Olet täällä

Lujuusteknisiä ominaisuuksia

Puun lujuus lisääntyy puun tiheyden kasvaessa. Puun tiheyttä arvioitaessa on aina ilmoitettava, missä kosteustilassa sen massa ja tilavuus on mitattu. Yleisimmin puun tiheys ilmoitetaan ilmakuivatiheytenä, jolloin puun massa ja tilavuus on mitattu puun kosteuden ollessa 15 % (tai 12 %). Tiheys ilmoitetaan usein myös kuiva-tuoretiheytenä, jolloin puun massa on mitattu kuivana, ja tilavuus kyllästymispistettä (noin 30 %) suuremmassa kosteudessa. Suomen puuston valtapuulajit ovat mänty, kuusi ja koivu. Mänty ja kuusi ovat yleisimmät rakennuspuulajit. Suomalaisen männyn tiheys on 370 – 550 kg/m3, kuusen 300 – 470 kg/m3 ja koivun 590 – 740 kg/m3.

Puun vuosirenkaassa puuaineksesta vaaleampi kevätpuu on selvästi harvempaa kuin tummempi kesäpuu. Normaalilla mäntypuulla kesäpuun osuus on keskimäärin 25 % ja kuusella noin 15 %. Suomalaisilla havupuilla puun lujuuden kannalta ihanteellinen vuosirengasväli on 1 ­- 1,5 mm, jolloin kesäpuun suhteellinen osuus lustosta on suurimmillaan. Puun vuosirengasvälin pienuus ei välttämättä merkitse puun suurta tiheyttä ja lujuutta. Esimerkiksi Lapin männyn vuosikasvusto on lähes yksinomaan harvempaa kevätpuuta, vaikka sen lustojen väli on huomattavan pieni. Tämän vuoksi Pohjois-Suomessa kasvanut mänty on tiheydeltään pienempää ja sen puuaines keveämpää kuin Keski- ja Etelä-Suomessa kasvaneella männyllä.

Sydänpuun kestävyys ei johdu sen tiheydestä, koska valtapuulajeillamme männyllä, kuusella ja koivulla puun tiheys lisääntyy ytimestä pintapuuhun mentäessä. Sydänpuun kestävyys selittyy sen suurella hartsi- ja pihkapitoisuudella, joka lisää puun kestävyyttä lahoa ja tuhohyönteisiä vastaan. Puun tiheys ja lujuus vähenevät valtapuulajeillamme jonkin verran tyvestä latvaan mentäessä. Männyllä tämä puun pituussuuntainen tiheysmuutos on suurempi kuin kuusella. Puun tiheys kasvaa iän mukana niillä puulajeilla, joilla tiheys kasvaa ytimestä pintaa kohti.

Puun lujuuteen vaikuttaa oleellisesti se, missä suunnassa syitä vastaan sitä kuormitetaan. Syiden suunnassa taivutuslujuus on suoraan verrannollinen puun tiheyden kanssa. Tasa-aineisella, virheettömällä puulla taivutuslujuus on yhtä suuri kuin vetolujuus.

Puun syiden suuntainen vetolujuus on yleensä 10 - 20-kertainen verrattuna puun lujuuteen kohtisuoraan syitä vastaan. Vetolujuus riippuu myös puun tiheydestä: esimerkiksi männyn kevätpuun vetolujuus on vain 1/6 kesäpuuhun verrattuna. Ilmakuivan puun puristuslujuus on noin puolet vastaavasta vetolujuudesta.

Puun leikkauslujuus on 10 - 15 % puun syiden suuntaisesta vetolujuudesta. Leikkauslujuutta heikentävät oksat sekä puussa esiintyvät viat ja halkeamat.

Puun kimmoisuus ja kulutuskestävyys lisääntyvät puun tiheyden kasvaessa. Puun kimmomoduuli syiden suunnassa voi olla jopa satakertainen verrattuna puun kimmomoduuliin syitä vastaan kohtisuorassa. Säteen suunnassa kimmomoduuli on noin kaksi kertaa niin suuri kuin kimmomoduuli tangentin suunnassa.

Koska puun ominaisuudet voivat vaihdella eri tekijöistä riippuen hyvinkin paljon, puuta on tarkoituksenmukaista lajitella käyttötarpeen mukaan. Lajittelussa voidaan erottaa kaksi pääasiallista tarkastelukriteeriä, jotka ovat puun ulkonäkö ja lujuustekniset ominaisuudet. Puun laatu- ja lujuuslajittelussa noin 90 % laatukriteereistä kohdistuu puun oksiin. Lujuuslajittelu voidaan tehdä joko silmävaraisesti tai koneellisesti.

Puun teknisiä ominaisuuksia, lajittelua ja laatuja on esitelty tarkemmin dokumenteissa Rakennesahatavara, Muotohöylätyt laudat ja listat  sekä Sahatavaran jatkojalosteet.