Prof. Dr. Molnár Sándor NYME, FMK, Faanyagtudományi Intézet
8.
Faanatómia A reakciófa
A reakciófa … • A reakciófa külső inger hatására válaszreakcióként fejlődik ki. • Hajlító igénybevételek okozzák: • szélhatás • rendkívüli hónyomás • ágak megtartása.
• A fenyőkben képződő reakciófa a nyomottfa, a lombosfák reakciófája a húzottfa. • Tulajdonságai jelentősen különböznek a normál faanyagtól • pl. a sűrűség, • a sejtméretek és • a kémiai összetevők tekintetében.
• Kismértékben mindig megtalálható a faanyagban, ezért a fa normál elváltozásának tekintendő. 1
A reakciófa kialakulása
1. 2. 3. 4. 5.
A törzsben jelentős ellenállás alakul ki a külső hatásra. Az alsó oldalon az axiális növekedés nem elégséges. Az elhajló fatörzsben erős a radiális növekedés, ezzel kifejlődik az ellipszis alakú törzs keresztmetszet, amellyel képes a saját súlyát az eredeti irányban tartani. Azaz a lágyszárúaktól eltérően a felegyenesítés nem az alsó oldal hosszirányú növekedésével, hanem speciális szövet, azaz a reakciófa képződésével történik. A reakciófa a fenyőknél a nyomott oldalon, a lombosoknál a húzott oldalon képződik.
2
Reakciófa: húzottfa és nyomottfa
3
Reakciófa … • az egyes törzseken belül is különböző mennyiségű reakciófa található • előfordulási aránya a törzsek alsó részében a legnagyobb • az egyenes fák mintegy 6%-nyi reakciófát tartalmaznak • az átlagos növekedésü törzsek 9%-ot • a szélső értékig meggörbült fák 16%-ot • egy erősen görbe fa faanyagában akár 60-70% reakciófa is előfordulhat • feltételezhető, hogy a környezeti hatások, növekedési körülmények mellett genetikai sajátosságok is befolyásolják a reakciófa kialakulását 4
Nyomottfa
Nyomottfa
Nyomottfa Elválás, Kieső göcs Jól benőtt rész
A nyomottfa makroszkópikus tulajdonságai • A nyomottfa szabad szemmel is jól megfigyelhető. • jelenlétére utal az ellipszis alakú törzskeresztmetszet, az egyik oldalon széles, a másik oldalon igen keskeny évgyűrűkkel. • A kifejlett nyomottfa színe vöröses árnyalatú, innen ered a vaseresség és a vörösfa elnevezés. • Az évgyűrűk szélesebbek. • A kései pászta szélesedik ki, valamint a pásztahatár kevésbé éles, mivel a korai és késői pászta tracheidái között nincs nagy eltérés. • Színes gesztű fafajoknál a nyomottfa megállapítása nehézséget okozhat.
5
A nyomottfa mikroszkópikus tulajdonságai • A tracheidasejtek kevésbé lapítottak, közel kör keresztmetszetűek és • végeik torzultak, • rövidebbek, • falvastagságuk kétszerese a normál tracheidákénak. • Gyakoriak a sejtközötti üregek. • Általában hiányzik a sejtfal S3 rétege. • Az S2 rétegben a mikrofibrillák is nagyobb szögben helyezkednek el. • Normál tracheidákban a mikrofibrillák szöge általában 10°-25°, míg a nyomottfában megközelítheti a 45°-os értéket.
6
Nyomottfa
Makroszkópikus kép
Torz hifák 7
Fak_Tracheidák hossza normál és nyomottfában Fafaj
Normál fa
Nyomottfa
Larix laricina Picea mariana Pinus banksiana Pinus palustris Thuja occidentalis Thuja plicata Átlag
2,82 1,91 2,16 4,32 2,56 3,00 2,80
2,15 1,78 1,68 2,78 1,81 2,55 2,13
8
Normál (NW) és nyomottfa (CW) Juniperus virginiana fájában
8
Normál (NW) és nyomottfa (CW) sejtfal felépítése
10
Fak_Tracheidák sejtfalának felépítése • az S1 és S2 sejtfalrétegek jóval vastagabbak • a nyomottfa tracheidák S2 sejtfalrétege sűrű spirál vonalban árkolt, bordázott • a barázdák mentén a sejtfal hajlamos szárítás során megnyílik • néhány fenyőnél szemölcsös réteg is kialakulhat
Fak_A nyomottfa kémiai felépítése
több lignint és kevesebb cellulózt tartalmaz a cellulóz kevésbé kristályos, mint a normál faanyagban a szekunder sejtfal külső rétegében igen magas a lignin koncentrációja, amely a nyomottfa vöröses színét eredményezi. 11
Tracheidák nyomottfában (Pinus radiata)
12
Különböző fajok normál és nyomottfájának cellulóz és lignin tartalma Cellulóz Fafaj
Lignin
normál fa
nyomottfa
normál fa
nyomottfa
Abies alba
56,4
47,8
28,6
34,4
Larix decidua
56,4
49,7
27,3
35,2
Picea abies
62,2
43,8
27,9
34,9
Pinus nigra
60,8
48,2
26,7
36,9
13
A nyomottfa fizikai, mechanikai tulajdonságai • általában sűrűbb, akár 40%-kal is • nagy nyomószilárdsága (magas a lignin koncentráció és a nagy mikrofibrilla szög) • szerkezetileg gyengébb • kisebb húzószilárdságú • kisebb ütő-hajlító szilárdságú • kevésbé szívós és rugalmas • mechanikai megmunkálása nehezebb
14
Néhány fenyő normál és nyomottfájának sűrűsége [kg/m3] (Timmel 1982)
Fafaj Picea abies (lucfenyő Pinus sylvestris (erdeifenyő) Pseudotsuga menziesii (duglászfenyő)
Thuja occidentalis (nyugati tuja)
Normál fa
Nyomottfa
360
640
320
610
360
610
280
590
15
A nyomottfa jelentősége • •
• •
a lapos fibrillaszögek túlzott rostirányú zsugorodást eredményeznek normál esetben a faanyag zsugorodása hosszirányban általában csak 0,1-0,3 %-os, de nyomottfánál ez az érték elérheti a 3-5 %-ot is a nyomottfa jelenléte a tömörfa termékeknél komoly minőségromlást eredményezhet a legnagyobb problémával akkor találkozunk, ha a deszka egy része nyomottfa a másik része pedig normális fa 16
Húzottfa
Húzottfa Ágaknál mindig jelen van
A húzottfa makroszkópikus tulajdonságai • • • • •
makroszkópikus felismerése lényegesen nehezebb a törzs általában excentrikus növekedésű a húzottfa esetenként ív alakú sötét foltok formájában látható komputer tomográfiás felvételen a húzottfa sötétebb sávjai jól elkülöníthetők a normálfa szövetétől felületi megmunkálás vagy felületkezelés esetén a fa kibolyhosodik.
17
Számítógépes tomográfia (CT röntgen)
Fak_A húzottfa mikroszkópikus tulajdonságai • az edények kisebbek és szórtabb eloszlásúak; • néhány fajban a rostok módosulnak, és belső lumen felöli felületükön géles réteg (G-réteg) alakul ki; • ez különböző elhelyezkedésű lehet; • a G réteg jellegzetes tulajdonságokkal rendelkezik; • G réteg kórosan megvastagodott, súlyos esetekben akár a sejt teljes üregét kitöltheti; • belső fala sohasem egyenletes, mindig redőzött szerkezetű; • mindig elválik a a másodlagos sejtfalról, ami a gyenge kötödésre utal; • nem tartalmaz lignint, csak cellulózból áll; • mikrofibrillái szinte teljesen párhuzamosak a sejt hosszanti irányával; 18
A húzottfa fizikai, mechanikai tulajdonságai • longitudinális zsugorodása sokkal nagyobb, mint a normál fáé • a géles rostok nagy radiális irányú zsugorodást okoznak, • rostokkal párhuzamos nyomószilárdsága kisebb, mint a normál fatesté • a húzottfa szárításkor könnyen reped, erősen vetemedik • mechanikai megmunkálása és felületkezelése nehezebb a G réteg által okozott felületi egyenetlenség, bolyhosodás miatt
19
Húzottfa …
Makroszkópikus megjelenés nyárban
Sejtfalrétegek Fagus grandifolia rostjában
20
Húzottfa farostok nyárban (jobbra), és fűzben (balra)
21
Köszönöm a figyelmet!
