Fa súlya
A fa tömege a sűrűségétől és a benne lévő nedvesség mennyiségétől függ. Megvan a faanyag fajsúlya és a fa térfogatsúlya.
A fa fajsúlya nem függ a fa fajtájától. A tömörített faanyag tömegét egységnyi térfogatban fejezi ki, nedvesség és levegő nélkül, és 1,5.
A gyakorlatban a fa tömegének térfogati tömegét használják, vagyis a 1 cm³ fa tömegét grammban kifejezve. A térfogattömeg alapján megbecsülik a fa tömegét és műszaki tulajdonságait. A páratartalom növekedésével a fa térfogatsúlya is növekszik. Minél nagyobb a sűrűség, annál sűrűbb és kevésbé porózus a fa.
Fa páratartalma
Vízfajták a fában
A fában lévő víz a következőkre oszlik:
- kapilláris (szabad) — kitölti a sejtüregeket;
- higroszkópos — sejtfalban található;
- kémiai — belép a fát alkotó anyagok kémiai összetételébe.
A fában lévő víz tömegszázalékban kifejezett mennyiségét fa nedvességnek nevezzük. Van abszolút és relatív páratartalom.
Relatív és abszolút páratartalom
Ha az eredeti állapotú fa tömegét A betűvel, az abszolút száraz fa tömegét A₁ betűvel, a relatív páratartalmat százalékban B betűvel és az abszolút páratartalmat százalékban B₁ betűvel jelöljük, a relatív páratartalom a következő képlet alapján határozható meg:
A fa relatív páratartalmához szükséges forma.
Az abszolút páratartalom meghatározása a következő képlet szerint történik:
A fa abszolút páratartalmát biztosító forma.
Fa nedvességtartalmának meghatározása
A tábla közepéből egy prizmát vágunk, és egy skálán mérjük 0,01 g pontossággal. A kapott érték az A méretét jelenti. A prizmát, amelynek tömege nem lehet kisebb, mint 20 g, ezután 105° hőmérsékleten szárítjuk, amíg el nem éri a A₁ állandó tömeget.
Állandó tömeg akkor tekinthető elértnek, ha két egymást követő mérés közötti különbség nem nagyobb, mint 0,3% száraz tömeg. A méréssel kapott A és A₁ értékek megadott formában történő megadásával meghatározható a fa relatív vagy abszolút páratartalma.
Ha a tábla közepéről kivágott prizma eredeti tömege 240 g, a kiszáradt fa tömege pedig 160 g volt, akkor a vizsgált minta abszolút páratartalma:
Példa a vizsgált minta abszolút páratartalmának kiszámítására.
Az így kapott páratartalom az egész faanyag páratartalmának számít.
Száltelítettségi pont
A fa szárításakor először a szabad víz párolog el. Azt a pillanatot, amikor az összes szabad víz elpárolog, higroszkópos határértéknek vagy száltelítési pontnak nevezzük. Ebben a száradási időszakban a szárítandó fa méretei nem változnak.
A különböző fafajtákra vonatkozó higroszkópos határértéknek megfelelő páratartalom a következő táblázatban található:
| Fafajta | Páratartalom |
|---|---|
| Közönséges fenyő | 29% |
| Weymouth fenyő | 25% |
| Lucfenyő | 29% |
| vörösfenyő | 30% |
| Lucfenyő | 30% |
| Bükk | 31% |
| Lipa | 29% |
| Ash | 23% |
| Gesztenye | 25% |
A páratartalom hatása a fa feldolgozására és tartósságára
A megnövelt páratartalmú fa jó hővezető, rosszabbul dolgozzák fel a gépek, rosszul ragasztják, festik, lakkozzák, polírozzák. A nedvesen festett fa felületén a festék és a lakk gyorsan szétesik. A nedves fa a szögek és csavarok rozsdásodását okozza.
A nyersfából készült asztalos építőipari termékek – ajtók, ablakok, deszkapadló, parketta és egyéb termékek – méretei száradás közben összezsugorodnak. Emiatt repedések jelennek meg, és elveszik az elemek közötti kapcsolat merevsége.
Ezért az építőipari fa minőségét, tartósságát és korhadásállóságát elsősorban a páratartalom, majd a fa fajtája és a hasznosítás körülményei határozzák meg. Normál kitermelési körülmények között a száraz fa több tucat évig szolgálhat az épületekben.
Fa súlyozása szárítás közben
Száradás közben a fa mérete megváltozik: hosszirányban for0,10%, a radiálisban for3-6%, és az érintőlegesben6-12%. Ezt a változást súlyozásnak nevezzük.
A súlyozás akkor kezdődik, amikor a páratartalom eléri a rostok telítési pontját, tól23%hogy31%. A faanyagot alkotó anatómiai elemek a szárítás során egyenetlenül zsugorodnak, így a fa súlya különböző irányokban eltérő.
A nagy sűrűségű fa, például a tölgy, többet nyom, mint a kisebb sűrűségű fa, például a hárs. A tűlevelű fajoknál a súlyozás nagysága a késői fa részvételétől is függ. A késői faanyag arányának növekedésével a fenyőben a súly növekszik, mivel a tűlevelű fajok késői faanyaga száradáskor lényegesen többet nyom, mint a korai fa.
Tűlevelű fajok korai és késői faanyagának súlyozása
| VRSTA DRVETA | A fa része | SÚLY % | ||
|---|---|---|---|---|
| Érintő irányban | Sugárirányban | Volumetrikusan | ||
| Eszik | Korai | 5.68 | 2.89 | 8.77 |
| Késő | 10.92 | 9.85 | 19.97 | |
| Bor | Korai | 8.05 | 2.91 | 10.86 |
| Késő | 11.26 | 8.22 | 10.87 | |
| Vörösfenyő | Korai | 7.11 | 3.23 | 10.34 |
| Késő | 12.25 | 10.19 | 20.96 | |
Különféle fafajták mérése
| VRSTA DRVETA | SÚLY % | ||
|---|---|---|---|
| Sugárirányban | Érintő irányban | Volumetrikusan | |
| Bor | 3.4 | 8.1 | 12.5 |
| Lucfenyő | 4.1 | 9.3 | 14.1 |
| Vörösfenyő | 5.3 | 10.4 | 15.1 |
| Jasen | 4.8 | 8.2 | 13.5 |
| tölgy | 4.7 | 8.4 | 12.7 |
| Bukva | 4.8 | 10.8 | 15.3 |
Időjárás és repedések
A súlyozás során a száradás miatti egyenetlen méretváltozások, valamint a nem megfelelő szárítási módok alkalmazása belső és külső feszültségeket okoz a fában. Időjáráshoz, valamint külső és néha belső repedések megjelenéséhez vezetnek.
A érintőlegesen vágott táblák hajlamosabbak az időjárási hatásokra, mint a radiálisan vágott táblák. Minél közelebb vannak a perifériához, annál nagyobb a szélnyírás.
Kép 3. A táblák tekercselése a naplóban elfoglalt helyzetnek megfelelően.
A külső repedéseket a fa külső és belső rétegeinek egyenetlen száradása okozza. A páratartalom közötti nagy különbség miatt a fa felületén húzófeszültségek jelennek meg, amelyek külső repedésekhez vezetnek.
A külső repedések megjelenésének elkerülése érdekében a szárítási folyamatot lassan és egyenletesen kell végrehajtani. Ekkor a méretváltozás fokozatosan megy végbe, így kicsik a fröccsenést okozó erők.
A fa elölről gyorsabban szárad, ezért a táblák, a tuskó és a körfa eleje hamarabb megreped, mint más felületek. A repedések elkerülése érdekében a homlokokat védeni kell a napsugarak tartós hatásaitól védőanyaggal bevonva vagy árnyékba helyezve.
A fa duzzanata
A fa duzzadása a szárítás és a súlyozás fordított folyamata. A szárított fa képes felszívni a nedvességet és növelni a méreteit. Ez a funkció száraz hordók, facsövek, tartályok és egyéb tárgyak megnedvesítésére szolgál, amitől azok megduzzadnak.