1. A fa szilárdsága
A szilárdság, az anyag különböző igénybevételekkel: nyomással, húzással, hajlítással, nyírással stb. szembeni ellenállását mutatja. Mikor az igénybevétel nagyobb feszültséget okoz, mint az az erő, ami az adott anyag részecskéit összetartja, az anyag szerkezete megbomlik, eltörik, megreped, elszakad.
A különböző igénybevételeknek megfelelő szilárdság az a feszültség, amelyeknél ez a szerkezeti bomlás bekövetkezik.
Ezeket a feszültségeket jobbára meghatározott felületen, keresztmetszeten ható erőkként írjuk le, tehát erő/felület jellegű mennyiségek.
Mértékegységük lehet N/cm2, kPa, MPa
A fa szilárdsága függ annak keménységétől, nedvesség tartalmától, göcsösségétől és az igénybevétel sebességétől, irányától, ismétlődésétől.
Az alábbi szilárdsági mutatókat használják:
Nyomószilárdság - a nyomással szembeni ellenállás.
Ez történhet a fa rostjaival párhuzamosan és merőlegesen is. A párhuzamosan mért erő a tízszerese is lehet a merőlegesnek.
Természetesen a legalacsonyabb a lágylombosnak, a fenyőféléknek közepes, míg a keménylombos fáknak a legmagasabb a nyomószilárdsága.
A nedvességtartalom 1%-os növekedése, a nyomószilárdság 4-6 %-kal csökkenti
Húzószilárdság - a húzással szembeni ellenállás.
Rostirányban értéke rendszerint nagyobb, mint a megfelelő nyomószilárdságé, a rostokra merőlegesé viszont nagyon kicsi. Ez utóbbi okozza a gyakorlatban, hogy a fa bizonyos igénybevételnél, száradáskor gyakran megreped, hasad.
A nedvességtartalom 1 %-os növekedése kb. 3 %-kal csökkenti a húzószilárdságot.
Hajlítószilárdság - a hosszúkás formájú test ellenállása a hossztengelyére merőlegesen ható hajlító erővel szemben. A hajlítás során a faanyag egyik oldalán nyomott, a másik oldalán húzott övet alakít ki, melyek szélső rostjaiban a feszültség egyre jobban nő.
A fa leginkább a húzott övben szakad, törik el. A hajlítószilárdság értéke függ a fa keménységétől, nyomó- és húzószilárdságától. Ha a fa göcsörtös, egyenetlen, vagy ha rostszerkezete nem hosszirányú, akkor ezek rontják a hajlítószilárdság értékét.
A nedvességtartalom 1 %-os növekedése kb. 4 %-kal csökkenti a hajlítószilárdságot.
Nyírószilárdság - a nyíróerő hatására keletkező ellenállás (feszültség) az elnyíródás pillanatában a nyíróerő síkjában lévő keresztmetszetben.
Értéke a rostokra merőlegesen 3-4-szer nagyobb, mint azokkal párhuzamosan.
2. A fa rugalmassága, hajlékonysága
A fák egyik legcsodálatosabb tulajdonsága, képessége, hogy külső erők hatására a testekben alakváltozást tudunk létrehozni, melyekkel nagyon szép vagy hasznos tárgyakat tudunk létrehozni.
Az erőhatások megszűntével többé-kevésbé visszanyerhetik eredeti formájukat, de bizonyos fajták, megfelelő kezeléssel megtartják a kívánt hajlítást.
A fa rugalmasságánál viszont azt vesszük figyelembe, hogy minél nagyobb deformációt képes elviselni, maradandó alakváltozás nélkül. Ezt nagyon sok tényező befolyásolja, pl. az alakváltozás anatómiai iránya, az anyag rostszerkezete, keménysége, nedvességtartalma, hőmérséklete stb.
A fa merevsége annál nagyobb, minél nagyobb erő szükséges egy adott mérvű rugalmas alakváltozás eléréséhez. Ez a rugalmassági modulus.
A fának talán a legértékesebb tulajdonsága az, hogy a rostjaira merőleges irányú, hajlító igénybevétel esetén - rugalmassága mellett - rendkívüli merevséget mutat. Ez teszi lehetővé, hogy íjat, hangszereket, vízi, szárazföldi és légi járműveket, hidat, tetőszerkezetet és számos egyéb hasznos tárgyat készítsenek belőle.
Magas nedvességtartalom vagy hőmérséklet hatására a fa ideiglenesen meghajlíthatóvá válik, majd új formában visszanyerheti eredeti merevségét. Ezt a tulajdonságát használják ki a vesszőfonáshoz vagy a hajlított bútorok gyártásához.
- Rugalmas, merev fák: kőris, tiszafa
- Hajlékony, görbíthető fák: dió, nyír
- Gőzöléssel jól hajlítható fák: bükk, dió, nyír, juhar
