Termo-vakum işlem görmüş sarıçamın boyutsal kararlılığının incelenmesi

Year 2024, Volume: 7 Issue: 2, 163 - 171

Hızır Volkan Görgün , Öner Ünsal

https://doi.org/10.33725/mamad.1520817

Abstract

Ahşap sahip olduğu avantajlar nedeniyle geniş bir kullanım alanına sahiptir. Bununla birlikte yanma, çürüme ve rutubete bağlı çalışma gibi özellikleri de bulunmaktadır. Bu özelliklerin iyileştirilmesi için koruyucu kimyasal madde nüfuz ettirilmesi (emprenye) yaygın bir yöntemken, ahşabın doğallığını azalttığı için son kullanıcı tarafından tedirginlik oluşturmaktadır. Emprenyeye alternatif olarak, ahşabın yüksek sıcaklıklara maruz bırakılarak fiziksel, mekanik ve biyolojik özelliklerinin değiştirilmesi için modifikasyon amaçlı ısıl işlem teknolojisi geliştirilmiştir. Genellikle geleneksel kurutma fırınlarının yüksek sıcaklıklara dayanıklı olacak şekilde değiştirilmiş tasarımlarında ısıl işlem gerçekleştirilmektedir. Son yıllarda vakum tipi fırınlarda yapılan ısıl işlem (termo-vakum veya Thermovuoto®) ve ahşaba etkileri konusunda çalışmalar yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışma kapsamında sarıçam odununun 180oC'de 1 saat boyunca termo-vakum işlemin uygulandıktan sonra, boyutsal kararlılığındaki (stabilitesi) olası değişimler incelenmiştir. Sonuçlar ısıl işlem yeterlilik standardı olarak da belirtilebilecek TSE CEN/TS 15679’daki referans tablolar ve literatür ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgular, yoğunluk azalışı ve denge rutubet miktarı ve ASE (anti daralma/genişleme etkisi) kriterlerinde ısıl işlem sınıfında ancak farklı mekanlar için uygun olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlardaki bu farklılığın, referans alınan standartta kullanılan yöntemin farklı olmasından ve termo-vakum işleminin ahşabın farklı kimyasal özelliklerini değiştirmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

Keywords

Çam, Daralma, Isıl İşlem, Modifikasyon, Stabilite

Thanks

Yazar, İstanbul Üniversitesi-Cerrahapaşa, Orman Fakültesi, Orman Entomolojisi ve Koruma Anabilim Dalı çalışanlarına, klimatik kabin kullanımındaki yardımları için, aynı üniversiteden Prof. Dr. Öner Ünsal’a örnek temini için ve tür tespitindeki yardımı için Dr. Fatma Diğdem Tuncer’e teşekkür etmektedir.

Dimension stability of thermo-vacuum treated scots pine wood

Abstract

Wood has a wide range of uses due to its advantages. However, it also has properties such as burning, decaying and moisture-dependent shrinkage/swelling. While impregnation with protective chemicals is a common method to improve these properties, it creates anxiety for the end user as it reduces the naturalness of the wood. As an alternative to impregnation, thermal treatment technology has been developed for modification purposes to change the physical, mechanical and biological properties of wood by exposing it to high temperatures. Thermal treatment is generally carried out in modified designs of traditional drying kilns to be resistant to high temperatures. In recent years, studies have begun to be conducted on thermal treatment performed in vacuum type kilns (thermo-vacuum or Thermovuoto®) and its effects on wood. Within the scope of this study, possible changes in the dimensional stability of Scots pine wood after thermo-vacuum treatment at 180oC for 1 hour were examined. The results were compared with the reference tables in TSE CEN/TS 15679, which can also be stated as the heat treatment qualification standard and literature. The results obtained were found to be in the heat treatment class in terms of density reduction, balance moisture content and ASE (anti-shrinkage/expansion effect) criteria, but were suitable for different places. It is thought that this difference in results is due to the difference in the method used in the reference standard and the fact that the thermo-vacuum process changes different chemical properties of the wood.

Keywords

Modification, Pine, Shrinkage, Stability, Thermal Treatment

References

• Almeida G., Bri- J.O., & Perre P. (2009). Changes in wood-water relationship due - heat treatment assessed on micro-samples of three Eucalyptus species, Holzforschung, 63 (1), 80-88. DOI: 10.1515/HF.2009.026
• Aytin, A., & Korkut, S. (2016). Effect of thermal treatment on the swelling and surface roughness of common alder and wych elm wood, Journal of Forestry Research, 27, 225-229. DOI: 10.1007/s11676-015-0136-7
• Bal, B. C. (2018). A comparative study of some of the mechanical properties of pine wood heat treated in vacuum, nitrogen, and air atmospheres, BioResources, 13(3), 5504-5511. DOI: 10.15376/biores.13.3.5504-5511
• Bal, B. C., & Kılavuz, M. (2021). Kavak odununun bazı fiziksel özellikleri üzerine vakum atmosferinde uygulanan ısıl işlemin etkisi, Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 4(1), 30-39, DOI: 10.33725/mamad.926939
• Basri, E., Yuniarti, K., Wahyudi, I., Saefudin, & Damayanti, R. (2015). Effects of girdling on wood properties and drying characteristics of Acacia mangium, Journal of Tropical Forest Science, 498-505. http://www.jstor.org/stable/43596226
• Cockrell, R.A. (1974). A comparison of latewood pits, fibril orientation, and shrinkage of normal and compression wood of giant sequoia, Wood Science and Technology, 8 (3): 197--206. DOI: 10.1007/bf00352023
• EN 1910 (2016). Wood and parquet flooring and wood panelling and cladding – determination of dimensional stability, European standard, CEN.
• EN 13183-1 (2002). Moisture content of a piece of sawn timber - Determination by oven dry method, European standard, CEN.
• Esteves, B. (2009). Wood modification by heat treatment: A review, BioResources, 370-404. DOI: 10.15376/biores.4.1.esteves
• Ferrari, S., Cuccui, I., & Allegretti, O. (2013). Thermo-vacuum Modification of some European softwood and hardwood species treated at different conditions, BioResources, 8(1): 1100-1109. DOI: 10.15376/biores.8.1.1100-1109
• Ghiassi, B., & Lourencço, P. B. (2018). Long-term performance and durability of Masonry structures: degradation mechanisms, health monitoring and service life design, Woodhead Publishing. DOI: 10.1016/c2016-0-03710-5
• Giudice, V.L., Antov, P., Koynov, D., Kristak, L., Lee, S.H., Lubis, M.A.R., Mecca, M., Moretti, N., Tiwari, R. & Todaro, L. (2023). Effect of thermo-vacuum modification on selected chemical, physical, and mechanical properties of Siberian larch (Larix sibirica L.) wood, Wood Material Science & Engineering, 18(6), 1991-2000. DOI: 10.1080/17480272.2023.2212253
• Hill, C., (2006). Wood modification-chemical, thermal and other processes, Wiley Series in Renewable Resources, John Wiley & Sons, Ltd.
• Jebrane, M., Pockrandt, M., Cuccui, I., Allegretti, O., Uetimane Jr, E., & Terziev, N. (2018). Comparative study of two softwood species industrially modified by Thermowood® and thermo-vacuum process, BioResources, 13(1), 715-728. DOI: 10.15376/biores.13.1.715-728
• Juizo, C.G.F., Zen, L.R., Klitzke, W., França, M.C., Cremonez, V.G., & Klitzke, R.J. (2018). Propriedades tecnológicas da madeira de eucalip- submetida ao tratamen- térmico, Nativa, 6(5), 537-542. DOI: 10.31413/nativa.v6i5.5666
• Köse, G., & Temiz, A. (2013). Ahşap malzemenin korunması (emprenye) ile ilgili sıkça sorulan sorular, Mobilya Dekorasyon Dergisi, 94-97.
• Mantanis, G., Terzi, E., Kartal, S.N. & Papadopoulos, A.N. (2014). Evaluation of mold, decay and termite resistance of pine wood treated with zinc-and copper-based nanocompounds, International Biodeterioration & Biodegradation, 90, 140-144. DOI: 10.1016/j.ibiod.2014.02.010
• Masoumi, A., & Bond, B. H. (2024). Dimensional stability and equilibrium moisture content of thermally modified hardwoods, BioResources, 19(1): 1218-1228. 10.15376/biores.19.1.1218-1228
• Öztürk, B., & Atar, M. (2023). Ahşap lavabo ve küvetlerde boyutsal kararlılık tasarımına emprenye işleminin etkisi, Politeknik Dergisi, 26(1), 477-485, DOI: 10.2339/politeknik.1256422
• Surini, T., Charrier, F., Malvestio, J., Charrier, B., Moubarik, A., Castéra, P., & Grelier, S. (2012). Physical properties and termite durability of maritime pine Pinus pinaster Ait., heat-treated under vacuum pressure, Wood Science and Technology, 46(1), 487-501. DOI: 10.1007/s00226-011-0421-3
• TS 4083, (1983). Odunda radyal ve teğet doğrultuda çekmenin tayini (İptal), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• TS ISO 13061-13, (2024). Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri - Küçük kusursuz odun numuneleri için deney yöntemleri - Bölüm 13: Radyal ve teğet yönde daralmanın belirlenmesi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• TSE CEN/TS 15679 (2011). Isıl işlemle değiştirilmiş kereste (tmt) - Tarifler ve karakteristik özellikleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• Yan, L., & Morrell, J. J. (2014). Effects of thermal modification on physical and mechanical properties of Douglas-fir heartwood, BioResources, 9(4), 7152-7161. DOI: 10.15376/biores.9.4.7152-7161
• Yılgör, N. & Kartal, S. N. (2010). Heat modification of wood: chemical properties and resistance - mold and decay fungi, Forest Products Journal, 60(4), 357-361, DOI: 10.13073/0015-7473-60.4.357