THE EFFECT OF ACID RAINS ON THE COLOR DESING IN WOODEN BUILDINGS IN ISTANBUL REGION

Abstract

ABSTRACT This study was conducted to determine the effect of acid rain on some color values of varnishes used on on wood materials in outdoor weather conditions. For this purpose, the samples prepared from sessile oak (Quercus petrae Liebl) and Scots pine (Pinus sylvestris L.), which are frequently used in outdoor conditions, were varnished with synthetic and water-based varnish according to ASTM-D-30232, and then the surfaces were coated with sulfuric and nitric acid in different concentrations and amounts. exposed to the effects of the solution. The color change of the samples was determined according to ASTM-D 2244. As a result, red color value, in single interaction, the highest in oak (10.68), synthetic varnish (11.99), 5%N (14.01) and 120 g/m2 (10.36), the lowest in Scots pine (8.935), water-based varnish (7.63), at 3%S (9.293), approximately equal at 150 and 180 g/m2, highest in multiple interaction at M+Sn+I+5%N (17.49), lowest at M+Sn+I+5%N (17.49) It was found in Sc+Sb+I+%3S (6,408). Yellow color value is highest in Scots pine (56.61), synthetic varnish (35.16), 5% Nitric acid (34.41) and 120 g/m2 (30.13) in single interaction, and lowest in oak (51.97), water-based varnish (24.02), 5%S (29.18) and 150 and 180 g/m2, the highest in multiple interaction is Sc+Sn+I+3%N (46.08), the lowest is M+Sb +III+5%S measured at (22.34). Accordingly, taking into account the values found in this study in terms of color in wooden materials to be used outdoors in regions where acid rain is intense may be beneficial for the use of the material for many years. It may be recommended to use water-based varnish and Scots pine, especially in areas where little color change is expected. It may be advantageous to consider the results obtained from other factors in applications.

Keywords

• wood material
• acid rain
• hardness
• sulphuric acid
• nitric acid

İSTANBUL BÖLGESİNDE ASİT YAĞMURLARININ AHŞAP YAPILARDA RENK TASARIMINA ETKİSİ

Öz

Bu çalışma, asit yağmurlarının açık hava şartlarındaki ağaç malzemelerde kullanılan verniklerin bazı renk değerine etkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Bu maksatla açık hava şartlarında sık kullanılan sapsız meşe (Qııercııs petrae Liebl) ve sarıçamdan (Pinus sylevestrıs Lipsky.) hazırlanan örnekler, ASTM-D-30232’ e göre sentetik ve su bazlı vernik ile verniklendikten sonra yüzeyler farklı konsantrasyon ve miktarlarda sülfürik ve nitrik asit çözeltisi etkilerine maruz bırakılmıştır. Örneklerin renk değişimi ASTM-D 2244’e göre belirlenmiştir. Sonuç olarak, kırmızı renk değeri, tekli etkileşimde, en yüksek meşe (10,68), sentetik vernik (11,99), %5N (14,01) ve 120 g/m2 (10,36), en düşük sarıçam (8,935), su bazlı vernik (7,63), % 3S’de (9,293), 150 ve 180 g/m2 de yaklaşık eşit, çoklu etkileşimde en yüksek M+Sn+I+%5N’de (17,49), en düşük Sç+Sb+I+%3S’de (6,408) çıkmıştır. Sarı renk değeri tekli etkileşimde en yüksek sarıçam (56,61), sentetik vernik (35,16), %5 Nitrik asit (34,41) ve 120 g/m2 (30,13)’de, en düşük meşede (51,97), su bazlı vernik (24,02), %5S (29,18) ve 150 ve 180 g/m2, çoklu etkileşimde en yüksek Sç+Sn+I+%3N (46,08)’de, en düşük M+Sb+III+%5S (22,34)’de ölçülmüştür. Buna göre, asit yağmurlarının yoğun olduğu bölgelerde dış mekânlarda kullanılacak ahşap malzemelerde bu çalışmada bulunan değerlerin renk bakımından dikkate alınması, malzemenin uzun yıllar kullanımı açısından yarar sağlayabilir. Özellikle renk değişiminin az olması beklenen alanlarda su bazlı vernik ve sarıçam kullanılması önerilebilir. Diğer faktörlerden elde edilen sonuçların uygulamalarda dikkate alınması avantaj sağlayabilir.

Anahtar Kelimeler

• Ahşap malzeme
• asit yağmuru
• renk değişimi
• sülfürik asit
• nitrik asit

Kaynakça

1. [1] Feist, W. C., and Hon, D. N. S. Chemistry of weathering and protection. The Chemistry of Solid Wood. 1984; 207, 401-451.
2. [2] Sümer, G. Ç. Hava kirliliği kontrolü: Türkiye’de hava kirliliğini önlemeye yönelik yasal düzenlemelerin ve örgütlenmelerin incelenmesi. Uluslararası İktisadi ve İdari İncelemeler Dergisi, 2014;13, 37-56.
3. [3] İnternet:Ankara Açık Ders,Asit Yağışlar. URL: https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/15356/mod_resource/content/0/4.%20hafta
4. [4] Hook, J, Jacox, P., and Spence, J. Acid rain effects on the exterior durability of architectural coatings on wood. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 1994 ;9(5), 500-550.
5. [5] İlhan, A., Balta, T., ve Rasar, G. Asit yağmurları teknik raporu. Araştırma Dairesi Başkanlığı Çevre Şube Müdürlüğü, Ankara,2018; 1-27.
6. [6] Williams, R., Winandy, J. E. and Feist, W. C. Outdoor wood weathering and protection. Washington DC: American Chemical Society, 1987;263-298.
7. [7] Kılıç, A. ve Hafızoğlu, H. Açık hava koşullarının ağaç malzemenin kimyasal yapısında meydana getirdiği değişimler ve alınacak önlemler. Turkish Journal of Forestry, 2007; 8(2), 175-183.
8. [8] Zhang, Y., Li, Q., Zhang, F. and Xie, G. Estimates of economic loss of materials caused by acid deposition in china. Challenges and Responses To Population Health and Urbanization In The 21st Century, 2017; 9(4), 488.

9. [9] İnternet: The Causes and Effects of Acid Rain, URL: www.hubgages.com
10. [10] Feist, W. C. Weathering performance of painted wood pretreated with water-repellent preservative. Forest Products Journal, 1990; 40(7-8), 21-26
11. [11] Irwin, J.G. and Williams, M.L. Acid rain: chemistry and transport. Environ Pollution,1988; 50(1-2), 29-59.
12. [12] Budakçı, M. ve Karamanoğlu, M. Açık hava koşullarının odunun bazı fiziksel özelliklerine etkileri. Kastamonu University Journal of Forestry Faculty, 2014; 14(1), 37-47.
13. [13] Temiz, A., Gezer, E. D., Çakır, U. and Yıldız, S. Combustion properties of alder (Alnus glutinosa L.) Gaertn. Subsp. Barbata (C.A. Mey) Yalt.) and southern pine (Pinus sylvestris L.) wood treated with boron compound. Construction and Building Materials, 2008;22(11), 2165-2169.
14. [14] Sanchez JA, Lopez de Lacalle LN, Lamikiz A, Bravo U. Dimensional accuracy optimisation of multi-stage planetary EDM. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2002; 42: 1643–1648.
15. [15] Sönmez, A. ve Budakçı, M. Ağaçişlerinde üstyüzey işlemleri II. (1. Baskı). Ankara: İndeks İletişim, 2004; 14-90.
16. [16] Yurtseven, G. Gümüşçülük işletmelerinde maliyetlerin oluşumu ve bir uygulama. Yüksek Lisans Tezi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Çanakkale. 2010
17. [17] ASTM D 358, ‘‘Standard specification for wood to be used as panels in weathering tests of coatings’’, ASTM Standards, USA..1988
18. [18] ASTM-D3023. Standard practice for determination of resistance of factory-Applied coatings on wood products to stains and reagent. American Society for Testing and Materials, USA.2017
19. [19] ASTM–D 2224–2 E1. Standard practice for calculation or color tolerances and color differences from ınstrumentally measured color coordinate. American Society for Testing and Materials, USA. 2003
20. [20] Johansson, D. Strength and colour response of solid wood to heat treatment. Licentiate Thesis, Luleå University of Technology Department of Skellefteå Campus, Division of Wood Technology,2005; 93, 85.
21. [21] Oliver, J. R., Blakeney, A. B. and Allen, H. M. Measurement of flour color in color space parameter. Journal of Chemical Information and Modeling2009;, 53(3), 556–581.
22. [22] Yalınkılıç, A.C. Verniklerin renklendirilmiş ahşap malzemede sarı ton üzerindeki etkisi. Turkish Journal of Forestry, 2021;22(1): 43-48
23. [23] Sönmez, A., Dış Hava Şartlarının Vernikli Yüzeylerdeki Renk Değiştirici Etkisi, G.Ü. Endüstriyel Teknoloji Dergisi, Sayı 2, Ankara 1996
24. [24] Özçifçi, A., Atar, M. Bazı kimyasal maddelerin karaağaç (Ulmus campestris Spach) odununun renk tonuna etkileri. Teknoloji, 2002; Sayı 1-2, 21-28
25. [25] Soylamış D., “Su İtici Emprenye Maddelerinin Üstyüzey İşlemlerine Etkisi”, Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. 2007
26. [26] Söğütlü, C., Döngel, N. Emprenye işleminin ağaç malzeme yüzey pürüzlülüğü ve renk değişimine etkisi. Politeknik Dergisi. Cilt:12, 2009;Sayı:3 s.179-184.