Karaçam ve karakavak odunlarının bazı mekanik özellikleri üzerine karşılaştırmalı bir çalışma

Abstract

Çam ve kavak odunları Türkiye’de birçok yerde yetişmektedir. Her ağaç türü sahip oldukları anatomik yapılarından dolayı farklı fiziksel ve mekanik özeliklere sahiptir. Bu çalışmada, karaçam (Pinus nigra Arnold) ve karakavak (Populus nigra L.) odunlarının bazı fiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmış ve birbirleri ile kıyaslanmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, karaçam odununda rutubet içeriği, hava kurusu yoğunluk, eğilme direnci, elastikiyet modülü, basınç direnci, şok direnci sırasıyla %9.77, 508 kg/m3, 118.7 N/mm2, 9789 N/mm2, 57 N/mm2, 0.416 kgm/cm2 olarak belirlenmiştir. Ayrıca, karakavak odununda rutubet içeriği, hava kurusu yoğunluk, eğilme direnci, elastikiyet modülü, basınç direnci, şok direnci sırasıyla %9.81, 396 kg/m3, 75.1 N/mm2, 5438 N/mm2, 42 N/mm2, 0.438 kgm/cm2 olarak elde edilmiştir. 

Keywords

• Çam
• Kavak
• Fiziksel özellikler
• Mekanik özellikler

A comparative study on some mechanical properties of black pine and black poplar woods

Abstract

Pine and poplar wood types grow in many places in Turkey. Each tree species has different physical and mechanical properties due to its anatomical structures. In this study, some physical and mechanical properties of black pine (Pinus nigra) and black poplar (Populus nigra L.) wood were investigated, and compared with each other. According to the results of the research, moisture content, air-dried density, bending strength, modulus of elasticity, compression strength and impact bending strength of black pine wood were 9.77%, 508 kg/m3, 118.7 N/mm2, 9789 N/mm2, 57 N/mm2, 0.416 kgm/cm2, respectively. In addition, moisture content, air-dried density, bending strength, modulus of elasticity, compression strength and impact bending strength of black poplar wood were 9.81%, 396 kg/m3, 75.1 N/mm2, 5438 N/mm2, 42 N/mm2, 0.438 kgm/cm2, respectively.

Keywords

• Pine,
• Poplar,
• Physical properties
• Mechanical properties

References

1. Akman, M., 2018. Isıl işlem uygulanmış ebe karaçamının bazı mekaniksel özellikleri ve yetişme muhitinin toprak özelliklerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya.
2. Akyürek, Ş., 2019. Isıl işlemin karaçam (Pinus nigra J. F. var. şeneriana) odunu hücre çeperi bileşenleri ve çözünürlükleri üzerine etkisinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya.
3. Aydemir, D., Zor, M., Özden, S., Gündüz, G., 2010. Isıl işlem görmüş titrek kavak (Populus tremula) ve ak kavak (Populus alba) odunlarının eğilme direnci ve elastikiyet modülü üzerine muamele süresinin etkisi, III. Ulusal Karadeniz Ormancılık Kongresi, 20-22 Mayıs, Artvin, s. 1810-1818.
4. Bal, B.C., 2011. Okaliptüs grandis (Euctalyptus grandis W. Hill ex maiden) odununun fiziksel ve mekanik özellikleri ve lamine ağaç malzeme üretiminde kullanılması üzerine araştırmalar. Doktora Tezi, Kahramanmaraş Sütçüimam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
5. Bal, B.C., 2014. Some physical and mechanical properties of thermally modified juvenile and mature black pine wood. European Journal of Wood and Wood Products, 72: 61-66. DOI 10.1007/s00107-013-0753-9.
6. Bal, B.C., Bektaş, İ., 2013. The mechanical properties of heartwood and sapwood of E. Grandis grown in Karabucak, Turkey. Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 9(1): 71-77.
7. Bal, B.C., Bektaş, İ., 2018a. Kayın ve kavak odunlarında bazı fiziksel özelliklerle yoğunluk ilişkisinin belirlenmesi. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 1(1): 1-10. DOI: 10.33725/mamad.420917.
8. Bal, B.C., Bektaş, İ., 2018b. Odunun yoğunluğu ile bazı mekanik özellikleri arasındaki ilişkinin belirlenmesi üzerine bir araştırma. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 1(2): 51-61. DOI: 10.33725/mamad.467353.

9. Bal, B.C., Bektaş, İ., Kaymakçi, A. 2012. Toros sedirinde genç odun ve olgun odunun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri. Kahramanmaraş Sütçüimam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(2): 17-27.
10. Bektaş, İ., 1997. Kızılçam (Pinus Brutia ten.) odununun teknolojik özellikleri ve yörelere göre değişimi. Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
11. Bircan, Ş., 2008. Batı Karadeniz kıyı bölgesinde yetişen kayın (Fagus orientalis Lipsky) odununun fiziksel ve mekanik özelliklerinin yetişme ortamı değişkenleriyle ilişkisi. Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce.
12. Bozkurt, Y., Erdin, N., 1997. Ağaç Teknolojisi Ders Kitabı, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, İstanbul.
13. Bozkurt, Y., Göker, Y., 1996. Fiziksel ve Mekanik Ağaç Teknolojisi, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, İstanbul.
14. Çavuş, V., 2020. Kokulu ardıç odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine bir araştırma. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 3(1): 1-9. DOI: 10.33725/mamad.717060. Çavuş, V., Sahin, S., Esteves, B., Ayata, U., 2019. Determination of thermal conductivity properties in some wood species obtained from Turkey. Bioresources, 14(3): 6709-6715. DOI: 10.15376/biores.14.3.6709-6715.
15. Çolak, A.M., 2005. Ahşap konstrüksiyonlarda zarar yapan böceklerin ahşabın mekanik ve fiziksel özelliklerine etkileri üzerinde araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi, Muğla Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Muğla.
16. Dağlıoğlu, N., 2010. Tanalith-e ile emprenye etmenin ağaç malzemelerin bazı teknolojik özelliklerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
17. Dinçel, K., Çelebi, N., Şanıvar, N., 1970. Ağaç Teknolojisi, Erkek Teknik Yüksek Öğretmen Okulu Yayınları, Milli Eğitim Basımevi, İstanbul, Genel: No: 292, Seri C, 270 sayfa, No: 15.
18. Doğan, B., 2018. Boraks ve borik asit ile emprenye edilmiş ve ısıl işlem görmüş karaçam odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri. Yüksek Lisans Tezi, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya.
19. Doruk, Ş., Altınok, M., Perçin, O., 2010. Isıl işlemin ağaç malzemenin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 14(3): 262-270.
20. Döğdü, Y.C., 2006. Camiyanı karaçamı’nın (Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana var. pallasiana) bazı teknolojik özellikleri ve kurutma cetvellerinin oluşturulması. Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
21. Efe H., Kasal, A., 2007. Çeşitli masif ve kompozit ağaç malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 10(3): 303-311.
22. Efe, H., Çağatay, K., 2011. Çeşitli masif ağaç malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 14(1): 55-61.
23. Emiroğlu, F., 2018. Termo-mekanik yoğunlaştırılmış ahşap malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine su itici maddelerin etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce.
24. Erten, P., Sözen, R.M. 1997. Fıstık çamı (Pinus pinea), Camiyam karaçamı (Pinus nigra Amold) ve çınar yapraklı akçaağaç (Acer platonodies) odununun bazı fiziksel ve mekaniksel özelliklerinin belirlenmesi, İç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü, Teknik Bülten Serisi, No: 266, Ankara.
25. Garcia, R.A., Carvalho, A.M., Latorraca, J.V.F., Matos, J.L.M., Santos, W.A., Silva, R.F.M. 2012. Nondestructive evaluation of heat-treated Eucalyptus grandis Hill ex Maiden wood using stress wave method. Wood Science and Technology, 46: 41-52.
26. Genç, A. 2013. Afyonkarahisar Ömer-Gecek jeotermal kaynaklarında emprenye maddelerinin ve bu kaynaklarla işlem görmüş ahşabın bazı özelliklerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
27. Göker, Y., 1977. Deneme Ağaçlarının Alındığı Dursunbey ve Elekdağ ormanlarının tanıtımı ve karaçam hakkında genel bilgiler, T.C. Orman Bakanlığı Yayınlan, Sıra No: 613, Seri No: 22.
28. Gökmen, K., 2017. Tall yağı emprenyesi ile ısıl işlemin ağaç malzemenin özellikleri üzerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
29. Gündüz, G., 1999. Camiyanı Karaçamının (Pinus nigra arn.subsp. pallasiana var. pallasiana) bazı anatomik, teknolojik ve kimyasal özellikleri. Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
30. Gündüz, G., Aydemir, D. 2009. The influence of mass loss on the mechanical properties of heat-treated black pine wood. Wood Research, 54(4): 33-42.
31. Hashemi, S.K.H., Latibari, A.J., Eslam, H.K., Alamuti, R.F., 2010. Effect of boric acid treatment on decay resistance and mechanical properties of poplar wood. BioResources, 5(2): 690-698.
32. Kamperidou, V., Barboutis, I., 2017. Mechanical performance of thermally modified black pine (Pinus nigra L.) wood. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, 20(1): #02. DOI:10.30825/5.ejpau.20.2017.20.1.
33. Kantay, R., As, N., Ünsal, Ö., 2000. Ceviz (Juglans regia L.) odununun yoğunluğu ve bazı mekanik özellikleri. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 24(6): 751-756.
34. Karademir, E., 2012. Jeotermal akışkanlarla emprenye edilen ahşabın performansı: Uşak yöresi örneği. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta. Kardaş, İ., 2014. Kütahya-Simav yöresi jeotermal kaynaklarının emprenye maddeleri açısından incelenmesi ve bu kaynakların ahşabın bazı özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
35. Karimi, A., Taghiyari, H.R., Fattahi, A., Karimi, S., Ebrahimi, G., Tarmian, A., 2013. Effects of wollastonite nanofibers on biological durability of poplar wood (Populus nigra) against Trametes versicolor. BioResources, 8(3): 4134-4141.
36. Kılavuz, M., 2019. Vakum atmosferinde yapılan ısıl işlemin kavak odununun teknolojik özellikleri üzerine etkisinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
37. Kollmann, F., Cote, W.A., 1968. Principles of Wood Science and Technology. Springer Verlag, New York.
38. Küçükosmanoğlu, F., 2009. Türkiye’deki bazı karakavak (Populus nigra L.) klonlarının morfolojik çeşitliliği üzerine araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
39. Kyu, P.Y., Kyo, C.D., 1987. A study on the physical and mechanical properties of hot-compressed wood. Wood Science and Technology, 15(4): 45-58.
40. Li, L.M., Feng, L.C., Long, L.Y., 2019. Physical and mechanical properties of modified poplar wood by heat treatment and impregnation of sodium silicate solution. Wood Research, 64(1): 145-154.
41. Lykidis, C., Mantanis, G., Adamopoulos, S., Kalafata, K., Arabatzis, I., 2013. Effects of nano-sized zinc oxide and zinc borate impregnation on brown rot resistance of black pine (Pinus nigra L.) wood. Wood Material Science & Engineering, 8(4): 242-244. DOI: 10.1080/17480272.2013.834969.
42. Malkoçoğlu, A., 1994. Doğu kayını (Fagus orientalis L.) odununun teknolojik özellikleri. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
43. Narlıoğlu, N., 2012. Kimyasal kâğıt hamuru üretiminde sodyum borhidrür’ün verim ve kristalite üzerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
44. 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.
45. Örs, Y., Atar, M., Keskin, H., Yavuzcan, G.H., 2006. Impacts of impregnation with imersol-aqua on the modulus of elasticity in bending. Journal of Applied Polymer Science, 99(6): 3210-3217. DOI: 10.1002/app.22035.
46. Örs, Y., Keskin, H., 2001. Ağaç Malzeme Bilgisi Ders Kitabı. Gazi Üniversitesi Yayınları, Ankara.
47. Şahin, S., Karaman, S., Örüng, İ., 2006. Tokat-Niksar yöresinde yetiştirilen ve yöredeki tarımsal yapılarda yaygın olarak kullanılan kavak ağacının önemli fiziksel ve mekanik özellikleri. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 23(1): 61-66.
48. Şanıvar, N., Zorlu, İ., 1980. Ağaçişleri Gereç Bilgisi Temel Ders Kitabı, Mesleki Ve Teknik Öğretim Kitapları, Milli Eğitim Basımevi, İstanbul.
49. Taghiyari, H.R., 2011. Study on the effect of nano-silver impregnation on mechanical properties of heat-treated Populus nigra. Wood Science and Technology, 45: 399-404. DOI: 10.1007/s00226-010-0343-5.
50. Taghiyari, H.R., Enayati, A., Gholamiyan, H., 2013. Effects of nano-silver impregnation on brittleness, physical and mechanical properties of heat-treated hardwoods. Wood Science and Technology, 47: 467-480.
51. TS 2471, 1976. Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için rutubet miktarı tayini. TSE, Ankara.
52. TS 2472, 1976. Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı tayini. TSE, Ankara.
53. TS 2474, 1976. Odunun statik eğilme dayanımının tayini. TSE, Ankara.
54. TS 2477, 1976. Odunun çarpmada eğilme dayanımının tayini. TSE, Ankara.
55. TS 2478, 1976. Odunun statik eğilmede elastiklik modülünün tayini. TSE, Ankara.
56. TS 2595, 1977. Odunun liflere paralel doğrultuda basınç dayanımının tayini. TSE, Ankara.
57. Tunçtaner, K., As, N., Özden, Ö., 2004. Bazı Kavak Klonlarının Büyüme Performansları, Odunlarının Bazı Teknolojik Özellikleri ve Kâğıt Üretimine Uygunlukları Üzerine Araştırmalar. Çevre ve Orman Bakanlığı, Teknik Bülten Serisi, No: 196, Ankara.
58. Var, A.A., Kardaş, İ., 2017. Simav yöresi jeotermal sularıyla muamele edilen çam odunlarının eğilme direnci, liflere paralel basınç direnci ve statik kalite değeri, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 19(1): 93-101. DOI: 10.24011/barofd.295682.
59. Wang, W., Cao, J., Cui, F., Wang, X., 2012. Effect of pH on chemical components and mechanical properties of thermally modified wood. Wood and Fiber Science, 44(1): 1-8.
60. Yaldız, M.Y., 2017. Derişimi yükseltilen jeotermal sularla emprenyeli ağaç malzemede bazı özelliklerin incelenmesi: Aydın-Germencik yöresi örneği. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
61. Yan, Y., Dong, Y., Li, J., Zhang, S., Xia, C., Shi, S.Q., Cai, L., 2015. Enhancement of mechanical and thermal properties of poplar through the treatment of glyoxal-urea/nano-SiO2. Royal Society of Chemistry Advances, 5(67): 54148-54155. DOI: 10.1039/C5RA07294H.
62. Yorulmaz, R., 2019. Isıl işlemli ve termo-mekanik yoğunlaştırılmış doğu ladini (Picea orientalis) ve karakavak (Populus nigra) odunlarının bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce.
63. Zhang, Y., Feng, D., Dou, Y., 2017. Wood physical and mechanical properties of Populus x canadensis Moench and Populus x euramericana (Dode) Guinier cv. Gelrica. Agricultural Science & Technology, 18(12): 2532-2535.