PUUN RAKENNE JA OMINAISUUDET WR3006 TAVOITE

1. Juuso Kuusela 29.8.2008 PUUN RAKENNE JA OMINAISUUDET WR3006 TAVOITE Opiskelija tuntee puun anatomisen rakenteen ja ymmärtää rakenteen merkityksen puun ominaisuuksiin sekä tietää puumateriaalin käyttömahdollisuudet ja käyttäytymisen erilaisissa olosuhteissa. KESKEINEN SISÄLTÖ Puun anatominen rakenne lyhyesti. Puun fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ja niiden huomioiminen puutuotteissa: kosteustekniset ominaisuudet, kosteuden määrittäminen, muodonmuutokset, tuhoutuminen, tiheys, termiset ominaisuudet. TOTEUTUS Luennot, harjoitustehtävät. OPPIMATERIAALI Luentomuistiinpanot, materiaalia verkossa, tarkennetaan opintojakson aikana

2. PUU • MONIVUOTINEN, PUUVARTINEN KASVI • PUUAINE • PUUTAVARA • ! LIGNIINI SOLUSEINÄMÄN RAKENNUSOSANA ! -> kasvi on PUUTUNUT • Kasvitieteessä puu on tyveltään haarautumaton, yksirunkoinen, rungon pituus yli 6 m (vrt. pensas)

3. PUU Soluseinän komponentit Uutettavat Aineet 5 % Polysakkaridit (holoselluloosa) Ligniini 30 % rasvat hartsit proteiinit pektiini fenolit kivenn.aineet Selluloosa 50 % Hemisellu-loosa 15 % PUUN KEMIALLINEN RAKENNE hiiltä (C) 49,5 % vetyä (H) 6,1 % happea (O) 44,0 % typpeä (N) 0,1 %

4. Leveät lehdet Hyvin harvoin esiintyy käpyjä Valtavasti lajeja ja suuret erot puulajien välillä Yli 250 000 puulajia Esiintyminen painottuu lämpimille alueille (esim. sademetsät) Yleensä kovempaa ja painavampaa -> Hardwood Pidemmälle kehittynyt solukkorakenne Kapeat, neulamaiset lehdet Tavallisesti esiintyy käpyjä Vähemmän lajeja ja pienemmät erot puulajien välillä Noin 700 puulajia Esiintyminen painottuu kylmille alueille (esim. tundra) Yleensä pehmeämpää ja kevyempää -> Softwood Yksinkertaisempi solukkorakenne LEHTIPUU - HAVUPUU

5. PUU • Puu on uudistuva luonnonvara • Puun edut rakenteissa • Hyvä lujuus/paino -suhde • Helppo työstää käsityönä tai teollisesti • Esteettinen ulkonäkö

6. PUUN ELINTOIMINNOT Puukemia

7. Kuoren tehtävänä on suojella puuta ulkopuolisilta vaurioilta Nilan tehtävänä puussa on johtaa yhteyttämisessä syntyneet ravinteet puun oksista alaspäin Jälsivyöhykkeen (Kambium) tehtävänä on varmistaa puun paksuuskasvu. Tähän tarvittavat ravinneaineet jälsi saa nilasta. Solutasolla tarkasteltuna jälsi on elävää solukkoa, joka pystyy jakautumaan muodostaen puun sisälle lisää uutta puusolukkoa Pintapuun (mantopuu) tehtävänä puussa on kuljettaa vettä juurista oksiin Sydänpuun tehtävät jäävät elävällä puulla lähinnä puun tukemiseen

8. PUUN POIKKILEIKKAUS

10. RUNGON YLEISRAKENNE JÄLSI POIKKILEIKKAUS YDIN NILA VUOSI-LUSTO KAARNA SÄTEEN SUUNTAINEN LEIKKAUS TANGENTIN SUUNTAINEN LEIKKAUS YDINSÄDE (männyllä 28 kpl/mm2) ALKUP. KUVA: V. Rento

11. MIKROSKOOPPIKUVA PUUN RAKENTEESTA

12. Matti Kärkkäinen, Puutieteen perusteet

13. PUUN SOLUT • SUIPPUSOLUT ELI PROSENKYYMISOLUT • LEVEYTTÄÄN PALJON PITEMPIÄ JA PÄISTÄÄN SUPPENEVIA • TÄYSIKASVUISINA KUOLLEITA, PINTAPUUSSA VETTÄ JOHTAVIA SOLUJA • MEKAANISESTI PUUTA TUKEVIA • ESIM. TRAKEIDIT • TYLPPYSOLUT ELI PARENKYYMISOLUT • TIILISKIVEN MUOTOISIA, PYÖREITÄ TAI PYÖREÄHKÖJÄ • PINTAPUUSSA ELÄVINÄ SÄILYVIÄ, RAVINTEITA VARASTOIVIA SOLUJA

14. HAVUPUUN SOLUJA YDINSÄTEEN TRAKEIDIT YDINSÄTEEN TYLPPYSOLUT Pituus: 1,5 – 3,5 mm Halkaisija: 0,020 – 0,035mm RUNGON PITUUS- SUUNTAISET TRAKEIDIT

15. PUUN SOLUSEINÄMÄN RAKENNE Puukemia

16. SOLUSEINÄN RAKENNE Puun solujen rakenne on kaikilla puulajeilla samankaltainen. Eroavaisuutta on havu ja lehtipuiden solujen kesken, mm. solun muodossa ja järjestyksessä. Puiden solut voidaan jakaa tehtäviensä mukaan neljään ryhmään:1. kasvusta huolehtivat solut2. ravintoaineista huolehtivat solut3. veden kuljetuksesta huolehtivat solut ja4. lujuutta ylläpitävät solut. Puun lujuusominaisuuksiin vaikuttavat soluseinän ja puusolukon rakenne. Soluseinä muodostuu kerroksista:* Uloimpana amorfinen välilamelli* Soluseinän uloin kerros eli primaariseinä* Sekundääriseinä koostuu mikrofibrilleistä, se jaetaan 3 alikerrokseen.* Sisin kyhmykerros peittää ohuena kalvona soluontelon pintaa. Soluseinät rakentuvat:2. selluloosasta (40–50 %), vaikuttaa puun lujuuteen3. hemiselluloosasta (20–25 %), vaikuttaa myös puun lujuuteen4. ligniinistä (20–30 %), joka on liima-aine. Puuproffa.fi

17. VUOSILUSTO KESÄPUU KEVÄTPUU

18. Lähde: Osmose Univercity

19. Cell Structures • Softwoods have more open cell structure called tracheids or vessels • Hardwoods cell structures are called fibres. Lähde: Osmose Univercity

20. Kolmiulotteinen kaaviokuva erään lehtipuun rakenteesta. Piirros Kirsi Sihvonen ja Virva Rento 3 1 2 2 4 1 = ydinsäde (violetti) 2 = puutylppysolukkoa (punainen) 3 = putkilosolu (sininen) 4 = kuitu (keltainen)

21. Puun epähomogeenisesta rakenteesta johtuen joudutaan sille määrittelemään seuraavat leikkaukset: poikkileikkaus, säteen suuntainen leikkaus (säteisleikkaus) ja tangentin suuntainen leikkaus (sivuava leikkaus) Edellisten leikkauspintojen lisäksi voidaan puhua säteen suunnasta, tangentin suunnasta sekä syiden suunnasta. Jälkimmäinen on usein sama kuin puun pituuden suunta. Jonkin sanotaan olevan puun syitten suunnassa silloin, kun se on pääasiallisimman solukon pituusakseleiden suuntainen.

22. 1/2 Lähde: Puusta jalosteeksi, Metsäteoll.ry & SMY ry

23. TUKIN TIE SAHATAVARAKSI 2/2

25. SAHATAVARALAADUT Redwood Whitewood U/S I U/S II U/S III U/S IV Vths 6ths U/S I U/S II U/S III U/S IV Vths 6ths I-------------------- U/S ------------------I Kvintta Seksta I-------------------- U/S ------------------I Kvintta Seksta A B C A B C MäntyKuusi

26. SAHATAVARAN YLEISIMMÄT KÄYTTÖKOHTEET

27. Puuviiluista

28. 1/2 Lähde: Puusta jalosteeksi, Metsäteoll.ry & SMY ry

30. HAVUPINTAVIILUN LAADUT LAATU II LAATU III LAATU IV

31. KOIVUPINTAVIILUN LAADUT (SFS 2413) Laatu B (I) Laatu S (II) Laatu BB (III) Laatu WG (IV)

32. P HÄVIÖT VANERIN VALMISTUKSESSA (Koivu) 5 10 15 20 25 100,0 KUORINTA 12 KATKAISU 3,5 27,1 % 1,0 m3 PYÖRISTYS 21,1 PURILAS 8,5 3,7 m3 KUTISTUMA 6,4 LEIKKAUS 4,9 KÄSITELY 5,2 2,7 m3 HÄVIÖ 72,9 % RIKKOUTUMINEN 0,8 KOKOONPURISTUMA 4,2 SAHAUS 4,0 HIONTA 1,5 VIIMEISTELY 0,8 YHTEENSÄ 72,9 %

33. Vanerin käyttökohteita

34. PETRONAS TOWER/KUALA LUMPUR, 452M

35. PUUN KÄYTTÖ RAKENTAMISESSA