Articles

Dimenziós zsugorodás

A fa amellett, hogy higroszkópos (nedvességet veszít vagy veszít a környező levegőből), anizotróp is. Ez azt jelenti, hogy a fa a szálak irányától vagy irányultságától függően eltérő tulajdonságokkal rendelkezik – nem minden irányban egyforma -, és az egyik terület, ahol ez a tulajdonság a legvilágosabban megmutatkozik, a méretbeli zsugorodás.

Az egyszerű szivaccsal vagy más izotróp anyaggal ellentétben a fa (anizotróp) nem tökéletesen egyenletesen zsugorodik, és ennek megértése segít elkerülni néhány buktatót a zsugorodással kapcsolatos számos hiba megelőzésében, amelyek csak hónapokkal (vagy akár évekkel) a fatermék elkészülte után jelentkeznek.

A zsugorodás alapvető mérőszáma – százalékban kifejezve – az a mennyiség, amelyet a fa zsugorodik, amikor zöld állapotból ovendry állapotba kerül. Más szóval, mivel a fa zöld állapotban a legnagyobb méretben van, az ovendry pedig a legszárazabb (és ezért legkisebb) térfogatot képviseli, a zöldtől ovendryig a lehetséges legnagyobb százalékos zsugorodás mérése; ezt nevezik a fa térfogati zsugorodásának.

A térfogati zsugorodás megadja, hogy egy fafaj mennyit zsugorodik, de nem jelzi a zsugorodás irányát. A fa két elsődleges síkja vagy felülete, ahol a zsugorodás végbemegy, a sugárirányú sík és az érintőirányú sík, ami megfelel a sugárirányú zsugorodásnak és az érintőirányú zsugorodásnak; e két értéket kombinálva nagyjából össze kell adni a térfogati zsugorodásnak.

Radial, Tangential, and Volumetric Shrinkage

Radial, Tangential, and Volumetric Shrinkage

A fadarab hosszirányú zsugorodása, az úgynevezett hosszirányú zsugorodás olyan kicsi – jellemzően körülbelül 0,1-0,2% -, hogy általában nincs jelentősége a térfogati zsugorodáshoz képest. A rétegelt lemez azonban nagymértékben kihasználja a fa alacsony hosszirányú zsugorodását – a furnérrétegeket úgy ragasztják össze, hogy az egyes rétegek száliránya merőleges a szomszédos rétegre, ami a furnérrétegeken belül a legtöbb sugárirányú vagy érintőleges zsugorodást visszafogja. Ennek eredményeként a rétegelt lemezek szélességében és hosszában a zsugorodás mértéke általában kevesebb, mint 1% (bár a vastagság változása még mindig körülbelül ugyanannyi, mint a tömör fáé).

A tömör fa radiális zsugorodása a legstabilabb fafajok esetében kevesebb, mint 2%-tól a legkevésbé stabil fafajok esetében 8%-ig terjedhet; a legtöbb fafaj esetében a radiális zsugorodás mértéke a 3-5% közötti tartományba esik. A tangenciális zsugorodás körülbelül 3%-tól 12%-ig terjedhet; a legtöbb fa körülbelül 6% és 10% közötti tangenciális zsugorodással rendelkezik. (Ennek megfelelően a térfogati zsugorodás a legtöbb fafaj esetében általában a 9% és 15% közötti tartományban van.)

A két zsugorodási érték közötti kapcsolatot az érintőleges és sugárirányú zsugorodás arányaként vagy egyszerűen T/R arányként fejezik ki. A térfogati zsugorodás mellett (amely a zsugorodás nagyságát méri) a T/R arány a zsugorodás egyenletességének mérésére szolgál, és egy másik jó mutatója a fa stabilitásának. Ideális esetben egy jó stabilitású fafaj esetében mind a térfogati zsugorodás, mind a T/R arány alacsony.

Radial, Tangential, and Volumetric Shrinkage

Egy hipotetikus zsugorodási görbe: Bár a zsugorodási arányok jelentősen eltérhetnek az egyes fajok között (és még ugyanazon fajon belül is), ez a grafikon segít szemléltetni a zsugorodási arányokat és azok átlagos arányát egymáshoz képest; az adatokat a kemény juhar (Acer saccharum) értékeiből vettük fel, amelynek T/R aránya 2,1 volt. A térfogati zsugorodás (a képen nem látható) általában közel áll a fent látható három zsugorodási arány összegéhez. A teljes zsugorodás oroszlánrészét – mintegy kétharmadát – a tangenciális zsugorodás teszi ki, a fennmaradó harmad nagy részét a radiális zsugorodás teszi ki, a hosszirányú zsugorodás pedig gyakorlatilag nulla.

(Meg kell jegyezni, hogy csak azért, mert egy adott fafajnál a szárítás során nagy a kezdeti zsugorodás, ez nem mindig jár együtt a szárítás utáni azonos mértékű duzzadással. Például a Basswood fának meglehetősen magas a kezdeti zsugorodási százaléka – 6,6% radiális, 9,3% érintőleges és 15,8% térfogati -, de a használat közbeni mozgása viszonylag alacsony. A zsugorodási és T/R arány adatok használata egyszerűen a fafeldolgozók számára a legjobb eszköz a megalapozott becsléshez.)

A különböző fafajoknál a T/R arány alig több mint 1-től közel 3-ig terjedhet. 1 T/R arány esetén a zsugorodás a deszka teljes szélességében és vastagságában tökéletesen egyenletesen következne be. 3 T/R arány esetén a síkfűrészelt felület háromszor olyan gyorsan zsugorodna vagy duzzadna, mint a negyedfűrészelt felület.

A legtöbb fafaj esetében általános szabályként elmondható, hogy az érintőleges zsugorodás nagyjából kétszerese a sugárirányú zsugorodásnak, ami átlagosan 2 körüli T/R arányt jelent. Ez megmagyarázza, hogy a negyedfűrészelt deszkákat miért tartják stabilabbnak, mint a síkfűrészelt deszkákat: a negyedfűrészelt fűrészáru esetében a deszka vastagsága teszi ki a zsugorodás vagy duzzadás nagy részét, a deszka felülete pedig minimális szélességváltozást mutat – ez hasznos tulajdonság az olyan alkalmazásoknál, mint a padlólécek vagy munkapadok lapjai.

  • A fa otthoni szárítása
  • Fa és nedvesség