Isıl işlem görmüş ahşap malzemenin çapraz lamine kereste üretiminde kullanım olanaklarının araştırılması
Feasibility of using heat treated wood for cross laminated timber production
Yazar: ZEYNEP EDA ÖZAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SAADETTİN MURAT ONAT
Bartın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu çalışmada, ısıl işlem görmüş ağaç malzemelerin, çapraz lamine kereste (ÇLK) üretiminde kullanım olanakları araştırılmıştır. Üç katlı ÇLK panel çalışması için, sarıçam (Pinus slyvestris Lipsky) ve Uludağ göknarı (Abies bornmülleriana Mattf.) ağaç türleri kullanılmıştır. Katlar arasında tüm deney türlerinde poliüretan tutkalı tercih edilirken, bazı üst tabakalarda tutkala ek olarak silan ön muamele ile ilave edilmiştir. Ayrıca üst tabakalarda bazı deney türlerinde ısıl işleme tabi tutulmuş ağaç malzeme tercih edilmiştir. Bu işlemlerin ÇLK yapı malzemesinde; çekmede makaslama direnci, eğilmede makaslama direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve yüzeye dik çekme direnci özellikleri üzerine etkisi irdelenmiştir. Buna ek olarak, ısıl işlem görmüş ahşap malzemenin renk değişimi incelenmiştir. Sekiz deney türüne ait yapılan deney ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda, silan astar muamele edilen masif (ısıl işlemsiz) ÇLK malzemenin, ısıl işlem uygulanan ÇLK malzemeden (üst panelde silan astar kullanılsa da kullanılmasa da) daha sağlam olduğu tespit edilmiştir. Bununla beraber, ısıl işlem uygulanmış sadece poliüretan tutkalı kullanılan test örnekleri ile ısıl işlem uygulanmış silan astar kullanılan ÇLK test örnekleri kıyaslandığında; eğilmede makaslama direnci için sarıçamda %14, Uludağ göknarında %25 oranında; eğilmede elastikiyet modülü için sarıçamda %7, Uludağ göknarında %5,8 oranında azalmanın ısıl işlem uygulanmış ahşap malzemede silan astar kullanılan ÇLK test örneklerinde olduğu görülmüştür. Yüzeye dik çekme değerlerinde ise sarıçamda %35 oranında azalış, Uludağ göknarında %10 oranında artış ısıl işlem uygulanmış ÇLK malzemede silan astar kullanımıyla birlikte gerçekleşmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ısıl işlem, sarıçam kontrol örneklerinde çekmede makaslama mukavemetinde %24, Uludağ göknarı kontrol örneklerinde %3,9 oranında azalmaya neden olmuştur. Bununla birlikte, silan ön muamelesi ısıl işlem görmüş sarıçam örneklerinde çekmede makaslama mukavemetini %4,8 oranında artırmış ancak ısıl işlem görmüş Uludağ göknarı örneklerinde %13 oranında azaltmıştır. Fakat çekmede makaslama direnci için yapılan istatistiksel analiz (ANOVA ve Tukey's) sonucunda gruplar arasında anlamlı bir farklılık bulunmadığı tespit edilmiştir. Her iki ağaç türü için, masif (kontrol) ÇLK deney türü ile ısıl işlem uygulanmış ÇLK deney türleri karşılaştırıldığında, ısıl işlemin çekmede makaslama ve yüzeye dik çekme mukavemetini azalttığı belirlenmiştir. Ayrıca eğilmede makaslama direnci ve eğilmede elastikiyet modülünde ısıl işlemin önemli bir etkisinin olmadığı, değerlerin birbirine yakın olduğu görülmüştür. Masif (kontrol) ÇLK deney türlerinde silan kullanımının eğilmede makaslama direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve yüzeye dik çekme direnci değerlerinde iyileşmeye sebep olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak; ısıl işlem uygulanmış deney türlerinin, masif (ısıl işlemsiz) deney türlerine kıyasla ÇLK malzemesinde, mekanik özellikleri düşürdüğü tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, ÇLK üretiminde ısıl işlemsiz (masif) ağaç malzemede silan kullanımıyla birlikte, yüksek sağlamlık ve yük taşıyabilme kapasitesine sahip ahşap yapı paneli elde edilebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, the possibilities of using heat treated wood materials in the production of cross laminating timber (CLT) were investigated. For the triple-layer CLT panel study, Scots pine (Pinus slyvestris Lipsky) and Uludağ fir (Abies bornmülleriana Mattf.) wood species were used. Among all the layers, polyurethane glue were preferred in all test types, while in some upper layers pretreated with silane primer. Furthermore, in the upper layers, heat treated wood material is placed in some experiment types. In these materials, shear resistance in tension, shear resistance in bending, modulus of elasticity in bending, and internal bonding strength tests were carried out. In addition, the color change of the heat treated material was also investigated. In accordance with the results of the experiment and the results obtained from the eight experiments, it was determined that the solid control (non-heat treated) CLT material treated with the silane liner was found strongest from the heat treated CLT material (whether or not using the silane liner in the top panel). Nevertheless, when compared with the heat-treated and only polyurethane-glued test samples and the heat treated CLT test samples using silane primer; for shear resistance in bending 14% decrease for Scots pine and 25% decrease for Uludağ fir was observed; for modulus of elasticity in bending it was found that 7% decrease in Scots pine and 5,8% decrease in Uludağ fir were found in the test samples using heat treated with silane primer. On the other hand, regarding the internal bonding strength values, for Scots pine samples it was decreased by 35%, while Uludağ fir it was increased by 10% with heat treated CLT samples pretreated with silane primer. According to the results, heat treatment causes decrease on shear strength in tension by 24% on Scots pine control specimens and 3,9% on Uludağ fir control specimens. However, silane pretreatment improved the shear strength in heat treated Scots pine specimens by 4,8% but there is a decrease on heat treated Uludağ fir specimens by 13%. Statistical analysis (ANOVA and Tukey's) showed that there is no significant difference was found among groups. Compared to solid (control) CLT test type and heat treated CLT test types for both tree types, the heat treatment reduces the values of shear resistance and internal bonding strength, and shear resistance and modulus of elasticity in  bending values were found to be close to each other. For silane pretreated solid (control) CLT samples; shear resistance, shear modulus and shear resistance to the surface were increased. As a result; it has been found that the heat treated specimens reduce the mechanical properties of the CLT material compared to the solid (non-heat treated) test specimens. In addition, the use of silane pretreatment in solid wood (non-heat treated) production of CLT has resulted in a wood structure panel with high durability and better load carrying capacity.