A hőkezelés hatása a nyár és a luc faanyag hővezetésére

A faanyagok hőkezelésének története a múlt századra nyúlik vissza. A finn ThermoWood sikereinek köszönhetően a tudományos kutatómunka a kilencvenes évektől ismét a fókuszába helyezte a faanyagok hőkezelését.

A hőkezelés hatására a faanyag tulajdonságai megváltoznak, többnyire kedvező irányban. Így pl. növekszik a faanyag dimenzióstabilitása – vagyis nedvesség hatására kevésbé zsugorodik-dagad –, növekszik a farontó szervezetekkel szembeni ellenálló képessége, ugyanakkor a szilárdsági értékek csökkennek, ami a termikus modifikáció okozta sűrűség csökkenésével is összefüggésben van. A faanyag tulajdonságainak változása szoros összefüggésben áll a kezelési hőmérséklettel és az időtartammal, valamint a kezelésnél jelen lévő oxigén mennyiségével és a faanyag nedvességével. Mivel ezek a hőkezelt faanyagok az épületek szerkezeteiben – mint pl. a falak, ablakok, tetőszerkezet, burkolatok – is előfordulnak, fontos ismerni a faanyagok hőtani, hőszigetelő tulajdonságait is. A faanyag hővezetése függ a hőáramlás irányától, a környezet hőmérsékletétől, a faanyag sűrűségétől, a faanyagban lévő hibáktól, valamint függ a faanyag nedvességtartalmától is. A hővezető képesség csökkenése megfigyelhető hőkezelés hatására. Vizsgálatunkban a hőkezelés időtartamának hatását vizsgáltuk meg és hasonlítottuk össze két fafaj esetében.

A vizsgálatok során az ültetvényekben széles körben elterjedt és kedvelt anyagot, egy nemesített nyár klónt, az úgynevezett Pannónia nyarat (Populus ×euramericana cv. Pannonia) vizsgáltuk. A nyár fajok felhasználását alacsony tartósságuk korlátozza, mely a hőkezelés segítségével javítható. A másik fafaj a faépítészetben elterjedten használt lucfenyő (Picea abies) volt. Minden próbatestnek mértük a hővezetési tényezőjét kezelés előtt és kezelés után, és mivel egyazon alapanyagon vizsgáltuk a hővezetési tényezőt kezeletlen és hőkezelt állapotban, így kizárhattuk a fa anatómiai szerkezetéből eredő különbségeket. A vizsgálatok során 20–20 próbatestet vizsgáltunk különböző kezelési eljárásokkal. A próbatestek hőkezelésénél 3 különböző menetrendet alkalmaztunk, a hőmérséklet mindhárom esetben 180 °C volt, a kezelések hossza (a hőntartás) 15, 25 és 35 óra.

A méréseink szerint mindhárom kezelés hatással volt mind a fenyő, mind a nyár sűrűségére és hővezetésére. Mind a két faanyag-tulajdonság csökkent, a nyár esetében a sűrűség 15, 25, illetve 35 órányi kezelés után rendre 9, 12, illetve 13%-kal. A hővezetési tényező esetén a csökkenés 17, 24 és 25% volt. Lucfenyő esetében a sűrűségcsökkenés értékei 5, 8 és 9%, valamint a hővezetési tényező csökkenés 7, 11 és 22% voltak. A hosszabb kezelési idő nagyobb változást okoz, bár az összefüggés többségében nem lineáris, az idő növelésével a változás csökkenő mértékű, mind a sűrűség, mind a hővezetési tényező feltehetően egy egyensúlyi érték felé tart, ahol a függvénynek minimum értéke van.

A lucfenyőnél a sűrűség és a hővezetési tényező változása is kisebb, mint a Pannónia nyár esetében, a különbség a sűrűségváltozásnál jelentősebb. A hővezetési tényező csökkenés a fenyőnél lineárishoz közeli érték, míg a nyár esetében a hővezetési tényező csökkenés az idővel nem arányos, hanem csökkenő mértékű. Hőkezeléssel tehát a faanyag tartósság és méretstabilitás-növekedése mellett a hőszigetelő képessége is magasabb lesz.

A tanulmány/kutatómunka a „Fenntartható Nyersanyag-gazdálkodási Tematikus Hálózat – RING 2017” című, EFOP-3.6.2-16-2017-00010 jelű projekt részeként a Széchenyi 2020 program keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

Kapcsolódó dokumentum:

Tetszett a cikk?