Lamine ahşap yapı elemanlarının mekanik özelliklerine destek katmanı ve lamel kalınlığı etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of reinforcement layer and lamella thickness on the mechanical properties of reinforced laminated wooden structural elements
Yazar: MURAT UZEL
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH TOĞAY ; DOÇ. DR. CEVDET SÖĞÜTLÜ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu çalışmada, sarıçam (Pinus sylvestris L.) odunundan elde edilen 18 mm kalınlığa sahip lamellerden 5 adet ve 30 mm kalınlığa sahip lamellerden 3 adet kullanılarak en kesiti 90 x 90 mm olan lamine ahşap yapı elemanları üretilmiştir. Laminasyonda tutkal çeşidi olarak epoksi ve poliüretan tutkalları kullanılmıştır. Ayrıca mekanik özelliklerin iyileştirilmesi amacıyla lameller arasına destek malzemesi olarak alüminyum tel örgü, fiberglas tel örgü ve rabitz teli yerleştirilmiştir. Sarıçam masif ahşap yapı elemanları, destek malzemesi kullanılmadan üretilen lamine ahşap yapı elemanları ile destek malzemesi kullanılarak üretilen numunelerin hava kurusu yoğunlukları, tutkal hattına dik eğilme mukavemeti, tutkal hattına dik eğilmede global esneklik modülü, tutkal hattına dik eğilmede lokal esneklik modülü, tutkal hattına paralel eğilme mukavemeti, tutkal hattına paralel eğilmede global esneklik modülü, tutkal hattına paralel eğilmede lokal esneklik modülü, liflere paralel yöndeki basınç mukavemeti ve yapışma mukavemeti değerleri tespit edilmiştir. Ayrıca en uygun elemanın seçimi için mekanik özelliklerinin yanında karar verme kriteri olarak üretim maliyetleri de hesaplanmıştır. Laminasyon yöntemiyle üretilen ahşap yapı elemanlarının mekanik özelliklerinin masif ahşap yapı elemanlarına göre yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bunun yanında laminasyon işlemi sürecinde katmanlar arasında takviye malzemesi kullanımı mekanik özellikler bakımından daha iyi sonuçlar elde edilmesini sağlamıştır. Lamine ahşap yapı elemanlarının 5 katman olarak üretilmesi hem tutkal hattına dik hem de tutkal hattına paralel eğilme mukavemetlerini arttırmaktadır. Lamine elemanların tutkal hattına paralel kullanılması, tutkal hattına dik yönde kullanılanlara göre eğilme mukavemeti bakımından daha iyi sonuç vermektedir. En yüksek eğilme mukavemeti değeri tutkal hattına paralel yönde kullanılan poliüretan tutkalı ile 5 katmanlı olarak üretilen rabitz teli takviyeli elemanlarda tespit edilmiştir. Bununla beraber epoksi tutkalı ile 3 katmanlı olarak üretilen fiberglas tel örgü takviyeli lamine ahşap yapı elemanları ise basınç mukavemeti bakımından en iyi sonucu vermiştir. Ayrıca poliüretan tutkalı ile fiberglas tel örgü kullanımının yapışma mukavemetini arttırdığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, using 5 pieces of layers with a thickness of 18 mm or 3 pieces of layers with a thickness of 30 mm, which were  obtained from Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood; laminated wood structural elements of which cross-section is 90 x 90 mm, have been produced. In the lamination, epoxy and polyurethane adhesives have been used as a glue type. In addition, in order to improve the mechanical properties; between the layers, aluminum wire mesh, fiberglass mesh, and wire rabitz have been placed as a support material. Experiments on scotch pine solid wood structural elements, laminated wood structural elements without reinforced material and the samples with the reinforced material determined bending strength perpendicular to glue line, the modulus of global elasticity in bending strength perpendicular to glue line, the modulus of local elasticity in bending strength perpendicular to glue line, the bending strength parallel to glue line, the modulus of global elasticity in bending strength parallel to glue line, the modulus of local elasticity in bending strength parallel to glue line, compression strength and bonding strength parallel to the grain; and also air dried weights per unit of volume for those two types laminated wood structural elements have been identified. In addition, for the selection of the most appropriate element, besides the mechanical properties, as a decision criteria the production costs have also been calculated. The mechanical properties of wood structural elements produced by the lamination method has been found to be higher than the solid wood structural elements. Besides, the use of reinforcement material between the layers in the process of lamination has led to better results in terms of mechanical properties. The production of laminated wood structural elements as 5-layer has enhanced the bending strength both perpendicular to and parallel to glue line. The use of laminated elements parallel to the glue line gives better results in terms of bending strength in accordance with those used perpendicular to glue line in terms of bending strength. The maximum value of the bending strength perpendicular to glue line has been determined in epoxy glued 5 layer laminated wooden structural elements reinforced with fiberglass mesh. In addition, epoxy glued and 3-layer laminated wood structural elements reinforced with fiberglass wire mesh gave the best results in terms of compression strength. It has also been found that the use of polyurethane glue with fiberglass mesh has increased the bonding strength.