Determination of some physical and mechanical properties of heart and sapwood of willow (Salix alba L.)

Abstract

In this study, density, moisture content, bending strength, modulus of elasticity in bending, dynamic bending strength and compressive strength parallel to fibers were investigated depending on the heartwood and sapwood of willow (Salix alba L.), a broad-leaved tree. In addition, the determination of screw holding capacity and Brinell hardness values were examined depending on both wood sections and cross-sectional surfaces. According to the results obtained, the static flexural strength of willow wood was 78.54 N/mm² in the highest sapwood, the modulus of elasticity value in bending was 8171.20 N/mm² in the highest sapwood, the dynamic (Shock) bending strength was 6333 kJ/m² in the highest sapwood, and the compressive strength parallel to the fibers was 27.30 N/mm² in the highest heartwood. The screw holding capacity was found to be 26.80 N/mm² on the tangential cross-sectional surface of the highest heartwood, and the Brinell hardness value was 29.44 N/mm2 on the cross-sectional surface of the highest heartwood. According to these results, it was determined that there was no significant difference between heartwood and sapwood in static bending strength and modulus of elasticity in bending values of willow wood, but other mechanical strengths examined in this study were found to be significantly different depending on heartwood and sapwood. According to these results, the static bending of willow wood Therefore, in the case of exposure of willow wood to static loads, the wood part is insignificant, but in screwing processes, when exposed to pressure, the cross-sectional surfaces should be taken into account along with the preference of heartwood.

Keywords

• Cross-sectional surfaces
• Mechanical properties
• Heartwood and sapwood
• Willow wood

Söğüt ağacının (Salix alba L.) öz ve diri odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Yapılan çalışmada, geniş yapraklı bir ağaç olan söğüt (Salix alba L.) odununun öz ve diri odun kısımlarına bağlı olarak yoğunluk değeri, rutubet oranı, eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, dinamik eğilme direnci ve lifler paralel basınç dirençleri araştırılmıştır. Ayrıca vida tutma kapasitesi ile Brinell sertlik değerlerinin tespiti ise hem odun kısımlarına ve hem de kesit yüzeylerine bağlı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre söğüt odununun statik eğilme direnci, en yüksek diri odunda 78,54 N/mm², eğilmede elastikiyet modülü değeri en yüksek diri odunda 8171,20 N/mm², dinamik (Şok) eğilme direnci, en yüksek diri odun kısmında 63,33 kJ/m², liflere paralel basınç direnci ise en yüksek öz odun kısmında 27,30 N/mm² olarak gerçekleşmiştir. Vida tutma kapasitesi ise en yüksek öz odun’un teğet kesit yüzeyinde 26,80 N/mm² olduğu, Brinell sertlik değerinin ise en yüksek öz oduna ait enine kesit yüzeyinde 29,44 N/mm2 olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlara göre söğüt odununun statik eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü değerlerinde öz ve diri odun arasında anlamlı bir farkın olmadığı, ancak yapılan bu çalışmada; incelenen diğer mekanik dirençlerin öz ve diri oduna bağlı olarak anlamlı düzeyde farklı oldukları tespit edilmiştir. Dolayısıyla söğüt odununun statik yüklere maruziyeti durumunda, odun kısmının önemsiz olduğu, fakat vidalama işlemlerinde, basınca maruz kaldığında öz odunun tercih edilmesi ile birlikte kesit yüzeylerinin de dikkate alınması gerekmektedir.

Keywords

• Kesit yüzeyler
• Mekanik özellikler
• Öz ve diri odun
• Söğüt odunu

References

1. Acar, N., 2014. Söğüt (Salix alba) ekstraktı mordanlı pamuk, yün elyaf ve ahşap numunelerinin sarıkız çayı otu (Sideritis trojana ehrend) ile boyanma özelliklerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.
2. Alkan, Ç., 2004. Türkiye’nin önemli yapraklı ve ibre yapraklı ağaç odunlarının mikrografik yönden incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak.
3. Ay, N., Şahin, H., 2002. Maçka-Çatak Bölgesi Anadolu Kestanesi (Castanea Sativa Mill.) odununun bazı mekanik özellikleri. Artvin Orman Fakültesi Dergisi, 1: 87-95.
4. Aytin, A., 2013. Yabani kiraz (Cerasus avium (L.) Monench) odununun fiziksel, mekanik ve teknolojik özellikleri üzerine yüksek sıcaklık uygulamasının etkisi. Doktora Tezi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce.
5. Bal, B.C., Ayata, Ü., 2020. Karaçam ve karakavak odunlarının bazı mekanik özellikleri üzerine karşılaştırmalı bir çalışma. Turkish Journal of Forestry, 21(4): 461-467.
6. Bal, B.C., Bektaş, İ., 2018. Odunun yoğunluğu ile mekanik özellikleri arasındaki ilişkinin belirlenmesi üzerine bir araştırma. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 1(2): 51-61.
7. Bal, B.C., Ayata, Ü., Çavuş, V., Şahin, S., Efe, F.T., Dilik, T., 2018. Huş (Betula pendula) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması. IV. Uluslararası Mesleki ve Teknik Bilimler Kongresi (UMTEB), 7-9 Aralık, Erzurum, s. 2104-2113.
8. Bal, B.C., Bektaş, İ., Kaymakçı, A., 2013. Toros sedirinde genç odun ve olgun odunun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(2): 17-27.

9. Bal, B.C., Gündeş, Z., Akçakaya, E., 2015. Kavak, kayın ve okaliptüs kaplamaları ile üretilen kontrplakların vida tutma direncinin araştırılması. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 18(2): 77-83.
10. Ball, J., Carle, J., Del Lungo, A., 2005. Contribution of poplars and willows to sustainable forestry and rural development. UNASYLVA-FAO, 56(2): 3-9.
11. Bektaş, İ., Kaymakçı, A., Bal, B.C., 2012. Kahramanmaraş bölgesinde yetiştirilen pavlonya (Paulownia elongata) odununun teknolojik özellikleri. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, Özel Sayı, 102-108.
12. Bogdan, I., Musat, E.C., Salca, E.A., Scriba, C., Ciobanu, V.D., 2016. Evaluation of selected mechanical properties of willow wood. (Poster) International Symposium "Forest and Sustainable Development" Brașov, Romania 7-8 October,
13. Bozkurt, Y., Erdin, N., 1990. Ticarette kullanılan ağaçlarda fiziksel ve mekanik özellikler. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 40(1): 6-24.
14. Bozkurt, A.Y., 1992. Odun Anatomisi, İstanbul Üniversitesi. Yayın No: 3652, Orman Fak. Yayın No: 415, İstanbul.
15. Bozkurt, Y., Erdin, N., 1997. Ağaç Teknolojisi Ders Kitabı. İstanbul Üniversitesi Genel Yayın No: 3998, Orman Fakültesi Yayın No:445, İstanbul.
16. Bozkurt, A. Y., Erdin, N., 2011. Ağaç Teknolojisi Ders Kitabı. İstanbul Üniversitesi Yayın No:5029, Orman Fakültesi Yayın No:445. İstanbul.
17. Çavuş, V., Ayata, Ü., 2018. Manolya ağacı, akçaağaç ve tespih ağacı odunlarında vida tutma direnci üzerine bir araştırma. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 1(2): 94-102.
18. Çavuş, V., 2020. Kayısı ağacı (Prunus armeniaca L.) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 22(2): 457-464.
19. Çavuş, V., Ersin, İ., Bal, B.C., 2022. Ihlamur (Tilia tomentosa) odunun bazı teknolojik özelliklerinin belirlenmesi. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 5(2): 120-130.
20. Caudullo, G., Welk, E., San-Miguel-Ayanz, J., 2017. Chorological maps for the main European woody species, Data in Brief, 12: 662-666.
21. Dönmez, İ.E., Salman, H., 2021. Söğüt (Salix alba L.) odun ve kabuğunun kimyasal yapısı. Turkish Journal of Forestry, 22(1): 38-42.
22. Efe, F.T., 2020. Japon akçaağaç odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi üzerine bir çalışma. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 3(2): 110-118.
23. Eroğlu, H., Usta, M., 1989. Investigations on Utilisation Possibilities of White Willow (Salix alba L.) Wood in Pulp and Paper Industry, Journal of Agriculture and Forestry of TUBITAK, 13(2): 235-245.
24. Göker, Y., As, N., 1991. Toros Sediri (Cedrus libani A. Richard) odununun brinell sertlik değeri. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 41(1): 1-11.
25. Güller, B., Ay, N., 2001. Artvin Yöresi Sakallı Kızılağaç (Alnus glutinosa subsp. barbata (C.A. Mey.) Yalt.) odununun bazı mekanik özellikleri. TUBİTAK, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 25 (2): 129-138.
26. Güvenç, A., 2003. Ankara Çevresinde Yetişen Salix L. (Söğüt) Türleri Üzerinde Farmasötik Botanik Yönünden Araştırmalar. Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri, Proje No:2001-08-03-033, Ankara.
27. Johnson, O., 2004. Collins Tree Guide. HarperCollins Publishers, London.
28. Kantay, R., 1986. Ağaç malzemenin rutubeti ve ölçülmesi. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 36(2): 58-74.
29. Kaya, M., İmirzi, H., 2023. Farklı geometrik oluklu çekirdeğe sahip ahşap esaslı kompozit panellerin vida tutma dirençlerinin belirlenmesi. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 6(1): 123-133.
30. Keskin, H., Dağlıoğlu, N., 2016. Bazı odun türlerinde tanalit-e emprenye maddesinin eğilme direnci ve eğilmede elastiklik modülüne etkileri. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 17(1): 62-69.
31. Mitchell, A.F., 1974. A Field Guide To The Trees Of Britain And Northern Europe. HarperCollins Distribution Services; Glasgow, UK.
32. Orhan, H., 2017. Kavak odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine azot gazı varlığında yapılan ısıl işlemin etkilerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
33. Örs Y., Keskin H., 2008. Ağaç Malzeme Teknolojisi. Gazi Yayın Dağıtım, G.Ü. Yayın No: 352, Ankara.
34. Praciak, A., Pasiecznik, N., Sheil, D., Van Heist, M., Sassen, M., Correia, C.S., Dixon, C., Fyson, G., Rushforth, K., Teeling, C., 2013. The CABI Encyclopedia Of Forest Trees. CABI, Oxfordshire, UK.
35. Sacré E., 1974a. Étude du bois des peupliers “I.214”, “robusta” et “gelrica” (2e partie). Bulletin de la Société Royale Forestière de Belgique, 81 (4): 219-230.
36. Sacré E., 1974b. Contribution à I’ étude du bois de saulle blanc. Bulletin de la Société Royale Forestière de Belgique, 81 (12): 485-501.
37. Salman, H., 2019. Söğüt (Salix alba L.) odun ve kabuğunun kimyasal yapısı üzerine araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Isparta.
38. Savill, P., 2019. The Silviculture of Trees Used in British Forestry, 3rd edn. CAB International, Wallngford and Boston.
39. Şahin, H.İ., 2013. Isıl işlemin doğal ve plantasyon ormanlarında yetişen dişbudak (Fraxinus angustifolia Vahl.) odunlarının bazı teknolojik özelliklerine etkisi. Doktora Tezi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce
40. Tunçtaner, K., 1990. Çeşitli Söğüt Klonlarının Genetik Varyasyonları ve Türkiye’nin Değişik Yörelerine Adaptasyonları Üzerine Araştırmalar. Tarım, Orman ve Köy İşleri Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü Kavak ve Hızlı Gelişen Yabancı Tür Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü, Teknik Bülten No: 150 (1990-2), Yenilik Basımevi, İstanbul, s. 13-15.
41. Tsoumis, G., 1991. Science and Technology of Wood: Structure, Properties, Utilization (Vol. 115). New York: Van Nostrand Reinhold.
42. TS EN 13446, 2005. Ahşap esaslı levhalar - Bağlayıcıların geri çıkma kapasitesinin tayini. TSE, Ankara.
43. 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. TSE, Ankara.
44. TS ISO 13061- 2, 2021. Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı tayini. TSE, Ankara.
45. TS ISO 13061- 3, 2021. Odunun statik eğilme dayanımının tayini. TSE, Ankara.
46. TS ISO 13061- 4, 2021. Odunun statik eğilmede elastiklik modülünün tayini. TSE, Ankara.
47. TS ISO 13061- 10, 2021. Odunun dinamik eğilme dayanımının tayini. TSE, Ankara.
48. TS ISO 13061-12, 2021. Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için statik sertliğin tayini. TSE, Ankara.
49. TS ISO 13061- 17, 2021. Odunun liflere paralel doğrultuda basınç dayanımı tayini. TSE, Ankara.
50. TS ISO 3129, 2021. Odun- Küçük kusursuz odun numunelerinin mekanik ve fiziksel muayenesi için genel gerekler ve numune alma yöntemleri. TSE, Ankara.