Nimetu (6)

PUIDUTEADUS Juured · Juurtel on kolm peamist ülesannet: · kinnitada puud pinnasesse; · võtta mullast mineraalainetega toitemahlu ja juhtida neid tüvesse; · säilitada süsivesikuid ja teisi orgaanilisi toitaineid.
Tüvi · Puutüve tähtsamad ülesanded on: · hoida üleval tervet puud, st nii võra kui oksi; · olla mahlu transportivaks ja juhtivaks organiks; · säilitada toitaineid. Võra · Lehed, okkad ja oksad · Rohelised lehed või okkad omandavad õhust süsihappegaasi ja toodavad selle abil puule vajalikke toitaineid. · Okste ülesanne on laiendada võra pindala ja tagada sellega kasvuruum lehtedele või okastele. Tüve osad · Säsi · Lülipuit · Maltspuit · Kambium · Niin · Korp Puutüve jämeduskasv Toitainete liikumine tüves Tüve ehitus Kuna puit on anisotroopne materjal, st et tema anatoomilised ja füüsikalised omadused on eri suundades erinevad, on puidu lähemaks tundmaõppimiseks vajalik määrata puitu iseloomustavad põhisuunad. pikisuund e. pikikiudu radiaalsuund tangentsiaalsuund Pikisuund Radiaalsuund Tangentsiaal- suund · Säsi · Lülipuit · Maltspuit · Kambium · Niin · Korp · Aastarõngas · Kevadpuit · Sügispuit · Kambium · Niin · Korp Säsi Säsi on puutüve keskosas asetsev kobe kude, mis kulgeb piki tüve ja mille tipp lõpeb ladvas pungaga. Pungast kasvab puu edasi pikkuses ja sealt saavad alguse ka oksad.
Säsi koosneb õhukeseseinalistest rakkudest, mis sisaldavad toitainete tagavarasid. Säsi läbimõõt on 2...5 mm. Säsi võib olla ümmargune või hulknurkne: tamm ­ tähtjas lepp ­ kolmnurkne vaher ­ ümmargune haab ­ viisnurkne Juveniilpuit Juveniilpuit koosneb harilikult 10...20 esimesest ( sisemisest ) aastarõngast. laiad aastarõngad sügispuidu väike osakaal madal puidu tihedus
Aastarõngad Kevadel, kui looduses algab kasvuaeg , moodustuvad puukoes poorsed õhukeste seintega rakud , mis kergendavad puu juurdekasvuks vajaminevat vedelike transporti. Suve lõpu poole aeglustub puu kasv ning siis moodustuvad väiksemad paksuseinalised rakud , mis annavad tüvele tugevuse. Kevad- ja sügispuidu tihedus võib erineda kuni 3 korda. Aastarõngaste laius võib olenevalt puiduliigiti märgatavalt erineda, sõltudes kliimaoludest, mullastikust jne. Ilmastikuolude ja kasvutingimuste muutudes (näit. puu lähemast ümbrusest teiste puude väljaraiumisel või mulla väetamisel) võib aastarõngaste laius ühes ja samas puutüves suuresti erineda. Okaspuu puidus võib sügispuidu laius olla keskmiselt 20...25% kogu aastarõnga laiusest, kõikudes 15...40%-ni. Kui okaspuu aastarõngad on laiad, siis sisaldab see tavalisest rohkem kevadpuitu. Puukoor Puukooreks loetakse harilikult kõik kihid, mis asuvad väljaspool kambiumi . Koore osa moodustab tavaliselt ca 10% kogu puu mahust. Koor koosneb füsioloogiliselt aktiivsest sisekihist e niinest ja surnud rakkudega väliskihist, korbast. Niin ümbritseb kambiumit ja koosneb teatud liiki pehmest rakukoest, sisaldades nii puumahlu juhtivat kui ka tugikude . Niin juhib puumahlu puutüve kõikidesse osadesse, tüve ristsuunas täidavad sama ülesannet niinest väljuvad säsikiired.
Korba ülesanne on kaitsta puud mehhaaniliste , keemiliste ja mikrobioloogiliste kahjustuste eest ning ära hoida sellega puu kuivamine . Korkkude raskendab gaaside ja vee puitu tungimist, olles teatud määral ka soojust isoleeriv kiht. Korkkude tekib kambiumis korba ja niine vahelisel piiril . Maltspuit ja lülipuit Maltspuit on puutüve välimine, heledama värvusega puiduosa, mis koosneb vedelikke juhtivatest rakkudest ja seetõttu sisaldab maltspuidu aastarõngaste kevadpuit ka palju niiskust.
Lülipuit on tüve sisemine, tihti tumedama värvusega osa, mis koosneb surnud rakkudest ning ei võta seetõttu enam osa vedelike transpordist. Lülipuidu niiskussisaldus on maltspuidust märgatavalt madalam.
Vananev puu ei vaja vedelike transpordiks enam kogu tüve läbilõiget. Peale 30...40. a vanust hakkab elutegevus tüve keskmistes osades vähenema: maltspuit muutub lülipuiduks. Vedelike ja toitainete edasitoimetamine katkeb, sest koobaspooride sulgurmembraanid sulguvad alatiseks. Seejärel tungivad raku seintesse sellised ekstraktiivained nagu tärpentin, vaigud, rasvad ja aromaatsed ühendid, mis annavad lülipuidule ka tumedama värvuse.
Lülipuidu tekkimisel lehtpuudes täidetakse sooned (juhttorud) ja koobaspoorid nn tüllirakkudega. Tüll on kotitaoline kasvaja, mis moodustub soontele lähedal olevatest parenhüümrakkudest, tungib läbi pooride soontesse ja sulustab seejärel sooned osaliselt või täielikult. Teatud puuliikidel lülipuit puudub, neid nimetatakse maltspuidulisteks, näit lepp, haab, kask , pöök ja vaher. Lüli- ja maltspuidu vaheline võrdlus: · lülipuit imab ja kaotab vett aeglasemalt kui maltspuit; · lülipuidu mahuline kahanemine kuivades on väiksem kui maltspuidul; · lülipuit on vastupidavam kahjuritele.
Vaigukäigud Vaigukäigud on torutaolised käigud, mis kulgevad tüves vertikaal - (piki puidukiude) või horisontaalsuunas (säsikiirtega ühenduses) ning nende ülesandeks on juhtida ja säilitada vaike. Puidus esinevad vertikaalsed ja horisontaalsed vaigukäigud. Vaigukäikude sisepinnal asuvad eritusrakud, st parenhüümrakud, millel on võime eritada vaiku . Kui tüve vigastada nii, et vaigukäike kahjustatakse, valgub vaik välja, tardub ning katab sel viisil haava. Kambium Tüve perifeerses osas, seespool niint ja väljaspool puidukude, asub puidu juurdekasvukiht - kambium e mähk. Kasvuperioodil moodustab see endast sissepoole puidurakke e ksüleemi, millest omakorda moodustuvad aastarõngad. Väljapoole tekitab kambium koorerakke e floeemi. Kuna kasvades puu mõõdud suurenevad, peab ka kambium moodustama juurde uusi kambiumrakke ja suurendama oma ümbermõõtu. Säsikiired Säsikiired on radiaallõikes nähtavad mitmesuguse kõrgusega ribadena. Need ühendavad niine, milles toitemahlad liiguvad lehtedest või okastest allapoole, puiduga ja moodustavad selliselt esmased säsikiired. Teisejärgulised säsikiired on lühemad ega ulatu säsini.
Säsikiired koosnevad suhteliselt lühikestest, õhukeseseinalistest elus rakkudest - parenhüümrakkudest, mille ülesandeks on juhtida vett ja toitaineid tüve sisemusse ning seal neid säilitada.
Lülipuidu tekkimisel säsikiired ummistuvad ja rakud surevad. Puit lõheneb raiumisel paremini piki säsikiirte paiknemise suunda ja samas suunas aurab ka vesi puidu kuivatamisel kiiremini ära. · Puidu mikroskoopiline ehitus: · trahheiidid · puidukiud · puiduparenhüüm · sooned · säsikiired · vaigukäigud Trahheiidid ­ rakud vee ja toitainete juhtimiseks ja ka mehaanilise tugevuse andmiseks . Trahheiidid on piklikud otstest teritunud rakud, mis on omavahel ühendatud. Nende pikkus on 2 - 4 mm ja nad moodustavad kuni 95% okaspuuliikide puidu mahust. ­ kevadpuidu trahheiidid ­ sügispuidu trahheiidid Trahheiidid: · 95 % okaspuu mahust · 1000...2000 tk. mm2 · tüve keskel lühemad · tüve allosas lühemad Kevadpuidu trahheiidid: kevadpuidus on nad õhukeseseinalised ja suure siseruumiga (ette nähtud tõusva voolu juhtimiseks) Sügispuidu trahheiidid: paksuseinalised ja väikese siseruumiga (mehaanilise tugevuse andmiseks) Puidukiud ehk libriform · pikkus 0,5...1,7 mm · 60 % lehtpuude puidu mahust · anda puule mehaanilist tuge Puiduparenhüüm Rakud varuainete talletamiseks. Esineb lehtpuudel suuremal määral 2 kuni 15% puidu mahust, okaspuidus on teda 1% ulatuses. Puiduparenhüüm koosneb õhukeseseinalistest rakkudest, millede seintes on lihtsad ümmargused poorid . Sooned ehk trahheed · on tüüpiliseks anatoomiliseks elemendiks lehtpuude puidus · sooned moodustuvad pikkade vertikaalsete õhukeseseinaliste suure siseruumiga rakkude reast , mis on oma rõhtvaheseinad kas osaliselt või peaaegu täielikult kaotanud · suured sooned · väikesed sooned Sooned Säsikiired Säsikiirte nende kaudu toimub vee ja toitainete liikumine radiaalselt, nad on ka varuainete talletamiseks · Üherealine säsikiir koosneb ühest reast rakkudest, mis moodustavad radiaalse riba. Tangentsiaallõikes on säsikiir süstjas ja koosneb üksteise peale asetatud rakkude ridadest (2 ja rohkem), millede arvust oleneb säsikiire kõrgus. Radiaallõikes on säsikiir nähtav mitmesuguse kõrgusega lindina. · Mitmerealine säsikiir moodustab ristlõikes riba, mis koosneb mitmest kõrvuti asuvast rakkude reast; tangentsiaallõikes on säsikiir läätsjas, koosnedes mitmest rakkude reast nii rist - kui ka pikisihis. Kui säsikiirel on laiuses (ristlõikes) üle viie rakkude rea, siis nimetatakse seda laiaks säsikiireks. · Üherealised säsikiired (tagentsiaalpind) harilik kuusk · Mitmerealised säsikiired (tagentsiaalpind) harilik vaher · Laiad säsikiired (tagentsiaalpind) harilik tamm Vaigukäik Vaigukäigud on vajalikud vaigu eritamiseks ja kogumiseks.
Ehitus: · 1 eritusrakud · 2 mehaanilised · 3 kanal · 4 saaterakud Poorid Poorid võimaldavad puidus radiaalsuunaliselt vedelikke transportida · lihtne poor · koobaspoor · poo lihtne Lülistumine
Koobaspoori sulgumine Lülistumine
Tüllid täidavad sooned Puidu keemiline koostis
Puidu põhikomponendid: · tselluloos 40...50%; · hemitselluloos (polüsahhariidid) 25...35%; · ligniin (puitaine) 20...30%.
Puidu põhimass koosneb orgaanilistest ühenditest: milliste koostisse kuulub 50% süsinikku, 43% hapnikku, 6% vesinikku ja 0,1 % lämmastikku. Peale orgaaniliste ühendite kuulub veel puidu keemilisse koostisse vähesel määral mineraalühendeid, mis põlemisel moodustavad tuha (0,4%). Kõik need algkomponendid asuvad glükoosimolekulides, mis omakorda on ühinenud pikkadeks molekulkettideks (polümerisatsioon), moodustades nii tselluloosi ja hemitselluloosi. Tselluloos Tselluloosi polümerisatsiooni (liitumise) aste võib olla 2000...3000 kuni 8000...10000. Tselluloos on üheks põhiühendiks, millest koosnevad puidu rakuseinad ( okaspuud sisaldavad tselluloosi keskmiselt 53...54% ja lehtpuud 43...45%). See on kiudja ehitusega, värvitu, lõhnata, maitseta, vastupidav, ei muutu õhus, ei lahustu vees, piirituses, atsetoonis, eetris ega ka teistes orgaanilistes lahustites . Puuliigiti on tselluloosi sisaldus küllaltki erinev ja erinev on ta ka tüve eri kõrgustel ning puu eri osades. Tselluloosi sisaldus suurim tüve keskosas ja eriti märgatav vahe on tüve ning okste puidul (okstes on rohkem ligniini , kuid vähem tselluloosi. Hemitselluloos Hemitselluloosil polümerisatsiooni (liitumise) aste on ainult 150...200. Okaspuud sisaldavad hemitselluloosi keskmiselt 25...30% ja lehtpuud 30...35%. Hemitselluloos on keemiliselt koostiselt väga lähedane tselluloosile. Hapete toimel hüdrolüüsub kergelt ja muutub lahustiks. Eristatakse hemitselluloosi, mis hüdrolüüsil annab heksoosi (glükoos ja fruktoos ). Seda kääritades saadakse piiritus, ning hemitselluloosi, mis hüdrolüüsil annab pentoosi (lihtsuhkruid). Ligniin. Ligniin (raku seintes sisalduv aine, mis põhjustab rakkude puitumise) on molekulaarselt amorfne (mittekristalne), isotroopne (ühesugused omadused igas suunas) ja väga keerulise struktuuriga keemiline ühend. Ligniin on termoplastne aine, st on külmana kõva, kuid soojenedes pehmeneb, sellel omadusel põhineb puidu plastiline painutamine. Okaspuud sisaldavad ligniini keskmiselt 25...30% ja lehtpuud 20...25%. Rakkude puitumisel koondub ligniin rakuseintesse. Vahelamellis, kus ligniini on kuni 80%, kleepuvad rakud selle tõttu üksteise külge, rakustruktuur tugevneb ning rakkude vastupanu survejõududele suureneb.
Orgaanilised ühendid puidus Vaik ­ sisaldab eeterlikke õlisid. Kasvavas puus on vaik vedelal kujul, hiljem ta tardub. Enim kasutamist on leidnud looduslik vaik, mida varuti peamiselt männi lahtise vaigutamisega, teistelt puuliikidelt ( seeder , kuusk, lehis) saadi meditsiinis kasutatavat vaiku kinnise vaigutamisega. Parkaine e. tanniini (valge pulber , mida saadakse puukoorest, lehtedest). Kasutatakse värvimis-, naha-, tinditööstuses, ravimite valmistamisel. Parkaineid on rohkesti tamme, kastani, tsuuga puidus ja koores . Nimetatud puuliikide lülipuidus on parkaine sisaldus suurem kui maltspuidus ja vanusega see kasvab. Parkainet esineb veel kuuse (11%), nulu (12%), lehise (12...13%) ja pajuliste (4...12%) koores. Põhjapiirkonnas kasvanud puude parkaine sisaldus on väiksem kui lõunapiirkonnas kasvanuil. Suurim parkainete sisaldus on troopikapuudel.
Parkaine saadakse nende puuliikide puidust ja koorest ekstraheerimisega (orgaaniliste ühendite eraldamine veega). Kasvavas puus tekivad veel järgmised lisaühendid e. toiteained: a) valgud esinevad lehtedes, seemnetes ja mahlas, nende kogus kasvavas puus on suurem suvel; b) tärklis säilib säsikiirte välistes osades, kevadel muutub suhkruks. Seemneaastatel kasutatakse kogu tärklis puu kasvamiseks; c) rasvad esinevad põhiliselt seemnetes, sarapuul ja pärnal ka puidus, okste puidus enam; d) suhkrute kujukaks näiteks on mõningate puude kevadine magusa mahla jooks. Puidu füüsikalised omadused. Füüsikalised omadused jagunevad: · Välised omadused: ­ värvus ­ läige ­ tekstuur ­ lõhn · Seesmised omadused ­ niiskus ­ tihedus ­ kuivamine ­ kahanemine ­ paisumine ­ kaardumine ­ elektrilised omadused ­ akustilised omadused ­ soojusomadused Niiskus · Puidu niiskuseks nimetatakse seal leiduvat vett väljendatuna protsentides tema massist. ­ absoluutne niiskus ­ suhteline niiskus
Kui seda väljendada protsentides absoluutselt kuivapuidu massi kohta, saame absoluutse niiskuse sisalduse, kui niiske puidu massist, siis on tegemist suhtelise e. relatiivse niiskusega.
A- B A- B Wabs = × 100 Wsuht = × 100 B A · Niiskuse mõõtmine: ­ kuivkaalu meetodiga
A- B A- B Wabs = × 100 Wsuht = × 100 B A
A ­ niiske puidu mass; B ­ absol. kuiva puidu mass
­ niiskusmõõtjaga mõõtmine Niiskuse liigid puidus: · vaba niiskus (vesi) e. kapillaarne niiskus (C) · seotud niiskus (vesi) e. hügroskoopne niiskus (B) · keemiliselt seotud vesi (A)
A B C Vabaks niiskuseks või veeks e kapillaarseks niiskuseks nimetatakse sellist niiskust, mille juurde juhtimisel üle küllastusastme koguneb vesi luumenisse, soontesse ning õõnsustesse. Küllastuspunkt e. küllastustäpp ­ Puidu rakusein suudab endasse vett imeda ainult teatud piirini , kuni ta niiskusest küllastub. Küllastuspunkt saabub kõikidel puuliikidel ~30 % niiskussisaldusel. Küllastuspunktis on rakuseinad niiskusest küllastunud. Sellist niiskust nimetatakse rakuseintes seotud niiskuseks või seotud veeks e hügroskoopseks niiskuseks. Hügroskoopsus ­ tasakaalustatud niiskus · Hügroskoopsus ­ ainete võime neelata õhust vett. Iga puidutükk ja puitmaterjalid püüavad vastavalt teda ümbritseva õhu suhtelisele niiskusele ja temperatuurile ühtlustada oma niiskust. Kui puitu ümbritseva õhu niiskusolud muutuvad, võtab puidu niiskuse kohandamine tasakaalustatud niiskusele küllalt palju aega, olenedes omakorda ka puidutüki suurusest . Puidu kuivamine ja kuivatamine · Kuivamise alguses eemaldub kõigepealt vaba vesi. Seejärel hakkab kuivama rakusein. See puudutab otseselt puitaine niiskussisaldust ja mõjutab materjali omadusi: algab puidukudede kahanemine ning muutuvad puidu tugevus-, kõvadus- ja elastsusomadused. · Niikaua kui puidu pindmises kihis leidub vaba vett on niiskuse eemaldumine puidu kõigis kolmes suunas sama kiire. Allpool rakuseina küllastuspunkti eemaldub niiskus puidu radiaalsuunas (säsikiirte toimel) 1...2 korda kiiremini kui tagentsiaalsuunas. Pikisuunaliselt, läbi puidu otspindade, eemaldub niiskus aga 5...25 korda kiiremini. Niiskuse eralumise erinevused: - tangentsiaalsuund 1 - radiaalsuund 1-2 - pikisuund 5-25
Puidu erinevate niiskussisalduste nimetused: ­ värske e. toores 88 ­ 100 % ­ poolkuiv 23 ­ 30 % ­ transportkuiv 22 % ­ õhukuiv 15 ­ 20 % ­ ruumikuiv 8 ­ 12 % ­ absoluutselt kuiv 0 % Kahanemine ja paisumine Kui puitu kuivatada alla niiskuse küllastuspunkti, hakkab seotud vesi rakuseintest aurustuma, seega väheneb rakuseinte ruumala. Selline muutus puidus toob omakorda kaasa teatud pingeid materjalis .
Puidu anisotroopsest ja kiulisest ehitusest tingituna on puitmaterjalide kahanemine kõigis kolmes põhisuunas erinev. Üldiselt võib kahanemise suhet kõigis kolmes põhisuunas kirjeldada järgmiselt: tangentsiaalselt : radiaalselt : pikisuunas 2 : 1 : 0,1 Puidu pikisuunas on kahanemine vaevalt märgatav. Puidu kuivatamisel niiskuse küllastuspunktist kuni absoluutselt kuivani (0%) on pikikahanemine olenevalt puuliigist 0,1...0,35%. Tüve ristisuunas on kahanemine tangentsiaal- ja radiaalsuunas erinev.
Tangentsiaalne kahanemine on sageli ligi kaks korda suurem kui radiaalne, nende kahe suuna kahanemissuuruste suhet nimetatakse kahanemise anisotroopiaks. Kahanemise anisotroopia on põhjuseks, miks palgist täisnurkse või ümmarguse läbilõikega laua või lati väljasaagimisel nende vorm ja kuju kuivatades ebakorrapäraselt muutub. Puidu kahanemisel või paisumisel puidus tekkivate sisepingete tagajärjel toimuvad ruumilised muudatused. Öeldakse, et "puit töötab", mis tähendab, et puidutükk kohandab oma ruumala vastavalt niiskuse muutustele. Selline muutus toimub erinevates puiduliikides isemoodi.
· Tugevalt "töötavad" puiduliigid on näiteks pärn ja pöök.
· Keskmiselt "töötavad" on saar, kask, lepp, tamm, vaher.
· Vähe "töötavad" on lehis, mänd, kuusk, jalakas , pappel . Kokkuvõtteks võib märkida järgmist: · rasked puuliigid kahanevad rohkem kui kerged; · sügispuit kahaneb rohkem kui kevadpuit; · lülipuit kahaneb vähem kui maltspuit.
Pragunemine ja kaardumine Puidu ebaühtlane kahanemine kuivamisel nii tang . kui ka rad. lõikes, samuti ka see et välispind kuivab sisepinnast kiiremini, selle põhjusel toimub ristlõikes ebaühtlane niiskuse langus. Puidu kahanemisel tekkinud sisejõud ületavad puidutugevuse piiri ja selle tulemusel toimub puidu lõhenemine. Kaardumine on kuju muutumine ristisuunas ja pikisuunas seoses niiskuse muutumisega. Mõjutavad tegurid: ­ kuivatamisest ­ ristlõike kujust ­ mõõtmetest ­ koore olemasolust ­ saetud materjali aastarõngaste suunast ­ tüveosast
Tihedus Puidu tihedust loetakse üheks tähtsamaks puitu iseloomustavaks füüsiliseks omaduseks. Tihedus on aine mahuühiku mass, st materjali massi ja mahu suhe. ­ kg/m3 (g/cm3) Puit on ehituselt poorne materjal, mille üldruumala sisaldab nii suuri kui väikeseid õõnsusi. Puidu loomulikus olekus tähistatakse puidu tihedust mahukaaluga, seega ühe mahuühiku (puidusubstants koos kõikide õõnsustega) massina. Puitaine massi ja selle kompaktruumala (ruumala, kui puidust on välja pressitud kõik õõnsused) suhet nimetatakse puitaine tiheduseks. Puiduaine põhiline osa on koondatud tselluloosist ja ligniinist koosnevatesse rakuseintesse. Puitaine tihedus on seega puiduliigist olenemata ligikaudu sama, mis tselluloosil (1,58 g/cm³) ja ligniinil (1,40 g/cm³). Puitaine täpne tihedus määratakse puitmaterjali heeliumi sisse asetamisel ning tiheduseks saadakse keskmiselt 1530 kg/m3 (1,53 g/cm3). Kuna puit on hügroskoopne materjal, siis sisaldab ta vähemal või suuremal määral niiskust. Puidu tiheduse puhul peab kindlasti teadma niiskussisaldust, sest tihedus võib erineva niiskuse korral suurtes piirides erineda. Erinevate puiduliikide tihedusi saab võrrelda ainult siis, kui need on määratud sama niiskussisalduse juures. Seega oleks lihtsam kõiki puiduliike võrrelda absoluutselt kuivas olekus (niiskus 0%). Tiheduse mõõtmine: ­ ksülomeetriline viis ­ stereomeetriline viis ­ hüdrostaatiline viis
Tiheduse järgi jagatakse puud: Sõltuvalt puidu tiheduste väärtustest, jagatakse puuliigid kolme gruppi 12 % niiskussisalduse juures: · kerged puuliigid ­ tihedusega kuni 540 kg/m3; · keskmised puuliigid ­ tihedus 550...740 kg/m3; · rasked puuliigid ­ tihedusega üle 750 kg/m3. Vaadeldes aga paarikümne enam levinuma puiduliigi tihedust skaalal jaotustega 0 kuni 1,5 g/cm³ selgub , et kõik kohalikud puidu- liigid jäävad antud skaalal 0,45 ja 0,75 g/cm³ vahele. Millest sõltub tihedus? · kasvukoht · kus tüve osas · vanusest · niiskusest
Niiskussisalduse suurenemine puidus suurendab tema tihedust. Puidu niiskumisel kuni kiuseina küllastuspunktini (30 %), suureneb puidu tihedus aeglaselt. Kuid kui niiskus ületab kiuseina küllastuspunkti, siis hakkab puidu tihedus suurenema, muutudes koos niiskuse sisaldusega proportsionaalselt. Enamusel okaspuudel väheneb tihedus aastarõngaste laiuse suurenedes. Antud väide seletab asjaolu, miks aastarõngaste laiust loetakse üheks oluliseks parameetriks puidu tugevuse visuaalsel hindamisel. Aastarõngaste laius igal konkreetsel puutüvel oleneb väga palju mullatüübist ning kliimatingimustest, kus puu on kasvanud. Suurt tähtsust aastarõngaste moodustumisele omavad ka metsakasvatuslikud võtted (näiteks harvendamine , väetamine), mida puistus rakendatud on, sest nende tulemusena muutub ümbritsev kasvukeskkond ning selle kvaliteet. Kuna I kasvuklassi puud saavad kõige enam valgust, siis on ka nendel kõige laiemad aastarõngad. III kasvuklassi puudel on küllaltki kitsad aastarõngad, kuid selle eest on nende aastarõngastes võrreldes esimese kasvuklassi puudega aga rohkem sügispuitu. Okaspuude puhul suureneb aastarõnga sügispuidu osa suurenedes puidu tihedus märgatavalt. Sügispuidu % 21 25 28 32 38 44 aastarõngas
ihedus kg/m3 400 450 500 550 600 650 Puidu tihedus sõltub suurel määral asukohast puutüvel. Tihedus muutub piki tüve, olles tüve ülemises osas väiksem kui alumises osas. Puidu tihedus võib muutuda ka tüve raadiuse suunaliselt sõltudes nii puu jämeduskasvu kiirusest (aastarõngaste laiusest) kui ka niiskuse sisaldusest. Viimane tegur on otseses sõltuvuses lüli- ja maltspuidu olemasolust. Jälgides männi mahukaalu ja mehaaniliste omaduste muutusi radiaalsuunas, ilmneb seaduspärasus: säsilähedases lülipuidus on omadused minimaalsed, välises lülipuidus osutuvad suuremaks ja suurenevad veelgi maltspuidus.
Poorsus . Poorsus ­ tühimike kogum vastupidine absoluutsele tihedusele. Mida suurem on poorsus, seda väiksem on tihedus. Puidu soojuslikud omadused: ­ puidu erisoojus - soojusmahtuvus ­ soojusjuhtivus ­ puidu temperatuuri juhtivus ­ puidu soojuslik paisumine
Soojusjuhtivus. Soojusjuhtivus iseloomustab aine soojusjuhtivuse võimet ja määrab tunni aja jooksul seina piirdepinnalt 1m2 teisele mineva soojushulga, kui seinte kaugus on 1m ja piirdeseinade temperatuuride vahe on 1oC. Soojusjuhtivuse ühikuks: W/moC Puit on poorse ehitusega materjal. Poorid on täidetud õhuga. Õhk on aga halb soojusjuht ja sellepärast on ka puit halb soojusjuht. Materjal Pikisuund Radiaalsuund Tangentsiaalsuund
Mänd 0,22 0,105 0,09
Tamm 0,29 0,18 0,15
Kask 0,34 0,13 0,11
Saar 0,3 0,19 0,16
Vask 370-400 370-400 370-400
Alumiinium 180 -360 180 - 360 180 - 360
Malm 48 - 55 48 - 55 48 ­ 55
Betoon 1,8 1,8 1,8 Tabelist on näha, et puidu soojusjuhtivus pikikiudu on ligikaudu 1,5 - 3 × suurem, kui teistes suundades. Radiaalsuunas on soojusjuhtivus suurem tangentsiaal suunast 10 - 20 % võrra. Soojuse juhtivust radiaalsuunas soodustab säsikiirte levimine puukoore suunas. Puidul võetakse soojusjuhtivuseks (paljude liikide keskmisena) pikikiudu 0,31 W/m°C ja ristikiudu 0,17 W/m°C. Puidu niiskuse suurenemisel puidu soojusjuhtivus kasvab, sest vesi surub poorides oleva õhu välja, aga vee soojusjuhtivus on 25 korda suurem õhust. Puidu tihedus mõjutab soojusjuhtivust, st mida tihedam puit, seda suurem on soojusjuhtivus. Soojusjuhtivus alaneb puidu tiheduse vähenemisel ja suureneb niiskussisalduse tõusuga. Soojusjuhtivus suureneb allpool puiduniiskuse küllastuspunkti niiskuse 1 % suurenemisel keskmiselt 1,25%.
Soojusmahtuvus. Soojusmahtuvuseks nimetatakse sellist soojuse hulka kilodzaulides, mis on vajalik 1 kg materjali temperatuuri tõstmiseks 1°C võrra. Arvutuse juures erisoojust tähistatakse tähega c ja ühikuks on kJ/kgoC Soojusmahtuvus ei olene puidu tihedusest ja puuliigist, küll aga sõltub suurel määral puidu niiskusest. Absoluutselt kuivas olekus on puidu soojusmahtuvus 1,36 kJ/kg°C 100%-se niiskuse juures on see väärtus 2,77 kJ/kg°C. Temperatuuri tõusuga erisoojus suureneb. +100 °C kasvab c 25 %. Miinus kraadidel on c väiksem, sest jääl on erisoojus väiksem. Puidu temperatuuri juhtivus. Temperatuuri juhtivus määrab puidu võimet ühtlustada temperatuuri kuumutamisel või jahutamisel. Seda omadust iseloomustab temperatuuri juhtivus tegur a (m2/s), mis on võrdne soojusjuhtivuse teguriga , pöördvõrdeline erimahuga ja puidu tihedusega. Puidu niiskuse sisalduse tõusuga temperatuuri juhtivus langeb, mis on seletatav sellega, et õhu temperatuuri juhtivus on tunduvalt suurem vee temperatuuri juhtivusest. Temperatuuri juhtivus kiudude suunas on tunduvalt suurem, kui kiudude ristsuunas. Temperatuuri tõusuga suureneb ka temperatuuri juhtivus.
Soojuspaisumine. Soojuspaisumist väljendatakse paisumisteguriga e koefitsiendiga, mis näitab materjali mõõtude suurenemist puidu temperatuuri muutumisel 1° C võrra. [1/°C] Puidul on omadus soojenemisel paisuda ja jahtumisel kahaneda. Puidu soojuspaisumine on võrreldes selle niiskuspaisuvusega väike, ega oma seepärast praktilist tähendust. Madala soojusjuhtivuse tõttu tõuseb temperatuur puidus suhteliselt aeglaselt. Võrreldes teiste materjalidega on puidu joonpaisumisetegur teiste omast väiksem. Kuival puidul: ­ pikikiudu 2,5 - 5,4 ×10-6 1/°C ­ radiaalsuunas 15 - 30 ×10-6 1/°C ­ tangentsiaalsuunas 30 - 50 ×10-6 1/°C Ristikiudu 10 - 15 korda suurem ja tangentsiaalsuunas 1,5 - 1,8 korda suurem kui radiaalsuunas. See on 1/3 - 1/10 metallide soojuspaisumistegurist. Energiasisaldus e. kütteväärtus. Puitmaterjali energiasisalduseks nimetatakse soojushulka dzaulides, mis on keemiliselt seotud 1 kg puitaines. MJ/kg
Puidu kütteväärtus ei ole eriti suur ja teoreetiliselt on see 19 MJ/kg ning kõigub 19,7...21,4 MJ/kg.
Puidu niiskuse suurenemisel kütteväärtus alaneb, sest puidu põlemisel osa soojust kulutatakse puidus esineva vee aurustamiseks. Puidu absoluutne kütteväärtus erineb puuliikide viisi väga vähe, seepärast määratakse praktika jaoks kütteväärtus mahuühiku, mitte kaaluühiku kohta ja sel juhul on tegemist mahulise ehk suhtelise kütteväärtusega, s.o soojuse kogus, mis saadakse ühe mahuühiku absoluutselt kuiva puidu põlemisel või põletamisel. Suhteline kütteväärtus kõigub puuliigiti, näiteks: ­ tammel 13 MJ/dm3 ­ kuusel 8,6 MJ/dm3 ­ kasel 11,8 MJ/dm3 Suhtelise kütteväärtuse korral saab määravaks puidu tihedus, sest tihedamate puuliikide puit on puitainerikkam ja seega suurema kütteväärtusega. Puidu küttevõime puuliigiti: tamm, saar, vaher, kask, lepp, mänd, haab, kuusk, pärn, pappel. Süttimine ja põlemine. Temperatuuril üle 105°C algab puidu termiline lagunemine. Gaasistumine algab 105°C juures ning kiireneb temperatuuril üle 200°C. Kui kuumus ületab 225°C tekib süttimisallika läheduses leek . Püsiva tule korral tekivad gaasid intensiivsemalt ja 260...275°C juures eraldub juba nii palju soojust, et tuli jääb püsima. Süttimisaega mõjutavad tegurid: · soojuse kestus · proovikeha suurus · tihedus ja soojusjuhtivus (süttimisaeg pikeneb puidu tiheduse suurenemisel) · niiskussisaldus Põlemise käigus tekkinud söekihil on madal soojusjuhtivus ja see kaitseb seespool asetsevat kahjustamata puitu. Selget piiri puusöe ja enamvähem põlemata puidu vahel võib märgata puidutsooni 300°C piiril. Söekihi juurdekasv puidu põlemisel on ca 0,6 mm minutis .
Puidu elektrilised omadused: ­ elektritakistus ­ elektrijuhtivus Kuivas olekus (niiskus 0...5%) on puit hea isolaator . Niiskuse suurenedes tõuseb puidu elektrijuhtivus. Õhukuiv puit (ca 15% niiskust) on pooljuht. Kiuseina küllastuspunktis ja sellest niiskemas olukorras juhib puit elektrit (sellises olukorras läheneb puidu elektrijuhtivus vee elektrijuhtivusele). Elektritakistus iseloomustab elektrit juhtiva materjali elektrivoolu takistust. Eritakistuse mõõduühikuks SI- süsteemis on m. · Absoluutselt kuiva puidu elektritakistus 15°C juures on 1,6 × 1014 m. · Puidul niiskusküllastuspunktis 1 × 105 m. Tangentsiaalses voolusuunas on takistuse väärtused kuni poole võrra väiksemad kui ristikiudu kulgevale voolusuunale. Temperatuuri tõusul ja ka puidu sooladega immutamisel takistus väheneb.
Elektrijuhtivuseks nimetatakse materjali võimet juhtida voolu mis on pöördvõrdeline tema elektrilise takistusega. Puidu akustilised omadused: ­ helijuhtivus ­ heli läbilaskvus ­ resonants Helijuhtivus: Puidu helijuhtivust iseloomustatakse heli levimise kiirusega [m/s]. Sõltub: ­ elastsusmoodulist ja tihedusest ­ puidu kiudude suunast, kõige kiiremini levib heli puidu kiudude suunas, aeglasemalt radiaal - ja kõige aeglasemalt tangentsiaal suunas ­ heli levimise kiirus sõltub ka puuliigist temperatuuri tõus takistab ja niiskussisalduse kasv aeglustavad heli liikumise kiirust puidus. Puuliik pikikiudu radiaalsuunas tangentsiaalsuunas. Mänd 5030 1450 850 Nulg 3600 1525 860 Tamm 4175 1665 1400 Õhk 330 330 330 Teras 5000 5000 5000
Toores ja mäda puit juhib heli tunduvalt vähem kui terve ja kuiv puit. Seda moodust kasutatakse sisemädanike kindlakstegemiseks kasvavatel puudel, mädaniku esinemisel tekib kume heli ja kuival puidul valju heli.
Puidu helijuhtivus on negatiivseks nähtuseks siis kui seda kasutatakse ehitusmaterjalina ja positiivseks kui kasutatakse muusikainstrumentide valmistamisel. Heliläbilaskvus: Puidu heli läbilaskvus võrreldes teiste ehitusmaterjalidega on suhteliselt suur. Puidust seinal paksusega 25 cm on heli läbilaskmistegur 0,65, sama sein betoonist, siis selle läbilaske tegur on 0,11.
Resonantsomadused: Puidu resonantsi omaduseks nimetatakse omadust tugevdada häält või heli ilma hääletooni muutmata.
Seda omadust kasutatakse muusikariistade juures, kõlakastide ja kõlalaudade valmistamisel. Kõige laiema kasutamise on saanud kuusk, nulg ja seedri puit. Puidu resonantsomadused sõltuvad puidu ühtlasest ehitusest ja tihedusest. Mida kitsamate aastarõngastega ja mida ühtlasem on nende asetus , seda kõrgem on puidu võime resoneerida. Kõige sobivam on selline puit, millel sügisosa % on 5...20 ja aastarõngaste laius 1...4 mm.
Välised omadused Puiduvärvus Puiduliikide värvuste skaala ulatub kollakasvalgest kuni pruuni või punakani. Õhu ja päikese toimel tumeneb suurem osa puiduliikide puitu aja jooksul (näiteks mänd). Lepp on värskelt raiutuna peaaegu valge, kuid õhuga kokku puutudes muutub õige pea punaseks. Puidulõhn Teatud puuliikidel on tänu lülipuidus leiduvatele eeterlikele õlidele, vaikudele ja parkainetele eriline lõhn. Värskelt raiutult ja niiskes olekus eritub lõhna tugevamalt, kuid mõnel puuliigil on ka kuivana lõhn säilinud, näiteks kadakas . Lõhnatud puud on kuuse küpspuit, mida kasutati toiduainete pakkimiseks , kuna see puit ei sisalda aromaatseid aineid, mis võiksid toidu maitset mõjustada. Pöök ja pärn on lõhnatud.
Puiduläige Töödeldud puidupinnal tuleb läige esile radiaallõikes, kuna seal on säsikiired kõige paremini nähtavad. Tangentsiaalpind on harilikult läiketu ja tüve ristlõige hoopis matt. Puidu mehaanilised omadused. Puidu mehaaniliseks omaduseks nimetatakse puidu võimet avaldada vastupanu välistele mehaanilistele jõududele. Välisjõud võivad olla: · staatilised · dünaamilised · vibratsioon · pikaajaliselt mõjuvad Staatilised jõud e koormused toimivad sujuvalt , ühes suunas, jäädes suuruselt kas püsivateks või vähesel määral kasvavad. Dünaamilised e löögilised jõud (koormused) toimivad mingile kehale palju kordi ­ korduvalt ja täie jõuga. Kui dünaamiline koormus mitmekordselt muudab oma suunda ja suurust, siis nimetame seda vibratsioon koormuseks. Pikaajalised koormused on niisugused koormused, mis mõjuvad kehale väga pika aja jooksul. Deformatsioon . Kõik materjalid muudavad välisjõudude teatud suuruse mõjul oma kuju ja mõõtmeid. Materjali e. keha kuju muutumist välisjõudude mõjul nimetatakse deformatsiooniks. Deformatsioon, mis kaob kui lakkab välise jõu toime, nimetatakse elastsuseks. Pinge. Välisjõud püüavad muuta keha kuju ja mõõtmeid, püüavad lõhkuda sidemeid tema osakeste vahel. Samal ajal materjal osutab välisjõududele vastupanu. Sellist jõudu, mis tekib materjalis välisjõudude mõjul nimetatakse pingeks. Väliste jõudude kasvamisel pinged materjalides kasvavad seni, kuni ületavad materjali osakeste sidestustugevuse piiri ning materjal puruneb. Koormust, mis tekitab keha purunemise nim. purustavaks koormuseks. Pinget, mis esineb kehas enne purunemist, nim. tugevuse piiriks . Suurimat pinget, mille katkemisel veel materjali mõõdud ja kuju taastuvad , nimetatakse elastsuse piiriks.
Deformatsioonide põhiliigid. Välisjõud võivad mõjuda puidule erinevalt, seepärast tekivad ka puidus ka erinevad sisepinged ja deformatsioonid . Nende seas põhilisteks on: tõmme, surve, paine, vääne, nihe . Kuna puit on anisotroopne materjal (omab erisuundades erinevaid omadusi), siis uuritakse puidu mehaanilisi omadusi erisuundades e. eritasapindades. Mehaanilised omadused: Tugevus - on puidu omadus taluda väliskoormusi, seejuures purunemata. Kõvadus - puidu omadus osutada vastupanu teise tugevama keha sissetungile. Jäikus - omadus säilitada kuju ja mõõtmed mehaaniliste mõjutuste korral. Elastsus - puidu omadus taastada oma kuju ja mõõtmed välisjõudude mõju lakkamisel. Plastilisus - omadus säilitada purunemata muudetud kuju ja mõõtmed. Voolavus - on materjali võime plastiliselt deformeeruda koormuse mõjul, mis teatud mõttes ületab plastilise tugevuse piiri. Löögisitkus - on tehnikas võetud tinglik mõiste, mis iseloomustab materjali omadust löögikoormuste mõjul neelata tööd, seejuures purunemata.
Elastsus ja jäikus. Elastsus on teatud materjalist keha võime välisjõudude mõjul deformeeruda ( pike ), kusjuures nende mõjude lakkamisel keha esialgne kuju taastub (deformatsioon kaob). Kui proovikeha mõjutatakse välise tõmbejõuga, siis materjali elastsuse tõttu see veidi pikeneb. Kui vardale mõjub mõõdukas koormus, taastub välisjõu eemaldamisel selle lähtepikkus. See toimub elastsusprintsiibi alusel. Taolise koormuse juures on pinge ja deformatsioon proportsionaalsed . Kui aga proportsionaalsuspiir ületatakse ja seejärel koormus eemaldatakse, säilib jäävpikenemine. Purunemiskoormus
Elastsus ja jäikus. Proportsionaalsuse piir Proportsionaalsuspiir Jäävpikenemine Pinge
Elastsuspiirkond Tugevuspiir
Pikenemine Varda deformatsiooni nimetatakse suhteliseks pikenemiseks, mis määratakse proovikeha pikkuse juurdekasvu (pike) ja tema algpikkuse suhtega.
L Venivus - = L
Elastsuspiirkonnas saab igale materjalile määrata materjali iseloomustava suuruse E (elastsusmoodul). E iseloomustab materjali elastsust , mida määratakse pinge ja sellele vastava elastse deformatsiooni suhtega, eeldades, et kehtib proportsionaalsus. Teoreetiliselt võib öelda, et E on selline tõmbepinge, mida oleks vaja rakendada, et tõmbekoormuse all olev varras pikeneks kaks korda. Puidu elastsus sõltub puuliigist, tihedusest, niiskuse sisaldusest ja koormuse suunast kiudude suhtes.
Deformatsioon on väiksem suurema tiheduse puhul ja suureneb niiskuse, rakendatava koormuse ja kiudude nurga suurenedes. Puidu elastsusmoodul on pikikiudu koormuse puhul 7000...12 000 N/mm², ristikiudu aga ainult 200...500 N/mm². Mida suurem on E- moodul , seda väiksemad on deformatsioonid. Jäikus on keha võime avaldada välisjõududega deformeerimisele vastupanu materjali elastsuspiiri ulatuses. Jäikust iseloomustab materjali elastsusmoodul. Kui kehale mõjuvad ainult nihkepinged, siis kasutatakse terminit materjali nihkeelastsusmoodul G, mis iseloomustab samuti materjali jäikust. Männi- ja kuusepuidu G pikikiudu 350...450 N/mm². Koormuste eritüübid. Sõltuvalt puitkonstruktsioonile rakenduva koormuse suunast, võivad materjalis tekkida erinevat tüüpi pinged, seega esinevad ka erinevad tugevused. Neist sagedasemad on tõmbe-, surve-, painde- ja nihketugevused, tähtsad on ka löögi- ja lõhestamistugevused ning kõvadus. Puidu mehaanilised omadused. Puidu survetugevus . Pidutehnoloogias jaotatakse puidule mõjuvad jõud välisteks ja sisesteks jõududeks. Jõud võivad puiduosakesi mõjutades põhjustada tõmbe- või survepingeid, mille tulemusena puiduosakesed jõudude mõjumise suunaliselt surutakse kokku ning jõudude toimel puidukiud moonduvad või murduvad. Seega võivad survejõud mõjuda nii piki puidukiude (radiaal- ja tangentsiaalsuunaliselt) kui ristikiudu. Survejõudude mõjul puidukeha esmalt surutakse kokku (väheneb kõrgus), seejärel ületades elastsuspiiri, deformeerub . Deformatsiooni iseloom sõltub puidu niiskussisaldusest ning ehitusest. Survetugevus (MPa) Tihedus, Puuliik kg/m3 pikikiudu tangentsiaalsuund radiaalsuund
mänd 590 77 13 7
kuusk 450 57 7 6
Erinevate puude tugevuspiir on erinev 40-55 MPa. Keskmiselt 50 MPa 12% niiskussisaldusel. Toakuival puidul on 2-2,5 korda suurem kui värskelt raiutud puidul.
Puidu survetugevus ristikiudu on väiksem keskmiselt 5...10 korda survetugevusest pikikiudu. Piirides 4-15 MPa. Puidu tõmbetugevus. Riketeta puidu tõmbetugevus on, võrreldes teiste tugevuse liikidega, kõige suurem pikikiudu. Vigadeta männi- ja kuusepuidu pikikiudu tõmbetugevus on, võrreldes nende survetugevusega, peaaegu topelt suurem. Ristikiudu on see aga ainult murdosa pikisuuna tugevustest. Tõmbetugevust mõjutab eriti puidu kaldkiulisus , seega ka oksad, mille ümber esineb alati tugevat kaldkiulisust. Puidu kõrge tõmbetugevus jääb praktiliselt kasutamata, sest katsetuste läbiviimisel enne puidu rebenemist, esineb tihti nihke või muljumise deformatsioone. Puidu tõmbetugevus erinevatel puuliikidel on keskmiselt 120 ­ 150 MPa. Puidu tõmbetugevus ristikiudu moodustab 1/20 tõmbetugevusest pikikiudu s.t. keskmiselt 2,5 ­ 7,0 MPa. Radiaalsuunas on see suurem kui tangensiaalsuunas, okaspuudel ca 10-50 % ja lehtpuudel ca 20...70 % . Suurimat tugevust omavad kõvad hajulisoonelised puuliigid järgnevad rõngassoonelised ja pehmed hajulisoonelised puuliigid. Puidu paindetugevus . Paindetugevus on kombinatsioon tõmbe- ja survetugevusest. Selle väärtus riketeta puiduproovis jääb arvuliselt tõmbe- ja survetugevuse väärtuste vahele. Kahel toel asetseva tala koormamisel keskelt välisjõuga surutakse tala ülemine pind kokku, ning alumine pind venitatakse veidi pikemaks. Painde tugevus on keskmiselt on 80 ­ 100 MPa. (väikekatseklots) Pikematel ca 2...3 meetrit on see 2 korda väiksem. Survetugevusest moodustab 60-70 %. Radiaal- ja tangentsiaal paindetugevuse erinevust on okaspuudel 10-12 % mis tangentsiaal suunas vastupidavam.
Puidu tehnoloogilised omadused. Puidu tehnoloogiliste omaduste all vaadeldakse omadusi mis on seotud töötlemisega nendeks on: löögisitkus, kõvadus, kulumiskindlus, metallkinnituste kinnihoidmise võime, lõikeinstrumentidega töödeldavus, puidu paindumisvõime. Puidu löögisitkus. Puidu hapruseks nimetatakse materjali omadust ootamatult puruneda löögikoormuste mõjul. Löögisitkus on haprusele vastupidine omadus. Materjali löögisitkuseks nimetatakse löökpainde minimaalset tööd, mis on vajalik proovikeha üheainsa löögiga purustamiseks . Eritöö tangensiaalsuunas on 20...50 % väiksem kui radiaalsuunas. Kõvadel lehtpuudel on see 2,5 × pehmetel 1,5 × suurem kui okaspuudel Eritöö erinevate puuliikide kohta on 20 - 50 kJ/m2. Lehtpuud on oma ehituse tõttu 1,5 - 2 korda sitkemad okaspuudest. Sitke puidu murdepind on pikakiuline, hapra puidu murdepind nö põiki "raiutud" või trapetsikujuline ja ilma kildudeta. Proovikehade löögisitkus sõltub kiudude suunast. 10°-se kaldkiulisuse juures kaotavad vardad ligi 50% oma sitkusest. Puidu kõvadus. Sõltuvat ristpinna kõvadusest kõik puuliigid jaotatakse kuute rühma: Väga pehmed puuliigid ­ otspinna kõvadus kuni 3500 N/cm2 (haab, kuusk, pärn, pappel, mänd) Pehmed puuliigid - otspinna kõvadus kuni 3500- 5000 N/cm2 (lepp, kask, kadakas, toomingas ) Keskmiselt kõvad puuliigid ­ 5000-6500 N/cm2 (jalakas, sarapuu, remmelgas) Kõvad puuliigid - otspinna kõvadus 6500-10000 N/cm2 (lehis, tamm, vaher, saar, pihlakas , õunapuu). Väga kõvad puuliigid - otspinna kõvadus üle 10000-15000 N/cm2 (pöök, sirel , pukspuu). Ülikõvad puuliigid ­ üle 15000 N/cm2 ( eebenipuu , guajakipuu) Lehtpuudel on ristpinna tugevus 30%, okaspuudel 40% kõrgem radiaan- ja tangentsiaalpindade kõvadusest.
Hõõrdetakistus. Hõõrdetakistus on suurem tihedamatel ja peenemate pooridega puidul, ka niiskussisalduse vähenemine suurendab hõõrdetakistust. Hõõrdumise seisukohast on puidu ristlõikepind kõige tugevam ning seepärast kasutatakse seda näiteks nn "pakkpõranda" pinnana. Paremuselt järgmine on puidu radiaalpind. Kõige nõrgema hõõrduvusega on tangentsiaalpind.
Lõhestuvus. Lõhestuvuseks nimetatakse puidu tükeldamist kiilutaolise tööriistaga, ilma et selle käigus laaste või saepuru tekiks. Puitu saab lõhestada ainult pikikiudu, ristikiudu pole see võimalik. Puitu on kergem lõhestada, kui tööriista tera suunata radiaalselt, sest säsikiired kergendavad tükeldamist. Tangentsiaalsuunas on see toiming 2 kuni 3 korda raskem. Mitmesuguste faktorite mõju puidu omadustele Puidu anatoomilise ehituse mõju. Puidu tugevusomadustele suurt mõju avaldab sügis- ja kevadpuidu vahekord temas. Sügispuidu tugevusomadused on 2...3 korda suuremad kui seda kevadpuidul. Männi sügispuidu protsendi kasvamisel 21...38%, suureneb survetugevus kaks korda. Aastarõngaste laiuse mõju. Puidu omadused sõltuvad aastarõnga laiusest. Uurimustega on kindlaks tehtud igale puuliigile optimaalne aastarõnga laius, mil tugevusomadused on maksimaalsed. Männi korral on selleks suuruseks 0,7...1,6 mm, lehisel 0,4...1,4, kuusel 0,3...2,0 mm. Säsikiirte mõju. Suurte säsikiirtega lehtpuuliigid on suurema survetugevusega risti kiudu . Pikikiudu väiksem survetugevus on seletatav sellega, et säsikiire rakud koosnevad nõrgematest rakkudest ja nende side puidukiududega on nõrgem kui seda on kiududel omavahel. Tiheduse mõju. Tihedus, iseloomustades raku seinte massi mahu ühikus, on üheks põhiliseks faktoriks, mis määrab puidu surve- ja paindetugevuse. Tiheduse suurenedes need nimetatud omadused suurenevad. Tamme survetugevus tihedusel 660, 710 ja 770 kg/m3 olid vastavalt 42,0, 51,5 ja 52,4 MPa ning paindetugevus on 84,3, 98,4 ja 111,0 MPa. Puu vanuse mõju. Vanuse suurenemisega puidu mehaanilised omadused suurenevad, kuid mitte kõigi omaduste kohta see ei kehti. Omaduste kasvamine toimub teatud piirini ja siis edasi toimub juba nende langemine . Selleks piiriks männil arvestatakse 150...200 aastat. Seletatav on sellega, et üleseisnud puude viimased aastarõngad on väga kitsad ja lisaks sellele on sügispuidu protsent nendes väga väike. Kasvukoha tingimuste mõju. Puude kasvu klimaatilised tingimused oluliselt mõjutavad puidu omadusi. Igale puuliigile sobivad teatud regioonid kõige paremini, millistes kasvanud puu puidu omadused on parimad. Põhjas kasvanud männi puit on kõrgemate mehaaniliste omadustega lõunas kasvanust. Mullastiku tingimused, millistes nad kasvavad. Mida parem kasvukoht, seda paremad on puidu omadused. Temperatuuri mõju. Kõrgete temperatuuride mõjul puit muutub hapraks ja see vähendab puidu löögilist paindetugevust. Eriti terav on see lehtpuuliikide korral. Puidu mehaanilised omadused madalate temperatuuride korral toimivad järgemiselt: külmunud puidul suureneb survetugevus ja lõhestustugevus, kuid alaneb löögiline paindetugevus. Muutused on seda suuremad, mida suurem on puidu niiskuse protsent. Aurutamise mõju. Puidu lühiajaline aurutamine normaalsel rõhul mehaanilisi omadusi ei mõjuta, küll aga rõhu suurenemisel 1,5 atmosfäärini juba 1...2 tunni jooksul alandab mehaanilisi omadusi survetugevuse korral piki kiudu ja paindetugevusel 6%. Aurutamisel väheneb aga puidu hügroskoopsus.
Vee mõju. Lühiajaline niiskumine ei avalda peaaegu mingit mõju tehnilistele omadustele.
Ainult pikemaegne puidu vees olek viib alla tugevusomadused, sest selle aja jooksul toimub puidu kiudude leostumine ja hüdrolüüs. Hapete, leeliste ja gaaside mõju. Happed ja leelised vähendavad puidu mehaanilisi omadusi ja seda enam, mida tugevam on kontsentratsioon ning kestus. See võib olla kuni 50%.
Gaaside pikaajaline toime järkjärgult hävitab puitu. Kahjustatud puit muudab alul värvi, siis hakkab pudenema, peale pudenemist protsess kordub. Puidurikked Puiduriketeks nimetatakse mitmesuguste tegurite mõjul puidus tekkinud muudatusi ja kõrvalekaldumisi puidu normaalsest ehitusest, mis alandavad puidu kvaliteeti või teevad puidu kas osaliselt või täielikult kasutuskõlbmatuks. Tavalised puidurikked on: · puu kasvamisel tekkinud kõverus, kaldkiulisus, salmilisus, kasvaja, okslikkus, · puu kasvamise ja puitmaterjalide säilitamise ajal seente, putukkahjurite või ilmastiku tekitatud kahjustused on mitmesugused puidumädanikud, külmalõhed, tõugurikked, · puidu niiskusesisalduse muutumisega tekivad rikked ­ lõhenemine, kaardumine, kõmmeldumine, · puidu töötlemisel tekivad rikked ­ killu lahti murdumine, sisselõige, kaldlõige.
Puidurikete mõju tehnilisele kõlblikkusele sõltub rikke iseloomust ja sortimendi kvaliteedinõudeist. Seetõttu tuleb praktiliselt riketeks lugeda selliseid vigastusi ja normaalsest ehitusest kõrvalekaldumisi, mis alandavad metsamaterjalide kvaliteeti alla lubatud normide. Erandina suurendavad mõned puidurikked puidu väärtust (dekoratiivsust), näit. salmilisus ja kasvajad. Puidurikete liigitus ja tunnused. Oksad Oksad on bioloogiliselt paratamatuteks puiduriketeks. Metsamaterjalides nimetatakse oksteks tüvepuitu sulgunud elavate või puu elu kestel väljasurnud okste alusosi, mis pärast tüve laasimist on nähtavad iseseisvaid kontsentrilisi aastarõngaid omavate puiduosadena. Avatud oks ­ ümarmetsamaterjali külgpinnale väljuv oks (oksa aluosa, mis jääb palgi külgpinnale peale laasimist) Umboks ­ surnud ja varisenud või laasitud oksa tüügaste ülekasvamisel elusate puidukihtidega, ta ei ulatu tüve välispinnale, kuid on märgatav puhetiste ja haavandlaikude tõttu. Okste rühmitamine · Oksarühm (koondoksad) ­ oksarühma moodustab vähemalt 4 üle 12 mm läbimõõduga oksa, mis asetsevad 150 mm pikkusel saematerjali küljel või serval. · Hajali oksad ­ oksad, mis ei moodusta oksarühmi, loetakse hajali oksteks. · Ühekülgne oks - see on oks, mis avaneb sortimendi ühele või kahele lähisküljele. · Läbiv oks - oks, mis ulatub sortimendi kahele vastasküljele. Okste liigid · Ümaroks on oma pikitelje suhtes läbi lõigatud sellise nurga all, et suurema ja väiksema läbimõõdu suhe ei ole üle kahe (EVS kuni 1,5). · Ovaaloks on oma pikitelje suhtes läbi lõigatud sellise nurga all, et suurema ja väiksema läbimõõdu suhe on suurem kahest, kuid väiksem neljast (EVS 1,5 kuni 4). · Piklik oks (Pikkoks) on läbi lõigatud piki oma pikitelge või selle suhtes sellise nurga all, et suurema ja väiksema läbimõõdu suhe on suurem neljast. · Külgoks (Küljeoks) on laua küljele ulatuv oks. · Servoks (Servaoks) on laua servale ulatuv oks. · Kantoks (Kandioks) on laua kandile ulatuv oks. · Otsoks on otspinnale ulatuv oks. · Õmblusoksaks nimetatakse sortimendi külge kogu selle laiuses läbivat piklikku oksa. · Tiiboks ­ kandioks. Mis on lõigatud selliselt, et küljel on oksa suurima ja vähima läbimõõdu suhe suurem kui 4. · Sõrgoks - kaks tiib - või pikkoksa, mis on nähtavad samal küljel ja lähtuvad ligikaudu samast punktist. · Kokkukasvanud oksa aastarõngad moodustavad ümbritseva puiduga ühtse terviku oksa läbilõike ümbermõõdust mitte vähem kui 3/4. · Osaliselt kokkukasvanud oksa aastarõngad moodustavad ümbritseva puiduga ühtse terviku 1/4...3/4 oksa läbilõike ümbermõõdust. · Kokkukasvamata oksa aastarõngad ei ole ümbritseva puiduga kokku kasvanud või on sellega kokku kasvanud vähem kui 1/4 ulatuses oksa läbilõike ümbermõõdust. · Väljalangev oks (Irdoks) on selline kuivanud oks, mis ei ole kokku kasvanud ümbritseva puiduga. · Elusa oksa puit on mädanemistunnusteta, ümbritseva puiduga samatooniline või heledam. · Hele elusoks - elusad oksad, mille puidu värvus on lähedane oksa ümbritseva puidu värvusele. · Tume elusoks - elusad oksad, mille puit on rikkalikult läbi imbunud vaigu, parkainega ning on tunduvalt tumedam ümbritsevast puidust. · Elus lõhenenud oks - elusoks, millel on üks või mitu lõhet. · Kõduoks on täielikult või osaliselt lagundunud sellise astmeni, kus puit on kaotanud normaalse struktuuri ja kõvaduse, pudeneb kergesti sõrmede vahel, sageli on säsiõõnega, kuid oksa ümbritsev puit on elus. Kõdunenud osa hõlmab kuni 1/3 oksa ristlõikest. · Pehkoksa lõikepinnast on kuni 1/3 mädanikuga. Kahjustatud osa ei ulatu sügavamale kui 2...3 cm. Pehkoks on ümbritsetud terve puiduga, säilitab oma kuju. · Tubakoksaks nimetatakse oksa, mis on muutunud hallikaspruuniks või kirjuks massiks ja on pulbriks hõõrutav. · Mädaoks ­ mädanikust kahjustatud oks. · Silmoks ­ sissekasvanud või osaliselt sissekasvanud terve ümar- või ovaaloks maksimaalse läbimõõduga 5 mm. · Silmokste kogum ­ tihedalt üksteise kõrval paiknevate silm okste grupp. Lõhed Puidurikete rühm, kuhu on koondatud rikked, mida iseloomustab puidu rebenemine piki kiude. Kahjustuse iseloomu järgi jaotatakse lõhesid säsi-, ring-, külma- ja kuivamislõhedeks.
Lõhede liigid · Säsilõhed - lüli- või küpspuidus esinevad radiaalsuunalised lõhed, mis eemalduvad säsist ja on materjali pikkuses teatud ulatusega. Ümarmetsamaterjalidel on nähtav otspindadel, kuid lõhed külgpindadele ei ulatu. Saematerjalidel nähtav nii ots- kui ka külgpindadel, kus nähtav pikkade katkenud lõhede joonena , jaotatult kitsaste vaheribadega. · Lihtsäsilõhed - koosnevad ühest või kahest lõhest, nähtavad samal tasapinnal materjali mõlemal otsal. · Liitsäsilõhed - koosnevad ühest või mitmest lõhest, nähtavad materjali otstel eritasapindadel. · Külmalõhed - välised radiaallõhed, mis tekivad kasvava puu tüvel talvel madalate temperatuuride mõjul. · Kuivamislõhed - metsamaterjalide kuivamisel ilmnevad välised radiaallõhed, tekivad toores puidus kuivamisel ebaühtlase kahanemise ja sisepingete tõttu. Säsi- ja külmalõhedest on nad lühemad. · Ringlõhed - lüli- ja küpspuidus esinevad lõhed, mis kulgevad mööda kasvava puu aastarõngaid teatud ulatuses. Ümarmaterjalidel on see nähtav tüükaotsal lookjate või rõngasjate lõhedena, saematerjalidel otspindadel kaarlõhedena ja külgpindadel pikilõhedena. · Külglõhed - lõhed, mis asuvad sortimendi külgpinnal või külg- ja otspinnal. · Külgpinnalõhed ­ lõhed, mis esinevad saetud toodete külgpinnal või külg- ja otspinnal. · Servlõhed ­ lõhed, mis asuvad saetud toodete servas ja otspinnal. · Otslõhed - lõhed, mis asuvad sortimendi otspinnal, kuid ei ulatu külgpinnale. · Pinnalähedased lõhed - lõhed, mille sügavus ei ületa 1/10 sortimendi paksust. · Sügavlõhed - lõhed, mille sügavus on üle 1/10 sortimendi paksusest, kuid ei välju teisele külgpinnale. · Läbivad lõhed - lõhed, mis ulatuvad mõlemale sortimendi küljele. · Kitsad lõhed - lõhed, mille laius ei ületa 0,2 mm. · Laiad lõhed - lõhe laiusega üle 0,2 mm. · Pikselõhed - radiaallõhe või mitmesuguse sügavusega renn puu tüvel, millega kaasnevad puidukihtide pikad killud ja rebendid. Kahjustus ulatub puu kogu pikkusele ­ ladvast kuni juuremõigasteni. Tüve vormirikked. Koondelisus on ümarsortimendi läbimõõdu või servamata laua laiuse järkjärguline vähenemine kogu selle pikkuses tüükast kuni ladvani, mis ületab 1 cm suurust normaalset koonet 1 m kohta. Tüüakus on ümarmaterjali tüükaosa läbimõõdu või servamata saematerjali laiuse järsk suurenemine, kui tüükalõike läbimõõt (laius) ületab vähemalt 1,2 kordselt tüükalõikest 1 m kaugusel mõõdetud läbimõõdu. Ümartüüakus ­ tüükalõige ringi või sellele lähedase kujuga . Ribitüüakus e. kurmulisus ­ tüükalõige ebakorrapärase tähtjas- sagaralise kujuga. Tüve ovaalsus - vorm, kus ristlõike suurim läbimõõt on vähemalt 1,5 korda vähimast läbimõõdu suurem. Kasvaja e pahk - tüve kuju ja mõõtmete järsk paiklik paksenemine, millele kaasneb puidu salmilisus. Esineb kõikidel puuliikidel, sagedamini lehtpuudel. Kõverus - sortimendi kõverdumine pikisuunas. Paindesuuna järgi eraldatakse liht- ja liitkõverust. Lihtkõverus on iseloomustav ainult sortimendi ühe paindega. Liitkõverus on iseloomustatav sortimendi mitme paindega (kõverdumine sama tasapinna mitmes kohas või mitmel tasapinnal. Puidu ehituse rikked Kaldkiulisus e kaldsüülisus on puidukiudude kõrvalekaldumine sortimendi pikiteljest. Esineb kõikidel puuliikidel, okaspuudest sagedamini männil, kuusel ja lehisel. Olenevalt kiudude suunast jaguneb rike tangentsiaalseks (looduslikuks) ja radiaalseks (tehislikuks) kaldkiulisuseks. Tangentsiaalne kaldkiulisus - kõrvalekaldumine puidu normaalsest ehitusest, mis väljendub puidu keermekujulises ladestumises. Olenevalt kiudude suunast eristatakse vasak- ja parempoolset kaldkiulisust. Radiaalne kaldkiulisus - puidukiudude ja aastarõngaste kõrvalekaldumine radiaalsuunas. Radiaalne kaldkiulisus on iseloomulik saematerjalidele ja spoonile, mis tekib kõverate, koondeliste ja tüüakate ümarmetsamaterjalide pikisaagimisel. Ränipuit on puiduehituse paikne muutumine okaspuuliikide tüve- ja oksapuidu aastarõngaste sügisosa järsu paksenemise ja nende kõvaduse suurenemise tõttu (surve tsoonis). Paikne ränipuit - esineb üksikute loogakujuliste aladena, haarates üht või mitut aastarõngast. Lausränipuit - esineb enamvähem ulatuslike ülepinnaliste aladena, hõlmates suurema osa aastarõngastest. Ränipuit asetseb tavaliselt ühel pool säsi, mille tõttu aastarõngad on ladestunud ekstsentriliselt. Tõmbepuit ­ lehtpuude puidu ehituse muutus tüve ja okste venitatud osas, mis avaldub aastarõngaste järsus laienemises . Tõmbepuit tekib samadel põhjustel nagu okaspuudel ränipuit, s.t. vastureaktsioonina välistele jõududele, mis püüavad deformeerida puu tüve või selle üksikuid osi. Erinevalt ränist esineb tõmbepuit lehtpuudel venitatud (ülemises) tüve või okste osas ja kogu puu tüves kui puu on kaldu, allub valdava tuule suunale, lumekoormusele või kasvab nõlval. Salmilisus on puidukiudude looklev või segipaisatud asetus. Ilmneb ümarmaterjalidel koore ehituses või puidu lainelises mustris, saematerjalidel ja vineeril aastaringide looklevas asetuses. Esineb kõikidel puuliikidel, sagedamini lehtpuudel, peamiselt tüüakaosas. Lainelist salmilisust iseloomustab puidukiudude enamvähem korrapärane laineline asetus. Esineb peamiselt tüve alumises osas. Sasist salmilisust iseloomustab puidukiudude korrapäratu segipaisatud asetus. Esineb kasvajate, okste ja uinuvate pungade lähedases asuvas puidus. Looge on okstest või mõlust põhjustatud aastarõngaste paikne kõverdumine. Ühepoolne looge ulatub välja sortimendi ühele või kahele kõrvutiolevale pinnale. Läbiv looge ulatub sortimendi kahele vastaspoolsele pinnale. Silmad on võrseks arenemata uinuvate pungade jäljendid. Silmade läbimõõt ei ületa 5 mm. Hajali silmad paiknevad üksikult ja on üksteisest üle 10 mm kaugusel. Grupilised silmad on koondunud 3 või enama silma kaupa ja asuvad üksteisest mitte üle 10 mm kaugusel. Heledad silmad - nende puit on lähedane ümbritseva puidu värvusega. Tumedad silmad - nende puit on tunduvalt tumedam ümbritsevast puidust. Vaigupesa - vaiguga täidetud õõnsused aastarõngaste vahel. Ühekülgne vaigupesa - vaigupesa, mis väljub sortimendi ühele või kahele lähispinnale. Läbiv vaigupesa - vaigupesa, mis väljub sortimendi kahele vastaspinnale. Säsi on kohevatest parenhüümrakkudest koosnev kitsas tüve keskosa. Iseloomuliku pruuni või ümbritsevast puidust heledama värvusega. Kaksiksäsi on kahe või enama säsi olemasolu sortimendis . Nihkunud säsi - säsi ekstsentriline paigutus . Tulioks - kasvus kängujäänud (kuivanud) teine latv või terava nurga all kasvav oks, mis ulatub pikalt puitu. Kuivkülgsus - tüve välispinna ühepoolne kuivanud puidu ala. Tavaliselt tekib ulatuslikuma koore vigastuse tagajärjel. Mõlu - ülekasvanud kuivanud puidu ala puutüves, mille pinnal on radiaalne lõhe. Lahtine mõlu avaneb sortimendi külgpinnale või sortimendi külg- ja otspinnale. Ühekülgselt lahtine mõlu - lahtine mõlu, mis avaneb sortimendi ühele või kahele lähispinnale. Läbiv lahtine mõlu - lahtine mõlu, mis avaneb sortimendi kahele vastaskülgpinnale. Kinnine mõlu - avaneb ainult otspinnale ja on ülekasvanud. Kokkukasvanud mõlu ­ kinnise mõlu jäljend väljavenitatud salmilise puidu alana spooni pinnal. Hele mõlu - mille puit on värvuselt lähedane ümbritsevale puidule. Tume mõlu - mille puit on tumedam ümbritsevast puidust. Vähk - kasvava puu tüve pinnale parasiitseente ja bakterite tegevuse tagajärjel tekkinud haavand . Avatud vähk ­ tasase või süvistunud põhjaga, astmeliste servade ja voldilise välisäärega. Suletud vähk ­ ebanormaalselt paksenenud kahjustatud koore- või puidurakkudega kinnikasvanud haavand. Tõrvaslaik - tugevasti vaiguga läbiimbunud tüve osa. Väärlülipuit - mitmesuguse värvivarjundi, kuju ja intensiivsusega tumedalt värvunud tüve siseosa, mis tekib kasvavatel puudel. Tüve ristlõikel ta on ümariku, tähtja või sagarikujulise kujuga, mõnikord ka ekstsentriline. Laiksus - maltspuidu paikne värvusmuutus laikude ja vöötidena, mis on lähedane lülipuidu värvusele. Tangentsiaallaiksus ­ piki aastarõngaid väljavenitatud laigud. Radiaallaiksus ­ pikilõikes nähtav kitsaste piklike vöötidena, mis mõlemast otsast on kiilukujulised . Väärsäsi - aastarõngaste piiril asetsev kobedatest rakkudest koosnev lühem või pikem joon või riba, mis kujutab endast mõningate putukate tõugukahjustuste kinnikasvanud jälgi puidu kambiumikihis. Hajutatud väärsäsid ­ paiknevad üksikult. Koondunud väärsäsid ­ väärsäsid, mis on koondunud üksteisest läbipõimunult. Väärsäsi jäljed ­ luitunud või tumedad vöödid spooni pinnal, mis tekivad kuni 1 mm sügavusel asuvast väärsäsist. Korduv maltspuit - mitu kõrvuti asetsevat aastarõngast lülipuidu piirkonnas, mis värvuse ja omaduste poolest on sarnased maltspuiduga. Vesipuit - tumedama värvusega lüli- ja küpspuidu alad, mis on tekkinud kasvavas puus järsu veesisalduse suurenemise tagajärjel. Keemilised värvused Keemiliste ja biokeemiliste protsesside toimel toores puidus tekkinud ebanormaalsed värvused, mis enamikul juhtudel on seotud parkainete hapendumisega. Pargend - koorealuste puidukihtide (3...5 mm) värvumine punakaspruuniks või hallikaspruuniks nendel puuliikidel, mille koor on parkaineterikas (paju, tamm, kuusk jt.). Parknired - hallikaspruunid nirekujulised laigud puuliikide sortimentide pinnal (sügavusega kuni 1 mm). Tekivad lülipuidust väljauhutud parkainete hapendumise tagajärjel. Kollasus - okaspuu saematerjalide maltspuidu pealispinna sidrunkollane värvumine (sügavus kuni 3 mm), mis esineb parvetatud puidu intensiivsel kuivatamisel. Heledad keemilised värvused ­ ei varjuta puidu tekstuuri . Tumedad keemilised värvused ­ varjutab puidu tekstuuri. Biokahjustused Tõugurikked - puidus putukate poolt tekitatud käigud ja avad. Parasiittaimede puidukahjustus - avad, mis tekivad parasiittaimede elutegevusest. Linnuõõs - õõnsus ümarpuidus, mille on tekitanud linnud .
Võõrlisandid ja defektid Võõrlisandid - ebaloomulike võõraste kehade esinemine puidus (kivid, liiv, traat, naelad , metallikillud jne.). Mehaanilised vigastused - metsavarumisel, vaigutamisel, transportimisel, sorteerimisel ja töötlemisel instrumendi või mehhanismide tekitatud puidu vigastused.