Determination of some physical and mechanical properties of white mulberry (Morus alba L.) wood

Abstract

In this study, the air-dry and oven-dry density values, bending strength, modulus of elasticity in bending, dynamic bending strength, compression strength parallel to the grain, and screw holding capacity of white mulberry (Morus alba L.) wood, which is a broad-leaved tree species, were investigated within the scope of examining some of its physical and mechanical properties. According to the tests conducted, the air-dry density of white mulberry wood was determined to be 0.59 g/cm³, while its oven-dry density was found to be 0.56 g/cm³. Thus, it was observed that there is a significant difference between the air-dry and oven-dry density values. Among the mechanical properties, the bending strength was determined as 71.06 N/mm², the modulus of elasticity in bending as 6117 N/mm², the dynamic bending (impact) strength as 27.83 kJ/m², and the compression strength parallel to the grain as 60.39 N/mm². The screw withdrawal resistance was found to be 54.34 N/mm² on the tangential surface, 49.92 N/mm² on the radial surface, and 42.29 N/mm² on the cross-sectional surface. According to the results obtained, the physical and mechanical properties of white mulberry wood were found to be in agreement with the findings reported in previous studies in the literature. Therefore, it can be stated that white mulberry wood possesses properties suitable for use especially in interior furniture applications. However, since wood is an anisotropic and orthotropic material, it is recommended that the mechanical properties of white mulberry wood be further investigated in relation to its cross-sectional surfaces and growth regions.

Keywords

• Cross-sectional surfaces
• Mechanical properties
• Physical properties
• White mulberry wood

Ak dut odununun (Morus alba L.) bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Yapılan çalışmada, geniş yapraklı bir ağaç türü olan ak dut (Morus alba L.) odunun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi kapsamında hava kurusu ve tam kuru yoğunluk değerleri, eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, dinamik eğilme direnci, liflere paralel basınç direnci ve vida tutma kapasitesi araştırılmıştır. Yapılan testlere göre ak dut odununun hava kurusu yoğunluk değerinin 0,59 g/cm3 tam kuru yoğunluk değerinin de 0,56 g/cm3 olduğu tespit edilmiştir. Böylece hava kurusu ve tam kuru yoğunluk değerleri arasında anlamlı bir farkın olduğu görülmüştür. Mekanik özelliklerden olan eğilme direnci, 71,06 N/mm², eğilmede elastikiyet modülü, 6117 N/mm², dinamik eğilme (Şok) direnci, 27,83 kJ/m², liflere paralel basınç direnci 60,39 N/mm², vida çekme direnci ise teğet yüzeyde 54,34 N/mm² radyal yüzeyde 49,92 N/mm² ve en kesit yüzeyde 42,29 N/mm2 olarak tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ak dut odununun fiziksel ve mekanik özelliklerinin literatürde yapılmış olan çalışmaların sonuçlarıyla paralellik gösterdiği tespit edilmiştir. Dolayısıyla ak dut odunu özellikle iç mekân mobilyalarında kullanılabilir özelliklere sahip olduğu söylenebilir. Ancak ağaç malzemenin anizotrop ve ortotropik bir yapıya sahip olmasından dolayı özellikle ak dut odununun kesit yüzeylerine ve yetişme bölgelerine bağlı olarak mekanik özelliklerinin araştırılması önerilmektedir.

Keywords

• Ak dut ut odunu
• Fiziksel özellikler
• Kesit yüzeyleri
• Mekanik özellikler

References

1. Anşin, R., Özkan, Z. C., 1993. Tohumlu bitkiler (Spermatophyta) odunsu taksonlar. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Orman Fakültesi, Trabzon.
2. As, N., Koç, K.H., Doğu, A. D., Atik, C., Aksu, B., Erdinler, E.S., 2001. Türkiye’de yetişen endüstriyel öneme sahip ağaçların anatomik, fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 51(1):71-88.
3. Ay, N., Şahin, H., 2011. Physical properties of Chestnut (Castanea sativa Mill.) wood obtained from Maçka-Çatak region. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 3(1): 63-71.
4. Ayata, Ü., Bal, B.C., 2020. Yalancı akasya (Robinia pseudoacacia) odununda bazı fiziksel ve mekanik özelliklerin belirlenmesi. (Ed., Özrenk, K., Bozdoğan, A.M., Bozdoğan N.Y), Ziraat, Orman ve Su Ürünleri Alanında Teori ve Araştırmalar, Gece Kitaplığı Yayınları, s: 199-216.
5. Aydemir, D., Bürüç, G., Bakır, K., 2019. Doğu kayını ve saplı meşe odunlarının bazı özellikleri üzerine ısıl işlemin etkisi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 21(3): 713-721.
6. Başboğa, İ. H., Varlıbaş Başboğa, H., Eğilmez, M., 2023. Kütahya/Simav bölgesindeki biyolojik olarak zarar görmüş Anadolu kestanesinin (Castanea sativa Mill) odunlarının teknolojik özelliklerinin belirlenmesi. ArtGRID- Journal of Architecture Engineering and Fine Arts, 5(1): 70-84. https://doi.org/10.57165/artgrid.1297192
7. Bektaş, İ., 1997. Kızılçam (Pinus brutia ten.) odununun teknolojik özellikleri ve yörelere göre değişimi. Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
8. Bozkurt, Y., Erdin, N., 1990. Ticarette kullanılan ağaçlarda fiziksel ve mekanik özellikler. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 40(1): 6-24.

9. Bozkurt, Y., Erdin, N., 1995. Yoğunluk ile mekanik özellikler arasındaki ilişkiler. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 45(2): 11-34.
10. Bozkurt, Y., 1966. Ağaç malzemenin mekanik özellikleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Seri B, 16(2): 41-60.
11. Bozkurt, A.Y., Erdin, N., 2011. Ağaç Teknolojisi Ders Kitabı. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayın İstanbul.
12. Bülbül, R., Kaya, M., İmirzi, H.Ö., Döngel, N., 2024. Farklı odun ve tutkal türleri kullanılarak üretilen lamine kerestelerin (glulam) bazı fiziksel ve mekanik özellikleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 26(2): 58-68.
13. Çavuş, V., 2020. Kokulu ardıç odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine bir araştırma. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 3(1): 1-9. https://doi.org/10.33725/mamad.717060
14. Çelebi, G., Kılıç. M., 2007. Nail and screw withdrawal strength of laminated veneer lumber made up hardwood and softwood layers. Construction and Building Materials, 21(4): 894-900. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2005.12.015.
15. Dündar, T., 2002. Demirköy yöresi ıstranca meşelerinin (Quercus hartwissiana Stev.) mekanik özellikleri. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 52(2): 159-176.
16. Düzkale, G., Bektaş, İ., Tunç, H. H., Doğanlar, Y., 2015. Zeytin ağacı (Olea europaea) odunun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 10(2): 29-35.
17. Düzkale Sözbir, G., 2024. Vakumlu ısıl işlem modifikasyonunun yalancı akasya (Robinia pseudoacacia) odunu özellikleri üzerine etkisi. Turkish Journal of Forest Science, 8(1): 77-85.
18. Efe, F.T., 2021. Sedir odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma. Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences, 8(1): 43-52. https://doi.org/10.30910/turkjans.809010.
19. Efe, H., Çağatay, K., 2011. Çeşitli masif ağaç malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 14(1): 55-61.
20. Göker, Y., 1982. Yalancı akasya (Robinia pseudoacacia L.)’nın teknolojik özellikleri ve kullanış yerleri. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 32(1): 99-104.
21. Gökmen, H., 1973. Kapalı Tohumlular I. Cilt. Şark Matbaası, Ankara.
22. Güler, C., Şahin, H.İ., Çiçek, E., 2010. Hercai karaağacı (Ulmus leavis Pall.) odununun bazı fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. Düzce Üniversitesi Orman Fakültesi Ormancılık Dergisi, 6(1): 3-11.
23. Gündüz, G., Yıldırım, N., Şirin, G., Onat, S. M., 2009. Ak dut ağacının anatomik, kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri. Düzce Üniversitesi Orman Fakültesi Ormancılık Dergisi, 5(1): 131-149.
24. Huo, Y., 2002. Mulberry cultivation and utilization in China. FAO Animal Production and Healt Paper, 147: 11-44.
25. Kaya, M., Bülbül, R., 2024. Limba odununun (Terminalin superba) bazı mekanik özelliklerinin belirlenmesi. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(1): 222-231.
26. Kaya, M., Bülbül, R., Çavuş, V., 2024. Söğüt ağacının (Salix alba L.) öz ve diri odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Turkish Journal of Forestry, 25(3): 302-312. https://doi.org/10.18182/tjf.1437947.
27. Lale, H., Özçağıran, R., 1996. Dut türlerinin pomolojik, fenolojik ve bazı meyve kalite özellikleri üzerinde bir çalışma. Derim, 13(4): 177-182.
28. Machii, H., Koyama, H., Yamanouchi, K., Matsumoto, K., Kobayashi, S., Katagiri, K., 2001. A list of morphological and agronomical traits of mulberry genetic resources. Miscellaneous Publication of the National Institute of Sericultural and Entomological Science, 29: 1-307.
29. Malkoçoğlu, A., 1994. Doğu kayını (Fagus orientalis L.) odununun teknolojik özellikleri. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
30. Ozyhar, T., 2013. Moisture and time dependent orthotropic mechanical characterization of beech wood. Ph.D. Dissertation, ETH Zürich, Zürich, Switzerland,
31. Örs, Y., Özen, R., Doğanay, S., 1998. Mobilya üretiminde kullanılan ağaç malzemenin vida tutma dirençleri. Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi, (22): 29-34.
32. Örs, Y., Keskin, H., 2001. Ağaç Malzeme Bilgisi. Atlas Yayın Dağıtım Ltd. Şti, , İstanbul.
33. Özkan, M., 2019. Yapraklı ağaçlardan üretilen masif panel levhaların bazı teknolojik özelliklerine taslak kesiş yönünün rtkisi. Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce. Perçin, O., Ayan, S., 2012. Isıl işlem uygulanmış ağaç malzemede vida çekme direncinin belirlenmesi. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 1(1): 57-68.
34. Ryu, K.S., 1977. Dut Yetiştirilmesi ve Türkiye’de Dut Ziraatı. İpekböcekçiliği Araştırma Enstitüsü Yayınları No:60. 89.
35. Sancak, Ş., 2010. Kızılcık (Cornus mas L.) Odununun bazı fiziksel, mekanik ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Kastamonu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kastamonu.
36. Şirin G., Aydemir, D., 2016. Sonlu elemanlar metodunun ahşap malzemelerde kullanımına ilişkin bir araştırma. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 18(2): 205-2012. https://doi.org/ 10.24011/barofd.272971.
37. Trujillo, F.U., 2002. Mulberry for rearing dairy heifers. FAO Animal Production and Healt Paper, 147: 203-206.
38. TS EN 13446, 2005. Wood-based panels – Determination of Withdrawal Capacity of Fasteners, TSE Standardları, Ankara, Türkiye.
39. 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.
40. TS ISO 13061- 2, 2021. Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı tayini. TSE, Ankara.
41. TS ISO 13061 - 3, 2021. Odunun statik eğilme dayanımının tayini, TSE, Ankara.
42. TS ISO 13061 - 4, 2021. Odunun statik eğilmede elastiklik modülünün tayini, TSE, Ankara.
43. TS ISO 13061 - 10, 2021. Odunun çarpmada eğilme dayanımının tayini, TSE, Ankara.
44. 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, TSE, Ankara.
45. Tsoumis, G.T., 1991. Science and technology of wood: Structure, Properties, utilisation. Van Nostrand Reinhold, New York.
46. Usta, İ., 2016. Ahşap: mekanik özellikler. Yapı Dünyası, 14-31.
47. Yazıcı, H., 2005. Açık hava koşullarının odun dayanımına etkisi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 7(8): 72-79.
48. Yıldırım, N., 2006. Ak dut (Morus alba L.) ağacının bazı fiziksel ve mekanik özelllikleri. Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak.
49. Yıldız, O., Bircan, Ş., 2022. Batı Karadeniz kıyı bölgesinde yetişen kayın (Fagus orientalis Lipsky) odununun fiziksel ve mekanik özelliklerinin yetişme ortamı değişkenleriyle ilişkisi. Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 8(2): 61-72. https://doi.org/ 10.53516/ajfr.1199478.
50. Yücel, E., Yaltırık, F., Öztürk, M., 1995. Süs Bitkileri (Ağaçlar ve Çalılar). Anadolu Üniversitesi, Fen Fakültesi Yayınları No: 1, Eskişehir.