Ann. For. Sci. 63 (2006) 309- 317
DOI: 10.1051/forest:2006010

Comparison of the hygroscopic behaviour of 205-year-old and recently cut juvenile wood from Pinus sylvestris L.

Luis García Esteban^a, Francisco García Fernández^b, Antonio Guindeo Casasús^a, Paloma De palacios De Palacios^a and Joseph Gril<sup>c

a</sup>  Universidad Politécnica de Madrid, Departamento de Ingeniería Forestal, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, Cátedra de Tecnología de la Madera, Ciudad Universitaria s/n, 28040 Madrid, Spain
^b  Asociación de Investigación Técnica de las Industrias de la Madera y el Corcho, Flora 3 - 2º, 28013 Madrid, Spain
^c  Laboratoire de Mécanique et Génie Civil, Université Montpellier 2, France

(Received 4 April 2005; accepted 27 September 2005; published online 4 April 2006)

Abstract - The hygroscopic response of the juvenile wood of Pinus sylvestris L. from recently cut trees from the Valsaín Forest in Segovia, Spain (new wood) was compared to that of the juvenile wood of the same species used in roof rafters installed at the end of the eighteenth century (old wood), which came from the same forest. The 35 ºC isotherms were plotted using the saturated salts method, and the mathematical fit used was the GAB model. The infrared spectrums and the X-ray diffractograms were used in order to study the possible chemical variations and crystallinity indices of the cell wall. The adsorption-desorption loop of the old wood is above the loop of the new wood, although the hysteresis coefficient is higher in the old wood. The peaks corresponding to the -OH groups are similar, although the degree of crystallinity is significantly lower in the old wood. While cellulose crystallinity differs between the old and new wood, and has a major influence on wood hygroscopicity, other modifications in the amorphous components of the cell wall may have contributed to the changes in hygroscopicity between the old and new wood.

Résumé - Comparaison du comportement hygroscopique d'un bois juvénile de Pinus sylvestris L. âgé de 205 ans avec celui d'un bois juvénile récemment coupé. La réponse hygroscopique du bois juvénile de Pinus sylvestris L. provenant d'arbres récemment coupés de la forêt de Valsaín en Segovia, Espagne (bois récent) a été comparée à celle de bois juvénile de la même espèce utilisé comme bois de charpente à la fin du xiii^e siècle (vieux bois), originaire de la même forêt. Les isothermes de sorption à 35 ºC ont été obtenus par la méthode des sels saturés, et l'ajustement mathématique utilisé était le modèle GAB. La spectrographie infrarouge et la diffractométrie par rayons X- ont été utilisées pour étudier d'éventuelles différences de composition chimique et d'indices de cristallinité de la paroi cellulaire. La boucle d'adsorption-désorption du vieux bois est au-dessus de celle du bois récent, tandis que le coefficient d'hystérésis est plus élevé dans le vieux bois. Les pics correspondant aux groupes -OH sont similaires, bien que le degré de cristallinité soit significativement plus bas dans le vieux bois. Bien que ces différences de cristallinité puissent expliquer pour une bonne part le contraste hygroscopique entre bois vieux et actuel, des modifications au niveau des composés amorphes de la paroi peuvent également être invoquées.

Key words: hygroscopicity / sorption isotherm / juvenile wood / Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) / X-ray diffraction (XRD)

Mots clés : hygroscopicité / isotherme de sorption / bois juvénile / spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier / diffraction par rayons X

Corresponding author: Luis García Esteban luis.garcia@upm.es

© INRA, EDP Sciences 2006