference between the trees but no clear variation with distance from the pith. By excluding specimens containing knots and/or compression wood, the variability in swelling coefficients was decreased, especially for $\alpha_{\rm l}$. The eigenfrequency in the longitudinal direction was the single best parameter, measured in this study, to predict swelling coefficients in all three directions. The variation in eigenfrequency explained 52% of the variations in $\alpha_{\rm l}$, 67% of the variations in $\alpha_{\rm t}$ and 52% of the variations in $\alpha_{\rm r}$. Specimens from the fast-grown stand and specimens containing compression wood were less anisotropic than the other specimens.

Variation des mouvements induits par l'humidité dans l'Épicéa (Picea abies). Ce papier traite de la variabilité des mouvements induits par l'humidité dans le bois d'Épicéa. En tout 987 échantillons provenant de 12 arbres bien identifiés, 6 d'un site à croissance rapide et 6 d'un site à croissance lente, ont été étudiés en détail. Une variation importante des mouvements induits par l'humidité a été trouvée. Le coefficient de gonflement (exprimé en % de déformation par % de variation d'humidité du bois) dans la direction longitudinale ( $\alpha_{\rm l}$) varie entre 0.001 et 0.035, celui de la direction tangentielle ( $\alpha_{\rm t}$) entre 0.18 et 0.46, celui de la direction radiale ( $\alpha_{\rm r}$) entre 0.07 et 0.28. Dans le cas de al une variation individuelle avec la distance à la moelle a été constatée pour chacun des arbres étudiés. Pour $\alpha_{\rm t}$ et $\alpha_{\rm r}$ il y a une différence entre les arbres mais pas de variation nette en fonction de la distance à la moelle. En excluant les échantillons contenant des noeuds et/ou du bois de compression, on diminue la variabilité du coefficient de gonflement, spécialement pour $\alpha_{\rm l}$. Dans cette étude, le seul paramètre explicatif des coefficients de gonflement dans les trois directions était la fréquence de résonance dans un essai de vibration dans la direction longitudinale. Les variations de cette fréquence de résonance expliquent 52 % des variations de $\alpha_{\rm l}$, 67 % de celles de $\alpha_{\rm t}$, 52 % de celles de $\alpha_{\rm r}$. Les échantillons provenant du site à croissance rapide et ceux contenant du bois de compression étaient moins anisotropes que les autres échantillons.

Key words: shrinkage / swelling / eigenfrequency / raw maerial properties / variability

Mots clés : retrait / gonflement / fréquence de résonance / propriétés du matériau / variabilité

Correspondence and reprints: Charlotte Bengtsson

© INRA, EDP Sciences 2001