Odunda yanmayı geciktirici emprenye maddelerinin dış ortam dayanımları
The performance of fire retardant treated wood in outdoor conditions
Yazar: OSMAN EMRE ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. HASAN VURDU ; PROF. DR. ALİ TEMİZ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Odunun yangına karşı güvenli bir şekilde kullanımını sağlamak amacıyla yanmaya karşı koruyucu önlemlerin alınması büyük önem taşımaktadır. Odunda yangına karşı koruyucu olarak alınabilecek en önemli tedbirlerden biri odunun yanmayı geciktiriciler ile muamele edilmesidir. Ancak, yanmayı geciktirici inorganik emprenye maddelerinin yıkanmaya karşı dayanımının düşük olması bu maddelerin dış ortamda kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada, karaçam (Pinus nigra ssp. pallasiana) odunu %10, %20 ve %30 oranlarında hazırlanan inorganik yangın geciktiriciler (di-amonyum fosfat, boraks ve borik asit) ve kullanılan glikoz ile emprenye edilmiştir. Daha sonra odunlar Maillard reaksiyonu için 1 saat süre ile 120, 150 ve 180 °C sıcaklıkta ısıl uygulamaya tabi tutulmuştur. Karaçam odun numunelerinin pH değeri, kristalite oranı, yıkanma miktarı, yoğunluğu, su alması, hacimsel genişlemesi, mekanik direnç özellikleri, renk değişimleri ve termal özellikleri incelenmiştir. İstatistik sonuçlarına göre yıkanma direnci, termal dayanım, su alma ve hacimsel genişleme açısından en iyi performansı veren ısıl işlem sıcaklığı olarak 180 °C tespit edilmiştir. Ancak, 180 °C'de gibi yüksek sıcaklıklarda ısıl işleme tabi tutulan emprenyeli odunun pH'ı ve eğilme direnci gibi mekanik özellikleri bir miktar düşük çıkmıştır. Bundan dolayı, ahşap birleştirmelerinde korozyona dayanıklı bağlantı elemanlarının kullanılması önerilmektedir. Sonuç olarak yanmayı geciktirici emprenye işlemi ve ardından yapılan ısı uygulamasının dış ortamda kullanılacak karaçam odunları için uygulanabilir olduğu kanaatine varılmıştır.

Abstract:
It is very important to take fire safety and prevention measures in order to ensure safety in the usage of wood against fire. One of the most important precautions is to impregnation of wood with fire retardants. However, there is a limitation of using fire retardant for wood in outdoor environment because of the low leach resistance of the inorganic fire retardants. In this study, black pine (Pinus nigra ssp. pallasiana) wood was impregnated with 10%, 20% and 30% aqueous solution of fire retardants (di-ammonium phosphate, borax and boric acid) along with the Maillard reaction agent (glucose) mixture. Then, heat treatment was applied on the wood samples at 120, 150 and 180 °C for 1 hour. Both Impregnated and heat treated black pine wood specimens was evaluated for the pH value, crystallinity ratio, leaching rate, density, water absorption, volumetric swelling, mechanical properties, color changes and thermal properties. The statistical analyses indicated that the temperature of heat treatment at 180 °C had better performance of leach resistance, thermal properties, water absorption and volumetric swelling. Conversely, pH value and mechanical properties as bending strength of the impregnated wood that was heat treated at this temperature exhibited the lower performance. Therefore, it is recommended that the corrosion-resistant fasteners can be used as having the acidic pH value which affects fastener performance in the wooden joints. It is concluded that heat treatment is applicable for fire retardant treated black pine wood to be used in the external environment.