Visual strength grading of fir and black pine boards according to TS 1265 standard

Abstract

Background and aims in this study, it was aimed to determine the visual strength grades for structural boards produced from our native species, Uludag fir (Abies nordmanniana subsp. bornmuelleriana) and Anatolian black pine (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana), according to the TS 1265 standard and to create a basis for similar studies. Methods The first, fir and black pine structural boards (356 pieces) were graded visually according to TS 1265 (2012) standards. Then, global modulus of elasticity and bending strength tests were performed in a 4-point bending test setup according to the TS EN 408 (2014) standard. After the tests, clear pieces were cut from each sample, and density and moisture content were determined. The necessary adjustment processes were carried out according to the TS EN 384 (2022) standard in light of the obtained data. Then, the strength classes corresponding to all visual grades were determined for both species. Results In edgewise tests, as the knot diameter ratio increases (i.e., as the class deteriorates), significant decreases are observed in the mechanical properties and strength classes of the wood, while it was determined that the angle between the flat surface of the samples and the annual ring does not affect the mechanical properties statistically. It was determined that black pine has higher mechanical properties than fir in all visual classes. Conclusions As a result, for visual strength grading, Class 1, Class 2, and Class 3 structural boards obtained from fir and black pine were assigned to C27-C20-C14 and C35-C22-C16 strength classes, respectively. According to the results, the TS 1265 (2012) standard is suitable for the visual strength grading of structural boards.

Keywords

• Fir
• black pine
• TS 1265
• visual strength grading

Göknar ve karaçam tahtalarının TS 1265 standardına göre görsel mukavemet sınıflandırması

Abstract

Giriş ve hedefler Bu çalışmada; yerli türlerimizden olan Uludağ göknarı (Abies nordmanniana subsp. Bornmuelleriana) ve Anadolu karaçamı (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana) kerestelerinden üretilmiş yapısal tahtaların TS 1265 standardına göre görsel mukavemet sınıflarını belirlemek ve benzer çalışmalar için altlık oluşturmak hedeflenmiştir. Yöntemler Öncelikle göknar ve karaçam yapısal tahtalar (toplam 356 adet) TS 1265 (2012) standartlarına göre görsel sınıflandırmaya tabi tutulmuştur. Sonrasında TS EN 408 (2014) standardına göre 4-noktalı eğilme test düzeneğinde global elastikiyet modülü ve eğilme direnci testleri yapılmıştır. Testlerden sonra her numuneden kusursuz parçalar kesilerek yoğunluk ve rutubet miktarları belirlenmiş ve TS EN 384 (2022) standardına göre gerekli tahvil işlemleri yapılmıştır. Sonrasında her iki tür için tüm görsel sınıflara karşılık gelen mukavemet sınıfları belirlenmiştir. Bulgular Geniş yüzeye paralel testlerde budak çapı oranı arttıkça yani sınıf kötüleştikçe ahşabın mekanik özelliklerinde ve mukavemet sınıflarında önemli azalmalar görülürken, yıllık halkaların yüzeye çıkış açısının istatistiksel olarak mekanik özellikleri etkilemediği saptanmıştır. Her bir görsel sınıf için karaçamda, göknara göre daha yüksek mekanik özellikler tespit edilmiştir. Sonuçlar Sonuç olarak, görsel mukavemet sınıflandırması için, göknar ve karaçamdan elde edilen 1.sınıf, 2.sınıf ve 3.sınıf yapısal tahtalar sırasıyla C27-C20-C14 ve C35-C22-C16 mukavemet sınıflarına atanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre TS 1265 (2012) standardının yapısal tahtaların görsel mukavemet sınıflandırması için uygun olduğu söylenebilir.

Keywords

• Göknar
• karaçam
• TS 1265
• görsel mukavemet sınıflandırması

References

1. Arriaga, F., Osuna-Sequera, C., Bobadilla, I., Esteban, M., 2022. Prediction of the mechanical properties of timber members in existing structures using the dynamic modulus of elasticity and visual grading parameters. Construction and Building Materials 322, 1-13.
2. Burawska-Kupniewska, I., Krzosek, S., Mańkowski, P., Grześkiewicz, M., 2020. Quality and bending properties of Scots pine (Pinus sylvestris L.) sawn timber, Forests, 11(11), 1-13.
3. BS 4978, 2007. Visual strength grading of softwood. Specification. 2007+A2, British Standard Institution, London, England.
4. DIN 4074-1, 2012. Strength grading of wood - Part 1: Coniferous sawn timber, DIN Berlin, Germany.
5. García, M.C., Seco, J.F.G., Prieto E.H., 2007. Improving the prediction of strength and rigidity of structural timber by combining ultrasound techniques with visual grading parameters. Materiales de Construcción, 57(288), 49-59.
6. Gil-Moreno, D., 2018. Potential of noble fir, Norway spruce, western red cedar and western hemlock grown for timber production in Great Britain. PhD Thesis, Edinburgh Napier University, Edinburgh, Scotland.
7. Görgün, H. V., Dündar, T., 2018. Strength grading of Turkish black pine structural timber by visual evaluation and nondestructive testing, Maderas. Ciencia y tecnología, 20(1), 57-66.
8. Kurul, F., 2023. Sarıçam ve kızılçam yapı kerestelerinde mukavemet sınıflarının dinamik yöntemlerle belirlenme olanakları, Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.

9. Kurul, F., As, N., 2024. Visual and Machine Strength Gradings of Scots and Red Pine Structural Timber Pieces from Türkiye. BioResources, 19(3), 4135-4154.
10. Kurul, F., Şişman, Ö. A., Dündar, T., 2024. Mechanical characterization of visually graded boards from turkish fir and black pine by nondestructive and destructive tests. Maderas. Ciencia y tecnología, 26 (17), 1-18.
11. Nocetti, M., Brunetti, M., Bacher, M., 2016. Efficiency of the machine grading of chestnut structural timber: prediction of strength classes by dry and wet measurements. Materials and Structures, 49(11), 4439-4450.
12. OGM, 2020. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü [online].
13. Ridley-Ellis, D., Stapel, P., Baño, V., 2016. Strength grading of sawn timber in Europe: an explanation for engineers and researchers. European Journal of Wood and Wood Products, 74, 291-306.
14. Stapel, P., Van de Kuilen, J. W. G., 2014. Efficiency of visual strength grading of timber with respect to origin, species, cross section, and grading rules: A critical evaluation of the common standards. Holzforschung, 68(2), 203-216.
15. TS EN 338, 2016. Yapı kerestesi – Mukavemet sınıfları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
16. TS EN 384:2016+A2, 2022. Yapı kerestesi – Mekanik özellikler ve yoğunluğun karakteristik değerlerinin tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
17. TS EN 408:2010+A1, 2014. Ahşap Yapılar – Yapı kerestesi ve yapıştırılmış lamine kereste- Bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
18. TS EN 1912, 2024. Yapı kerestesi – Mukavemet sınıfları – Ağaç türleri ve görsel sınıfların tasnifi. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
19. TS EN 13183-1, 2002. Biçilmiş yapacak odun (kereste) parçasının rutubet muhtevası – Bölüm 1: Fırın kurusu yöntemiyle tayin. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
20. TS EN 14081-1-2016+A1, 2019. Ahşap yapılar – Dikdörtgen kesilmiş yapı kerestelerinin mukavemet sınıflandırması- Bölüm 1: Genel gereklilikler. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
21. TS EN 14358, 2016. Yapı kerestesi – Ahşap yapılar- Karakteristik değerlerin ve kabul kriterlerinin hesaplanması. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
22. TS EN 844, 2019. Yuvarlak ve biçilmiş yapacak odun (kereste) -Terimler. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
23. UNI 11035-1, 2022. Structural timber - Visual strength grading for structural timbers-Part 1: Terminology and measurements of features, UNI Milano, Italy.