Puutavaraopas 2019

PUUN OMINAISUUDET

Puun leikkauslujuus on 10 - 15 % puun syiden suuntaisesta veto-

lujuudesta. Leikkauslujuutta heikentävät oksat sekä puussa esiinty-

vät viat ja halkeamat.

Puun kimmoisuus ja kulutuskestävyys lisääntyvät puun tiheyden

kasvaessa. Puun kimmomoduuli syiden suunnassa voi olla jopa sa-

takertainen verrattuna puun kimmomoduuliin syitä vastaan koh-

tisuorassa. Säteen suunnassa kimmomoduuli on noin kaksi kertaa

niin suuri kuin kimmomoduuli tangentin suunnassa.

Puun lämpötekniset ominaisuudet

Puun lämmönjohtavuus on suhteellisen vähäinen puuaineksen

huokoisuuden vuoksi. Lämmönjohtavuus heikkenee puun tiheyden

vähetessä. Puun lämmönjohtavuus on noin kaksinkertainen syiden

suunnassa verrattuna lämmönjohtavuuteen syitä vastaan kohtisuo-

rassa. Esimerkiksi männyn lämmönjohtavuus syiden suunnassa on

0,22 W/m

C ja syitä vastaan kohtisuorassa 0,14 W/m

Puun kosteuden lisääntyminen lisää lämmönjohtavuutta. Puun

lämpötilan laskiessa sen lujuus yleensä lisääntyy. Puun lämpölaaje-

neminen syiden suunnassa on erittäin vähäistä. Säteen ja tangentin

suunnassa lämpöliikkeet ovat selvästi suurempia.

Toistuva lämpötilan vaihtelu vähentää puun lujuutta. Alle +0

C:n

lämpötilassa puussa voi esiintyä pakkashalkeamia, sillä soluonte-

loissa oleva vesi laajenee jäätyessään.

Puun lämmönvaraamiskyky eli lämpökapasiteetti riippuu puun

tiheydestä, kosteudesta, lämpötilasta ja syiden suunnasta. Kosteu-

den lisääntyminen parantaa puun ominaislämpöä, koska veden

ominaislämpö on suurempi kuin puulla. Männyn lämpökapasiteet-

ti on lähes sama kuin tiilellä, vaikka puun tiheys tiileen verrattuna

on vain 1/3.

Hyvän lämpökapasiteetin vuoksi järeä hirsiseinä toimii sellaise-

naan suhteellisen hyvänä ulkoseinärakenteena, vaikka esimerkiksi

mineraalivillan lämmöneristyskykyyn verrattuna puun lämmön-

johtavuus on noin kolminkertainen.

Puun kosteustekniset ominaisuudet

Puu on hygroskooppinen materiaali eli puulla on kyky sitoa ja luo-

vuttaa kosteutta ilman suhteellisen kosteuden vaihteluidenmukaan.

Puu asettuu aina tasapainokosteuteen ympäristönsä kanssa. Puu säi-

lyttää hygroskooppisen ominaisuutensa kaikissa vaiheissaan, sillä

pintakäsittelytkin vain hidastavat kosteuden muutoksia.

Kosteuden vaihteluiden seurauksena puu kutistuu tai turpoaa ja

muuttaa muotoaan. Anisotrooppisena (ominaisuudet erilaiset eri

suunnissa) materiaalina puun pitkittäissuuntainen kosteuseläminen

on vähäistä, mutta poikittaissuuntainen kosteuseläminen on mer-

kittävää ja se on huomioitava rakenteita sekä yksityiskohtia suun-

niteltaessa.

Puun alkaessa kuivua, soluonteloissa oleva vapaa vesi poistuu en-

simmäisenä. Puun kosteustilaa, jossa vapaa vesi on poistunut so-

luonteloista, mutta soluseinämät sisältävät enimmäismäärän vettä,

kutsutaan puun syiden kyllästymispisteeksi. Puun kosteuspitoisuus

on tällöin noin 30 %.

Soluonteloissa olevan vapaan veden poistumisen jälkeen alkaa

soluseinämiin sitoutunut vesi poistua, jonka seurauksena puu alkaa

kutistua. Kutistuminen aiheuttaa puuhun muodonmuutoksia, jotka

taas aiheuttava puuhun sisäisiä jännityksiä. Sisäiset jännitykset ai-

heuttavat puuhun halkeamia ja sahatavarakappaleissa sisäisten jän-

nitysten vaikutus näkyy myös mm. kieroutumisena.

Puun kosteuspitoisuuden ollessa alle 20 %, se on yleensä turvassa

lahottajasieniltä, homeilta ja muilta biologisilta tuholaisilta. Lisäk-

si kuivan puun lujuus- ja jäykkyysominaisuudet ovat märkää puu-

ta paremmat. Lujuusominaisuuksien paraneminen puun kuivuessa

perustuu soluseinämien liikkumiseen lähemmäksi toisiaan ja toi-

siinsa kiinnittymiseen.

Lujuus- ja jäykkyysominaisuuksiltaan kuusi ja mänty ovat sa-

mankaltaisia, mutta niiden kosteuskäyttäytymisessä on eroja. Kuu-

si reagoi sen ympärillä olevan kosteuden vaihteluihin hitaammin

kuin mänty. Tämä johtuu siitä, että soluseinämien huokosten läpät

(torukset) jäävät puun kuivuessa kuusella kauttaaltaan kiinniasen-

toon ja männyllä pintapuussa aukiasentoon. Männyn sydänpuus-

sa huokoset ovat tukkeutuneet pihkalla. Soluseinämien huokosten

ominaisuudet aiheuttavat myös sen, että kuusi on vaikea painekylläs-

tää ja männyssä kyllästysaineet voivat tunkeutua vain pintapuuhun.

Kuva 2. Veden poistuminen puun solukosta

Puun kosteuspitoisuus > 30 %

Soluonteloissa vapaata vettä

Puun kosteuspitoisuus < 30 %

Vesi alkaa poistua

soluseinämistä

Veden poistuminen

soluseinämistä jatkuu

Puu alkaa kutistua

Puun kosteuspitoisuus ~ 30 %

Soluseinämissä enimmäis

määrä vettä

Puun syiden kyllästymispiste

Puutavaraopas