Jousi

[Tuukka Kumpulainen]

Kaivelin tuossa varastojen kätköistä läjän puunäytteitä, joita olin ottanut ja preparoinut vuosia sitten. Tarkoitus oli mitata näytteiden kuiva-tuoretiheys ja lisätä siten tietoa jousipuista.

Kaikki tällä foorumilla jo tietävät, että puun lujuusominaisuudet korreloivat vahvasti tiheyden kanssa. Siksi tiheyden selvittäminen on kiinnostavaa. Metodi on yksinkertainen: leikataan tuoreesta puusta kappale, jonka mitat ja so. tilavuus ovat tiedossa. Kuivataan kappale absoluuttisen kuivaksi ja punnitaan sen massa. Kuivan kappaleen massa suhteessa sen tilavuuteen tuoreena antaa niin sanotun kuiva-tuoretiheyden (kg / m3), joka on puutieteessä vakiintunut tapa ilmaista puun tiheyttä, puuaineen määrää kappaleessa.

Esimerkiksi kaupallisilla puualan sivuilla esitellään edelleen toisinaan tiheysarvoja, jotka perustuvat kuivatiheyteen tai ilmakuivatiheyteen (12 %, 15 %, ?). Olennaista näiden kohdalla on ymmärtää, että näillä menetelmillä saadut tiheyslukemat ovat paitsi vaihtelevia, myös poikkeuksetta korkeampia kuin kuiva-tuoretiheysarvot.

Suomessa on tutkittu valtapuiden kuiva-tuoretiheyksiä melko laajalti, dataa löytyy lajien, kasvupaikkojen, puun eri osien ym. välisistä eroista. Mutta pensasmaisista tulokaslajeista, joista meikäläiset tekee jousia ja nuolia, ei ole juuri mitään tutkittua tietoa. Tämä pieni 19 näytteen sarja on lähtölaukaus tilanteen korjaamiselle.

Jotta alla näkyviä tuloksia voisi verrata johonkin, voidaan todeta, että lähes kaikki tässä tutkitut puulajit ovat puuainekseltaan tiheämpiä kuin mitkään aiemmin Suomessa tutkitut puut. Fagerstedt et al (1995) mukaan (euroopan-)marjakuusi on Suomen tihein puulaji. Sen keskimääräinen kuiva-tuoretiheys on 650 kg / m3, millä ei pääsisi tällä listalla kuin peräsijoille. Guinnessin ennätyskirjan mukaan omenapuu on Suomen painavinta puuta, mutta se ei Fagerstedt et alin antamien lukujen mukaan pääse edes 600 kiloon kuutiolta.

Entä miten suomalaiset pensaslajit suhteutuvat legendaarisiin jousipuihin? "Amerikan kovin puu" värimulperi on keskitiheydeltään 760 kg / m3. Tässä minun aineistossani yhtä tiukkoja puita ovat koiranruusu, kultasade, pihasyreeni ja jasmikkeet. Valeakaasia on keskimäärin 660 kg / m3, jää jo kauas kärjestä.

Puksipuu on legendaarinen, Euroopan kovin ja tihein puulaji, kilotavarana myytävää myrrhaa ja mirhamia, jolle annetaan kaikennäköisiä tiheysarvoja eri lähteissä. Puksipuun kuiva-tuoretiheys vaihtelee välillä 700 - 870 kg / m3, eli meillä on pihoissa ja puutarhoissa ihan omia puksipuitamme, syreeneitä ja jasmikkeita!

Osassa näytteistä on näytenumeron perässä pieni kirjain. Tämä merkitsee sitä, että näytteellä on samasta puusta mutta eri kohdasta otettu rinnakkaisnäyte. Tekemäni mittaukset vahvistavat sen, että puun tiheys vaihtelee suuresti puun eri osissa. Suomalaisilla puilla tiheys on suurimmillaan tyvessä ja laskee runkoa ylöspäin mentäessä, kuten tässäkin. Vaikuttaa siltä, että pienikasvuisilla, pensasmaisilla lajeilla tiheyden lasku voi olla erityisen voimakasta. Ehkä suurin yllätys tässä tutkimuksessa oli mustaherukan alhainen tiheysarvo. Olen leikellyt herukantyviä, joiden puun kovuus ja ilmakuivatiheys on vähintään samaa luokkaa syreenin ja jasmikkeen kanssa. Mutta puolivälistä vartta otettu näyte ei tässä yltänyt kuin 550 kiloon. Tässä näytteessä virhettä tuo se, että näytteessä on mukana varren ydinkanava, joka laskee tiheyttä. Ydinkanavalliset näytteet on mainittu taulukossa. Hyvin pienikasvuisista pensaista on vaikea saada täsmämittaista eli tasaisen suorakulmaista näytettä, joissa ei olisi puun ydintä ja sen hohkaa mukana.

Lustonpaksuus vaikuttaa jo tämän pienen aineiston perusteella monen marginaalipuun tiheyteen. Paksulustoinen tuomi ja syreeni on reippaasti tiheämpää kuin ohutlustoinen, ja monet yksittäisnäytteet muista puista, kuten positiivinen yllättäjä idänkanukka, olivat peräisin suhteellisen paksulustoisista yksilöistä. Toisaalta hernepensasnäyte oli ohutlustoinen ja yllättävän tiheä. Syreeni ja tuomi ovat kehäputkiloisia, mikä selittää hyvin lustonpaksuuden merkitystä, mutta niin on hernepensaskin. On hyvin mielenkiintoista kerätä jatkossa lisää näytteitä ja selvittää muun muassa tämän vaikutusta eri puulajeilla.

Tuomipihlaja kuuluu ilman muuta tuleviin testattaviin, samoin luumu, japaninmarjakuusi, syreenihybridit ym. Yksi kiinnostava seikka on selvittää, missä oloissa ja rungoissa kasvaa kaikista tihein suomalainen koivu. Kaikki tässä saadut tulokset vaativat vahvistusta eli lisää näytteitä kehiin. Esimerkiksi pihasyreenistä en ole mitannut vielä yhtään oikeasti paksulustoista näytettä.

Pannaan tästä saman tien ainakin turkulaisille kollegoille toive ilmoille, että jos kaadatte jousipuuta niin ilmoittelette minulle. Näyte pitää ottaa tuoreesta puusta, ennen kuin se on alkanut kuivumiskutistua. Isoa palaa ei tarvita.

[Tuukka Kumpulainen]

Metodina oli leikata tuoreista puista suorakulmainen, määrämittainen näyte, joka oli kooltaan niin iso kuin puu kulloinkin mahdollisti. Pienimmät näytteet olivat 10 x 10 x 100 mm, isoimmat 20 x 20 x 200 mm. Isompi on parempi, jos ei muuta niin punnitusvälineiden mittatarkkuuden kannalta. Uunikuiva puunpala ei paina paljon mitään jos ei sillä ole vähän kokoakin, mutta greinivaaka auttaa.

Näytteet ajettiin Makitan sirkkelillä, jonka sahapinta on niin siisti, että sirkkelöidyt puut voi liimata lähes näkymättömään liimasaumaan. Ei siis mitään teräntärräystä tai vaeltelua pitkin puuta. Jokaisen näytteen todellinen leveys, korkeus ja pituus mitattiin työntömitalla, ja näitä mittoja käyttäen laskettiin näytteen tuoretilavuus.

Tässä käytetyt näytteet kuivuivat 8 vuotta ( ) huoneilmassa, 50 % RH = 9 % MC, minkä jälkeen ne kuivattiin 100-asteisessa uunissa 10 tunnin ajan. Overkill on hyvästä. Niin kauan kuin puu ei paahdu saati hiilly, ei se voi kuin kuivua tai möllöttää kuivana uunissa. Kuivumisen valmistumisen kontrollointi punnitsemalla. Tuore puu vaatii tietenkin enemmän uunia kuin puusepänkuiva, ja voi halkeilla pahasti uunissa. Olennaista on saada puusta tuoreeltaan tilavuudeltaan tarkasti tunnettu kappale, minkä jälkeen voi chillata ja antaa enimmän veden poistua puusta ihan huoneilmassa. Täytyy tehdä testejä, mutta en hämmästyisi, vaikka 10 tuntia uunia riittäisi kuivaamaan kosteammankin näytteen.

[Tuomo]

Tuomipihlajaa kaadettu ja tiheysmittaukset olisi tarkoitus myös tehdä. Eri rungoille, tyvipaloille ja paloille parin metrin korkeudelta.

Mietin pitkään mittaustapaa mutta kyllä se niin on, että kuiva-tuoretiheys on paras. Tilavuuden mittauksen aion tehdä veteen upottamalla. Ei siis jenkkityyliin, joka on esitetty TBB?-kirjassa, vaan upottamalla palikka kokonaan veteen.

Eli, laita syvä astia melkein täynnä vettä vaa'alle. Nollaa vaaka. Upota palikka kokonaan veden pinnan alle ohuella metallilangalla tai vastaavalla. Palikka ei saa koskea vesiastian pohjaa tai sivuja. Vaa'an lukemasta näet suoraan palikan tilavuuden - desi vettä painaa 100 grammaa. Jos palikka on vettä kevyempää, sitä pitää painaa veden pinnan alle. jos palikka on vettä painavampaa, sitä pitää kannatella juuri veden pinnan alapuolella, ettei se pääse koskemaan vesiastian pohjaa. Jos vaaka on tarkka, niin tämä menetelmä on jopa tarkempi kuin palikan tilavuuden laskeminen mittaamalla mittanauhalla/työntömitalla. Tällä menetelmällä on myös kätevä mitata epämääräisten palikoiden tilavuus. Lisäksi, sirkkeliä ei tarvita, eikä palikkaa tarvitse työläästi työstää helposti mitattavaan muotoon.

Harjoitustestipalikka, ensimmäisen erän bulletwoodin ilmakuivatiheys (9 %) oli 1155 kg/m3. Tämä arvo on siis suurempi kuin Tuukan ilmoittamat kuiva-tuoretiheysarvot.

[T. Manner]

Olen itse joskus käyttänyt tilavuuden mittaukseen hyvin pientä muovipallo "massaa", eli siis kuivaa sellaista. Toimii periaatteessa kuin vesi mutta ei ole märkää. Pyknometri on sitten se teknillinen tapa ei-huokoisille aineille.

[jkekoni]

Oho. Olen kuvitellut että pihasyreeni olis yli 900kg/m^3
Tuomesta otaksuin kovempia tiheyksiä luokkaa 550-600.

Muutoin tulokset olivat aika oletettuja. Siis tietenkin sellaiset puut, jotka tunsin millään tavalla. Osasta en ole kuullut ikinä tai jos olen niin konteksti ei ole puuutyöt.

Värimulperin legendaarisuus perustuu mielestäni siihen että sen murtolujuuden suhde kimmomoduliin on luokkaa 1% kimmomodulin ollessa myös korkeahko.

Toinen asia on että se on "trooppinen puu" vaikka ei kasva trooppisella seudulla.

[Tuukka Kumpulainen]

Kuten totesin yllä, yhtään paksu- ja tervelustoista syreenipalikkaa ei ole vielä mitattu. On lähes varmaa, että syreenin suurin tiheys kasvaa näistä kalikoista.

Kyllä tuomelle ja syreenille saa Jkekonin himoitsemat tiheyslukemat saman tien, kun ei käytä kuiva-tuoretiheyttä. Dahlgren, Wistrand & Wiström (1996) antavat tuomelle 520 - 620 kg / m3 ja pihasyreenille 800 - 900 kg / m3, kuivatiheyttä. Kuiva-tuoreeksi muunnettuna nämä lukemat osuvat mukavan lähelle omien mittausteni kanssa. Suomalaisten kuiva-tuoretiheysmittausten mukaan esimerkiksi tuomi on keskimäärin vain 497 kg /m3, ja metrin korkeudella maasta keskimäärin vain 470 kg / m3. Täsmää minun saamiini lukuihin.

Yksi keskeisistä tavoitteista minulla on saada selvyyttä tiheyksien vaihteluun. Tuo yllä mainittu ruotsalaislähdekin on siitä hassu, että esimerkiksi raidan, pähkinäpensaan ja kotipihlajan tiheys ei annettujen lukujen perusteella vaihtele lainkaan, mutta tuomen, syreenin, katajan, jalavan ja saarnen tiheys vaihtelee suuresti. Uskoiskohan?

[Ilkka Seikku]

Mielenkiintoisia tuloksia, jotka todistavan näppituntuman yleensä pitävän paikkansa.
Jasmikkeista kokemukseni rajoittuu tuoksujasmikkeeseen ja sen mukaan sanoisin oitis, että orapihlaja ja syreeni ovat tiheämpiä.