Yapı malzemesi olarak şeffaf ahşap
Transparent wood as construction material
Yazar: ŞAKİRE ŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞİNASİ BİNGÖL
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Ahşap = Wooden ; Optik geçirgenlik = Optical permeability ; Yapı malzemeleri = Building materials ; Şeffaflık = Transparency

Özet:
Bu çalışmanın amacı, çok eski bir yapı malzemesi olan ahşabı şeffaflaştırarak inşaat mühendisliği alanında kullanılabilecek bir yapı malzemesi elde etmektir. Şeffaf ahşap ülkemizde henüz yeni bir çalışma alanıdır. Özellikle İnşaat Mühendisliği'nde Yapı Malzemesi olarak kullanımı çok azdır. Doğal ahşabın hücre duvarı yapısındaki önemli bileşenlerden biri olan ligninin çıkarılması ile ağartılan ahşap, oluşan boşlukların polimer türüyle doldurulması ile yeni bir malzeme haline getirilir. Yenilikçi bir yapı malzemesi olan şeffaf ahşap; çevre dostu olması, hafif olması, doğal ahşabın aksine optik geçirgenliğe sahip olması gibi özellikler gösterir. Boşluklara doldurulan polimerin optik özellikleri, ışığın ahşap içinden kırılmadan geçmesine olanak sağlar. Genellikle kullanılan petrol bazlı polimerler yerine biyo-bazlı polimerler kullanılması için çalışmalar da devam etmektedir. Çalışmada kavak ve kayın ağacı odunundan farklı doğrultularda kesilerek elde edilen farklı ölçülerdeki numunelerle yedi deneme çalışması yapılmış ikisinde şeffaflık sağlanmıştır. En iyi sonuçlar kavak ağacı odunundan 10×10×1 mm ölçüsünde boyuna doğrultuda kesilerek ve 20×20×1 mm ölçüsünde enine doğrultuda kesilerek elde edilen ahşap numunelerden alınmıştır. Şeffaf ahşap elde etmenin ilk aşaması olan lignin delignifikasyonu, ilk numune 36 gram H2O ile 144 gram NaClO2 (sodyum klorit) den elde edilen çözelti içerisinde  1 saat kaynatılarak, ikinci numune ise ağırlıkça %3,5 NaClO2 (sodyum klorit) çözeltisi içinde  40 dk. kaynatılarak gerçekleştirilmiştir. Ağartma işleminde her ikisinde %6lık hidrojen peroksit çözeltisi kullanılmıştır. Son aşama olan polimer infiltrasyonunda vakumlama cihazında 15'er dakikalık 3 döngü olacak şekilde gliserin ile vakumlama gerçekleştirilmiştir. Gliserinin gıdadan kişisel bakım ürünlerine kadar kullanım alanı bulunmaktadır. Dayanımını arttırmak amacıyla. 1:2 oranında sertleştirici(1) ve epoksi (2) karışımıyla elde edilen şeffaf epoksi reçine ile kaplama yapılmış ve sertleşene kadar beklenilmiştir. Şeffaf ahşap, güneş panelleri için kaplama, yapılarda aydınlık alan sağlama, iç mekan zemin, duvar dekorasyonu gibi kullanım alanlarına sahip olabilecektir. Ahşabın şeffaf hale getirilerek farklı özellikleriyle kullanımı İnşaat Mühendisliği açısından dikkat çekici olacağını göstermektedir. Bu çalışma kapsamında farklı türde ahşap malzemeler temin edilerek şeffaf hale getirilecektir. Bu yönde çalışmaların yapılarak literatüre katkılar yapılması beklenmektedir.

Anahtar Kelimeler: Ahşap, Şeffaflaştırma, Optik geçirgenlik

Abstract:
The aim of this study is to obtain a building material that can be used in the field of civil engineering by making wood, which is a very old building material, transparent. Transparent wood is a new field of work in our country. Especially in Civil Engineering, its use as a building material is very low. The wood, which is bleached by removing lignin, one of the important components in the cell wall structure of natural wood, is transformed into a new material by filling the voids formed with polymer type. Transparent wood, an innovative building material; It exhibits features such as environmental friendliness, light weight, and optical permeability unlike natural wood. The optical properties of the polymer filled into the voids allow light to pass through the wood without refraction. Studies are also continuing to use bio-based polymers instead of the generally used petroleum-based polymers.In the study, samples obtained by cutting in different directions from poplar and beech wood were used. As a result of seven trial studies, transparency was achieved in two of them. The best results were obtained from wood samples obtained from poplar wood by cutting in the longitudinal direction at the size of 10×10×1 mm and cutting from a cross-section of 20×20×1 mm. In lignin delignification, which is the first step of obtaining transparent wood, the samples are boiled for 1 hour in the solution obtained from 36 grams of  H2O and 144 grams of NaClO2 (sodium chloride) in the first sample, and in the second sample, the samples are mixed in a solution of 3.5% by weight NaClO2 (sodium chloride) for 40 minutes. In the bleaching process, 6% hydrogen peroxide solution was used in both. In the last stage of polymer infiltration, vacuuming was carried out with glycerine for 3 cycles of 15 minutes each. Considering the use of glycerin, which is used as a polymer, from food to personal care products, it is the most harmless polymer ever used. In order to increase its strength. Transparent epoxy resin obtained with a 1:2 mixture of hardener (1) and epoxy (2) was coated and waited until it hardened.Transparent wood can have usage areas such as covering for solar panels, providing light in buildings, indoor floor and wall decoration. The use of wood with different properties by making it transparent shows that it will be remarkable in terms of Civil Engineering. Within the scope of this study, different types of wooden materials will be procured and made transparent. Studies in this direction are expected to contribute to the literature.

Keywords: Wood, Transparency, Optical transmittance