A fa fizikai tulajdonságának nevezzük azokat a tulajdonságokat, amelyek a fa kémiai összetételének megváltoztatása nélkül megfigyelhetők. Ilyen tulajdonságok: a külső megjelenési forma, a fa testsűrűsége és sűrűsége, nedvességtartalma, zsugorodása és dagadása, hőtulajdonsága, elektromos tulajdonsága, hangtani tulajdonsága, súrlódással szembeni ellenállása, és tartóssága.
A fa külső megjelenési formájára jellemző a szín, a fény, a rajzolat és a szag. Ezeket a különböző irányú metszetein figyelhetjük meg.
A faanyagok színskálája igen változatos. A fehértől a feketéig, a legfinomabb színárnyalatok megtalálhatók. Az egyes faanyagok jellemző színüket a sejtekben lerakódó színező anyagtól kapják.
Az egyes fafajtáknak (platán, bükk, tölgy) sajátos fényük van. Ennek oka, hogy a sugár irányú metszeten a bélsugarak visszaverik a fényt.
A fa felületén megfigyelhető rajzolatok a vágás irányának jellemzői, de függnek a fa szöveti szerkezetének összetettségétől is. A rajzolatot befolyásolja az évgyűrűk szélessége, a bélsugarak iránya, az edények méretei. A faanyag szaga, a benne levő gyantától és illó olajoktól függ. A faanyagokat a jellegzetes színük, szaguk és rajzolatuk alapján fel lehet ismerni. A fa fényét, rajzolatának a jellegzetességeit a megmunkált és felületkezelt anyagokon figyelhetjük meg a legjobban.
A fa testsűrűségének és sűrűségének vizsgálatánál megállapíthatjuk, hogy a fa a felépítése miatt nem tekinthető olyan tömör anyagnak, mint pl. a vas, vagy a műanyagok. Ezért különbséget kell tenni testsűrűsége és sűrűsége között. A testsűrűségben benne van a fa anyagának tömege, de benne van a sejtüregekben lévő nedvesség tömege is. Ezért a sűrűséggel kapcsolatos értékeket a nedvességtartalom függvényében lehet értékelni. A nagyobb nedvességtartalomhoz nyilván nagyobb sűrűség értékek tartoznak.
A testsűrűséget megkapjuk, ha a mintadarab kilogrammban kifejezett tömegét elosztjuk annak cm3-ben kifejezett térfogatával. A fa testsűrűsége függ a kitermelés helyétől, és az évgyűrű szerkezet alakulásától.
A sejtüregek nélküli sűrűség a fa kémiai összetételének megfelelően az összes fafajnál majdnem azonos, 1,56 kg/dm3.
A fa nedvszívó anyag, így mindig tartalmaz valamennyi vizet. Gyakorlati szempontból a fa felépítését tekintve, két fontos alkotórészt különböztetünk meg. A fa vázát és a fa nedvét, vagyis víztartalmát. A fa váza alatt a sejtek, illetve a sejtfalak összességét értjük abszolút száraz állapotban. Az élő fa súlyának csak 45-55%-át képezi a száraz anyag, a többi részét víz tölti ki. A víz előfordulhat szabad víz formájában a sejtek üregeiben és mint kötött víz, a sejtfal szerkezetén belül.
A fa nedvességtartalmát a fa környezete is befolyásolja. A tárolt fa nedvességtartalma a környezet, a hőmérséklet, a levegő páratartalmának a függvényében változhat. Egy bizonyos idő eltelte után egyensúly áll be a környezet és a faanyag nedvessége között. Ezt az állapotot egyensúlyi fanedvességnek nevezzük.
A fa nedvességtartalmát tekintve a következő csoportosítást lehet elvégezni:
- Abszolút száraz állapotról akkor beszélünk, ha a fa egyáltalán nem tartalmaz vizet. Ezt az állapotot általában csak mesterséges szárítással lehet elérni.
- A szobaszáraz állapot környezete 20°C-os hőmérsékletű és 45-50% relatív nedvességtartalmú. Az ilyen környezetben tárolt fa szoba száraznak nevezhető. A szobaszáraz fa nedvességtartalma kb. 8%.
- A légszáraz állapot eléréséhez a fát huzamosabb ideig letakarva, szabad levegőn kell tárolni. A légszáraz környezetnek a 15°C-os hőmérséklet és a 75%-os relatív nedvességtartalom felel meg. A légszáraz fa nedvességtartalma ilyen környezetben 15%.
- Az abszolút nedves állapot áztatással érhető el. Az áztatás során a sejtek üregei és a sejtfalak teljesen megtelnek vízzel.
A nedvességtartalom változásának következtében száradásnál a fa összezsugorodik, nedvességfelvétel esetében pedig megdagad. Megkülönböztetünk rost-, húr- és sugárirányú méretváltozást. A méretváltozás a rostirányban a legkisebb, húrirányban pedig a legnagyobb. A fából kivágott fűrészáruk (deszkák, pallók) a zsugorodás és a dagadás hatására alakváltozást szenvedhetnek. Ezt a fa feldolgozása során figyelembe kell venni.
A fa hőtani tulajdonságai felhasználás szempontjából előnyösek, mert kicsi a hőtágulása, magas a fajhője, kicsi a hővezető képessége és nagy a fűtőértéke. A fából készült szerkezetek jó hőszigetelők. Hővezetés szempontjából a fa kedvezőbben viselkedik, mint az égetett agyagáruk.
A fa nagyobb hő hatására bomlásnak indul. Először a fából csak gyenge színváltozással a víz, az illó- és könnyen bomló anyagok távoznak el. 225-260°C hőmérsékleten eléri az égési pontot, ahonnan maradandó lánggal ég tovább. A felszabaduló gázok 330-470°C-os hőmérsékleten elégnek.
A fa száraz állapotban az elektromosságot rosszul vezeti, tehát jó elektromos szigetelő anyag. A nedvességtartalom növekedésével csökken a szigetelő képessége, és vízzel telített állapotban jól vezeti az áramot.
A fa tartósságán azt az időtartamot értjük, amely alatt a fa adott körülmények között romlatlan állapotban megmarad. A tartósságot a fafajta tulajdonságai, felhasználási helye és a fa nedvességtartalma befolyásolja. Legtartósabb a teljesen száraz és a vízzel teljesen telített fa. A fa tönkremenetele akkor indul meg leghamarabb, ha váltakozva nedves és száraz állapotba kerül.
Az alábbi felsorolás tartósság szerint csoportosítja a különböző fajtákat:
- Igen tartós fák: tölgy, vörösfenyő, szil, akác, szelídgesztenye, fekete dió.
- Meglehetősen tartós fák: bükk, kőris, luc- és jegenyefenyő.
- Kevésbé tartós fák: cser, juhar, nyír, éger, nyár, jegenyefenyő, hárs.