POLIMERTECHNIKA TANSZÉK
Dr. Morlin Bálint
Természetes polimer szerkezeti anyagok: FA
2017. Szeptember14.
1
A fa szerkezete - Kéreg - Háncs - Kambium - Fatest -Szijács -Geszt: Gesztfák, Érett fák, Szijácsfák Évgyűrű: Késői fa-korai fa gyűrűs likacsú, szórtlikacsú Edények Gyantajáratok Bélsugarak
A fa szerkezete Bélsugarak Edények: Gyűrűs likacsú/ Szórt likacsú fa Szijács Geszt Juvenilisfa Érettfa Törzs Ág Tuskó/gyökér
2
A fa szerkezete Hárs ág Erdei fenyő Csertölgy törzs
Fahibák A fahiba az adott fafajra jellemző alaktól, felépítéstől, színtől való eltérés. A fahibák keletkezhetnek a fa növekedése során; kitermelése, szállítása és feldolgozása közben.
I. Alaki hibák - sudarlósság (1,25cm/m) - tővastagodás - bordásnövés - görbeség - ovalitás - villásnövés - Göcsösség (kieső/benőtt)
3
Fahibák
II. Felépítési hibák (eltérő évgyűrűszerkezet) - göcsösség - csomósság - nyomott- /húzottfa - évgyűrűtorzulás - hullámos rostúság (furnér?) - csavartrostúság - bütűrepedés - álgeszt - gyantásodás/ gyantatáska
Fahibák III. III. Baktériumok és gombák által okozott hibák - fülledés (gomba sejtfalat) - felületi elszíneződés /kékülés (gombák) - bélkorhadás IV. Térfogatváltozás okozta hibák - bél - gyűrűs - fagyrepedés - száradási kéregrepedés V. Egyéb hibák - mechanikai sérülések - madarak, vadak és rovarok okozta hibák - elszenesedés
4
A fa fizikai és mechanikai tulajdonságai A fatest fizikai szempontból egy háromfázisú rendszer, amely: - Kristályos szerkezetű, jelentős amorf részek - Inhomogén, anizotróp - Pórusos szerkezetű, méretét kis mértékben képes változtatni.
1. Sűrűség
~0,16- 1,08 (~1,53g/cm2)
Balsa
0,16
Vörösfenyő
0,59
Tölgy
0,69
Nyár
0,41
Cseresznye
0,60
Kőris
0,69
Jegenyefenyő
0,45
Juhar
0,63
Körte
0,72
Lucfenyő
0,47
Nyír
0,65
Teak
0,75
Erdeifenyő
0,52
Tiszafa
0,65
Akác
0,77
Éger
0,53
Dió
0,66
Gertyán
0,83
Hárs
0,53
Bükk
0,68
Puszpáng
0,95
Fűz
0,56
Szil
0,68
Ében
1,08
Abszolult tömör Pórustérfogat hányad Sűrűségek: Nyers (nedves) Normál (20oC, 65%- 12%), Felületi, stb.
2. Fa és a hőmérséklet kapcsolata - hőtágulás - fajhő - hővezető képesség
A fa fizikai és mechanikai tulajdonságai 3. Fa és a víz kapcsolata - nedvességtartalom - zsugorodás - dagadás
vízzel telített, élőnedves, félnedves, félszáraz, légszáraz, szobaszáraz, túlszárított, abszolút száraz Zsugor: Simafenyő Feketefenyő Akác Hárs Bükk Gyertyán
8,5% 14,1% 10,1% 14,9% 17,9% 18,8%
rosttelítettségi határ: fafajtól és hőmérséklettől függően ~30% szabad víz
5
A fa fizikai és mechanikai tulajdonságai 4. Elektromos tulajdonságok - fajlagos ellenállóképesség - fajlagos vezetőképesség (nedvességtartalom) - dielektromos állandó
5. Akusztikai tulajdonságok - hang sebessége fában - hangelnyelés, hangszigetelés
6. Optikai tulajdonságok - szín - rajzolat
Vizsgálatok Húzó, hajlító, nyomó, csavaró, ütve hajlító. A mechanikai tulajdonságok irányfüggők (rost, sugár, húr) Szilárdság: sr, ss, sh Rug. modulus: Er, Es, Eh Csúszt. rug. mod.: Grs, Grh, Gsh Poisson szám: νrs, νrh, νsh, νsr, νhr, νhs
1. Keménységvizsgálat : Brinell (10 mm), Janka-féle (11,28 mm) 2. Hasítószilárdság vizsgálat 3. Szeg és csavarállóság 4. Súrlódási tényező Fa-fa: 0,3-0,4 szárazon
6
Vizsgálatok A mechanikai tulajdonságok irányfüggők (rost, sugár, húr)!
Rost: 100%
Sugárirányú: 50/80%
Húzás: 100%
Nyomás: 50%
Húrirányú: 50-60%
Szilárdság [MPa]
Rostirányú
Lucfenyő Párhuzamos
Rostirányú
Bükk Párhuzamos
Nyomó
50
5,8
62
9,5
Szakító
90
2,7
135
10
Hajlító
78
4,6
123
14
Nyíró
6,7
22
15
35
Haszonfák, fenyők 35.000. 1.500
Fajta fa Ipari feldolgozásra
1. Lucfenyő 2. Jegenyefenyő 3. Erdei fenyő 4. Fekete fenyő 5. Vörös fenyő 6. Sima fenyő 7. Douglas fenyő
7
Haszonfák, lombos 8. Kocsányos tölgy 9. Kocsánytalan tölgy 10. Csertölgy 11. Vörös tölgy 12. Szelid gesztenye 13. Fehér akác 14. Magas kőris 15. Diófa 16. Közönséges nyír
Haszonfák, lombos 17. Bükk 18. Gyertyán 19. Juharfa 20. Hársfa 21. Körtefa 22. Almafa 23. Szilvafa 24. Platánfa 25. Vadgesztenye 26. Fehér fűz 27. Nyárfa 28. Szilfa 29. Eperfa
8
Fák tartóssága Tartósság években Tartósság minősége/fafaj
Szabadban a talajjal
Épületben száraz h.
Víz alatt
60…80
500…1000
500
7…18
50…80
500…1000
500
Kevesbé tartós
4…5
10…40
120…700
70
Nem tartós
2…5
5…35
60…70
50
érintkezve
nem érintk.
Igen tartós
10…20
Tartós
Időjárásálló: Rovaroknak ellenálló: Gombáknak ellenálló: Saválló fafajok:
tölgy, vörösfenyő, akác, tiszafa, ében, teak akác, ében, cédrus tiszafa, akác, cédrus lucfenyő, vörösfenyő
Faanyagvédelem Abiotikus hatások: - Hőmérséklet - Nedvesség - Vegyi terhelés - Sugárzások - Tűz
Biotikus hatások:
- Baktérium (Sejtfalat oldás) - Gomba - Elszíneződés (kék, barna, szürke, piros, rózsaszín, fekete csíkos, stb.) - Fülledés - Álgesztesedés - Félparazita virágos növények (fagyöngy, stb) - Állat (Rovar, stb.)
Faanyagvédelem (A-D veszélyességi osztály) - megelőző - megszüntető - előző kettő kombinációja
9
Faanyagvédelem Favédelem technológiái Fizikai eljárások: - Hőkezelés (lassan, víztartalom csökk) - Gázosítás (mérgesgáz, CO2)
Kémiai eljárások: A faanyagvédőszer olyan vegyület, amelynek a döntött, tárolt, beépített faanyagot veszélyeztető károsítók hatását csökkentik, ill. megakadályozzák azok behatolását.
Bejuttatás
- Diffúziós/kapilláris elven: - Légnyomásos elven Mázolás Szórás Mártás- fürösztés
Forró-hideg Vákum
Fafeldolgozás Fűrészelt termékek
Gerenda Palló Deszka Léc
Hossz [m]
Vastag [mm]
Széles [mm]
Fenyő
3-6,5
100-300
100-300
Lombos
2,5-6
100-300
100-300
Fenyő
1-6,5
44-80
80-320
Lombos
0,5-6
45-100
min 80
Fenyő
1-6,5
16-40
75-320
Lombos
0,5-6
19-40
min 80
Fenyő
1-6,5
16-40
16-75
1-6
19-40
19-80
Lombos Bányadeszka Talpfa Egyéb
1-3 2,3-2,6
18, 25, 30, 35
min 120
140 x 210, 160 x 260
Parketta, szalagparketta, szegélyléc, hordó donga, stb.
10
Fűrészüzemi feldolgozás összetétele 1. Főtermék - deszka és palló (44 %) - gerenda és léc (12%) 2. Oldaltermék - hosszú deszka és palló (29%) - rövid deszka és palló (10%) - extra rövidárú (1%) - léc (4%) 3. Maradék termék
Fafeldolgozás Fakitermelés → Fa alapanyaggyártás → Késztermékgyártás
↓
Fűrészipari feldolgozás Rönktér → Fürészcsarnok → Készárutér 1. Osztályozás, ellenőrzés (minőség, méret, stb.) 2. Kéregeltávolítás (kézi, gépi)
Osztályozás, faanyagvédelem, tárolás
3. Tárolás (szárazon - vízben) 4. Egyéb (hengerremarás, fémkeresés)
11
Fafeldolgozás
Fűrészipari termelési módok Fürészcsarnok 1. Élesvágás
2. Prizmavágás
3. Csillagvágás
széldeszka, oldaldeszka, középdeszka, béldeszka
4. Profilozás
12
Köszönöm a figyelmet!
13
