A kutatás célja a hengeres és bordás növésű gyertyánok fizikai-mechanikai tulajdonságainak vizsgálata, figyelembe véve egyes termőhelyi hatásokat, hogy bővítsük a faanyag-tudomány és a faipar ismereteit, és új ipari felhasználási lehetőségeket tárjunk fel.
A közönséges gyertyán (Carpinus betulus L.) faanyagának ipari felhasználását hagyományosan nehezíti bordás és csavart növekedése, amely jelentős mértékben befolyásolja a fűrészáru kihozatalt és a megmunkálhatóságot. Azonban előfordulnak hengeres vagy közel hengeres törzsű gyertyánok is, amelyek faanyagáról kevesebb információ áll rendelkezésre, de tulajdonságaik ígéretesek az ipari felhasználás szempontjából. A kutatás célja a hengeres és bordás növésű gyertyánok fizikai-mechanikai tulajdonságainak vizsgálata, figyelembe véve egyes termőhelyi hatásokat, hogy bővítsük a faanyag-tudomány és a faipar ismereteit.
A kutatás során vizsgált gyertyán faanyagokat Magyarország különböző erdészeti tájairól szereztük be. A mintákat a Szombathelyi Erdészeti Zrt. és a Nyírerdő Nyírségi Erdészeti Zrt. területeiről, valamint Zala vármegyéből gyűjtöttük mind hengeres, mind bordás növekedésű egyedekből. Ez úton fejezzük ki köszönetünket a fenti állami erdészeti társaságoknak az alapanyag-beszerzésben nyújtott segítségükért (különösképpen Gángó Csabának a cikkben bemutatott fényképekért, valamint Bugán Józsefnek, Németh Andrásnak, Hidas Tibornak, Bede Zoltánnak, Koklács Tibornak és Horváth Dénesnek). A keménységi vizsgálatok során a Brinell-Mörath keménységmérési módszert alkalmaztuk, a hajlítószilárdságot 3 pontos metódussal mértük, valamint meghatároztuk a próbatestek hajlítórugalmassági moduluszát. Ezen kívül Charpy-féle ütő-hajlító szilárdságot, kopásállóságot és folyadékáteresztő képességet vizsgálatokat végeztünk, valamint meghatároztuk az különböző mintatestek sűrűségi és dagadási értékeit szabványos mérésekkel. A kapott eredményeket több szakirodalomból származó értékkel hasonlítottuk össze.
A keménységi vizsgálatok kiértékelése során azt tapasztaltuk, hogy az irodalmi értékeknek megfelelően a különböző anatómiai irányok követik az irodalmi értékek tendenciáit. A különböző csoportok eredményei sugár- és húrirányban korrelálnak egymással, ezért ezeket az irányokat külön nem részletezzük, egyben mutatjuk be. Az 1. ábrán láthatjuk a vizsgálatnál kapott eredményeinket. A Zala vármegyéből származó hengeres gyertyán a szintén kiemelkedő keménységgel rendelkező, Szombathelyről származó bordás törzsű egyednél is 8,76%-kal magasabb a keménységet mutatott bütüirányban.
A kapott hajlítószilárdsági eredményeket összehasonlítottuk irodalmakban megtalálható értékek átlagaival, melyet a 2. ábra mutat be. A Nyírségből származó faanyagok drasztikus eltérést mutatnak a többi csoporthoz képest. Bordás rönk esetén 33,25%-kal, hengeres rönk esetén 23,42%-kal maradnak el a többi csoport átlag hajlítószilárdságától. Valószínűleg termőhelyi sajátosság okozhatja a sokkal gyengébb eredményeket. A hajlítórugalmassági modulus esetén hasonló tendencia figyelhető meg.
A Vas vármegyei hengeres törzsű gyertyán mintacsoport kimagasló értéket hozott az ütő-hajlító vizsgálatok során, a többi mintacsoportnál közel a 80%-kal magasabb ütő-hajlító szilárdsággal rendelkezik. A Nyírségből származó bordás törzsű egyed jól korrelál a Szombathelyről származó bordás faanyagokkal, valamint az irodalmi értékekkel is. A zalai minták a dinamikus vizsgálat során alacsonyabb értékeket hoztak, mint a többi csoport mintái. Ütő-hajlító vizsgálatok esetében a hengeres növekedésű csoportok jobb eredményeket mutattak, mint a bordás növekedésűek, kivételt képeznek ez alól a zalai rönkből készített próbatestek.
A 3. ábra mutatja be a kopásállósági mérés során adódott értékeket. A diagramról megállapítható, hogy mindegyik mért csoport mintatestei elérték az MSZ-6786/14-82 szabványban meghatározott „nagyon kopásálló” minősítést sugár- és érintő irányban egyaránt.
A zsugorodás-dagadás mérésnél térfogatra nézve 17%, húrirányban 10%, sugárirányban 7%-os maximális értékek adódtak. A szombathelyi mintacsoportok esetén magasabb volt a térfogati dagadás. A tangenciális irányú dagadási értékeknél a zalai csoport meghaladta az irodalmi értékeket (11,68%), a többi csoporthoz képest is magasabb volt, átlagosan 1,5%-kal. Radiális irányban is a zalai csoport tűnik ki a többi közül, értéke 6,11%, ami a Nyírségi és Zalai csoportokhoz képest alacsonyabbnak mutatkozott.
Sűrűségmérésnél normál állapotban, vagyis 20 °C hőmérsékleten és 65% relatív páratartalmon tömegegyensúlyig kondicionálva 678-763 kg/m3 átlag sűrűség értékek adódtak. Nem mutatható ki számottevő különbség a Szombathelyről és Zalából érkezett rönkök között, viszont a Nyírségi rönkök 8-10%-kal alacsonyabb sűrűséggel rendelkeznek, mint a nyugat-magyarországiak. Ez magyarázza a korábban bemutatott vizsgálatok gyengébb eredményeit a nyírségi minták esetében. A permeabilitási vizsgálatok eredményeit összevetve a sűrűségi értékekkel megfigyelhető tendencia, miszerint minél nagyobb volt a próbatestünk sűrűsége, annál kisebb volt a folyadékáteresztő képessége. A nyírségi minták esetén közel a kétszeres a kezdeti áteresztőképesség a teljes 3 perces ciklushoz viszonyítva. Hasonló tendencia figyelhető meg a többi csoportra is. A szórásra kapott eredmények alapján a gyakorlati felhasználás során valószínűleg azt tapasztalhatjuk telítés során, hogy nem minden alapanyagunk fog egységesen telítődni.
Összegezve megállapíthatjuk, hogy a gyertyán (Carpinus betulus L.) törzsformája szignifikáns befolyással van a faanyag fizikai és mechanikai tulajdonságaira. A mérések megmutatták, hogy a hengeres gyertyán jobb fizikai és mechanikai jellemzőkkel rendelkezik, ami előnyös lehet az ipari felhasználás során, a fűrészipari kihozatalról nem is beszélve. Ez rávilágít arra, hogy a hengeres törzsformájú egyedek szelektív kiválasztásával, vagy termőhelyi sajátosság esetén a megfelelő erdészeti eljárások alkalmazásával javítható lehet a gyertyánfa ipari alkalmazhatósága a távoli jövőben. További kutatások szükségesek a befolyásoló tényezők mélyebb megértéséhez és a mintavételezési helyeket bővíteni kell, mivel a kutatás eredményei azt sugallják, hogy a termőhelyek nagyban befolyásolják az egyes szilárdsági értékeket, néhol erősebb vagy sűrűbb anyagstruktúrát eredményezve.
A tanulmány az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-23-2-III kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült. Pályázati azonosító: ÚNKP-23-2-III-SOE-163
kutatást végzők: Cziczer Maximilián, Dr. Báder Mátyás
| bader.matyas@uni-sopron.hu +36 99 518 187 • +36 30 997 4426 |
forrás: Soproni Egyetem FMKK
