Mérnöki faszerkezetek I. Dr. Wittmann, Gyula

Mérnöki faszerkezetek I. Dr. Wittmann, Gyula

Mérnöki faszerkezetek I.: Dr. Wittmann, Gyula Publication date

Tartalom 1.... 1 1. Mérnöki faszerkezetek I.... 1 2.... 2 1. Előszó... 2 3.... 3 1. 1. Faszerkezetek kialakulása, fejlődése, története... 3 4.... 4 1. 2. Faszerkezetek anyagai... 4 1.1. 2.1. Természetes állapotú tömör fa... 4 1.1.1. 2.1.1. A fa felépítése... 4 1.1.2. 2.1.2. Szerkezeti célra alkalmas fafajok... 5 1.1.3. 2.1.3. Fizikai tulajdonságok... 5 1.1.4. 2.1.4. Szilárdsági tulajdonságok... 13 1.1.5. 2.1.5. Szerkezeti célú faválasztékok... 14 1.2. 2.2. Ragasztott fa, mint szerkezeti alapanyag... 14 1.2.1. 2.2.1. Hossztoldott fa (fűrészáru)... 15 1.2.2. 2.2.2. Szélességben toldott faelemek... 15 1.2.3. 2.2.3. Többrétegű faelemek... 15 1.2.4. 2.2.4. Speciális ragasztott faalapú anyagok... 17 1.2.5. 2.2.5. Egyéb faalapú ragasztott szerkezeti anyagok... 18 1.3. 2.3. Faalapú lemeztermékek (agglomerált lemezek) mint szerkezeti alapanyagok 19 1.3.1. 2.3.1. Rétegelt falemezek... 19 1.3.2. 2.3.2. Faforgácslapok... 20 1.3.3. 2.3.3. Farostlemezek... 22 1.3.4. 2.3.4. Fagyapotlemez... 22 1.4. 2.4. Nem faalapú szerkezeti anyagok... 22 1.5. 2.4.1. Fémek... 22 1.5.1. 2.4.2. Műanyagok... 23 1.6. 2.5. Egyéb anyagok... 23 1.6.1. 2.5.1. Ragasztóanyagok... 23 1.6.2. 2.5.2. Favédő, égéskésleltető és felületi bevonóanyagok... 25 1.6.3. 2.5.3. Szigetelőanyagok... 30 1.6.4. 2.5.4. Gipszkarton lemezek... 32 1.6.5. 2.5.5. Műanyagbázisú vakolatok... 32 1.6.6. 2.5.6. Egyéb anyagok... 32 5.... 34 1. 3. Szerkezeti faanyagok szilárdsági kategorizálása... 34 1.1. 3.1. Vizuális szilárdsági osztályozás (kategorizálás)... 37 1.2. 3.2. Gépi szilárdsági osztályozás (kategorizálás)... 39 1.2.1. 3.2.1. A hajlítórugalmassági modulus (E) vizsgálatán alapuló eljárások... 40 1.2.2. 3.2.2. A dinamikus E-modulus vizsgálatán alapuló eljárások... 43 1.2.3. 3.2.3. A sűrűség mérésén alapuló szilárdsági kategorizáló eljárások... 44 1.2.4. 3.2.4. Optikai eljárások... 47 1.3. 3.3. Egyéb eljárások... 47 1.4. 3.4. A szilárdsági kategorizálás várható irányai és gyakorlati alkalmazásai... 48 6.... 50 1. 4. Faszerkezetek kapcsolati megoldásai... 50 1.1. 4.1. Hagyományos faszerkezeti kapcsolatok... 50 1.2. 4.2. Mérnöki kapcsolati megoldások... 53 1.2.1. 4.2.1. Mechanikus jellegű kapcsolati megoldások... 54 1.2.2. 4.2.2. Ragasztott kapcsolatok... 76 7.... 77 1. 5. Faszerkezetek faanyagvédelme... 77 1.1. 5.1. A faanyagot károsító tényezők... 77 1.1.1. 5.1.1. Élettelen tényezők... 77 1.1.2. 5.1.2. Élő tényezők... 79 iii

Mérnöki faszerkezetek I. 1.1.3. 5.1.3. A tűz kártétele... 84 1.2. 5.2. A faanyagvédelem módszerei... 85 1.2.1. 5.2.1. A vegyszeres (kémiai) faanyagvédelem... 85 1.2.2. 5.2.2. A technikai faanyagvédelem... 86 1.2.3. 5.2.3. Szerkezeti és építéstechnológiai faanyagvédelem... 87 1.3. 5.3. A faanyagvédelem technológiai eljárásai... 89 1.3.1. 5.3.1. Felületkezeléssel történő faanyagvédelem... 89 1.3.2. 5.3.2. Mélyvédelemmel történő faanyagvédelem... 90 8.... 99 1. 6. Faszerkezetek osztályozása (csoportosítása)... 99 1.1. 6.1. Faanyagú tartószerkezetek... 99 1.1.1. 6.1.1. Egyszerű hagyományos tartók... 99 1.1.2. 6.1.2. Ragasztott tartók... 102 1.1.3. 6.1.3. Mechanikus kapcsolóelemekkel gyártott fatartók... 126 1.1.4. 6.1.4. Faanyagú felületszerkezetek... 130 1.2. 6.2. Faházak, faházelemek... 139 1.2.1. 6.2.1. Faházépítési rendszerek... 139 1.2.2. 6.2.2. Épületfizikai alapfogalmak és követelmények... 151 1.2.3. 6.2.2.1. Hőtechnika... 151 1.2.4. 6.2.3. Közérzeti és egészségügyi jellemzők... 187 1.2.5. 6.2.4. Faházak szerkezeti elemei... 189 1.3. 6.3. Faházak kiegészítő faszerkezetei... 211 1.3.1. 6.3.1. Padlóburkolatok... 211 1.3.2. 6.3.2. Fa burkolóelemek... 226 1.3.3. 6.3.3. Falépcsők... 229 1.3.4. 6.3.4. Faházak egyéb kiegészítő elemei... 232 1.3.5. 6.3.5. Provizóriumok (állványok)... 232 1.3.6. 6.3.6. Egyéb faszerkezetek... 236 9.... 244 1. 7. Faszerkezetek erőtani méretezése... 244 1.1. 7.1. Favázas épületek... 244 1.1.1. 7.1.1. A terhek fölvétele... 248 1.1.2. 7.1.2. A tartószerkezetek anyaga... 253 1.1.3. 7.1.3. A tetőszerkezet vizsgálata... 257 1.1.4. 7.1.4. A födém vizsgálata... 264 1.1.5. 7.1.5. A belső teherhordó fal vizsgálata... 268 1.1.6. 7.1.6. A homlokzati teherhordó fal vizsgálata... 270 10.... 273 1. 8. Faszerkezetek és szerkezeti faanyagok ragasztásának technológiai vonatkozásai... 273 1.1. 8.1. Ragasztási eljárások... 273 1.1.1. 8.1.1. Hideg ragasztás... 274 1.1.2. 8.1.2. Hagyományos hőközlésen alapuló ragasztás... 276 1.1.3. 8.1.3. Dielektromos melegítésen alapuló ragasztás... 277 1.2. 8.2. Dimenziónövelő ragasztási technológiák... 286 1.2.1. 8.2.1. Hossztoldás... 286 1.2.2. 8.2.2. Szélességi toldás... 297 1.2.3. 8.2.3. Rétegelés... 299 1.2.4. 8.2.4. Tömbösítés... 299 1.2.5. 8.2.5. Táblásítás... 300 1.3. 8.3. Speciális ragasztási technológiák... 300 1.4. 8.4. Ragasztóüzemi szennyvíz- és hulladékanyagok kezelése... 301 1.5. 8.5. Ragasztási hibák és okaik... 305 1.5.1. 8.5.1. A ragasztás szilárdsága... 305 1.5.2. 8.5.2. A ragasztás klímaállósága... 307 1.5.3. 8.5.3. Ragasztások hőállósága... 308 1.5.4. 8.5.4. Ragasztások időállósága... 308 1.5.5. 8.5.5. Esztétikai igények... 308 1.5.6. 8.5.6. Egészségügyi követelmények... 308 11.... 310 1. 9. Mechanikai jellegű faszerkezeti kapcsolatok gyártástechnológiai sajátosságai... 310 iv

Mérnöki faszerkezetek I. 12.... 313 1. 10. Fa tartószerkezetek gyártása... 313 1.1. 10.1. Egyszerű hagyományos tartóelemek gyártása... 313 1.2. 10.2. Rétegelt-ragasztott tartók gyártása... 313 1.2.1. 10.2.1. Gépi berendezések... 313 1.2.2. 10.2.2. Rétegelt-ragasztott tartók gyártásának technológiai műveletei... 336 1.2.3. 10.2.3. Gyártóüzemi követelmények... 345 1.2.4. 10.2.4. Minőség-ellenőrzés... 346 1.2.5. 10.2.5. Gyártóüzemek kialakítása... 348 1.3. 10.3. Gerinclemezes tartók gyártása és gyártóberendezései... 353 1.3.1. 10.3.1. Hullámlemez-gerincű (WELLSTEG) tartók gyártása... 353 1.3.2. 10.3.2. NORDEX-tartók gyártása... 355 1.3.3. 10.3.3. NAIL WEB-tartók gyártása... 357 1.3.4. 10.3.4. Gerinclemezes zsaluzótartók gyártása... 357 1.4. 10.4. Rácsos ragasztott tartók gyártása... 357 1.4.1. 10.4.1. DSB-tartók gyártása... 357 1.4.2. 10.4.2. TRIGONlT-tartók gyártása... 361 1.4.3. 10.4.3. Rácsos kivitelű zsaluzótartók gyártása... 361 1.5. 10.5. Szögezett-ragasztott kivitelű tartók gyártása... 362 1.6. 10.6. Mechanikus kapcsolóelemekkel kialakított rácsos tartók gyártása... 362 1.6.1. 10.6.1. Hagyományos rácsos tartók... 362 1.6.2. 10.6.2. Szöglemezes kötésű tartók gyártása... 363 1.7. 10.7. Faanyagú felületszerkezetek gyártása... 367 1.7.1. 10.7.1. Üzemi gyártás... 367 1.7.2. 10.7.2. Építéshelyszíni gyártás... 370 13.... 373 1. 11. Faházelemek gyártása... 373 1.1. 11.1. Boronafalas faházak elemeinek gyártása... 373 1.2. 11.2. Vázas rendszerű faházak gyártása... 376 1.3. 11.3. Paneles rendszerű faházak gyártása... 377 1.3.1. 11.3.1. Nagy panelek egyfázisú gyártási eljárása... 379 1.3.2. 11.3.2. Nagy panelek többfázisú gyártási eljárása... 380 1.3.3. 11.3.3. Kis panelek gyártása... 382 1.3.4. 11.3.4. Födém- és tetőelemek gyártása... 383 1.3.5. 11.3.5. Tetőszéki elemek gyártása... 383 1.4. 11.4. Egyéb faházszerkezetek gyártása... 383 1.4.1. 11.4.1. Keretszerkezetes faházak keretszerkezeteinek gyártása... 383 1.4.2. 11.4.2. Építőcellák és az ún. konténerházak gyártása... 383 14.... 384 1. 12. Faanyagú padlóburkolatok gyártása... 384 1.1. 12.1. A deszkapadlók gyártása... 384 1.2. 12.2. A csaphornyos parketta gyártása... 384 1.3. 12.3. Lamellaparketta gyártása... 386 1.4. 12.4. Mozaikparketta gyártása... 386 1.5. 12.5. Szalagparketta gyártása... 387 1.5.1. 12.5.1. Szalagparketta gyártása nagyfrekvenciás technológiával... 387 1.5.2. 12.5.2. Szalagparketta gyártása egyszeres elemvastagságban, hőpréses eljárással 395 1.6. 12.6. Egyéb parketták gyártása... 397 15.... 398 1. 13. Egyéb faszerkezetek gyártása... 398 16.... 404 1. 14. Gazdaságossági kérdések... 404 1.1. 14.1. A felhasználható alapanyagok gazdaságossági kihatásai... 404 1.2. 14.2. A faszerkezet típusának gazdaságossági kihatásai... 409 17.... 412 1. Irodalomjegyzék... 412 18.... 416 1. Egyéb kiadványok... 416 v

1. fejezet - 1. Mérnöki faszerkezetek I. Szerkesztette: Dr. Wittmann Gyula Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó Budapest, 2000 Ez a könyv a Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium Intézményközi Tankönyvkiadási Szakértő Bizottsága támogatásával készült. Az agrár-felsőoktatásban javasolt tankönyv. Írta: Dr. Wittmann Gyula Bátki Károly Dr. Varga Ferenc Dr. Kovács Zsolt Lektorálta: Dr. Mistéth Endre Dr. Rónai Ferenc ISBN 963 356 314 3 Dr. Wittmann Gyula, 2000 Kiadja a Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó 1142 Budapest, Erzsébet királyné útja 36/b Telefon: 252-4772 Szerkesztette: Tabéry Gábor Tipográfia: Keresztes Júlia Felelős szerkesztő: Krecz Ildikó Felelős kiadó a kiadó ügyvezető igazgatója 1

2. fejezet - 1. Előszó A faszerkezetek tárgyalásával foglalkozó hazai szakirodalom különösen a második világháború utáni időszakot tekintve rendkívül hiányos és szegényes. Még rosszabb a helyzet a tankönyvkiadás területén. Az utolsó ilyen jellegű tankönyv Hilvert Elek: Faszerkezetek c. könyve 1956-ban jelent meg. Nem tankönyvként íródott a Wittmann Szarka Kajli: Építőipari fa tartószerkezetek gyártása (1981) és a Dr. Rónai Somfalvi: Fa tartószerkezetek Tervezés Méretezés c. szakkönyv (1982). Ezen kívül megjelent még néhány a faszerkezetek méretezéséhez kapcsolódó könyv (pl. Szalai József: A faanyag és faalapú anyagok anizotróp rugalmasság- és szilárdságtana, 1994) és egyetemi jegyzet, továbbá a faszerkezetek áttekintő bemutatását szorgalmazó füzet és tanulmány. Ebből a rövid áttekintésből is nyilvánvaló, hogy könyvünk hiánypótló munka, melynek elsődleges rendeltetése a Nyugat-Magyarországi Egyetem Faipari Mérnöki Karán folyó oktatás szolgálata. A könyv tartalmában és szerkezeti felépítésében egyaránt ezt a célkitűzést igyekszik megvalósítani. A könyvben tárgyalt tananyag elsősorban a Faipari Mérnöki Kar okleveles faipari mérnöki és faipari mérnök hallgatói számára íródott, de haszonnal forgathatják a belső építész- és erdőmérnök-hallgatók, vagy bármely más egyetem faszerkezetekkel foglalkozó hallgatói (pl. Műegyetemek, Építési Főiskolák) is. A tárgyalt tananyag követi az iparág fejlődését, így kiterjed a nemzetközileg elterjedt és az ismert legújabb szerkezetekre és a hazai szempontból fontosabb megoldások gyártástechnológiájának ismertetésére. A faszerkezetek tényleges ismertetésén túlmenően a könyv foglalkozik mindazon ismeretekkel (méretezés, faanyagvédelem, épületfizika, talajmechanika, mérési és kitűzési feladatok), melyek a faszerkezetes építés során nélkülözhetetlenek. A könyv terjedelmi korlátai miatt természetesen az említett fejezetek szűkre szabottak és nem pótolják az említett témakört részletező tantárgyak tananyagát. Ugyanez érvényes a különböző szerkezeti anyagok tárgyalása tekintetében is. Könyvünkben különös hangsúlyt kapnak a szerkezeti szempontból fontos anyagtulajdonságok, de nem vehetjük át a faanyag-ismerettan, falemezgyártás stb. tantárgyak tananyagát és szerepét. A könyv tartalmi összeállításából, tananyagának időszerűségéből következik, hogy a faszerkezetek és faházak tervezésével, gyártásával, értékesítésével és építésével foglalkozó gyakorlati szakemberek is hasznát veszik a napi munkájukban. Különösen fontos ez most, amikor jelentősen megnőtt azon vállalkozások száma, melyek a felsorolt területeken, vagy azok egy részében érintettek, illetve érdekeltek. A modern kori faszerkezetek jelentős része, jó minőségben, pontos méretekkel, tartós és időtálló kivitelben, nagyon szigorú szabályok és gyártástechnológiai követelmények alapján készül. Ezen szabályokra és követelményekre vonatkozó ismeretek hiánya, vagy mellőzése szakmai, erkölcsi és büntetőjogi következményekkel járhat. Ha enyhébb esetekben a jogi felelősségre vonás esetleg elmarad, a szakmai és üzleti káros következmények biztosan nem kerülhetők el. A magyarországi vállalkozásoknak ezen a területen csak akkor van megfelelő fejlődési lehetőségük, ha exportképesek. Az exportképesség nyilvánvalóan nem csupán elfogadható árakat, hanem ezzel együtt garantált minőséget is jelent. Könyvünk megjelenésével kapcsolatban köszönet illeti lektorainkat: dr. Mistéth Endre c. egyetemi tanárt és dr. Rónai Ferenc egyetemi tanárt alapos és lelkiismeretes munkájukért, munkatársainkat segítőkész támogatásukért és végül de nem utolsósorban a Mezőgazdasági Szaktudás Kiadót a könyv megjelentetéséért. Sopron, 2000. augusztus A szerző 2

3. fejezet - 1. 1. Faszerkezetek kialakulása, fejlődése, története Azt szokták mondani, hogy a faszerkezetek lényegében egyidősnek tekinthetők az emberiséggel. A fa szerkezeti alkalmazása természetszerűleg szorosan összefügg az adott kor műszaki, gazdasági és kulturális állapotával, fejlődésével. Az első alkalmazások a kőkorszak idején nyilván a megmunkálás hiányának jegyeit viselték magukon, alapanyagukat pedig elsősorban az elszáradt, lehullott ágak, a természetes folyamatok következtében kidőlt fatörzsek szolgáltatták. A kőkorszak végén és a bronzkorban megjelentek a kezdeti cölöpös jellegű építmények. Valószínűleg innen veszi eredetét az ún. cölöpös függőleges fatörzsek felhasználásával épített faház is, melynek modern változata a mezőgazdasági építészetben a mai napig fellelhető. A vaskorban a vasból készült megmunkáló szerszámok megjelenése lehetővé tette a fa kitermelését és bizonyos mértékű megmunkálását (gerenda, palló, deszka előállítása). A megmunkáló szerszámok további fejlődése pedig magával hozta a kapcsolati megoldások fejlődését. Már az ősi Indiában alkalmazták az íves szerkezeteket. A rómaiak idején már viszonylag fejlettnek mondható a faszerkezetek alkalmazása. Megjelentek az egyszerűbb rácsos szerkezetek, nagy számban készültek fahidak, tetőszerkezetek. A faszerkezetek középkori fejlődése egyértelműen magán viseli a különböző művészeti irányzatok hatásának jegyeit. Ekkor jelentek meg Nyugat- és Közép-Európa egyes (főként hegyvidéki) területein a Fachwerk (vázas) típusú faházak és középületek, mely építési rendszer az ún. átmeneti (1470 1550), a Renesance (1550 1650), majd a Barokk (1650 1750) koron keresztül a mai napig él és fejlődik. Erre az időszakra tehető a méretes faanyagban gazdag területekről kiindulva a boronafalas építési mód, melynek ugyancsak élnek a modern kori (pl. rétegelt-ragasztott) változatai. A nagy volumenű építkezések (várak, utak, hidak) pedig a nagy teherbírású, nehéz szerkezetek középkori elterjedését eredményezték. A XVI. századtól egyre inkább elterjedtek a különféle faszerkezeti megoldások (beleértve a rácsos tartószerkezeteket is), de az elégtelen tudományos ismeretanyag következtében, ezek méretezés nélkül, szokás és hagyomány alapján készültek. Technikai értelemben nagy jelentősége volt a vízhajtású fűrészmalmok (XVII. század) megjelenésének, majd a XIX. századtól a gőzüzemű fűrésztelepek kialakulásának. A XIX. századra tehető a tudomány fejlődésének az a szakasza, mely egyre inkább lehetővé tette a faszerkezetek számításokra alapozott megbízható tervezését. Ezzel egyidejűleg az erdők nagymérvű kitermelése következtében jelentkezett a fával való takarékosság igénye. Amerikában a nagytömegű bevándorlás a faházépítés területén a vázas faházépítés sajátos formáit hozta létre ( baloon-frame, majd később a platform-frame építési módok). A XX. század elejére tehető a Zollinger-féle (helyenként Oikos-félének is nevezik) rácsos felületszerkezet megjelenése, amikor az íves felületet deszkaelemek hálózatos összekapcsolásával alakítják ki. Erre az időszakra esik a rétegelt-ragasztott fa tartószerkezetek megjelenése (Hetzer), ami a később bevezetett hossztoldással együtt forradalmasította a modern kori faszerkezeteket, különösen az áthidalt fesztávolság növelése tekintetében. A fával való takarékosság természetesen folyamatosan napirenden maradt és a legkülönfélébb gerinclemezes, kazettás, rácsos és virendeel rendszerű tartók kialakulásához vezetett. A tartószerkezetek alapanyagaiként megjelentek a különböző falemeztermékek (rétegelt falemez, faforgácslap, farostlemez, MDF-lemez, OSBlemezek) és más rúdszerű ragasztott elemek (pl. Paraliam). A faházgyártás területén elterjedtek a paneles és ún. keretszerkezetes megoldások, de egyértelmű fejlődés tapasztalható a hagyományos változatok (vázas, boronafalas) fejlesztése tekintetében is. Az ún. nagy térlefedések területén valószínűleg épületszerkezeti és építőművészeti hatások következményeként elterjedőben vannak a különböző térrács-, héjszerkezeti és függőtetős megoldások. 3

4. fejezet - 1. 2. Faszerkezetek anyagai A faszerkezetek hagyományosan főként természetes faanyag felhasználásával készülnek, de előállításuk során ma már a természetes faanyag mellett más faalapú anyagok és egyéb szerkezeti anyagokból készült szerkezeti elemek (pl. acél anyagú kapcsolóelemek), bevonatok stb. is alkalmazást nyernek. A faszerkezetek alapanyagai lehetnek: szerkezeti faanyagok, faalapú agglomerált lemezek, egyéb faalapú ragasztott szerkezeti anyagok, nem faalapú szerkezeti anyagok, egyéb (nem szerkezeti) anyagok. A szerkezeti faanyagok az alapanyag állapotától, megmunkáltságának fokától függően lehetnek, ún. természetes állapotú szerkezeti faanyagok és ragasztott faválasztékok. 1.1. 2.1. Természetes állapotú tömör fa 1.1.1. 2.1.1. A fa felépítése A sejtekből, ill. különféle életfunkciók ellátását biztosító szöveti elemekből felépülő faanyag az alkotóelemek eltérő és változatos felépítése, ill. elhelyezkedése következtében heteropolimer szerkezetű. A fa felépítésének részletes tárgyalása a növény- és faanyag-ismerettan feladata. Szerkezeti alkalmazás szempontjából, a heteropolimer felépítés mellett, rendkívül fontos az a körülmény, hogy a fa fizikai és mechanikai tulajdonságai a fa szöveti-szerkezeti felépítésének következtében irányfüggőek és az anatómiai irány függvényében jelentős eltérést mutatnak. A fa három egymásra merőleges anatómiai iránnyal, három szimmetriasíkkal rendelkezik. A természetes fa tehát ortogonálisán anizotrop vagy ortotrop tulajdonságú (2.1. ábra). Az említett anatómiai irányok: axiális vagy szál- ill. rostirány, radiális vagy sugárirány, tangenciális vagy húrirány. 4

2.1. ábra. A természetes tömör fát jellemző anatómiai irányok Természetes tömör fán olyan faanyagot értünk, melyet a kitermelését követően csak olyan alapvető megmunkálásnak (kérgezés, körmarás, fűrészelés, esetleg gyalulás, csiszolás, vagy a kapcsolatkialakítást szolgáló egyéb megmunkálás) vetettek alá, melynek következtében a szerkezeti elemek természetes felépítése nem változott és az elemméretek kialakításához vagy a tömör szelvény visszaállításához nem volt szükség valamely ragasztási technológia alkalmazására. 1.1.2. 2.1.2. Szerkezeti célra alkalmas fafajok Elvileg egyik fafaj sem zárható ki a szerkezeti alkalmazás területéről, mégsem szokás ill. indokolt valamennyi fafajt ezen a területen hasznosítani, mert gazdaságossági szempontok, szerkezeti jellegzetességek és követelmények stb. határt szabnak a különböző fafajok alkalmazásának. A leginkább használatos fafajok: luc, jegenye, duglász, erdeifenyő, tölgy, nálunk esetleg az akác, speciális célokra a vörösfenyő, esetenként (megfelelő faanyagvédelmi intézkedések mellett) bükk, nyár, éger. További fafajokat csak megfelelő laboratóriumi ill. szakintézeti vizsgálatok alapján lehet a szerkezetgyártás területén alkalmazni. A faanyag számos jellemző és gyakran fafajon belül is jelentős eltérést mutató sajátossága közül kiemelt jelentősége van egyes fizikai és mechanikai sajátosságoknak és néhány speciális jellemzőnek (megmunkálhatóság, telíthetőség, ragaszthatóság stb.). Közismert, hogy a fenyőfélék az alaki, méreti, fizikai és mechanikai tulajdonságaik, továbbá szöveti felépítésük, megmunkálhatóságuk stb. következtében általában szerkezeti alkalmazás szempontjából kedvezőbb megítélésűek, mint a lombos fafajok. Természetesen egyes lombos fafajok mellett is felhozhatók hasonló érvek, pl. a tölgy és akác nagy szilárdsága és tartóssága, egyes nyárfajok viszonylag kedvező méreti adottságai stb. 1.1.3. 2.1.3. Fizikai tulajdonságok A szerkezeti alkalmazást befolyásoló fontosabb fizikai tulajdonságok: térfogati sűrűség, 5

nedvességtartalom, zsugorodás és dagadás, hő okozta méretváltozások, égési sajátosságok, egyéb hőtechnikai (épületfizikai) tulajdonságok. 1.1.3.1. 2.1.3.1. Térfogati sűrűség A térfogati sűrűség (γ u) melyet korábban térfogatsúlynak neveztek a fafajra jellemző tulajdonság, de tényleges értékének kialakulását számos tényező befolyásolja, pl. termőhely, nedvességtartalom, évgyűrűszélesség és szöveti szerkezet stb. ahol: G u az u nedvességtartalmú fa tömege, V u a faanyag térfogata. Jellemzőként összehasonlító értékelések során használatos az abszolút száraz faanyag térfogati sűrűsége. A térfogati sűrűség a nedvességtartalom függvényében átszámítható: γ u = γ x k (u x u) ahol: γ u az u nedvességtartalmú faanyag térfogati sűrűsége, γ x a vizsgált faanyag térfogati sűrűsége u x nedvességtartalom mellett, u x vizsgálati fa-nedvességtartalom (%), u adott fa-nedvességtartalom (%), k fafajtól függő tényező (0,0026 0,0038). A 0,40 g/cm 3 alatti térfogati sűrűségű faanyagok szerkezeti célú alkalmazása, műszaki ill. technikai szempontok alapján nem kívánatos és esetleges szerkezeti felhasználásuk gazdaságossági szempontból is vitatható. A tömör sejtüregek nélküli fának a sűrűsége, fafajtól és egyéb befolyásoló tényezőktől függetlenül 1,56 g/cm 3. Így a térfogati sűrűség annak függvényében változik, hogy a fa alkatelemeinek (rostok, edények, üregek stb.) összetétele, aránya és fatesten belüli helyzete, a tulajdonságokat befolyásoló különféle tényezők hatására az adott faanyagban miként alakul. 1.1.3.2. 2.1.3.2. Nedvességtartalom A nedvességtartalom a fa szerkezeti alkalmazása szempontjából rendkívül fontos tényező (szilárdsági eltérések, méretváltozások, repedések, gombainfekció lehetősége stb.). Szerkezeti anyagok esetében az ún. nettó nedvességtartalmi értéket (u) használjuk. G n az u nedvességtartalmú faanyag tömege, 6

G 0 az abszolút száraz faanyag tömege, g. Szerkezeti faanyagok nedvességtartalmát a beépítés helyén várható átlagos kiegyenlítő fanedvesség értéke alapján határozzuk meg. A faanyag egyensúlyi nedvességtartalmát, vagy kiegyenlítő fanedvességi értékét a beépítés helyén uralkodó környezeti hőmérsékletnek és a levegő relatív páratartalmának figyelembevételével táblázatból vagy nomogram segítségével határozhatjuk meg (2.2. ábra). Gyártáskor a későbbi kismértékű visszanedvesedés veszélye miatt célszerű 1 2%-kal alacsonyabb nedvességtartalmú faanyaggal dolgozni, mint az említett kiegyenlítő fanedvességi érték. 7

2.2. ábra. A fa egyensúlyi nedvességtartalma Kiegyenlítő fanedvesség az a nedvességtartalom, melyet a faanyag adott léghőmérséklet és relatív légnedvesség mellett felvenni igyekszik. 8

Az egyensúlyi vagy kiegyenlítő fanedvesség várható értékei a beépítés helyének jellemző klimatikus sajátosságai alapján: fedett, zárt, fűtött, szellőztethető légtérben: 9 ± 3%, fedett, zárt, nem fűtött, szellőztethető légtérben: 12 ± 3%, fedett, oldalt nyitott légtérben (pl. tároló szín): 15 ± 3%, időjárás közvetlen hatásának kitéve: 18%, talajban és vízben: 30%. Szerkezeti faanyagok esetében kiemelt jelentőségű a 12%-os fanedvesség-tartalmi érték, melynek jellegzetessége, hogy az ún. normálklímához (20 C és 65% relatív páratartalom) tartozó kiegyenlítő fanedvességnek felel meg. Egyúttal a faanyagok vizsgálati és összehasonlító nedvességtartalmát is jelenti. Általában ezen nedvességtartalom mellett történik a faanyagok vizsgálata, értékelése és a vizsgálati adatok publikálása (korábban ez az érték 15% volt!). De a megfelelő színvonalú gyártó üzemek csarnoki klímája (fűtés, szellőztetés, párásítás lehetősége) is olyan, hogy a 12%-hoz közel álló kiegyenlítő fanedvességi érték beállítása viszonylag könnyen biztosítható. 1.1.3.3. 2.1.3.3. Zsugorodás, dagadás A faanyag a rosttelítettségi és az abszolút száraz állapot közötti nedvességintervallumban zsugorodik ill. dagad. A zsugorodás és dagadás mértékét a rosttelítettségi, ill. abszolút száraz állapothoz viszonyítva százalékosan adjuk meg (2.3. ábra). A fellépő méretváltozások értéke az anatómiai irány függvényében jelentős eltérést mutat, fellépése a szerkezetekben rendkívül kellemetlen sőt veszélyes lehet. 9

2.3. ábra. Összeaszás megnyilvánulása faszerkezeti elemeken A jelenség megnyilvánulási formái: keresztmetszeti szelvények torzulása, méret- és alakváltozása, repedések keletkezése, ún. belső feszültségek kialakulása, mérethiányok keletkezése (túlméret iránti igény). Az ilyen jellegű problémák kiküszöbölhetők, ill. elfogadható határok között tarthatók: a nedvességtartalom helyes megválasztásával és beállításával, a keresztmetszeti szelvény alkalmas ill. szakszerű kialakításával (bélátvágás, negyedelés, ill. a zárt bél kiejtése stb.), a gyártási és építési technológia szigorú betartásával, a későbbi hiányok kiküszöbölését biztosító túlméretes anyag alkalmazásával. (2.4. ábra) 10

2.4. ábra. A technológiai szempontból szükséges túlméret biztosítása A méret- és alakváltozás mértéke az anatómiai irány függvényében eltérő (2.5. ábra). A méretváltozás fafajonként változó, de az arányokat illetően jellemző, hogy rostirányban elenyészően kicsi, sugárirányban jelentős és húrirányban a sugárirányúnak mintegy kétszerese. 11

2.5. ábra. Lucfenyő fájának az anatómiai irányoktól függő %-os alakváltozása az abszolút száraz és a rosttelítettségi állapot között 1.1.3.4. 2.1.3.4. Hő okozta méretváltozások Az ún. normál hőmérsékleti tartományban ( 25 C-tól +60 C-ig) más szerkezeti anyagokhoz hasonlóan a faanyagok hő-technikai sajátosságai is jelentősen befolyásolják a szerkezeti felhasználást. A hő okozta méretváltozások is anatómiai iránytól függőek. A hő hatására fellépő méretnövekedés rostirányban elhanyagolhatóan kicsi. Húr- és sugárirányban számottevő, de miután a hő hatására fellépő vízvesztés a fában ellentétes irányú méretváltozást (zsugorodást) indukál s a két méretváltozás hasonló nagyságrendű normál körülmények között faszerkezetek esetében a dilatációnak nincs különösebb jelentősége, ill. az említett okok miatt a számítások során nem szükséges figyelembe venni. 1.1.3.5. 2.1.3.5. A fa égési sajátosságai A fa éghető anyag. Szerkezeti alkalmazásának megítélését illetően ez sokszor kedvezőtlen. Különösen a laikusok és a fa égési sajátosságait kellő mélységben nem ismerők szemében jelent ez a körülmény problémát. A fa ugyanis éghetősége ellenére szerkezeti szempontból más építőanyagokkal összehasonlítva sok kedvező tulajdonsággal rendelkezik. A fa rossz hővezető, ezért belső rétegei a tűz okozta hő hatására csak lassan melegszenek fel, így a faszerkezeti elemek viszonylag hosszú ideig megőrzik teherviselő képességüket. A fa felületén tűz hatására képződő faszénréteg pedig kifejezetten hőszigetelő tulajdonságú, ami tovább csökkenti a beégés intenzitását, segíti a teherbírás megtartását és növeli a mentés lehetséges időtartamát. A szerkezeteket, szükség esetén az építményre előírt tűzállósági határérték figyelembevételével a beégési sebesség és a tűztámadás irányainak figyelembevételével, tűzterhelésre is méretezik. Beégési sebesség a mélységirányú tűzbehatolást jelenti a (nemzetközileg elfogadott) hőmérséklet időgörbe (2.6. ábra) szerint fokozódó tűzhatás mellett. Értéke praktikusan állandónak vehető. Néhány fafaj beégési sebessége, hazai vizsgálati adatok alapjár: lucfenyő: 0,6 0,7 mm/min, nyár: 0,8 mm/min, akác: 0,3 mm/min. 12

2.6. ábra. A beégési sebesség és a hőmérséklet-időgörbe A tűzállósági határérték az a percben kifejezett időtartam, melyet az adott építmény ill. szerkezet esetében, az élet- és vagyontárgyak mentésének biztosítása céljából, teherbíró képességének teljes értékű fenntartása tekintetében megkövetelnek. Általában 30 perces fokozatokban használatos (30, 60, 90, 120, 180 perc). A tűztámadás iránya adott szerkezet esetében 0 és 4 között változhat attól függően, hogy beépített állapotban a szerkezetet a tűz hány oldalról támadhatja szabadon ill. közvetlen módon. 1.1.3.6. 2.1.3.6. Egyéb hőtechnikai tulajdonságok Ide sorolhatók: hővezetés, hőtárolás, hőszigetelés stb. Ezeket gyűjtőnéven más tulajdonságokkal (hangszigetelés, hanggátlás stb.) kiegészítve épületfizikai tulajdonságoknak nevezzük, s a faházak szerkezeti elemeihez kapcsolódóan a későbbiekben még tárgyaljuk. 1.1.4. 2.1.4. Szilárdsági tulajdonságok A szilárdsági tulajdonságok a szerkezeti anyagok és szerkezetek szempontjából meghatározó jelentőségűek. A szerkezeti elemek szilárdsági tulajdonságainak megítélésekor az anizotrópia hatását és következményeit messzemenően figyelembe kell venni a tervezés, gyártás, a mozgatás és szállítás, a tárolás és szerelés során egyaránt. A faanyag szilárdsági tulajdonságainak jellemzésére a 12%-os (ún. normál klímához tartozó) nedvességtartalmú, kisméretű, hibamentes és szabványos hajlítószilárdsági próbatestek vizsgálati adatai használatosak. Ezek az adatok elsősorban összehasonlító értékelésre, továbbá különböző szilárdsági jellemzők (minősítő szilárdság, méretezési feszültségadatok) levezetésére alkalmasak. Ezekről a tényezőkről a szilárdsági osztályozással összefüggésben a későbbiekben még szólunk. 13

1.1.5. 2.1.5. Szerkezeti célú faválasztékok Ide tartoznak a megtermelt alapanyag méreteit nem meghaladó dimenziókkal rendelkező építőfák, melyekre jellemző, hogy minőségi besorolásuk ún. szilárdsági osztályok vagy kategóriák alapján történik. A magyar szabványelőírásokban F56, F62, K78, K68, L46 jelű ún. fafajcsoportok használatosak. Ahol az F, K, és L fenyő, kemény lombos és lágy lombos fafajcsoportot, a számadatok pedig N/mm 2 -ben kifejezett hajlítószilárdságot (minősítő szilárdság) jelentenek. A nálunk is (különösen az exportra dolgozó üzemek esetében) gyakran használatos német DIN szabvány szilárdsági kategória jelölései: S7, S10, S13 és MS7, MS10, MS13, MS17. Ahol az S a vizuálisan elkülönített szilárdsági osztályt, az MS gépi úton elkülönített szilárdsági osztályt, a számadatok pedig az osztályozás alapjául is szolgáló megengedett hajlítószilárdsági feszültségadatokat jelentik. Az építőfák a szilárdsági kategorizálás mellett csak néhány alapvető mechanikai megmunkálási folyamaton (pl. kérgezés, hossz- és keresztirányú fűrészelés, bárdolás, szárítás) átesett faválasztékok. Esetenként előfordulhat ugyan, hogy az ilyen faanyagok bizonyos továbbfeldolgozási technológiák alapján további megmunkálásra is kerülnek, például: gyalulás (esetleg csiszolás), profilkialakítás (marás), kapcsoló- és kötőelemek elhelyezési műveletei, faanyagvédelem (felületi, áztatás, perforálás, telítés) stb. Az építőfák csoportjába sorolható faválasztékok: hengeres választékok (rúdfa, cölöpfa vagy pilótafa, oszlopanyagok, paliszádelemek stb.), bárdolt faválasztékok (gerenda, faházelemek, tetőszéki elemek), fűrészelt faválasztékok (gerenda, palló, deszka, heveder, léc). A különböző választékokra vagy választékcsoportokra vonatkozóan a szabványok méreti, minőségi, fafaji és egyéb előírásokat tartalmaznak. 1.2. 2.2. Ragasztott fa, mint szerkezeti alapanyag Itt a ragasztott fát mint szerkezeti alapanyagot tárgyaljuk. Nem mindig ismerjük ugyanis a gyártás pillanatában az adott ragasztott elem felhasználásának és alkalmazásának pontos körülményeit. Egyre gyakoribb, hogy például a ragasztott tartógyártó üzemek kapacitásuk egy részét (mely időszakra nincs konkrét megrendelésük) olyan ragasztott elemek gyártására fordítják, melyeknek pontos rendeltetése csak később a beépítés során tisztázódik, vagy a továbbfeldolgozási technológiai követelményeket kielégítő kisebb üzemekben (akár fűrészüzemekben is) készítenek kisebb méretű ragasztott elemeket. Ezeknek a ragasztott elemeknek a fontosabb méretei és teherbíró képessége már a gyártás idején meghatározásra kerül, de a felhasználás előtt ilyen esetekben külön vizsgálni kell, hogy egy ragasztott szerkezeti elem kielégíti-e az adott esetben elvárt követelményeket. Természetesen kissé más a helyzet a konkrét célra tervezett ragasztott szerkezetekkel, amikor nagyrészt a tervező felelőssége az elemek megfelelő minőségének biztosítása. Ilyen esetben már ragasztott tartóról beszélünk. Ragasztott fán a természetes állapotú faanyag méreteit meghaladó szigorú szerkesztési és technológiai szabályok betartása mellett valamely ragasztási technológiával előállított faelemeket értjük. A méretnövelés szokásos ill. lehetséges módjai: hosszirányban, szélességi irányban, vastagsági irányban, 14

egyidejűleg több irányban (tömbösítés, táblásítás), speciális jellegű ragasztott elemek kialakítása. 1.2.1. 2.2.1. Hossztoldott fa (fűrészáru) Hosszirányban toldott ragasztott faválaszték a hossztoldott fűrészáru (egyes országokban a kereskedelmi forgalomban beszerezhető). Önálló szerkezeti alkalmazása esetén nem szabad megfeledkezni a gyengítési tényező általában 16% figyelembevételéről és a ragasztóanyag minőségéről. Általában csak rezorcin alapú műgyantával készülhet. Rétegelt ragasztott elemek alapanyagaként előállított hossztoldott fűrészárunál ha lehet a toldás és a későbbi rétegelés céljára azonos, de mindenképpen kémiailag egymással összeférhető, tehát egyeztetett ragasztóanyagot kell használni. 1.2.2. 2.2.2. Szélességben toldott faelemek Szélességi toldással kialakított ragasztott termékek az egyrétegű tömör falemezek. Ennek speciális változata a vékony hengeres faanyag feldolgozása során előállítható WISAWOOD-lemez. Ezeknek a termékeknek a szerkezeti alkalmazása történhet önmagukban (pl. lépcsőelemek) és más szerkezeti anyagokkal társítva (pl. a faházpanelek keretvázával együtt dolgozó burkolóelemek). Az egyrétegű tömör falemezek lombos vagy fenyőfaanyag felhasználásával, párhuzamosan vagy kónikusan szélezett alapanyagból ragasztással előállított termékek. A gyártáshoz felhasznált elemek lehetnek hossztoldottak vagy toldás nélküliek (követelmény ill. igény szerint). Gyakrabban alkalmazott fafajok: bükk, tölgy, éger, juhar, kőris, nyír, cseresznye, akác, gesztenye, ill. luc-, erdei- és vörösfenyő. Szokásos méretek: hossz: 1 6,3 m (50 cm-es ugrásokkal), szélesség: 1 2,1 m, vastagság: 14 60 mm. Az alkalmazott ragasztóanyag és a ragasztás minősége tekintetében támasztott követelmények (nem vízálló, vízálló, víz- és főzésálló) a beépítési környezet klímaviszonyaitól függenek: száraz beltéri klíma (fanedvesség <12%, rel. légnedvesség <63%), nedves beltéri klíma (fanedvesség 12 18%, rel. légnedvesség <83%), szabadtéri klíma (fanedvesség >18%). A lemezek gyártás utáni végnedvessége 8%, mely megfelel a száraz fedett klíma 40%-os légnedvességi kiegyenlítő fanedvességének. 40 60% relatív légnedvességi tartományban a rostokra merőleges irányú dagadás várható értéke mintegy 0,9%. Speciális egyrétegű tömör falemez a WISAWOOD-lemez, melyet a hasonló nevű gyártástechnológiai eljárással készítenek 8 20 cm csúcsátmérőjű (vékony) hengeres alapanyagból. Szokásos méretek: vastagság: 18 65 (18, 28, 38) mm, szélesség: 250 1250 (300, 400, 600, 800, 1200) mm, hossz: 500 3000 (2800) mm. Lehetőség van további méretigények kielégítésére is. Fő alkalmazási területek: bútor, ablak, ajtó, lépcső, padló, fal- és födémelemek, burkolatok, esetleg tartók stb. Ragasztóanyagként beltérre egy karbamid, melamin, és rezorcin alapú (közel színtelen) műgyanta keveréket, míg kültérre sötét színű, rendszerint fenol vagy rezorcin alapú műgyantát használnak. 1.2.3. 2.2.3. Többrétegű faelemek 15

Vastagsági irányban szélesítő toldás nélkül ragasztott elemek a rétegelt-ragasztott fa fogalomkörébe tartoznak és részletesebben a rétegelt-ragasztott tartók tárgyalása során foglalkozunk velük miután felépítésükre és gyártásukra a tartógyártás szabályai vonatkoznak. Az egyidejűleg több irányban toldott ragasztott termékek két csoportba sorolhatók: tömbösített anyagok, többrétegű táblásított elemek. 1.2.3.1. 2.2.3.1. Tömbösített elemek A tömbösített anyagok, ill. elemek részletesebb tárgyalására ugyancsak a rétegelt-ragasztott tartóknál kerül sor, ahova lényegében tartoznak. Készülhetnek négyszög- vagy körszelvényű kialakítással. 1.2.3.2. 2.2.3.2. Többrétegű lemezjellegű elemek A korábban tárgyalt egyrétegű falemezekhez hasonlóan a tömör falemezek kategóriájába tartoznak, szélességi méreteik sokszorosan meghaladják a vastagságukat. A többrétegű tömör falemezek a szomszédos rétegekben egymáshoz viszonyítva kilencven fokkal elforgatott szálirányú páratlan számú (leginkább három) tömör farétegből épülnek fel. Szokásos méretek: vastagság: 12 60 mm, szélesség: 2,1 m-ig, hosszúság: 5,0 (6,0) m-ig, fedőréteg minimális vastagsága: 3,5 mm. Esetenkénti igény alapján más méretekkel is készülhetnek. A burkolati célra gyártott elemek a csatlakoztatási lehetőségek biztosítására gyakran csap-hornyos vagy hornyos kialakítású szegéllyel készülnek. A borítóréteg esetenként mélységben tagolt vagy hézagos kiképzésű is lehet (pl. akusztikai burkolatok). A lemezek vizuális megítélés alapján három minőségi osztályba sorolhatók: A: repedés, elszíneződés, gyantatáska, és bél nem megengedett, benőtt egészséges göcs 30 (lucfenyő) ill. 50 (erdei- és vörösfenyő) mm átmérőig megengedett. B: benőtt egészséges göcs megengedett, néhány elszórt helyzetű gyantatáska és enyhe felületi repedés, lehet. C: nincs különösebb megkötés (egészséges anyag). Speciális többrétegű lemeztermék az elem hossztengelyéhez ferdén hajló és szélességi irányban tompa illesztéssel toldott elemekből felépülő lemez jellegű rétegelt-ragasztott fa (2.7. ábra). A külső (borító) rétegek száliránya párhuzamos az elem hossztengelyével, a belső rétegek rétegen belüli alkatelemei egymással párhuzamosak, melyeknek szál (rost) irányára jellemző, hogy páratlan rétegfelépítés esetén a páratlan számú rétegek párhuzamosak az elem tengelyével, míg a páros számú rétegek 8 12 alatt hajlanak a tengelyhez, páros rétegfelépítés esetén a borítórétegek és a hossztengely párhuzamosak egymással, míg a belső rétegek száliránya váltakozva 4 6 alatt hajlik a hossztengelyhez, s így 8 12 alatt egymáshoz. Az ilyen speciális lemezek főként teherviselő szerkezetek pl. gerinclemezes tartók gerince céljára szolgálnak. További különleges kialakítású többrétegű lemezek egész sora kapható ma már a kereskedelemben, melyeknek rétegszáma általában 3 és 7 között változik (pl. konténer lemezek, buszpadlók, zsaluzó táblák stb.). 16

2.7. ábra. Speciális többrétegű falemez 1.2.4. 2.2.4. Speciális ragasztott faalapú anyagok A speciális ragasztott fák csoportjába sorolható lényegében minden olyan szerkezeti célra alkalmazott tömör jellegű ragasztott fa, melyet az előbb tárgyalt kategóriákba valamilyen okból nem lehet besorolni. Említést érdemelnek: beforgatott szelvényű üreges kialakítású ragasztott elemek, rétegelt-ragasztott épületasztalos-ipari alapanyagok, kétrétegű ragasztott elemek. 1.2.4.1. 2.2.4.1. Beforgatott szelvényű, üreges kialakítású ragasztott elemek A beforgatott szelvényű üreges kialakítású gerendaelemek kialakítása hengeres fenyőfaanyag hosszirányú negyedelése vagy felezése útján előállított részelemek 180 -os beforgatás utáni összeragasztásával történik oly módon, hogy az így előállított elem belső magrészében egy rombusz alakú üreg képződik, melyet faanyag-védelmi vagy esztétikai okokból dugózással le is lehet zárni (6.12a ábra). Gyakoribb elemméretek: hossz: max. 12 m, szelvényméret: 8/12-től 20/26 cm-ig. Gyakoribb alkalmazások: tetőszék, födém, faház, pergóla, télikert, játszótéri létesítmények stb. Az így előállított elemek hossztoldhatók, esetleg további rétegek felragasztásával kombinált rétegelt-ragasztott elemmé alakíthatók (6.12b ábra). 1.2.4.2. 2.2.4.2. Rétegelt-ragasztott épületasztalos-ipari anyagok A rétegelt-ragasztott épületasztalos-ipari alapanyagok négyszög, esetleg profil (L, T) szelvénnyel (2.8. ábra) kerülnek kialakításra. A profil szelvény gazdaságosabb. Szokásos fafajok: erdei-, luc-, vörös-, duglászfenyő és tölgy (kisebb mennyiségben). A szelvény mérete (a későbbi megmunkálási veszteségekre is tekintettel) az ajtóés ablakszerkezeti elemek méreteihez igazodik és legalább három rétegből épül fel! Keresztmetszeti kialakítása szimmetrikus az elemek vastagsága ill. rétegfelépítése, fafaj (vegyes fafajú elem esetén) és a faanyag struktúrája (évgyűrűk, korai-késői pászta stb. helyzete) tekintetében egyaránt. 17

2.8. ábra. Rétegelt-ragasztott épületasztalos-ipari elemek szelvénykialakítása 1.2.4.3. 2.2.4.3. Kétrétegű ragasztott elemek A kétrétegű ragasztott elemek most kezdenek több területen elterjedni. (Nem tekinthetők rétegelt-ragasztott elemnek, mert nincs meg a minimálisan megkívánt három réteg!) Bél nélküli elemeket a bal oldalukkal (az évgyűrű külső fele) összeforgatva és ragasztva készülnek. A ragasztóanyag általában poliuretán alapú. Nedvességtartalom 12 14%. Szokásos méretek 60/100 160/120 mm szelvényméret, maximum 12 m hosszúság. Alkalmazások: faházgyártás, belső térkialakítások stb. Négy oldalt gyalult kivitelben készül. 1.2.5. 2.2.5. Egyéb faalapú ragasztott szerkezeti anyagok Ebben a fejezetben tárgyaljuk azokat a lemez vagy tömb ill. rúd jellegű termékeket, melyek sem a tömör falemezek, sem a hagyományos falemeztermékek közé nem sorolhatók be az eltérő méreteik, alaki tulajdonságaik és gyártási eljárásuk alapján. Főként az utóbbi években kialakított és piacra vitt termékek tartoznak ebbe a kategóriába. Megemlítendők: LVL-lemezek, PARALLAM PSL elemek, INTRALLAM LSL elemek, MICROLLAM elemek. Az LVL-lemez hámozott furnérlemezből ferdelapolásos toldással (rézsű 1:10) és párhuzamos rostirányú rétegeléssel kialakított ragasztott fa. Furnérból gyártott rétegelt-ragasztott fának is tekinthető, melynek tulajdonságai a jellegzetes fa műgyanta arány következményeként jelentős mértékben módosulnak. Jellemző méretek: vastagság: 19 75 mm, szélesség: 1230 mm, hosszúság: 12 (22) m. A szerkezeti elemek pontos méretei a fenti lemez jellegű elemekből hasítás útján alakíthatók ki. Kivételesen, a vastagsági méret szükség szerinti növelése érdekében, a vastagsági méret utólagos ragasztással való növelése is lehetséges. 18

Szilárdsági tulajdonságai lényegesen kedvezőbbek, mint a természetes fáé. Elsősorban fenyőfából készül. Gyakoribb alkalmazások: négyszögszelvényű (palló jellegű) tartók, I-tartók övelemei és/vagy gerinclemeze, rétegelt-ragasztott tartók alsó (húzott) övének megerősítése a szélső szál magasabb igénybevétele miatt, együtt dolgozó, teherviselő lemezburkolat (vázas faházak falszerkezetei, speciális falpanelek). A PARALLAM hámozási furnércsíkokból ragasztással és préseléssel kialakított adott szelvényméretű és elemhosszúságú általában négyszögszelvényű ragasztott termék. A felhasználói igényeknek megfelelően többféle szelvénymérettel készül. Önmagában és más szerkezeti anyagokkal kombinálva alkalmazható faszerkezeti célokra (pl. rácsos tartók öv- és rúdelemei, faházak és faházpanelek vázszerkezeti elemei stb.). A szokásos famegmunkáló szerszámokkal könnyen megmunkálható. Szilárdsága meghaladja a rétegelt-ragasztott fa szilárdságát. Nem reped, alaktartó, s csak kismértékben dagad ill. zsugorodik. Gyakran lazúrokkal színezett kivitelben is készítik. Az INTRALLAM sok tekintetben hasonlít a parallamhoz. Lemez, esetleg gerenda jellegű termék, melyet rezgőnyár alapanyagból készítenek speciális gyártási eljárással. Nagy a szilárdsága, jó a méretstabilitása, a szokásos faipari szerszámokkal jól megmunkálható. A szerkezetgyártás területén alkalmazható válaszfalak, padlóburkolati elemek, álmennyezetek, lépcsők, kazettás vagy I-tartók övelemei stb. céljára. A MIKROLLAM hasonló az LVL-hez, az egymással párhuzamos helyzetű furnérrétegek lehetnek ferde lapolással toldottak vagy egymást átfedő kialakításúak. 1989 mm vastagságban készül. Szerkezeti célra lemez vagy rúd jellegű elemek formájában egyaránt alkalmazható. 1.3. 2.3. Faalapú lemeztermékek (agglomerált lemezek) mint szerkezeti alapanyagok Szerkezeti célra számításba vehető lemeztermékek: rétegelt falemezek, fa forgácslapok, farostlemezek, fagyapotlemezek. 1.3.1. 2.3.1. Rétegelt falemezek Szerkezeti alkalmazás szempontjából a rétegelt falemez gyűjtőfogalom, mely magában foglalja mindazon lemeztermékeket, melyek nem tömör fából, legfeljebb furnér, esetleg léc jellegű elemek felhasználásával készülnek legalább három rétegből épülnek fel és a szomszédos rétegek száliránya egymásra merőleges. A felhasználás konkrét céljától függően a szerkezeti célra felhasznált rétegelt falemezek lehetnek: hagyományos kivitelű rétegelt falemezek (szerkezeti célra csak korlátozottan), szerkezeti lemezek (teherviselő bordák, együtt dolgozó falborítások, merevítő elemek stb.), zsaluzóelemek (3 7 rétegű táblák), különleges lemeztermékek (WELLSTWG-tartó gerinclemeze, konténerlemez, buszpadló, repülőgéplemez stb.). A rétegelt falemez alkatelemei lehetnek: furnér, ragasztott fa vagy élre állított furnércsíkok (mint a bútorlapnál), 19

forgács vagy farostlemez. A borítóréteg azonban mindig furnér, melynek száliránya néhány kivételtől eltekintve a lemez hossztengelyével azonos. Az anizotrop felépítés következtében a lemezek fizikai és mechanikai tulajdonságai is irányfüggőek. Rétegelt falemez a ragasztás síkjára merőleges irányú húzó igénybevételre nem terhelhető! A szerkezeti célú alkalmazást befolyásoló fontosabb jellemzők: a) Fizikai tulajdonságok sűrűség (0,4 0,6 g/cm 3, de kivételesen akár 1,4 g/cm 3 ), nedvességtartalom (5 15%), méretváltozás (1%-os nedvtartalom-változás hatására hossz- és szélességi irányban 0,01 0,02%, vastagsági irányban 0,25 0,35%), páradiffúziós ellenállás (a rétegfelépítés függvénye), hővezetési tényező (0,15 W/mK). b) Elasztomechanikai tulajdonságok A lemez típusától és felépítésétől függően, széles skálán mozognak. Mértékadóak a szakintézeti vizsgálatok ill. az alkalmassági bizonyítvány adatai. c) Kémiai tulajdonságok ragaszthatóság (jó, de ügyelni kell a korábban felhordott anyagok kémiai hatására az ún. összeférhetőség miatt, pl. favédő szer és az alkalmazott ragasztó), kemikáliákkal szembeni ellenállás (függ a lignintartalomtól, az alkalmazott ragasztóanyagtól), formaldehidemissió (e területen a szabad formaldehid-tartalomra nincs érvényes előírás), lakkozhatóság (függ a fafajtól és a felületek kialakításától). d) Égéssajátosságok tűzállósági besorolása éghető, normál lobbanékonyságú, égéskésleltető szerek alkalmazásával nehezen lángra lobbanó besorolást kaphat. e) Megmunkálhatóság jó, de függ a sűrűségtől, a rostok futásától, a ragasztóanyagtól. f) Tartósság függ a klimatikus és mechanikai igénybevételektől, a gomba- és rovarkárosítóktól. 1.3.2. 2.3.2. Faforgácslapok Faforgács és kötőanyag keverékéből préseléssel előállított lemeztermékek. Lehetnek egy- és több (3 5) rétegűek. A felhasználás célja szerint megkülönböztetünk: általános felhasználási célú lapokat (pl. bútor), építési célú lapokat (faházpanel, padló-, födém- és belső burkolati elemek stb.), különleges igényű lapokat (akusztikai, dekorációs, reklám, modellépítés stb.), 20

az utóbbi időszakban megjelent OSB-Iemezek melyek felületi rétegeiben nagyobb méretű, orientált szálirányú faforgácsok találhatók különösen kedveltek a szerkezeti alkalmazás területén. A szerkezeti felhasználást befolyásoló fontosabb jellemzők: a) Fizikai tulajdonságok sűrűség (középnehéz lapok 550 750 kg/m 3, akusztikai lapok 250 600 kg/mm 3, nehéz lapok 750 850 kg/m 3 ), nedvességtartalom (gyártáskor 6 9%, normál klímán a kiegyenlítő fanedvesség-tartalom 9 11%), méretváltozás (erős légnedvesség-változás hatására hossz- és szélességi irányban 0, 0,4%, vastagságban 2 3%. b) Elasztomechanikai tulajdonságok típusonként jelentős az eltérés, esetenként a vonatkozó szabványelőírások és az alkalmassági bizonyítvány adatai mértékadóak. c) Kémiai tulajdonságok Kialakulásuk a fa és a ragasztóanyag együttes hatásának függvénye, bár e tekintetben az alkalmazott ragasztó dominál (ph). A fontosabbak: Ragaszthatóság, aminoplast vagy izocianát ragasztású lemezek esetén problémamentes, a fenolgyantás lemezek (káliumtartalom) karbamid gyantával korlátozottan, rezorcin vagy fenol gyantával jól ragaszthatok, a cementkötésű lapok (magas alkálitartalom) fenol-rezorcin, esetleg PVAC ragasztókkal ragaszthatok. Lakkozhatóság, valamennyi műgyantával kötött forgácslap jól felületkezelhető, a cementkötésűek csak korlátozottan. Kemikáliákkal szembeni ellenállóság, lúgos és savas hatásokkal szemben változó ellenállást tanúsítanak, a szerves oldószereket kisebb mennyiségben jól tűrik, alkoholos és vizes behatásoktól jelentős vastagsági méretváltozást szenvednek. Formaldehidemissió, az alkalmazott ragasztóanyag függvényében erősen változó, az építészeti és belsőburkolati alkalmazás az ún. emissiós besoroláshoz (E1 E2, E3) kötött. d) Égéssajátosságok A 400 kg/m 3 sűrűségű és > 2 mm vastagságú, valamint a 230 kg/m 3 sűrűségű és > 56 mm vastagságú lemezek éghető és normál lobbanékonyságú besorolást kapnak. Égéskésleltető szerek gyártásközi bevitelével, vagy utólagos felhordásával a lemezek nehezen lángra lobbanó besorolásúak lesznek. Nem éghető besorolást csak különleges tűzgátló kötőanyagok vagy felületi bevonatok alkalmazásával lehet biztosítani. e) Megmunkálhatóság Általában a szokásos faipari szerszámokkal megmunkálhatok, de nagyobb figyelmet igényelnek (keskeny és vékony elemek és a felületi bevonatok sérülékenysége). A cementkötésű lapok megmunkálásához speciális szerszámok szükségesek. f) Tartósság Vizsgálatok igazolják, hogy a beépített szerkezeti faforgácslapok 30 évig megtartják szilárdsági tulajdonságaikat. Változó, ill. kedvezőtlen klímában meg kell oldani a felületek védelmét. 21

A gombák közül a bazidiomiceteszek ellen védőszerrel védekezhetünk, az askomiceteszek megjelenése azonban a nem megfelelő klímára utal. A rovarok közül csak esetenként a termeszek ellen szükséges védőszert alkalmazni. 1.3.3. 2.3.3. Farostlemezek Rostosított faanyagból, kötőanyag hozzáadásával vagy anélkül előállított termékek. Háromféle minőségben porózus, középkemény és kemény készülnek. A legújabb változat az MDF-lemez. Épületszerkezeti alkalmazásuk viszonylag ritka. Szóba jöhetnek az alábbi területeken: szigetelőlemezek, akusztikai burkolatok, egyéb borító- vagy burkolólemezek, kivételesen, mint teherviselő szerkezeti elemek (pl. MASONITE-Iemez a NORDEX-tartók gerinclemezeként). Sűrűségük 230 800 kg/m 3. A kemény és középkemény lemezek nedvességtartalma gyárilag 5 ± 3%. Ragasztáskor fontos a ph-érték figyelembevétele. A száraz eljárással gyártott középkemény és kemény farostlemezek esetében a formaldehid-emissió sem hanyagolható el. 1.3.4. 2.3.4. Fagyapotlemez Fagyapot és kötőanyag (cement, magnezit) felhasználásával előállított lemeztermékek, melyeknek jelentősebb szerkezeti alkalmazásai: burkolólemezek, álmennyezeti és akusztikai elemek, szigetelőlemezek, födémelemek, bentmaradó zsaluzati elemek. 1.4. 2.4. Nem faalapú szerkezeti anyagok A faszerkezetek kialakítása során nem fából vagy faalapú termékből gyártott különféle elemek pl. kapcsoló- és kötőelemek is beépítésre kerülnek, melyek a szerkezet szerves részét képezik és részt vesznek a terv szerinti funkciók ellátásában. 1.5. 2.4.1. Fémek Gyakrabban alkalmazásra kerülnek: acélok, öntött vas, alumínium, réz. A teherviselő kapcsoló- és kötőelemek vonatkozásában a szabványok előírják a megkívánt anyagminőséget és a hozzá kapcsolódó méretezési szilárdságadatokat, az alkalmazható minimális anyagvastagságot (3 4 mm) és az esetleges korrózióvédelmet. Az alkalmazásra kerülő fontosabb acélféleségek: normál acél (szénacél), 22