Sorszám: H_000050

A cikk szerzőjének a neve: Dr. Filló Zoltán

A cikk címe: A cser vízáteresztőképességének meghatározásával kapcsolatos vizsgálatok, valamint a fentiek alapján végzett cser- és tölgyhordók vízdiffúziós vizsgálatai.

Forrás: FAIPARI KUTATÁSOK, Faipari Kutató Intézet [FaKI] Budapest, 1961. 1. sz. 61 – 78 oldal, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest 1962

Lásd a teljes cikket: /gs3pdf/H_000050.pdf

Kulcsszavak: geszt, húrirányú, sugárirányú, szijács, vízáteresztőképesség.

A vizsgálatok célja a cser-fatest vízfelvevő- és vízáteresztőképességének maghatározása a különböző anatómiai irányokban, főleg sugár- és húrirányban. Ezzel egyidejűleg sugár- és húrirányú dongalécekből készült cser- és tölgyhordók vízfelvevő- és vízáteresztőképessége közti különbség megállapítása.

A faanyagban a víz háromféle állapotban van jelen:

-          mint vegyileg kötött víz a faanyag vegyi összetételében,

-          kolloidális víz formájában a sejtfal ligninszerkezetében kötve,

-          mint szabad, vagy kapilláris víz a sejtüregekben.

Az utolsó állapotú víz a legkevésbé tartós formájú, mert külső mechanikai erővel mozgásba hozható. Az élőfánál ez a vízmozgás az alapja vízcserének: a talajoldatnak a levelekig történő áramlása. Ezt a mozgást a két végmozgató, a gyökérnyomás és a párologtató lombkorona szívóereje tartja fent. a párologtató lombkorona szívóerejének kihasználásával festéket, vizes oldatú védőszereket lehet bevinni a faanyagba. A folyadék behatolása a faanyagba bármely külső erő hatására csak a sejtüregeken, edényeken, sejtközötti és gyantajáratokon, valamint a bélsugarakon át történhet. A folyadéknak rostirányban aránylag gyorsabb mozgási lehetőségét a fatelítéseknél használják fel.

A faanyag folyadékfelvevő- és továbbvezető-képessége annak strukturális irányától változik, ezért a megfigyeléseket a három anatómiai irány közül a sugár- és a húrirányra vonatkozóan külön-külön végezték. Ehhez speciális készüléket használtak (1. és 2. ábra). Négy darab készülék gyártását végezték el. A vizsgálathoz 43 és 46 mm átmérőjű, 5 mm, illetve 35 mm vastagságú mintakorongot készítettek.

A vizsgálathoz mindhárom anatómiai irányban korongokat esztergáltak és 25%, illetve 15% relatív nedvességtartalomra kondicionáltak. A készülékbe tett famintára „T” környezeti hőmérséklet és φ viszonylagos nedvesség mellett „h” konstans magasságú vízoszlop nehezedik. A próbatestek vízzel való érintkezését 1 m hidrosztatikus nyomás alkalmazásával érték el. A hegerpalástokon a víz elszökését vízzáró burkolattal (olvadáspont fölé hevített paraffin-viasz oldatába való hengerítéssel) érték el. A mintaanyagokon keresztülhatolt víz mennyiségének megállapításához a súlymérés és az elhasznált víztérfogat jól mérhető. Az adatok az idő függvényében matematikailag értelmezhetők. A víznyelő- és áteresztő képesség görbéi megszerkeszthetők: az abszcisszára az idő (napokban), az ordinátára a víztérfogat (cm³) kerül fölhordásra. A vizsgálatok eredményei szakaszonként szerkesztett ábrákon, táblázatokban foglalva kerültek közlésre.

Az első mérési sorozatot 5 mm vastag cser gesztből készített sugár- illetve húrirányú, 25% nedvességtartalomra kondicionált próbatestekkel végezték. A nyer adatokból megszerkesztették a víznyelő- és vízáteresztőképesség görbéjét. A vizsgálat elsősorban a húr- és sugárirányú vízáteresztőképesség közti különbözőség felderítése, a hordógyártásban a húrirányú dongaléc felhasználhatóságának megállapítása céljából készült.

A második kísérleti szériában két darab 5 mm vastag, cser szijácsból és két darab cser geszt sugár- illetve húrkorong víznyelő- és vízáteresztőképességét vizsgálták, megállapítva a súlyállandóság elérésének időpontját. A megszerkesztett grafikonok jól mutatják, hogy a húr-és sugárirányú vízáteresztőképesség között sem a cser-szijács, sem a cser-geszt anyagból készült próbatestek esetében nincs jelentős különbség.

A kísérletsorozat harmadik szakasza a vízáteresztőképesség különbözőségének gyakorlati megfigyelése volt. Erre az első és a második sorozat eredménye adott bíztató alapot. E célból 6 darab, kb. 15 liter űrtartalmú hordót készítettek. Anyaga légszáraz állapotra szárított, szigorúan válogatott cser-szijács sugár- és húr, cser-geszt sugár- és húr, valamint tölgy-geszt sugár és húrirányban metszett dongákból került ki. Elhelyezésük kondícionált térben történt: a hőmérséklet 15,7 ^oC –19,1 ^oC (ingadozás: 3,4 ^oC), a levegő relatív páratartalma 70-82% (ingadozás: 12%) között mozgott. A dongalécek, a fenék és az oldal-lécek illeszkedéseit a pontatlan illesztések miatti víz-szivárgás, mint zavaró tényező kiküszöbölésére vékonyan műgyantával lezárták. A hordón két kivezető nyílás készült. A köldöknyílásban jól záródó gumidugóba helyezett parafinnal zárt üvegcsövek közti finom beosztású skálán a vízszintlelovasás történt. A hordó fedőlap nyílásában helyezett gumidugóba illesztett üvegcső hivatott meggátolni a hordóban a vákuum keletkezését. Megfelelő hajlításával a víz párolgási veszteségét elhanyagolható mértékűre csökkentették. A hordók nedvességének és súlyának lemérését követően 12 liter vízzel feltöltötték azokat, majd a vízszint állást feljegyezték. A továbbiakban naponta azonos időben leolvasták a vízszint állását. Két ízben végeztek súlymérést. A kísérlet befejeztével került sor mind a hat hordóra vonatkozóan a naponta felvett vízmennyiséget cm³-ben. A cser-szijács hordók nagy mennyiségű vizet engedtek át, ezek adatait a továbbiakban nem értékelték. A cser-geszt és a tölgy dongából készült hordók mérési eredményeit külön grafikonban ábrázolják. Jól látható, hogy mind a cser-, mind a tölgyhordóknál a kísérlet tartama alatt felvett, illetve a faszöveten átengedett vízmennyiség között elég csekély a különbség. Az adatok szemléletes táblázatba foglalása után megállapították, hogy a húr- és a sugárirányú dongalécek közötti különbség minimális, tölgy esetén 0,3 %, illetve cser esetén 1,3 % az űrtartalomra vonatkoztatva. Megállapítható továbbá, hogy a cser sugárirányú hordó vízáteresztőképessége jóval alacsonyabb értékű a tölgy sugárirányú metszésű dongákból készült hordóénál. A hordó-vízdiffúziós kísérlet eredményei alapján kívánatos a kísérletnek megismétlése szeszes oldattal (bor, pálinka, stb.). Vélhetően az alkohol a fa szövetének micelláris hézagain másképpen, illetve gyorsabban diffundálnak át, mint a víz.

A kísérletek negyedik szakaszában vízdiffúziós mérésekre került sor. Az alábbi mintakorongok kerültek a vizsgálatba:

-          2 db. (nettó) 15% nedvességtartalmú 5 mm vastag cser-szíjács sugár- és húrirányú metszésből készült korong,

-          2 db. (nettó) 25% nedvességtartalmú 35 mm vastag cser-geszt sugár- és húrirányú metszésből készült korong,

-          2 db. (nettó) 15% nedvességtartalmú 35 mm vastag cser-geszt sugár- és húrirányú metszésből készült korong.

Egy adott méretű mintaanyagra vonatkozóan a vízáteresztőképesség mutatószáma az a vízmennyiség, mely a mintaanyagon állandósult állapotban egy nap alatt áthatol. Mértékegysége cm³, vagy g. Intenzitása: cm³/nap. Ez megadható, ha az értékeket grafikusan ábrázolva a görbe egyenesvonalú szakasza hajlás-szögének vízszinteshez viszonyított tangensét vesszük. tekintettel arra, hogy a görbék egyenes vonalú szakasza nem egyenes, a vizsgálati eredmények összehasonlításának céljából egy megközelítőleg megfelelő összehasonlító alap szükséges, ezért az összes vízáteresztőképességi grafikonban a vízáteresztőképesség intenzitását a 40. az 50. a 60. és a 70. napra vonatkozó érték átlagában adták meg. A kapott eredményeket táblázatban foglalták össze.

Megállapítható, hogy

-          a. a két szíjács-mintakorong (megelőző vizsgálat) vízáteresztőképességét tekintve a jelenleg vizsgált mintakorongok vízfelvevés, illetve átbocsátás tekintetében nem mutatnak olyan közel megegyező értéket, mint az előző két ugyanilyen mintaanyag. A jelentősebb eltérés a húrirányú mintáknál tapasztalható. Ez azzal magyarázható, hogy a bélsugáreloszlás nagy eltéréseket mutathat, a csernél feltehetően nagy a heterogenitás. A cser fatestjének mikro-struktúrájára vonatkozó quantitativ xylotomiai adatok nincsenek. Erre választ az ELTE Alkalmazott Növénytani Intézetében és a FaKI-ban folyó kutatások hivatottak választ adni.

-          b. A 35 mm vastagságú cser-geszt mintakorong közül a 25% nedvességűek vízáteresztőképessége a legalacsonyabb értékű, 0,05-0,06 cm³/nap. A vizsgált összes mintakorongoknál talált értékek között kisebb értékű, mint a 15% nedvességű korongoké. A bélsugárszöveti heterogenitás jól szembetűnik, sugár- és a húrirányú vezetőképesség között itt is nagy: 0,0102 cm³/nap különbség adódott.

A cser mintakorongokkal végzett megfigyelések alapján megállapították, hogy

-          a sugárirányú vízáteresztőképességek között igen kis,

-          a húrirányú vízáteresztőképességek között általában nagyobb eltérések vannak.

A cser és a tölgy hordók vízáteresztőképességével kapcsolatban:

-          a tölgy sugár- és húrirányú dongalécekből készített hordók vízáteresztőképessége igen kis eltérés van,

-          a legkisebb mértékű vízáteresztés a cser-geszt sugárirányú metszésű dongából készült hordónál mérhető.