Sodyum bikarbonat (NaHCO3) ile yüzeyleri aşındırılan ve emprenye edilen bazı odun türlerinde doğal yaşlandırma işleminin fiziksel ve mekanik özelliklere etkisi
Effect of natural aging process on physical and mechanical properties of some wood species which surface is abraded and impregnated wi̇th sodium bicarbonate (NaHCO3)
Yazar: DURSUN KEMAL BAYRAKTAR
Danışman: DOÇ. DR. HACİ İSMAİL KESİK
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Sodyum bikarbonat = Sodium bicarbonate ; Sürdürülebilir çevre = Sustainable environment ; Yüzey aşınması = Surface wear

Özet:
Eko sistemde orman kaynakları hızla azalmakta ve ağaç malzeme en üst seviyede korunarak daha geniş alanlarda kullanımının sağlanması zorunluluk haline gelmiştir. Bu yüzyılda, zarar verici faktörleri değiştirerek ve ekosistemin evrimsel ortamının ekolojik yapısını daha doğal koruma yöntemleriyle koruyarak, yeni koruma malzemeleri onarıcı ekolojinin temelini oluşturmaktadır. Ahşap malzemenin gerek tarihi yapılarda ve gerekse çok çeşitli alanlarda kullanılabilmesi için teknolojik, üst yüzey vb. çok çeşitli testlerin/analizlerin yapılması gerekmektedir. Bu nedenlerle çalışma sürecinde dört odun türü Sarıçam (Pinus sylvestris L.), Doğu Ladini odunu (Picea orientalis (L.) Link.), Kestane odunu (Castanea sativa Mill.), Meşe odunu (Quercus petraea Lieble) tercih edilmiş ve doğal yaşlandırma (24 Aylık periyot) işlemi öncesinde kondisyonlanan tüm deney örnekleri çeşitli basınçlarda (1; 2 ve 3 atü) aşındırma ile yüzeyde ondülasyon oluşturarak; %5; %7 ve %9 çözelti derişimlerinde sodyum bikarbonat (NaHCO₃) ile vakumlu basınç yöntemi/emprenye işleminin gerçekleştirilmesinin ardından su bazlı boya/vernik uygulaması yapılmıştır. Deney paneline yerleştirilen gerek kontrol ve gerekse test örnekleri 24 aylık doğal yaşlandırma periyodunun akabinde üst yüzey işlem testleri (renk, parlaklık), mekanik özelliklerden eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, basınç direnci deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre emprenye öncesi ve emprenye sonrasında çözeltilerin pH ve yoğunluklarında değişme olmamıştır. Emprenye işlemi uygulamasından sonra ahşap malzemede % tutunma miktarı (ahşabın toplam kuru  ağırlığına göre kalan katı madde miktarı) tutunma miktarının en yüksek olduğu ladin odununda %7 Sbc 3 atü (%32,46), tutunma miktarı en düşük meşe odunda %9 Sbc (%5,22) 1 atü'de gerçekleşirken; kontrol örneklerinde ışıklılık (L*) değeri en yüksek sarıçam odununda (47,32), en düşük meşede (39,84),  test örneklerinde ışıklılık (L*) değeri en yüksek kestane odununda (44,34), en düşük olarak meşede (39.84); kırmızı-yeşil renk (a*) değeri kontrol grubunda en yüksek değer sarıçam odununda (10,37), en düşük kestane odununda (8,69),  kırmızı-yeşil renk (a*) değeri test örneklerinde en yüksek değer kestane odununda (7,11), en düşük ladin odununda (6,62); sarı-mavi renk (b*) değeri kontrol örneklerinde en yüksek değer sarıçam odununda (22,15), en düşük meşe odununda (17,21), sarı-mavi renk (b*) değeri test örneklerinde en yüksek değer kestanede (14,28), en düşük meşe odununda (12,86); doğal yaşlandırma periyodu (0-12 Ay Farkı) sonrası toplam renk değişim (∆E*) değeri en yüksek sarıçam odununda (12,15), en düşük meşe odununda (8,09); doğal yaşlandırma periyodu sonrası kontrol grubunda en yüksek parlaklık değeri  ladinde (18,98), en düşük sarıçam odununda (15,71); doğal yaşlandırma periyodu sonrası test örneklerinde  en yüksek parlaklık değeri  kestane odununda (8,32), en düşük sarıçam odununda (5,94) gerçekleşmiştir. Mekanik özelliklerde en yüksek basınç direnci değeri meşe odununda 2 atü'de (87,61 N/mm²), en düşük ladin odununda 3 atü (31,17 N/mm²); en yüksek eğilmede elastikiyet modülü değeri meşe odununda 1 atü'de (12809 N/mm²), en düşük eğilmede elastikiyet modülü kestane odununda 3 atü (7893N/ mm²); eğilme direnci değeri en yüksek meşe'de (169,25 N/mm²), en düşük ladin'de (123,66 N/mm²) gerçekleşmiştir. Odunun anatomik yapısı, tüm parametreler (aşındırma, emprenye, üst yüzey, mekanik özellikler) üzerinde etkili olmuştur.

Abstract:
In the eco-system, forest resources are rapidly decreasing and it has become a necessity to protect the wood material at the highest level and to ensure its use in wider areas. In this century, new conservation materials form the basis of restorative ecology by changing the damaging factors and preserving the ecological structure of the evolutionary environment of the ecosystem with more natural conservation methods. Technological, upper surface, etc., so that the wood material can be used both in historical buildings and in a wide variety of areas. a wide variety of tests/analyses need to be done. For these reasons, four wood species Scots Pine (Pinus sylvestris L.), Eastern Spruce wood (Picea orientalis (L.) Link.), Chestnut wood (Castanea sativa Mill.), Oak wood (Quercus petraea Lieble) were preferred and natural aging All test specimens conditioned before the (24-month period) process were corrugated on the surface by etching at various pressures (1; 2 and 3 atu); %5; After performing the vacuum pressure method/impregnation process with sodium bicarbonate (NaHCO₃) at %7 and %9 solution concentrations, water-based paint/varnish was applied. After the 24-month natural aging period of both control and test specimens placed on the test panel, surface treatment tests (color, gloss), mechanical properties such as bending strength, modulus of elasticity in bending, pressure resistance tests were carried out. According to the test results, there was no change in the pH and densities of the solutions before and after impregnation. After the application of the impregnation process, the % adhesion amount (the amount of solid matter remaining according to the total dry weight of the wood) in the wood material is %7 Sbc 3 atu (%32,46) in the spruce wood with the highest adhesion amount, %9 Sbc in the lowest oak wood (%5,22). While it takes place at 1 atu; In control samples, the highest Luminance (L*) value was in Scotch pine wood (47,32), the lowest in oak (39,84), in test samples the highest Luminance (L*) value in chestnut wood (44,34), the lowest in oak (39,84); Red-green color (a*) value was highest in scotch pine wood (10,37), lowest in chestnut wood (8,69), red-green color (a*) value in test samples was highest in chestnut wood (7,11), lowest value in test samples. in spruce wood (6,62); Yellow-blue color (b*) value is highest in scotch pine wood (22,15), lowest in oak wood (17,21), yellow-blue color (b*) value in test samples is highest in chestnut (14,28), lowest in oak wood. in wood (12,86); The highest total color change (∆E*) value after the natural aging period (0-12 Months Difference) was found in scotch pine wood (12,15), the lowest in oak wood (8,09); In the control group after the natural aging period, the highest gloss value was in spruce (18,98), the lowest in scotch pine (15,71); In the test samples after the natural aging period, the highest gloss value was observed in chestnut wood (8,32), the lowest in scots pine wood (5,94). In terms of mechanical properties, the highest pressure resistance value is 2 atu in oak wood (87,61 N/mm²), the lowest is 3 atu (31,17 N/mm²) in spruce wood; the highest modulus of elasticity in bending is 1 atu (12809 N/mm2) in oak wood, the lowest modulus of elasticity in bending is 3 atu (7893 N/mm²) in chestnut wood; The highest bending strength value was in oak (169,25 N/mm²) and the lowest in spruce (123,66 N/mm²). The anatomical structure of the wood has been effective on all parameters (abrasion, impregnation, surface, mechanical properties).