Improvement of waterproofing performance of Calabrian pine wood by thermal bio-oil immersing technique

Year 2023, Volume: 24 Issue: 4, 411 - 416, 28.12.2023

Ahmet Ali Var

https://doi.org/10.18182/tjf.1282043

Abstract

In this study, which aims to improve the waterproofing performance of Calabrian pine (Pinus brutia Ten.) wood by the thermal bio-oil dipping technique, it was used castor oil (Ricinus communis L.), linseed oil (Oleum linii), and mixed oil (50% castor oil + %50 linseed oil), and the thermal method (hot-cold dipping method). Retention amount, water absorption, water repellent activity, and volumetric swelling properties of the samples were determined. Among the oils, the highest retention amount, 42.90%, was obtained in wood samples treated with flax oil. The water uptakes of the treated samples were lower than that of the control samples. The lowest water absorption values was found at 19.20% in the treatment with linseed oil. For water-repellent activity, better results were obtained in the linseed oil treatment than in the castor oil and mixed treatments. All treated wood samples showed a significant hydrophobic property. For all three oils, the volumetric swelling values of the treated samples were lower than that of the control samples. All these show that the hot-cold bio-oil dipping treatment improves the waterproofing performance of the Calabrian pine wood, which is given a hydrophobic qualification by positively affecting these physical properties. According to these results, it would be beneficial to apply thermo-bio-oil immersing treatment before use in environments that will be exposed to the effect of water/humidity, for Calabrian pine wood. For this reason, it would be suggested to apply Calabrian pine sapwood with the thermal bio-oil dipping process in the production of final waterproof wood material for indoor use.

Keywords

Oil, Impregnation, Wood, Moisture, Water, Insulation

Project Number

Başvuru numarası: 1919B011601622

Kızılçam odununun su yalıtım performansının termal biyo-yağ daldırma tekniğiyle iyileştirilmesi

Abstract

Kızılçam (Pinus brutia Ten.) odununun su yalıtım performansının termal biyo-yağ daldırma tekniğiyle iyileştirilmesinin amaçlandığı bu çalışmada hint yağı (Ricinus communis L.), keten yağı (Oleum linii), karma yağ (%50 hint yağı / %50 keten yağı) ve termal metot (sıcak-soğuk daldırma yöntemi) kullanılmıştır. Odun örnekler üzerinde retensiyon miktarı ile su alma oranı, su itici etkinlik ve hacimsel genişleme özellikleri belirlenmiştir. Yağlar arasında en yüksek retensiyon miktarı keten yağı ile emprenyeli odun örneklerinde %42.90 olarak elde edilmiştir. Emprenyeli örneklerin su alma oranı değerleri kontrol örneklerindekinden daha düşük bulunmuştur. En düşük su alma oranı değeri keten yağı ile muamele edilen örneklerde %19.20 olarak ölçülmüştür. Su itici etkinlik için, keten yağı muamelesi, hint yağı ve karma yağ muamelelerinden daha iyi sonuçlar vermiştir. Emprenyeli örnekler önemli bir hidrofobik özellik göstermiştir. Her üç yağ için, işlem gören örneklerin hacimsel genişleme değerleri kontroldekinden daha düşük bulunmuştur. Tüm bunlar, sıcak-soğuk bio-yağ daldırma tekniğinin sözkonusu fiziksel özelliklerine pozitif etkiler yaparak hidrofobik-su itici nitelik kazandırılan kızılçam odununun su yalıtım performansını önemli düzeyde iyileştirdiği sonucunu ortaya koymaktadır. Bu sonuçlara göre, kızılçam odunu için, su/rutubet etkisine maruz ortamlarda, kullanım öncesi termal biyo-yağ daldırma işleminin uygulanması faydalı olacaktır. Bu bağlamda, iç mekân kullanımlarda su yalıtımlı nihai ağaç malzeme üretiminde kızılçam diri odununun termal biyo-yağ daldırma prosesiyle kullanılması önerilebilir.

Keywords

Yağ, Emprenye, Ahşap, Rutubet, Su, Yalıtım

Supporting Institution

TÜBİTAK-BİDEB

Project Number

Başvuru numarası: 1919B011601622

Thanks

Bu çalışma, Ahmet Ali VAR danışmanlığında TÜBİTAK-BİDEB 2209-A (başvuru no: 1919B011601622) kapsamında Mehmet DEMİR tarafından hazırlanan araştırma projesinden bir bölümün özetidir. Yazar, TÜBİTAK-BİDEB'e ve Mehmet DEMİR’e teşekkür eder.

References

• Bazyar, B., Parsapajouh, D., Khademiesalam, H., 2010. An investigation on some physical properties of oil heat treated poplar wood. In 41st IRG-WP Annual Meeting, Biarritz, France, 9-13 May 2010, pp. IRG-WP 10-40509.
• Berard, P, Laurent, T, Dumonceaud, O, 2006. Use of round wood of chestnut tree coppices: Crack risk and effects of a hot oil bath treatment. Holz als Roh-und Werkstoff, 64: 287-293.
• Berkel, A., 1972. Ağaç Malzeme Teknolojisi, İkinci cilt. İ.Ü. Yayınları No: 1745/183, İstanbul.
• Bozkurt, A.Y., Göker, Y., Erdin, N., 1993. Emprenye Tekniği Ders Kitabı. İÜ Orman Fakültesi Yayınları No: 3779/ 425, İstanbul.
• Bozkurt, A.Y., Erdin, N., 1997. Ağaç Teknolojisi. İÜ Yayınları No: 3998/445, İstanbul.
• Özkan E., Arpacı, Ş.S., Dizman Tomak, E., Yıldırım, N., 2020. Atık yağ ile emprenye işleminin ahşap malzemenin fiziksel özelliklerine etkisi. Ağaç ve Orman Dergisi, 1(1): 36-40.
• Kartal, S.N., Hwang, W.J., Imamura, Y., Sekine, Y., 2006. Effect of essential oil compounds and plant extracts on decay and termite resistance of wood. Holz als Roh-und Werkstoff 64: 455–461.
• Koski, A., 2008. Applicability of crude tall oil for wood protection. PhD Thesis, University of Oulu, Oulu, Finland.
• Li, S., Freitag, C., Morrell, J.J., 2008. Preventing fungal attack of freshly sawn lumber using cinnamon extracts. Forest Products Journal, 58: 77-81.
• Lyon, F, Thevenon, M.F., Imamura, Y, Gril, J, Pizzi, A, 2007. Development of boron/linseed oil combined treatment as a low-toxic wood protection. Evaluation of boron fixation and resistance to termites according to japanese and european standards, IRG Regional Research Symposium International Union of Forest Research Organizations All Division 5 Conference, Taipei, Taiwan, 29 October-2 November 2007, pp. IRG-WP 07-30448.
• Nakayama, F.S., Osbrink, W.L., 2010. Evaluation of kukui oil (Aleurites moluccana) for controlling termites. Industrial Crops and Products 3(2): 312- 315.
• Panov, D., Terziev, N., Daniel, G., 2010. Using plant oils as hydrophobic substances for wood protection. 41st IRG Annual Meeting, Biarritz, France, 9-13 May 2010, pp. IRG-WP 10-30550.
• Podgorski, L, Bayon I.L., Paulmier, I, Lanvin, J.D., Georges, V, Grenier, D, Baillères, H, Méot, J.M., 2008. Bi-oleothermal treatment of wood at atmospheric pressure: Resistance to fungi and insects, resistance to weathering and reaction to fire results. 39. IRG Annual Meeting, Istanbul, Turkey, 25- 29 May 2008, pp. IRG-WP 08-40418.
• Rowell, R.M., Banks, W.B., 1985. Water Repellency and Dimensional Stability of Wood. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, Gen. Tech. Rep. FPL-50, Madison, WI, U.S.
• Sailer, M., Rapp, A.O., Leithoff, H., 2000. Improved resistance of scots pine and spruce by application of an oil-heat treatment. In 29th IRG-WP Annual Meeting, Hawaii, U.S.A., 14-19 June 1998, pp. IRG-WP 00-40162.
• Temiz, A., Panov, D., Terziev, N., Hafren, J., 2008a. Research on silicones and oils as hydrophobic agents. In. Proceedings of V Congreso Nacional de Proteccion de la Madera, San Sebastian, pp 75-80
• Temiz, A., Alma M.H., Terziev, N., 2008b. Hydrophobic characteristics of pyrolysis oil. 39. IRG Annual Meeting, Istanbul, Turkey, 25- 29 May 2008, pp.IRG-WP 08-30458
• Tomak, E.D., 2011. Masif odundan bor bileşiklerinin yıkanmasını önlemede yağlı ısıl işlemin ve emülsiyon teknikleri ile emprenye işleminin etkisi. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
• TS 345, 2012. Ahşap emprenye maddeleri etkilerinin deney yöntemleri. TSE, Ankara.
• 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.
• TS ISO 13061-16, 2021. Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri-Küçük kusursuz odun numuneleri için deney yöntemleri- Bölüm 16: Hacimsel genişlemenin belirlenmesi. TSE, Ankara
• TS EN 47, 2011. Ahşap koruyucular- Ev teke böceği larvalarına karşı zehirlilik değerlerinin tayini (laboratuvar metodu). TSE, Ankara.
• Ulvcrona, T., 2006. Impregnation of Norway spruce (Picea Abies L. Karst.) wood with hydrophobic oil. Ph.D Thesis, Swedish University of Agricultural Sciences, Vindeln, Sweden.
• Venmalar, D., Nagaven, H.C., 2005. Evaluation of copperised cashew nut shell liquid and neem oil as wood preservatives. 36th IRG Annual Meeting, 24-28 April 2005, Bangalore, India, pp. IRG-WP 05-30368.
• Voda, K., Boh, B., Margareta-Vrtacnik, M., Pohleven, F., 2003. Effect of the antifungal activity of oxygenated aromatic essential oil compounds on the white-rot trametes versicolor and the brown-rot coniophora puteana. Int. Biodet. and Biodegrad., 51: 51–59
• Yang, W.V., Clausen, C.A., 2007. Antifungal effect of essential oils on southern yellow pine. International Biodeterioration and Biodegradation, 59: 302–306.
• Yıldız, Ü.C., 1988. Çeşitli ağaç türlerinde su alımının ve çalışmanın azaltılması. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
• Wang, J., Cooper, P., 2007. Fire, flame resistance and thermal properties of oil thermally treated wood. 38th IRG Annual Meeting, 20-24 May, Wyoming, USA, pp. IRG-WP 07-40361.
• Williams, R.S., Feist, W.C., 1999. Water repellents and water repellent preservatives for wood. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, Gen. Tech. Rep. FPL–GTR–109. Madison, WI: U.S.