The effect of impregnation with silicon based compounds on some physical and mechanical properties of wood

Abstract

The effect of impregnation with silicon based compounds on some physical and mechanical properties was investigated of spruce (Picea orientalis L.) and beech (Fagus orientalis L.) wood species spreading widely and processed intensively for the wood industry at East Blacksea Region of Turkey. All silicon products were supplied by commercial Dow Corning Corporation (Seneffe, Belgium). Wood specimens were impregnated concentrations of 10% and 50% according to full cell impregnation method. As physical properties; density as mechanical properties; compression strength parallel to grain and shock strength were performed on both treated and untreated specimens. All the tests were performed with 10 replications. Samples with dimensions of 2x2x3 cm were used for compression strength parallel to grain and density tests, 2x2x30 cm for shock strength. As a result of the study, impregnation of wood with silicon based formulations did not decrease density and compression strength parallel to grain of treated specimens was nearly similar to untreated specimens whilst, shock strength of treated specimens was relatively lower than that of untreated specimens. In the study, It is not recommended to use wood impregnated with silicone-based impregnating agents at places of use under dynamic loads.

Keywords

• beech,Fagus orientalis,spruce,Picea orientalis,impregnation,silicon compounds

Silikon bazlı kimyasal maddelerle emprenye işleminin odunun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi

Abstract

Doğu Karadeniz Bölgesinde doğal olarak yetişen ve orman ürünleri sanayinde yoğun olarak kullanılan doğu ladini (Picea orientalis L.) ve doğu kayını (Fagus orientalis L.) odun örnekleri silikon bazlı emprenye maddelerinin %10 ve %50’ lik konsantrasyonlarında dolu hücre yöntemi ile emprenye edilmiş ve emprenye sonrasında odun özelliklerinde meydana gelen değişiklikler bazı fiziksel ve mekanik test yöntemleri ile belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmada kullanılan silikonlar ticari bir firmadan temin edilmiştir. Fiziksel özelliklerden yoğunluk, mekanik özelliklerden liflere paralel basınç direnci ve dinamik eğilme (şok) direnci testi yapılmıştır. Çalışmadaki tüm testler 10 tekrarlı yapılmış olup yoğunluk ve liflere paralel basınç direnci testleri için 2x2x3 cm, şok direnci için 2x2x30 cm boyutlarında örnekler kullanılmıştır. Sonuç olarak emprenye edilen örneklerin yoğunluk ve liflere paralel basınç direnci, kontrol örneklerine yakın bulunmuştur. Ancak emprenye edilen örneklerin şok direncinde azalmalar olduğu gözlenmiştir. Dinamik yüklerin etkisinde kalan köprü, merdiven, gibi yerlerde silikon bazlı emprenye maddeleriyle emprenye edilen ahşabın kullanılmaması önerilmektedir.

Keywords

• Doğu Kayını,Doğu Ladini,Emprenye,Silikon

Supporting Institution

Orman Genel Müdürlüğü

Thanks

Bu çalışma Karadeniz Teknik Üniversitesi, Orman Fakültesi, Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü Orman Biyolojisi ve Odun Koruma Anabilim Dalında yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır. Çalışmaya çok değerli katkılar sunan Doç. Dr. Eylem DİZMAN TOMAK, Dr. Öğr. Üyesi İbrahim YILDIRIM ve Arş. Gör. Ayşenur GÜRGEN, kimyasal madde temini içinde Rüştü YEMEZ, J. P. LECOMTE ve Dow Corning firmasına teşekkürlerimizi sunuyoruz.

References

1. Altun, S., 2008. Yerli Ağaç Türlerinde Yangın Geciktirici Emprenye Malzemelerinin Yıkanmaya Karşı Dayanıklılığı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Doktora Tezi.
2. Bozkurt, A.Y., 1986. Ağaç Teknolojisi, İ.Ü. Orman Fak. Yayınları, İ.Ü. Yayın No: 3403, O.F. Yayın No: 380, Taş Matbaası, İstanbul.
3. Bozkurt, A.Y. ve Erdin, N., 1997. Ağaç Teknolojisi Ders Kitabı, İstanbul Üniversitesi Yayını, No: 3998 İstanbul.
4. Bozkurt, A.Y. ve Göker Y., 1987. Fiziksel ve Mekanik Ağaç Teknolojisi, İ.Ü Orman Fakültesi Yayını, No: 3445/388, İstanbul
5. Bozkurt, A.Y., Göker, Y. ve Erdin, N., 1993. Emprenye Tekniği, İstanbul Üniversitesi, Yayın No: 3779, Fakülte Yayın No: 425 İstanbul.
6. Bozkurt, A.Y. ve Göker, Y., 1996. Fiziksel ve Mekanik Ağaç Teknolojisi, İstanbul Üniversitesi, Yayın No: 3944, Fakülte Yayın No: 436 İstanbul.
7. Butcher JA, Preston AF, Drysdal J (1979) Potential of unmodified and copper-modified alkylammonium compounds as groundline preservatives. New Zealand J. For. Sci. 9(3):348– 358
8. Can, A., 2011. Endüstriyel Ölçekli Isıl İşlem ve Borlu Bileşiklerle Emprenyenin Odunun Bazı Fiziksel, Mekanik ve Biyolojik Özelliklerine Etkisi. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.

9. Drysdale JA (1983) Performance of unmodified and copper-modified alkylammoniumtreated stakes in ground contact. New Zealand J. For. Sci. 13(3):354–363
10. Donath, S., Militz, H. ve Mai, C., 2004. Wood modification with alkoxysilanes. Wood Sci. Technology. 38, 555–566.
11. EN 113, 1980. Wood Preservatives-Test Method for Determining the Protective Effectiveness Against Wood Destroying Basidiomycetes - Determination of the Toxic Values, Brusells, Belgium.
12. Goethals, P. ve Stevens, M., 1994. Dimensional stability and decay resistance of wood upon modification with some new type chemical reactants. IRG/WP/94–40028. The International Research Group on Wood Preservation, Stockholm.
13. Hill, C.A.S., Farahani, M.R.M. ve Hale, M.D.C., 2004. The use of organo alkoxysilane coupling agents for wood preservation. Holzforschung 58, 316–325.
14. Mai, C., Donath, S., Weigenand, O. ve Militz, H., 2005b. New Protection Systems With Silicones and Silanes 48th Annual Convention Society of Wood Science and Technology.
15. Miller DB, Morrell JJ (1989) Stability and methylisothiocyanate production of 12 potential solid fumigants for controlling wood decay. Holzforschung 43(3):191–194
16. Nurmi, A., 2011. Tall Oil Resins in Wood Treatment. http://www.bfafh.de/inst4/43/pdf/ 3resins.pdf 13.07.
17. Örs, Y., 1986. Fiziksel ve Mekanik Ağaç Teknolojisi, I. Odunun Fiziksel Özellikleri, K.T.Ü. Orman Fakültesi, Ders Teksiri Serisi, No: 15, Trabzon.
18. Panov, D. ve Terziev, N., 2009. Study on some alkoxysilanes used for hydrophobation and protection of wood against decay. Int. Biodeterior.Biodegradation 63:456–461.
19. Rowell, R.M. and Konkol, P., 1987, Treatments That Enhance Physical Properties of Wood. Gen. Tech. Rep. FPL-GTR-55 -, U.S. Department of Agriculture, Forest Service. Forest Product lab. Madison.
20. Stevens, M., 1985. Restriction on the use of chlorosilanes as potential wood preservatives International Research Group on Wood Preservation (IRG/WP 3345) Stockholm
21. Terziev, N., Panov, D., Temiz, A., Palanti, S., Feci, E. ve Daniel, G., 2009. Laboratory and above ground exposure efficacy of silicon-boron treatments Paper prepared for IRG the 40th Annual Meeting Beijing, China.
22. T.S.E., 1976. Odunda Fiziksel ve Mekanik Deneyler için Numune Alma Metotları ve Genel Özellikleri, TS-2470, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
23. T.S.E., 1976. Odunun Çarpmada Eğilme Dayanımının Tayini, TS-2477, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
24. T.S.E., 1997. Odunun Liflere Paralel Doğrultuda Basınç Dayanımı Tayini, TS-2595, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
25. URL 3, 2010. http://www.dowcorning.com
26. Yıldız, Ü.C., 2000, Odun Koruma Ders Notları. K.T.Ü. Orman Fakültesi, Orman Endüstri Mühendisliği, K.T.Ü Basımevi, Trabzon.
27. Yıldız, Ü.C., 2005. Odun Modifikasyonu Yöntemleri (Basılmamış Ders Notları), K.T.Ü. Orman Fakültesi, Trabzon.
28. Winandy, J.E. ve Rowell, R.M., 1984. The Chemistry of Wood Strenght, The Chemistry of Solid Wood, Advances in Chemistry Series, Americal Chemical Society, Washington.