A fa szerkezetének átalakulása, tönkremenetele

| <img src="https://data.tesuli.hu/icon/i04/i4-0051.svg" width="200"> | **A fa szerkezetének átalakulása, tönkremenetele** A fa biológiai anyag, ezért az idő múlásával és a környezeti hatások eredményeként benne átalakulási folyamatok (degradáció) mennek végbe. | | ------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------- | > [!summary]+ összegzés: > > A tudásmorzsa a(z) A fa szerkezetének átalakulása, tönkremenetele témáját mutatja be. A fa biológiai anyag, ezért az idő múlásával és a környezeti hatások eredményeként benne átalakulási folyamatok (degradáció) mennek végbe. Az átalakulási folyamatok sebessége nagyon különböző lehet, és megfelelő eljárásokkal, illetve külső körülmények teremtésével az lényegesen lassítható. ### A fa szerkezetének átalakulása, tönkremenetele A fa biológiai anyag, ezért az idő múlásával és a környezeti hatások eredményeként benne átalakulási folyamatok (degradáció) mennek végbe. Az átalakulási folyamatok sebessége nagyon különböző lehet, és megfelelő eljárásokkal, illetve külső körülmények teremtésével az lényegesen lassítható. Az átalakulások a fa szilárdságát, szívósságát, alakját és színét érintik. A fa szerkezetének átalakulását, tönkremenését a következő folyamatok okozzák: - biológiai folyamatok, - fotokémiai folyamatok, - kémiai folyamatok, - termikus folyamatok, - mechanikai terhelések. A biológiai kártevők: Közülük legfontosabbak a farontó gombák, amelyek életműködéséhez nedvesség, tápanyag, enyhe hőmérséklet szükséges és az, hogy ne legyenek jelen számukra toxikus anyagok. Ez a felsorolás egyúttal a védekezés lehetséges módszereit is körvonalazza. A gombák közül azok a legveszélyesebbek, amelyek a fa kémiai lebontását okozzák a gombasejtek (hifa) által kiválasztott enzimek útján. Ezek a gombák két csoportra, a barna korhadást és a fehér korhadást okozó gombákra oszthatók. A barna korhadás során a cellulózt és hemicellulózt bontják el, míg a lignint kevésbé (Serpula lacrymans). A fa színe ilyenkor sötétedik és lebomláskor a fa nyomás hatására morzsolódik. A fehér korhadást okozó gombák a sejtfal összes összetevőit megtámadják, a fa nyomás hatására szálakra esik szét. A megtámadott fa tömege, szilárdsága és szívóssága - hasonlóan egy oxidációs folyamat hatásához - csökken. A védekezés módszerei: Száraz klíma és megfelelő hőmérséklet fenntartása, a geszt rész felhasználása, ellenállóbb gesztű fafaj kiválasztása, telítőanyagok alkalmazása. Fotokémiai folyamatok: A napfénynek tartósan kitett faanyag felületén fotokémiai elváltozások lépnek fel. Az ultraibolya sugárzás a lignin degradációját okozza, s ezzel a felületi sejteket összetartó réteg sérül meg. A fa rossz hővezetési tényezővelrendlkezik emiatt a napsugár a felületi réteget jelentősen felmelegíti, ezért általában a fotokémiai hatás hőhatással párosul. A fotokémiai hatás mindig felületi jelenség, a mélyebb rétegeket nem érinti. Kémiai folyamatok: A fa általában jól ellenáll a kémiai hatásoknak, ezért sok olyan helyen alkalmazzák, ahol az acél kevésbé ellenálló (pl. műtrágya tárolásához). A fémek általában $\mathrm{pH}-5$ érték alatt korrodálnak, a fa viszont $\mathrm{pH}-2$ értékig ellenálló. Bázikus viszonyok között a fa $\mathrm{pH}-11$ értékig ellenálló, e fölött a lignin és hemicellulóz viszonylag gyorsan bomlik. A kémiai ellenállás javul a sűrűség növekedésével és az alacsony permeabilitással, mivel így a vegyi anyagok kevésbé tudnak behatolni a fába. Az erősen oxidáló anyagok, mint pl. a klór és a kén-dioxid, megtámadják a lignint és a fa szálakra bomlik. A fémsók nedvesség jelenlétében szintén kémiai lebomlást okoznak. Termikus folyamatok: Nagyobb hőmérsékleten a biológiai anyagokban, így a fában is, termikus bomlási folyamatok (lassú oxidáció) indulnak el. Ezek a bomlási folyamatok $50-60{ }^{\circ} \mathrm{C}$ fölött már érezhetők, s néhány év alatt a szilárdság és a szívósság észrevehetően csökken. A lombos fák érzékenyebbek a megnövekedett hőmérsékletre, mint a fenyőfélék. $250^{\circ} \mathrm{C}$ hőmérséklet fölött a fából éghető gázok szabadulnak föl, amelyek meggyújthatók, s a láng tovább gyorsítja az anyag fölmelegedését és a gázfejlődést Az égés tovaterjedése különböző kezelésekkel csökkenthető. Ezek az égés gátló anyagok nem csökkentik alapvetően magát a gyújthatóságot, inkább csak az égés tovaterjedését gátolják. Az égés gátló anyagok sok esetben csökkentik a fa szilárdságát és szívósságát, ezért az alkalmazott vegyszer kiválasztásakor erre is gondolni kell. A fa termikus kezelése sok esetben telített gőzzel történik, atmoszférikus nyomáson, vagy túlnyomáson. A gőz behatolva a pórusokba, hidrolízis reakciókat is létrehozhat, ezért ilyenkor a szilárdság jobban csökken. A gőznyomás növelése növeli a gőz behatolását az anyagba, így hatását még intenzívebben fejti ki. Ezért gőzöléskor a hőmérséklet, gőznyomás és gőzölési idő kiválasztása nagyon fontos. Már említettük, hogy a hőmérséklet növekedése csökkenti a szilárdságot és a törési energiát, a szakadónyúlást pedig növeli. Ennek fő oka a hemicellulóz és a lignin lágyulása. A hemicellulóz $50^{\circ} \mathrm{C}$, a lignin $90^{\circ} \mathrm{C}$ fölött kezd el észrevehetően lágyulni. $150^{\circ} \mathrm{C}$-on a fa világosbarna színt kap, s ez a termikus lebomlás jele, amely már súly-veszteséggel jár. 2 órás kezelés $150^{\circ} \mathrm{C}$-on a szárazanyag-tartalomban $1,2-1,5 \%$-os súlyveszteséget okoz. A törési energia maximális értékét kb. $-50^{\circ} \mathrm{C}$ hőmérsékleten éri el ($20-25 \mathrm{Ncm} / \mathrm{cm}^{2}$), de $0^{\circ} \mathrm{C}$-ig nem sokat csökken. $100^{\circ} \mathrm{C}$-on a törési energia kb. a fele a $20^{\circ} \mathrm{C}$-on mérhető értéknek. A rostok mechanikai szétválasztásához (defibrálás) szükséges energia a hőmérséklettől függően az előbbiekhez hasonló változást mutat. A maximális érték itt is $-50^{\circ} \mathrm{C}$, ahol az energiaigény a maximális értéknek kb. $10 \%$-a. Összefoglalásként a fenti anatómiai ismertetés alapján megállapítható, hogy a fa igen bonyolult felépítésű anyag, amely minden részletében még pontosan nem ismert. Ebből következik, hogy a fizikai-mechanikai tulajdonságok az anyagszerkezet jellemzőinek függvényében ma még nem adhatók meg elegendő pontossággal. Az ilyen összefüggések kidolgozása elkezdődött és az ismeretek szisztematikus feldolgozása végül oda fog vezetni, hogy a fizikai-mechanikai tulajdongások a fa finomszerkezeti jellemzőinek segítségével megadhatók lesznek. > [!summary]- kompetenciák > | | | > |---|---| > | <img src="https://data.tesuli.hu/icon/k00/tf-komp.svg" style="width:50px; height:50px; display:block;">[[n0.01663]] | **A fa szerkezetének átalakulása, tönkremenetele szakmai értelmezése** A hallgató képes a(z) A fa szerkezetének átalakulása, tönkremenetele fő fogalmait, jellemzőit és alkalmazási következményeit felismerni és röviden megmagyarázni. | > > [!summary]- hivatkozás > #Szabó_Imre, #date_2009, #Faanyagok_alkalmazástechnikája