Uludağ göknarı ve karaçam odunlarından elde edilen çapraz lamine kerestelerinin eğilme özeliklerinin incelenmesi

Öz

Bu çalışmada, EUROCODE 5 kapsamına alınan yerli iğne yapraklı ağaç türlerinden uludağ göknarı ve karaçam keresteleri ve polivinil asetat (PVAc) tutkalı kullanılarak elde edilen çapraz lamine keresteler (ÇLK) malzemesinin eğilme direnci ve elastikiyet modülü incelenmiştir. 3 katmalı olarak hazırlanan ÇLK’lar 0.4 N/mm2 basınç altında 35°C sıcaklıkta 150 dk süre ile preslenmiştir. Üç nokta eğme deneyi yük-deformasyon eğrileri elde edilen hem masif Uludağ göknarı ve karaçam hem de bu malzemelerden elde edilen ÇLK’ların eğilme direnci ve elastikiyet modülü belirlenmiştir. Masif Uludağ göknarı ve karaçamın eğilme direnci 65 N/mm2 ve 83.8 N/mm2 olarak tespit edilmiştir. Bu malzemelerden elde edilen ÇLK’ların eğilme direnci ise 38.4 N/mm2 ve 64.6 N/mm2 olarak bulunmuştur. Elastikiyet modülünde ise bu değerler sırasıyla, 9093.5 N/mm2, 11068.8 N/mm2, 5273.4 N/mm2 ve 8657.0 N/mm2 olarak belirlenmiştir. Deney sonuçlarına göre karaçam odunundan elde edilen hem masif hem de ÇLK’lar göknar odunundan elde edilenlere göre daha dayanıklı olarak bulunmuştur. Çalışmanın varyans analizi de hem masif hem de ÇLK için odun türünün istatiksel olarak anlamlı bir farklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, yerli iğne yapraklı ağaçlarımızın EUROCODE 5 kapsamında alınması, bu malzemelerden ÇLK’ların üretilmesi ve malzemelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi Türkiye ahşap yapı sektöründe bu malzemelerin yapı analizinde ve yapı eleman tasarımında önemlidir.

Anahtar Kelimeler

• Çapraz lamine kirişler
• Uludağ göknarı
• Karaçam
• Eğilme Direnci
• Elastikiyet modülü

Investigation of bending properties of cross laminated timber made of Uludağ fir and black pine

Öz

In this study, flexural strength and modulus of elasticity (MOE) of cross-laminated timber (CLT) made of the Uludag fir and black pine wood, which are domestic coniferous tree species included in the scope of the EUROCODE 5, and polyvinyl acetate (PVAc) adhesive were investigated. CLTs, prepared with three layers, were pressed under the pressure of 0.4 N/mm2, the temperature of 35°C and the time of 150 min. Three-point bending tests were applied to determine flexural strength and MOE by obtaining load-deformation curves of solid wood and CLTs made of the Uludag fir and black pine wood. The average flexural strength of the solid Uludag fir and black pine was 65 N/mm2 and 83.8 N/mm2. The average flexural strength of the CLTs made of the Uludag fir and black pine wood was 38.4 N/mm2 and 64.6 N/mm2, respectively. Those of MOEs were 9093.5 N/mm2, 11068.8 N/mm2, 5273.4 N/mm2 and 8657.0 N/mm2, respectively. It resulted that solid wood and CLT made of black pine wood had more strength than those of Uludag fir. Analysis of variance also showed that wood species have a statistically significant effect on flexural strength and MOE of the materials. Consequently, the acquisition of domestic coniferous trees, the production of the CLTs made of these woods and the determination of their mechanical properties are vital in the structural analysis and member design of these materials in the wood construction industry in Turkey.

Anahtar Kelimeler

• Cross laminated timbers
• Uludag fir
• Black pine
• Flexural strength
• Modulus of elasticity
• Çapraz lamine kirişler
• Uludağ göknarı
• Karaçam
• Eğilme Direnci
• Elastikiyet modülü

Kaynakça

1. Birinci, A.U., 2019. Karadeniz bölgesi yerli ağaç türlerinden çapraz lamine ahşap (CLT) üretimi ve optimum üretim parametrelerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
2. Choi, C., Kojima, E., Kim, K.J., Yamasaki, M., Sasaki, Y., Kang, S.G., 2018. Analysis mechanical properties of crosslaminated timber (CLT) with plywood using korean larch. Bioresources, 13(2): 2715-2726.
3. Christovasilis, I.P., Brunetti, M. Follesa, M., Nocetti, M., Vassalo, D., 2016. Evaluation of the mechanical properties of cross laminated timber with elementary beam theories. Construction and Building Materials, 122: 202-213.
4. Galih, M.N., Yang, S.M., Yu, S.M., Kang, S.G., 2020. Study on the mechanical properties of tropical hybrid cross laminated timber using bamboo laminated board as core layer. Journal of Korean Wood Science and Technology, 48(2): 245-252.
5. Gülcemal, M., 2019. Sarıçam ve göknar odunlarından elde edilen lamine ve çapraz lamine kirişlerin mukavemetinin karşılaştırılması ve iyileştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
6. Efe, H., Çağatay, K., 2011. Çeşitli masif ağaç malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 14(1): 55-61.
7. Efe, H., Kasal, A., 2007. Çeşitli masif ve kompozit ağaç malzemelerin bazı fiziksel ve mekaniksel özelliklerin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 10(3): 303-311.
8. Kurt, R., 2021. Ahşap Esaslı Kompozitler 2. Basılmamış Ders Notları, Bursa Teknik Üniversitesi, Bursa.

9. Li, M., Zhang, S., Gong, Z., Tian, Z., Ren, H., 2021. Glueing techniques on bond performance and mechanical properties of cross-laminated timber (CLT) made from Larix kaempferi. Polymers, 13: 733-741.
10. OGM, 2021. Yerli İğne Yapraklı Ağaç Türlerimizin Mukavemet Sınıflarının Belirlenmesi-I (Karaçam ve Göknar). Resmi web sitesi haberleri, Orman Genel Müdürlüğü Marmara Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, İstanbul, https://marmaraarastirma.ogm.gov.tr/SitePages/OGM/OGMHaberler.aspx?l=f911639c-a83a-4f5d-89cd-2a719a529df3&i=38, Erişim: 01.11.2022.
11. Oran, B., 2012. Hindistan cevizi (Cocos nucifera L.) odunu ile üretilen çapraz yapıştırılmış lamine kerestelerin bazı teknolojik özellikleri. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
12. Özen, Z.E., 2017. Isıl işlem görmüş ahşap malzemenin çapraz lamine kereste üretiminde kullanım olanaklarının araştırması. Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
13. Raftery, G.M., Harte, A.M., Rodd, P.D., 2008. Qualification of wood adhesives for structural softwood glulam with large junevile wood content. Journal of the Institute of Wood Science, 18(1): 24-34. DOI: 10.1179/wsc.2008.18.1.24
14. Söğütlü, C., Döngel, N., 2007. Polivinilasetat (PVAc) ve poliüretan (PU) tutkalları ile yapıştırılmış bazı yerli ağaçlarda çekmede makaslama dirençleri. Politeknik Dergisi, 10(3): 287-293.
15. TS EN 322, 1999. Ahşap esaslı levhalar – Rutubet miktarının tayini. TSE, Ankara
16. TS EN 323, 1999. Ahşap esaslı levhalar – Birim hacim ağırlığının tayini. TSE, Ankara
17. TS EN 326-1, 1999. Ahşap esaslı levhalar – Numune alma, kesme ve muayene. TSE, Ankara
18. TS 2471, 1976. Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için rutubet miktarı tayini. TSE, Ankara.
19. TS 2472, 1976. Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı tayini. TSE, Ankara.
20. TS 2474, 1976. Odunun statik eğilme dayanımının tayini. TSE, Ankara.
21. TS 2478, 1976. Odunun statik eğilmede elastikiyet modülünün tayini. TSE, Ankara.
22. Uluğ, T.N., Odabaşı, Y., 1972. Ahşap ve Çelik İnşaat Hesapları. İstanbul Matbaa Teknikleri Basımevi, İstanbul.
23. Wang, Z., Gong, M., Chui, Y.H, 2015. Mechanical properties of laminated strand lumber and hybrid cross-laminated timber. Construction and Building Materials, 101: 622-627.
24. Yaman, C., 2015. Mudurnu yöresindeki tarihi ahşap evlerde kullanılan göknar ve karaçam ağaç türlerinin fiziksel ve mekanik özellikleri. Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
25. Yesügey, S.C., Karaman, Ö.Y., Güzel, N., 2014. Ahşap Malzemeli Konut Teknolojisi. Yalın Yayıncılık, İstanbul.