Stress – deformation relations of Scotch Pine (Pinus sylvestris L.) wood under different conditions

Year 2024, Volume: 7 Issue: 1, 70 - 80, 30.06.2024

Akın Şendağ , Nusret As

https://doi.org/10.33725/mamad.1485021

Abstract

Aim of this study is to determine the effect of moisture content on the stress and deformation values of scotch pine (Pinus sylvestris L.) wood on bending strength, modulus of elasticity in bending and compression strength parallel to the fibers values. These were tested using TS ISO standards under air dry, over fiber saturation point (FSP) moisture content, steamed over FSP and cooled conditions and stress – deformation values were obtained. In addition, the stress and deformation values at the elastic limit and the deformation values of the material after the elastic limit were examined. As a result, it was determined that moisture content and steaming treatment caused a decrease in all resistance types but increased the amount of deformation. While the averages of the over FSP and steamed samples were different in bending resistance and modulus of elasticity in bending, it was determined that there was no difference between the pretreatment groups in compression strength. It can be said that the strength and deformation values of the materials to be used especially in high moisture content areas should be selected in accordance with the place of use according to the results of the study.

Keywords

Scotch Pine, Steaming, Bending, Moisture, Deformation

Sarıçam (Pinus sylvestris L.) ahşabının farklı koşullarda gerilme deformasyon ilişkileri

Abstract

Bu çalışmanın amacı, sarıçam (Pinus sylvestris L.) ahşabının gerilme ve deformasyon değerlerine rutubet miktarının, lif yönüne paralel olarak eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve basınç direncine etkisini belirlemektir. Bunlar TS ISO standartları kullanılarak hava kurusu, lif doygunluk noktası (LDN) üzerinde ve LDN üzerinde buharlama ve soğutma koşullarında test edilmiş ve gerilme - deformasyon değerleri elde edilmiştir. Ayrıca elastik sınırda oluşan gerilme ve deformasyon değerleri ile malzemenin elastik sınır sonrası göstermiş olduğu deformasyon değerleri incelenmiştir. Sonuç olarak LDN üzeri rutubet ve buharlama işleminin tüm direnç türlerinde azalmaya neden olduğu fakat deformasyon miktarlarını arttırdığı tespit edilmiştir. Eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülünde LDN üzeri ve buharlanmış örneklerin ortalamaları farklı iken basınç direncinde ön işlem gruplarının kendi arasında farklı bulunmadığı tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen bulgulara göre özellikle yüksek rutubetli alanlarda kullanılacak olan malzemelerin direnç ve deformasyon değerlerinin kullanım yerine uygun olarak seçilmesi gerektiği söylenebilmektedir.

Keywords

Sarıçam, Buharlama, Eğilme, Rutubet, deformasyon, Basınç

Thanks

This study derived from the MSc thesis of Akın Şendağ titled “stress - strain relations of some domestic tree species in different conditions”.

References

• As, N., Koç, H., Doğu, D., Atik, C., Aksu, B., & Erdinler, S. (2014). Türkiye’de yetişen endüstriyel öneme sahip ağaçların anatomik, fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 51(1), 71-88. DOI: 10.17099/jffiu.15049
• Berkel, A., (1970). Ağaç mekaniği ve teknolojisi Cilt, I.. İÜ Yayın No: 1148. OF Yayın, 147, 168–169.
• Bozkurt, A., & Erdin, N. (2013). Odun anatomisi, İstanbul üniversitesi, Orman Fakültesi Yayınları.
• Bozkurt, A. Y., & Erdin, N. (2011). Ağaç teknolojisi, İstanbul Üniversitesi, Orman Fakültesi Yayınları.
• Bozkurt, A. Y., & Göker, Y. (1987). Fiziksel ve mekanik ağaç teknolojisi İ.Ü Orman Fakültesi Yayınları.
• Bozkurt, Y. (1966). Ağaç malzemenin mekanik özellikleri, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 40–60.
• Büyüksarı, Ü., As, N., & Dündar, T. (2017). Mechanical properties of earlywood and latewood sections of Scots pine wood. BioResources, 12(2), 4004–4012. DOI: 10.15376/biores.12.2.4004-4012
• Dündar, T. (2005). Sarıçamda değişik silvikültürel müdahalelerin odunun teknolojik özellikleri üzerine etkisi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul.
• Güntekin, E., & Akar, S. (2019). Influence of moisture content on elastic constants of Scots pine wood subjected to compression. Drewno. 62(204).41-53 DOI: 10.12841/WOOD.1644-3985.220.09
• Güntekin, E., Aydin, T. Y., & Niemz, P. (2015). Prediction of compression properties in three orthotropic directions for some important Turkish wood species using ultrasound, BioResources, 10(4), 7252–7262. DOI:10.15376/biores.10.4.7252-7262
• Kantay, R. (1990). Kereste buharlamanın temel esasları ve etkileri, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 40(1), 25–38. DOI: 10.17099/jffiu.68904
• Korkut, S., Akgül, M., & Dündar, T. (2008). The effects of heat treatment on some technological properties of Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood. Bioresource Technology, 99(6), 1861–1868. DOI:10.1016/j.biortech.2007.03.038
• Kurul, F. (2023). Sarıçam ve kızılçam yapı kerestelerinde mukavemet sınıflarının dinamik yöntemlerle belirlenme olanakları, İstanbul Üniversitesi - Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul.
• Lawrence, J., Ae, K., Spencer, P., Yong, A. E., Ae, W., Misra, A., Orestes, A. E., Ae, M., & Friis, L. (2007). On the anisotropic elastic properties of woods. Journal of Materials Science, DOI: 10.1007/s10853-007-2121-9
• Öktem, E. (1994). Sarıçam Odununun Özellikleri ve Kullanım Yerleri, Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları Muhtelif Yayınlar Serisi, 251–285.
• Panshin, A. J., & Zeeuw, C. de. (1970). Textbook of wood technology, Volume I. Structure, identification, uses, and properties of the commercial woods of the United States and Canada, 3rd ed.
• Renaud, M., Rueff, M., & Rocaboy, A. C. (1996). Mechanical behaviour of saturated wood under compression, Wood Science and Technology, 30(3), 153–164. DOI: 10.1007/BF00231630
• Ross, R. J. (2021). Wood handbook: wood as an engineering material.
• Şendağ, A. (2018). Yerli Ağaç Türlerinde Farklı Koşullarda Gerilme - Deformasyon İlişkileri, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
• TS ISO 13061-17 (2019). Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Küçük kusursuz odun numuneleri için deney yöntemleri – Bölüm 17: Liflere paralel basınç altında nihai gerilimin belirlenmesi. International Organization for Standardization (ISO) Geneva Switzerland.
• TS ISO 13061-1 (2021). Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri - Bölüm 1: Fiziksel ve mekanik deneyler için nem muhtevasının belirlenmesi.
• TS ISO 13061-4 (2021). Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri - Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri - Bölüm 4: Statik eğilmede elastikiyet modülünün tayini.
• Wangaard, F. F. (1950). The mechanical properties of wood, The mechanical properties of wood, John Wiley & Sons, Inc., New York.