Puun ominaisuudet

Monet puuliitostekniikat ovat riippuvaisia, mutta myös hyötyvät siitä ominaisuudesta, että puu on anisotrooppinen materiaali. Puun materiaaliset ominaisuudet ovat erilaisia eri kasvusuuntaan. Tämä on syytä ottaa huomioon liitettäessä eri puukappaleita toisiinsa. Liimapinnat, joissa puun syyrakenne on kohtisuoraan toisiinsa on usein syynä halkeilleisiin kansilevyihin ja hajonneisiin liitoksiin. Siksi puuliitosten rakenneosissa tulee huomioida kaikki ennustettavissa olevat kosteusmuutokset.

Kasvavan puun runko on varustettu mekanismilla, joka kuljettaa vettä (mahlaa) juurista lehtiin. Kun puu kaadetaan, neste lakkaa juoksemasta, mutta se jää solukkoon. Juuri kaadetun puun kosteuspitoisuus on jopa yli 40 %. Lankuiksi ja muunlaisiksi aihioiksi sahattu puu ilmakuivataan  15 -18 % kosteuteen. Tämä vaatii materiaalivahvuudesta riippuen 2-3 vuoden kuivausajan.

Tämän jälkeen kaluste- ja sisustuspuu yleensä kuivataan koneellisesti 6-8 % kosteuspitoisuuteen. Tämänkään jälkeen puun kosteuspitoisuus ei pysy vakiona. Kuin sieni puu imee ilmasta kosteutta ja laajenee tai luovuttaa sitä kutistuen samalla. Puhutaan puun hygroskooppisesta ominaisuudesta.

Puu kutistuu eniten rungon vuosirenkaiden suunnassa (tangentiaalisesti) ja vain puolet siitä niiden vastaisesti (säteittäisesti) eli puun ytimestä ulointa pintaa kohti. Lisäksi sydänpuu elää vähemmän kuin pintapuu.  Puun kasvusuunnassa kutistumista tapahtuu vain hyvin vähäisesti. Puu siis laajenee ja kutistuu suhteessa ilman kosteusvaihteluihin ennustettavasti. Olemassa olevan tiedolla ja kokemuksella muutosten määrä voidaan huomioida etukäteen ja hallitusti. Näin vältytään puun halkeilulta, vääntyilyltä ja rakenteiden rikkoutumiselta.

Yleensä ratkaisu on helpointa ja luontevinta tehdä niin, että puun elämistä ei estetä vaan otetaan se huomioon jo rakennesuunnittelussa. Puu on vahvempaa rasitettaessa sitä syyn pituussuunnassa kuin poikkisuuntaisesti. Vuorostaan säteittäissuuntainen rasitussuunta on vahvempi kuin tangentiaalinen. Eri puulajeilla on elämismuutoksissa merkittäviä eroavaisuuksia sekä määrällisesti että ajallisesti. Lajieroavaisuudet tulee huomioida myös rasituskestävyydessä.

Yksittäisten 5-8 cm leveiden lautojen kosteuseläminen ei ole kovin merkittävää, joten kehysrakenteen ulkokehän muutoksia ei tarvitse huomioida. Niiden väliin tuleva massiivipuinen peili (paneeli) on pinta-alaltaan laajempi, joten sen eläminen leveyssuunnassa on ennakoitava rakenteellisesti. Liikkumisvaraa jätetään kehyksen uriin johon peiliosa kiinnitetään vain keskeltä elämisen sallimiseksi tasapainoisesti molempiin suuntiin.

Teknisten puuvalmisteiden ( MDF-levy, vaneri ja lastulevy) kohdalla kosteusmuutoksiin ei tarvitse varautua. Peiliosa voidaan liimata kehyksen uraan kauttaaltaan.

Rakenteissa, joissa kaikki sivut ovat syyrakenteeltaan samansuuntaisia (päittäispuut kohtaavat) puun elämistä ei tarvitse huomioida erikseen. Muutokset tapahtuvat samanaikaisesti kaikissa rakenneosissa edellyttäen, että ne ovat samankaltaista puulajia. Jos rakenteissa on syysuunnaltaan ristikkäisiä liitoksia, tulee niiden erisuuntainen liikkuminen huomioida esim. väljillä ruuvin rei´illä tai liimattomalla pyrstöuraliitoksella. Aina kun kaksi puukappaletta kohtaa niin, että syyt ovat eri suuntaisia, liitoksesta tulee haaste risteävien voimien kohdatessa.

Joissakin liitoksissa, kuten sormiliitoksessa, esiintyy ajan kuluessa pieniä pintamuutoksia, kun toinen liitoskappaleista elää voimakkaammin kuin pitkittäissuuntainen. Liitospinnat porrastavat jonkin ajan kuluttua havaittavasti.

Lue lisää puun ominaisuuksista