TR2023017411A2 - Isil i̇şlem uygulanmiş ahşap kullanilarak i̇novati̇f clt panel üreti̇mi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş faaliyet alanı olarak Orman Ürünleri Sanayi kolunda yer almaktadır. Buluş CLT panel üretiminde orta tabaka oryantasyonu ve ısıl işlemli malzeme ile CLT panel üretimi ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME ÜRETIMI TEKNIK ALAN Bulus faaliyet alani olarak Orman Ürünleri Sanayi kolunda yer almaktadir. Bulus CLT (Çapraz Lamine Ahsap) panel üretiminde orta tabaka oryantasyonu ve isil islemli malzeme ile CLT panel üretimi ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK CLT paneller Orman Ürünleri Sanayi kolunda Ahsap Yapi teknolojisinde ve ahsap konut insasinda giderek popülarite kazanan Odun Esasli Levha Sanayisi ürünlerinden birisidir. CLT panel teknolojisi 1993 yilinda ticarilesmis nispeten yeni bir üründür. Günümüzde yaygin olarak kullanilan yeni isil islem yöntemleri; Finlandiya'da buhar kullanilarak uygulanan ThermoWood yöntemi, Hollanda'da buhar ve sicak hava kullanilarak uygulanan PlatoWood-Lignius-Lambowood yöntemi, Fransa'da inert gaz kullanilarak uygulanan Retification Process (Retiwood)-New Option Wood-Le Bois Perdure yöntemi ve Almanya'da sicak yag kullanilarak uygulanan Hot Oil Treatment (OHT)-Menz Holz yöntemleridir (Sundqvist, 2004; Tjeerdsma, 2006; Yalinkiliç, 2013). Literatürde isil islem uygulamasinin odunun basinç direnci, sertlik ve rijitlik gibi direnç özelliklerinde iyilesmelere neden oldugu belirtilmistir (Mayes ve Oksanen, yogunlugunda, kalinligina sisme yüzdesinde ve egilme direnci degerlerinde azalmaya neden oldugu görülmüstür (Tuncer, 2014). Ancak egilme direncinde meydana gelen azalmanin egilmede elastikiyet modülü degerinde bir azalmaya neden olmadigi gözlemlenmistir (Aydemir, 2007; Bastug, 2010). Ek olarak isil islem uygulamasi çekme direncinde azalisa neden olmaktadir (Çaliova, 2011; Ulucan, 2012). Sert agaçlarin yumusak agaçlara kiyasla daha yüksek yogunluga sahip olmasi odunun rutubet alisverisi esnasinda daha fazla çalismasina neden olarak tutkal hattinda gerilime neden olmaktadir. Bu gerilme bir noktadan sonra ahsaptan veya tutkal hattindan ayrilmalara sebebiyet vermektedir (Musah, 2021). Bu durum tutkallama öncesi ahsap malzemelerin yüzeyine primer kimyasali kullanimi ile bertaraf edilmektedir (Espinoza ve Buehlmann, 2017). Bu tutkal hattinda gerilim olusumu sorunu CLT panel üretiminde sert agaç kullaniminda zorluklar yasanmasina neden olmaktadir. lsil islem uygulamasi sonucu ahsap malzeme daha az su absorbe edecegi ve buna bagli olarak daha az çalisacagi için yapisma ile ilgili problemlerin önüne geçilmesinde normalde kullanilan primer kimyasali yerine isil islemli ahsap malzeme kullanimi alternatif olabilir. Buck vd. (2016-2018), çalismalarinda Norveç ladini (Picea abies) odunu kullanarak tabakali ve ardisik tabakalari dis tabakalar ile 45 derece açi yapan, birbiri ile ise 90 derece açi yapan deney grubu CLT panel üretmislerdir. Yapilan 4 nokta egilme direnci testi sonucunda egilme direnci degerlerinde deney gruplarinda %35 oraninda bir artis, bu degere ait varyasyon katsayisi degerinde ise kontrol grubuna kiyasla %37,3 oraninda azalis görülmektedir. Deney gruplarinda global elastikiyet modülü degerinde %15,5 oraninda artis, bu degere ait varyasyon katsayisi degerinde ise kontrol grubuna kiyasla %59,1 oraninda azalis gözlemlenmistir. Panel yüzeyine paralel basinç direnci degerlerinde ise %15 oraninda bir artis yasandigi gözlemlenmistir. Rostampour Haftkhani ve Hematabadi (2022), çalismalarinda Amerikan kavagi (Populus deltoides L.) kullanarak orta tabaka elyaf açisi 30, 45 ve 90 derece olan 3 tabakali CLT paneller üretmislerdir. Numunelerde orta tabaka açisi 30 dereceden 90 dereceye dogru arttikça egilme direnci degerinde %13,2 oraninda bir azalma oldugu gözlemlenmistir. Elastikiyet modüllerinde ise orta tabaka açisi 30 dereceden oraninda bir azalma oldugu gözlemlenmistir. Çalisma sonucunda orta tabaka elyaf açisinin azalmasi ile birlikte numunelerin egilme direnci ve elastikiyet modülü degerlerinde artislarin oldugu görülmüstür. Literatür çalismalari sonucunda orta tabakada açi oryantasyonu yapma isleminin panellerin mekanik özelliklerinde artisa neden oldugu görülmüstür. Yapilan çalisma sonucu isil islem uygulamasi nedeniyle egilme direnci ve çekme direncinde meydana gelen kayiplarin 45 derece uygulamasi ile telafi edilebilecegi görülmüstür. CLT yapilara uygulanan bina yalitimlari nemi yapidan uzak tutmak için tasarlanmis ve bu dogrultuda yapilmistir. Bu nedenle, nem yönetimi konusunda dikkatli olmak gerekli görülmüstür. Ayrica, hava akimi isi ve su buhari tasir ve hava akimini engellemeye yönelik yalitimlarin yapilmasi gerekli görülmektedir. Son olarak, bina yalitiminda isi iletiminin engellenmesi gereklidir. Nem iletimi, hava iletimi ve isi iletimi konularinda CLT yapilara uygulanabilecek alternatif çözüm yollarina ihtiyaç vardir. Bu çözüm yollarindan bir tanesi olarak ahsap malzemeye isil islem uygulamasi düsünülebilir. lsil islem uygulamasi sonucunda ahsap malzeme düsük denge rutubet içerigine sahip olur, buna bagli olarak odunda daralma-genisleme azalir ve bu durum malzemenin boyutsal stabilitesinde artisa, termal izolasyon özelliginde artisa, mantar ve böceklere karsi biyolojik dayaniklilikta artisa, dis hava sartlarina dayaniklilikta artisa, dekoratif renk çesitliligi ve kullanim süresinde uzama gibi odunun ekstra özellikler kazanmasini saglamaktadir (Pelit ve Sönmez, 2015). Orta tabakanin lif yönünde yapilacak açi degisimi ile alakali literatürde birkaç adet çalisma bulunmaktadir ve bu çalismalarda yapilan modifikasyon sonucunda agaç türüne göre panellerin direnç özelliklerinde degisim oldugu belirtilmistir. Literatürde isil islemli çam ve disbudak odunlari kullanilarak yapilmis büyük boyutlu CLT panel üretim-patent çalismasina rastlanilmamistir. Ahsap malzemeler suya karsi dayaniksiz malzemelerdir. CLT panellerin direnç degerlerini ve suya karsi dayanikliligi arttirmak gerekli görülmektedir. Bu noktada da orta tabaka açi degisimi ve isil islemli malzeme kullanimi bu problemlerin çözümünde faydali olabilir. BULUSUN AÇIKLAMASI CLT panel malzemeler bulunduklari ortama göre zaman içerisinde çalismakta veya su temasi durumunda siserek yapisi bozulmaktadir. Bu ve buna benzer dezavantajlarin giderilmesi noktasinda isil islemli ahsap malzeme kullanimi olumlu sonuçlar vermistir. Üretilen panellerin boyutsal kararliliginda artis saglanabilmektedir. Yapilarda tuvalet, banyo, mutfak, teras, çati ve balkon gibi rutubet sorunu yasanabilecek alanlarda bu panellerin kullanilmasi yapida yasanabilecek rutubet kaynakli problemlerin önüne geçilmesine imkan saglayabilir, panellerin çürümesini engelleme imkani dogar, yapinin faydali ömrünün uzamasi saglanabilir. Panellerin rutubet alisverisinde azalma saglanarak binanin agirlik degisiminin ve ölü yük miktarinin minimuma indirilmesi saglanabilmektedir. Orta tabaka açi degisimi panellerin direnç özelliklerinde artis saglayarak daha ince panel kullanilarak daha fazla yükün tasinabilmesine olanak saglamaktadir. Sekillerin Açiklamasi Sekil 1. CLT panel üretiminde ahsaplarin dizilisi Sekil 2. Orta tabakasi 90° egimli olarak üretilmis 3 tabakali CLT panel Sekil 3. Orta tabakasi 45° egimli olarak üretilmis 3 tabakali CLT panel Sekil 4. Çekme makaslama direnci deney sablonu Sekil 5. 4 nokta egilme direnci deneyi sablonu Sekil 6. CLT panel panel yüzeyine dik basinç direnci Sekil 7. CLT panel panel yüzeyine paralel basinç direnci Referans listesi CLT panel BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada, bulus konusu isil islem uygulanmis ahsap kullanilarak inovatif CLT panel üretimi tercih edilen alternatifleri, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Genellikle 3 ila 7 tabakadan olusan ancak, istenildiginde daha çok tabakali olarak da üretim yapilabilen, ardisik tabakalarin lif yönleri genellikle diger tabakalar ile 90° açi yapacak sekilde tabakalarin birbiri üzerine yapistirilmasi sonucu elde edilen, üretiminde genellikle igne yaprakli agaç odunlari kullanilan panellere CLT panel adi verilmektedir. CLT üretiminde ahsaplarin dizilisi Sekil 1'de görülmektedir. Panelin üretimi için tabakalarda kullanilan ahsap malzemelerin bireysel kalinligi 16mm ile 51mm arasinda, genisligi ise 40mm ile 300mm arasinda degismektedir. Panel üretiminden önce boylari kisa olan ahsap malzemeler gerektiginde yapisal tutkallar ve parmak disli birlestirme yöntemi kullanilarak birbiri ile birlestirilerek boylari istenilen miktarda uzatilabilir. Elde edilen uzun boylu ahsap malzemeler 2013). Pinaceae familyasinin en önemli cinslerinden birisi çamlardir. Ülkemizde Pinaceae familyasina ait 5 tür dogal olarak yetismektedir. Sariçam (Pinus sylvestris L.) türünün bazi özellikleri Tablo 1'de görülmektedir. Tablo 1. Sariçam türünün bazi fiziksel ve mekanik özellikleri (Baltaci, 2010; Cirrik, 2018; Demir, 2014; Toker, 1960) Özellik Deger Özellik Deger Eigilme 98N/mm2 Elastikiyet 11.700N/mm2 direnci modulu Liflere paralel 54N/mm2 Liflere dik . 7,7N/mm2 basinç direnci basinç direnci Radyal yönde %4,4; . _ - daralma o degeri hacmen A›14,6 Sariçam odunu kolay islenebilen ve iyi tutkallanabilen bir malzemedir. Sariçam odunu en fazla miktarda insaat kerestesi ve dogramalik kereste üretiminde daha sonrasinda ise binalarda iç ve dis dekorasyon amaçli, pencere ve kapi dogramalari üretimi, köprü insaatlari, tel diregi, maden diregi, uçak ve genis güverte dösemeleri, mobilyacilik ve oymacilik ambalaj sandigi üretimi, dekoratif amaçli kesme kaplama levha üretimi, kontrplak imalati, tornacilik, odundan kimyasal eldesi, çit kazigi, yapi iskelesi, travers, yonga levha, kontrplak sektörü kâgit ve selülozluk odun olarak genis bir kullanim alanina sahip odunu degerli bir agaç türüdür (Bilgin, 2010; Cirrik, Kuzey yarimkürenin iliman bölgelerine özgü Oleaceae familyasinin bir üyesi olan FraXinus cinsine ait 65'ten fazla disbudak türü bulunmaktadir. Disbudak türlerinin birçogu parklar ve yerlesim alanlari için mükemmel bir gölge agacidir. Ayrica sert, sok direncine karsi oldukça dayanikli, düz damarli bir yapi sergileyen dokusu sayesinde dikkat çeken önemli orman agaçlarindandir (Van Sambeek ve Preece, 2007). Tüm disbudak taksonlarinda odun halkali trahelidir. Yillik halka siniri traheleri arasindaki çap farki ve sinir paransimleri nedeni belirgindir. Ilkbahar odunu traheleri genellikle tek tek dagilir, gruplasma oldukça azdir (Hizal, 2014). Beyaz (Amerikan) disbudak (Fraxinus americana) elastik yapida, ekonomik degeri yüksek ticari önemi olan bir sert agaç türüdür. Ahsabi alet saplari, mobilya, döseme, kasa, tekne, kapi ve dolap üretiminde kullanilmaktadir (Dragoeva, 2014; toklugu sayesinde beysbol sopalari, çekiç saplari, balta saplari, kayaklar ve sok direncine dayaniklilik gerektiren diger ahsap nesnelerin yapiminda tercih edilen bir türdür (Wright, 1959).DTablo 2'de Amerikan disbudak türünün bazi özellikleri görülmektedir. Tablo 2. Amerikan Disbudak (Fraxinus americana) türünün bazi özellikleri (Ash, 1993; Dragoeva, . Özellik Deger Özellik Deger Tam kuru 3 Hava 3 ogunluk 0,54g/cm kurusu 0,67g/cm y yogunluk direnci modulu Liflere paralel - Odunda Radyal %4 9' Teget Samsun kavagi (l-77/51 Populus deltoides Bartr.), Aigeiros seksiyonuna giren Populus deltoides Bartr. ssp. angulata (Amerikan karakavagi) türünün tür içi döllemeler sonucunda üretilmis bir klondur. Dogu kavaginin l-77/51 klonu, Italya'da selekte edilen fakat basarisiz olarak sonuçlanan bir klondur. Ancak ülkemizde, özellikle Orta Karadeniz Bölgesi'nde basarili sonuçlar alinmistir. Bu tür ülkemizde l-214 melez kavagina kiyasla daha iyi gelisim göstermis ve daha çok yayginlasmistir. Çalismalar sonucunda klonun adinin "SAMSUN" olarak tescil edilmesi uygun görülmüstür (Koçer vd., 2007; Suna, 2019). Iç piyasada ticari olarak samsun kavagi veya 77/51 kavagi olarak ta bilinmektedir. Poliüretan tutkali, çift bagli alkol ve uygun izosiyanat yapili ürünlerin bilesimi sayesinde üretilir. Tutkalin kohezyon ve adezyon kuvvetleri oldukça güçlü bir yapidadir. Mikroorganizmalara, asitlere, yaglara ve kaynar suya karsi dayaniklilik gösterir ve yapisi bozulmaz. Oda kosullarinda (20 °C) sertlesme için gerekli reaksiyon süresi 60 dakika civarinda bulunmaktadir. Sertlesme reaksiyonu tamamlandiginda tutkal, uygulanan hacminin yaklasik yirmi kati kadar genleserek tutkal katinda çekme olmasi gibi dezavantajlar bertaraf edilmektedir. Tutkallama sicakliginda meydana gelen artislar ise tutkal sertlesme süresinde kisalmalara neden olmaktadir. Ancak, 60°C'nin üstündeki sicakliklarda uygulama yapilmasi veya presleme yapilmasi durumunda ortama insan sagligina zararli gazlar salgilamakta ve bu durum tavsiye edilmemektedir (Önduran, 2015; Perçin, 2007). Bulusta kullanilan isil islemli sariçam (Pinus sylvestris L.) ve Amerikan disbudagi (FraXinus americana L.) keresteleri ile isil islemsiz sariçam ve Amerikan disbudagi keresteleri, isil islemsiz Samsun kavagi (l-77/51 Populus deltoides Bartr.)'dir. Malzemeler fabrikasyon üretime uygun bir sekilde rastgele seçilmis ve yillik halka durumlarina dikkat edilmemistir. lsil islem uygulanmis ve uygulanmamis sariçam ahsap malzemelerin yapisinda çogunlukla agacin özü ve öz odunu varligi gözlemlenmistir. Disbudak ahsap malzemeler ise bir kismi öz odun, bir kismi diri odun bir kismi da öz odun ve diri odunlar karisim halinde bulunan parçalardan olusmaktadir. Kavak malzemelerde ise öz odun ile diri odun arasinda gözle ayirt edilebilecek bir fark tespit edilememis ve ayirt etme imkani bulunamamistir. CLT panellerin üretiminde poliüretan (PU) tutkali kullanilmistir. Levha taslagina tutkal uygulamasi 200gr/m2 olacak sekilde ardisik tabakalarin bir yüzeyine yapilmistir. Tabakalarin olusturulmasinda ahsaplar yan yana yapistirilarak tek katli masif paneller üretilmistir. Daha sonra bu paneller üst üste dizilmis ve tutkal panel yüzeylerine rulo yardimi ile gerekli miktarlarda sürülerek levha taslagi preslemeye hazir hale getirilmistir. Kullanilan tutkalin özellikleri Tablo 3'te görülmektedir. Tablo 3. Üretimde kullanilan poliüretan tutkalinin özellikleri (URL-4, 2022) Ürün Üretici Firma Mikrokim Kimya Komponent Adedi Tek Komponentli, Nem ile kürlesen Baglayici Madde Poliüretan reçine Yogunluk 1,1Ogr/cm3 Kati Madde Yüzdesi %97 Uygulama Süresi ( 23 °C ) de 5 -7 saat arasi Katilasma Baslangici 0°C'nin üzerinde, 1 Saat Kür süresi (20 °C) 5-7 saat Pres Basinci 7kg/cm2 Çevreye uyum Bilinen olumsuz etkisi yoktur Sagliga uygunluk Bilinen zararli etkisi yoktur Temin edilen ahsap malzemeler iklimlendirme islemi yapilmistir. Iklimlendirme islemi yardimiyla malzemelerin rutubetleri dengeye getirilmistir. Otomatik profil kesme makinesi yardimiyla malzemelerin yapisinda bulunan budak, urlu görünüs, malzemenin ince, kabuklu veya dar kisimlari temizlenerek malzemeler kusurlarindan arindirilmistir. Kusur arindirma islemi sonucunda malzeme boylari 15cm ile 75cm arasinda degisen kisa parçalar olusmus ve bu kisa parçalar levha üretiminde kullanilacak presin ölçülerine göre parmak disli birlestirme yöntemi ve poliüretan (PU) tutkali kullanilarak birbirine uç uca eklenerek uzatilmistir. Bu asamadan sonra üretilen uzun boylu tahtalarin yüzeyleri 4 kenar planya makinesi yardimiyla temizlenerek malzemeler birbirine yapistirilacak hale getirilmistir. Bu islemler sonrasinda tahtalarin kalinliklari 21mm, genislikleri 85mm ve boylari 400 cm olarak ölçülmüstür. Planyalanan malzemeler yan kenarlarindan tutkallanmis, masif panel presinde yaklasik 0,7N/mm2 basinç altinda tutkal hatti sertlesinceye kadar (Tutkal ambalajinda minimum 8 saat olarak belirtilmektedir) yan yana preslenerek birbirlerine yapistirilmis ve üretilecek 3 tabakali CLT panellerin her tabakasi ayri ayri olarak hazirlanmistir. Hazirlanan bu tek tabakali paneller bu defa genis yüzeylerinden tutkallanmis, tabakalar birbiri üzerine yerlestirilerek 3 tabakali CLT panel taslaklari hazirlanmistir. Hazirlanan taslaklar masif panel presinde yaklasik 0,7N/mm2 basinç altinda tutkal hatti sertlesinceye kadar preslenerek CLT panel üretimi gerçeklestirilmistir. Levha üretim uygulamalarinda levhalarin dis tabakalarinda isil islemli ve isil islemsiz sariçam ve disbudak ahsaplari kullanilarak tabakalarda kullanilan agaç türü sariçam-kavak-sariçam, disbudak-kavak-disbudak olacak sekilde ayri ayri 3 tabakali levhalar üretilmistir. Tüm gruplarda orta tabakada ekonomik degeri düsük ve isil islemsiz Samsun kavagindan elde edilmis ahsaplar kullanilmistir. CLT panel üretiminde ardisik tabakalarda kullanilacak ahsaplarin lif yönü diger tabakalarinkiyle 90° açi yapacak sekilde olmaktadir. Bu bulusta ayrica, orta tabaka yani ikinci tabakanin lif yönü birinci ve üçüncü tabakanin lif yönü ile 45° açi yapacak sekilde yukarida bahsedilen gruplarin deney grubu levhalari üretilmistir. Üretilen panellerin tabaka oryantasyonlari Sekil 2 ve Sekil 3'te verilmistir. Tablo 4'te ise tabaka dizilislerine ait deneme deseni görülmektedir. Tablo 4. Çalisma grubu ve tabaka oryantasyonu deneme deseni Panel Tabaka Orta Tabaka üst tabaka) Açisi TD 45-1 TD 45-2 Termo Disbudak- 45 TD 45-3 Kavak-Termo TD 90-1 Disbudak TD 90-3 U i TS 45-2 Termo Sariçam- 45 TS 45-3 3 Kavak-Termo TS 90-1 Sariçam TS 90-3 D 45-1 Ä u Disbudak-Kavak- 45 D 45_3 ygulanmamis Disbudak (D/K/D) D 90-1 90 D 90-2 D 90-3 S 45-1 S 45-2 45 S 45-3 Sariçam-Kavak- S 90-1 Sariçam (S/K/S) S 90-2 90 S 90-3 K 45-1 K 45-2 45 K 45-3 Kavak-Kavak-Kavak K 90-2 90 K 90-3 Presleme sonrasi CLT panellerden TS EN 317 (kalinligina sisme), TS EN 322 (%'ce C518 (termal iletkenlik miktari), TS EN 408-A1 (3-4 nokta egilme, basinç), TS standartlarinda belirtilen ölçülere göre deney numuneleri hazirlanmistir. Sariçam ve disbudak odunlari isil isleme tabi tutulmustur. lsil islem Thermo S sartlarinda uygulanmis, ikinci kademe olan isil islem kademesi 190°C sicaklik ve 3,5 saat süre parametreleri dogrultusunda gerçeklestirilmistir. lsil islem uygulamasi yapilmis ve isil islemsiz ahsap malzemeler 20±2°C sicaklik ve %65±5 bagil neme sahip iklimlendirme odasinda degismez agirliga gelinceye kadar bekletilerek iklimlendirilmis ve levha taslaklarinin olusturulmasinda kullanima hazir hale getirilmistir. HAVA KURUSU YOGUNLUK ILE TAM KURU YOGUNLUGUN BELIRLENMESI Üretilen CLT panellerin hava kurusu ve tam kuru yogunlugunun belirlenmesinde TS EN 323'deki esaslara göre 50X50X54 mm (genislik X uzunluk X kalinlik) boyutlarinda olacak sekilde deney numuneleri hazirlanmistir. Numuneler ilk olarak iklimlendirme dolabinda 20±2°C'de ve %65±5 bagil nemde kondisyonlanmis, daha sonra en, boy ve yükseklikleri ölçülerek agirliklari tartilmistir. Elde edilen bu veriler kullanilarak hava kurusu yogunluk degerleri hesaplanmistir. Sonrasinda numuneler103±2°C'ye ayarli etüvde degismez agirliga gelinceye kadar kurutulmus, desikatörde sogutulmus, en, boy ve yükseklikleri ölçülerek agirliklari tartilmistir. Elde edilen bu veriler kullanilarak numunelerin tam kuru yogunluk degerleri hesaplanmistir. Ayrica, hava kurusu yogunluk ölçümleri yapilan numuneler kalinliga sisme ve su alma deneylerinde kullanilmistir. Hava kurusu yogunluklarin hesaplanmasi Esitlik 1'e göre, yogunluklarin hesaplanmasi Esitlik 2'ye göre yapilmistir. D12: Hava kurusu yogunluk(gr/cm3), m12: Deney parçasinin hava kurusu haldeki agirligi (gr), V12: Deney parçasinin hava kurusu haldeki hacmi (cm3)'dir. m0: Deney parçasinin tam kuru haldeki agirligi (gr), V0: Deney parçasinin tam kuru haldeki hacmi (cm3)'dir. HAVA KURUSU DENGE RUTUBET YÜZDESININ BELIRLENMESI Üretilen CLT panellerin denge rutubet yüzdeleri TS EN 322'ye göre 50X50X54mm (genislik X uzunluk X kalinlik) boyutlarindaki numuneler kullanilarak belirlenmistir. ±2°C ve %65±5 rutubetteki iklimlendirmede degismez agirliga gelene kadar bekletilen ve hava kurusu hale gelen örneklerin agirliklari ±0.01gr hassasiyetli terazide tartildiktan sonra, 103±2°C sicakliktaki bir etüvde degismez agirliga ulasincaya kadar kurutularak tam kuru agirliklari tespit edilmis ve Esitlik 3 yardimiyla numunelerin hava kurusu haldeki denge rutubet yüzdeleri hesaplanmistir. mr: Deney parçasinin hava kurusu haldeki agirlik (gr), m0: Deney parçasinin tam kuru haldeki agirligi (gr)'dir. KALlNLlGlNA SISME VE SU ALMA CLT paneller için kalinligina sisme ve su alma yüzdeleri TS EN 317'deki esaslara göre 50X50X54mm (genislik X uzunluk X kalinlik) boyutlarindaki numuneler kullanilarak ayri ayri tespit edilmistir. CLT panellerin kalinligina sisme ve su alma yüzdelerinin belirlenmesinde önceden hazirlanan ve iklimlendirilen deney içerisinde bekletilmistir. Bu süreler sonunda deney numuneleri sudan çikarilacak, agirlik ve ölçüleri tespit edilmistir. Kalinligina sisme ve su alma yüzdeleri Esitlik 4 ve Esitlik 5'e göre hesaplanmistir. SA: Su alma miktari (%), A1: Deney parçasinin suya daldirmadan önceki agirligi (gr), a2:Deney parçasinin suya daldirmadan sonraki agirligi (gr)'dir. K2-K1 K1 (5) KS: Kalinligina sisme miktari (%), K1: Deney parçasinin suya daldirmadan önceki kalinligi(mm), K2: Deney parçasinin suya daldirmadan sonraki kalinligi(mm)'dir. LEVHALARDA SU BUHARl ILETIMI ORANLARl Su buhari iletim deneyinde ASTM E96'daki esaslara göre 100mm çapindaki yuvarlak numuneler üzerinde, fincan yöntemi kullanilarak yapilmistir. Bu yöntem su buharinin yüksek yogunlukta oldugu ortamdan düsük yogunlukta oldugu ortama hareket etmesi prensibine göre uygulanmaktadir. Deneylerde plastik kaplara saf su koyularak üzerlerine numune hava sizdirmayacak sekilde yerlestirilmis, numune çevresi de hava sizdirmaz hale getirilmis, agirlik degisimi hizinin dengeye gelmesi için 2 hafta beklenilmis ve daha sonra 24 saat araliklarla agirlik azalisi ölçülerek su buhari iletim orani (WVTR) Esitlik 6'ya göre, su buhari permeabilitesi ise Esitlik 7'ye göre hesaplanmistir. WVTR = mn" WVTR = Su buhari iletim orani (kg/(m2s)), WVP = Su buhari permeabilitesi (kg/(m2sPa)), Am = Agirlik tartimlari arasindaki agirlik farki (kg), t= Numune agirlik tartimlari arasinda geçen süre (sn), A= Buharlasan suyun numune üzerinde temas ettigi alan (m2) h= Numune kalinligi (m) R1: Saf suyun kap içerisinde olusturdugu bagil nem (%100) R2: Dis ortam bagil nem degeri (çalismada %20)'dir. LEVHALARlN TERMAL ILETKENLIGI CLT panellerden elde edilen numunelerin isi iletkenlik özellikleri ASTM C518'deki esaslara göre 300X300X54mm (genislik X uzunluk X kalinlik) boyutlarindaki numuneler kullanilarak tespit edilmistir. Deney baslangicinda numunenin kalinligi deney cihazina girilmis ve cihazin termal iletkenlik degerini hesaplamasi saglanmistir. Deneyler ortalama sicaklik 23°C sartlarina uygun olacak sekilde gerçeklestirilmistir. Termal iletkenlik (C) ve termal direnç (R) degerlerinin hesaplanmasinda Esitlik 8 ve Esitlik 9 kullanilmistir. C = Termal iletkenlik (W/(mK)), S = lsi akis sensörü kalibrasyon faktörü, E = lsi akis sensörü çikis voltu (V), At = Numunenin 2 dis yüzeyi arasindaki sicaklik ölçümü farki (°C), R = Malzemenin termal direnci ((mK)/W)'dir. TUTKAL YAPlSMA KALITESI Tutkal yapisma kalitesi deneyi TS 3969 EN 314-1'de belirtilen esaslara göre numune kalinligi 5mm olacak sekilde 2 kat birbirine yapistirilarak 10X20X150mm (kalinlik X genislik X uzunluk) ölçülerinde biçilen ahsap malzemelerden hazirlanmistir. Numuneler birbirlerine poliüretan (PU), tutkali vasitasi ile yapistirilarak deney numuneleri elde edilmistir. Deneylerde test cihazi 2 mm/dk hizda çekme yapacak sekilde ayarlandiktan sonra numunelere çekme kuvveti uygulanarak deney gerçeklestirilmistir. Kopma anindaki maksimum kuvvet (FmaX) tespit edilerek yapisma direnci (oy) Esitlik 10'a göre hesaplanmistir. Tutkal yapisma kalitesi deney sablonu Sekil 4'te görülmektedir. FmaX: Tespit edilen maksimum kuvvet degeri (N), A: Yapisma yüzey alani (mm2)'dir. DÖRT NOKTA EGILME DENEYI VE ELASTIKIYET MODÜLÜ Dört nokta egilme deneyi TS EN 408-A1 (2012)'deki esaslara göre 54X305X1260mm (kalinlik X genislik X uzunluk) boyutlarindaki numunelere uygulanmistir. TS EN 408-A1 (2012)'deki esaslarda mesnetler arasi açikligin numune kalinligi (h)'nin 18±3 kati arasinda olmasi gerektigi belirtilmistir. Çalismada mesnet açikligi kalinligin 20 kati olarak ayarlanmistir. Ayrica, ANSl/APA PRG 320 (2019) standardinda numune genisliklerinin minimum 305mm olmasi gerektigi ifade edilmistir. Deney esnasinda yük uygulamasi panel yüzeyine dik yönde olacak ve deney hizi CLT paneller için numune 300±120 saniye içerisinde kirilacak sekilde ayarlanmis, numunelerin egilme direnci degerleri (oe) Esitlik 11'e göre, elastikiyet modülü degerleri Esitlik 12'ye göre, egilme rijitligi ise Esitlik 13'e göre hesaplanmistir. Egihne Dll'enci (MOR) : b hz Elastikiyet Modülü Global [MOE) = IIIZJI m 2`b'h (2 F2-F1_5.G. J:) (12) Eglllne RlJltllgl Global (E-Img) = % Elmg=K= Egilme rijitligi (N.mm2) Fmax= Kirilma aninda gözlemlenen maksimum kuvvet miktari (N), a= Mesnetler ile yükleme kolu arasindaki mesafe (7h), (mm), b= Örnek genisligi (mm), h= Örnek kalinligi (mm), L= Alt mesnetler arasindaki açiklik (mm), G= Makaslama modülü (N/mm2), F2-F1= Kuvvet-Deformasyon egrisinde maksimum kuvvetin %10 ve %40'ina tekabül eden kuvvet artisi arasindaki fark (N), W2 - W1= F2 - F1'e karsilik gelen deformasyon artisi arasindaki fark (mm). BASlNÇ DIRENCI DENEYI genislik X boy) boyutlarinda liflere paralel basinç direnci numuneleri ve 54X100X100mm (kalinlik X genislik X derinlik) boyutlarinda liflere dik basinç direnci numuneleri hazirlanmis, 1 ay süre ile iklimlendirme dolabinda bekletilerek hava kurusu hale getirilmistir. Numunelerin boyutlari 0,01mm duyarli kumpas ile ölçülmüs ve deney cihazinin yükleme hizi paneller için kirilma süresi 300±120 saniye olacak sekilde ayarlanmistir. Kirilma anindaki kuvvet (FmaX) ölçülerek basinç direnci degerleri (oB) Esitlik 14'e göre hesaplanmistir. GB_ Niimm2 Fmax= Kirilma anindaki maksimum kuvvet (N), a = Panel yüzeylerine dik ve paralel basmada genislik (mm), b = Panel yüzeylerine dik basmada derinlik, paralel basmada kalinlik (mm). BULGULAR Hava kurusu yogunluk ile tam kuru yogunlugun belirlenmesi deneyleri sonucunda CLT panellerde tam kuru yogunluklar azdan çoka dogru sirasi ile isil islemli sariçam gruplari, isil islemsiz sariçam gruplari, isil islemli disbudak gruplari ve isil islemsiz disbudak gruplarinda gözlemlenmistir. lsil islemsiz sariçam grubu ile isil islemli sariçam grubu arasinda yogunluk bakimindan %6,1 oraninda azalma, isil islemsiz disbudak grubu ile isil islemli disbudak grubu arasinda ise %14,48 oraninda azalma meydana geldigi görülmüstür. 90 derece ve 45 derece gruplarinda orta tabaka açi degisiminin yogunluk üzerine etkisinin olmayacagi düsünüldügü için gruplar arasinda ayri ayri hesaplama yapilmamistir. Üretilen CLT panellerin tam kuru ve hava kurusu yogunluklari Tablo 5 ile Tablo 6'da görülmektedir. Tablo 5. CLT panellerin tam kuru yogunluklari Katsayisi (%) Tablo 6. CLT panellerin hava kurusu yogunluklari Varyasyon Hava kurusu denge rutubet yüzdeleri incelendiginde isil islemsiz sariçam panellerin en fazla rutubete sahip oldugu, sonrasinda isil islemsiz disbudak, isil islemli sariçam ve isil islemli disbudak panellerin geldigi gözlemlenmistir. Üretilen panellerin hava kurusu rutubet yüzdeleri ise Tablo 7'de görülmektedir. Tablo 7. CLT panellerin hava kurusu rutubet yüzdeleri Varyasyon CLT panellerin suda bekleme sonrasi kalinlik ve agirlik artislari incelenmistir. 2 saat suda bekleme sonrasi en fazla kalinlik artisi isil islemsiz sariçam 45 ve 90 grubunda, en fazla agirlik artisi ise isil islemsiz sariçam 90 grubunda gözlemlenmistir. 24 saat suda bekleme sonrasi ise en fazla kalinlik artisi isil islemsiz sariçam 45 grubunda, en fazla agirlik artisi ise isil islemsiz sariçam 90 grubunda tespit edilmistir. 2 hafta suda bekleme sonrasi en fazla kalinlik artisi isil islemsiz disbudak 90 ve 45 grubunda, en fazla agirlik artisi ise isil islemsiz sariçam 90 grubunda meydana gelmistir. Üretilen CLT panellerin 2 saat, 24 saat ve 2 hafta suda bekleme sonrasi ortalama agirlik ve kalinlik artis yüzdeleri Tablo 8'de görülmektedir. Tablo 8. CLT panellerin 2 saat, 24 saat ve 2 hafta suda bekleme sonrasi ortalama agirlik ve kalinlik artislari ile varyasyon katsayisi (%) degerleri Numune Numune Kalinlik Artis Yüzdeleri Agirlik Artis Yüzdeleri Grubu Sayisi Ortalamasi (%) Ortalamasi (%) Panellerin %20 bagil nem içeren ortamdaki su buhari iletim oranlari incelendiginde en fazla iletimin isil islemsiz sariçam gruplarinda oldugu gözlemlenmistir. En az iletimin ise isil islemli sariçam gruplarinda oldugu görülmüstür. lsil islemli ve islemsiz disbudak gruplarinda birbirine yakin degerler tespit edilmistir. Üretilen CLT panellerin %20 bagil nem içeren ortamdaki su buhari iletim oranlari Tablo 9'da görülmektedir. Tablo 9. Panellerde su buhari iletim oranlari Numune Numune Ortalama Deger Varyasyon Grubu Adedi (kg/(m2.s)) Katsayisi (%) Üretilen CLT panellerin ortalama 23°C'deki termal iletkenlik degerleri en yüksek isil islemsiz disbudak 90 grubu panellerde, en düsük deger ise isil islemli sariçam 90 grubu panellerde gözlemlenmistir. Termal iletkenlik bakimindan isil islemsiz sariçam 90 grubu ile isil islemli sariçam 90 gruplari arasinda %12,86 oraninda azalma, isil islemsiz sariçam 45 grubu ile isil islemli sariçam 45 gruplari arasinda arasinda %14,07 oraninda azalma, isil islemsiz disbudak 45 grubu ile isil islemli disbudak 45 grubu arasinda ise %8,52 oraninda azalma meydana geldigi görülmüstür. lsil islem uygulamasi termal iletkenlikte azalma, orta tabaka açi degisimi ise isil islemsiz sariçamlarda iletkenlikte artis, diger gruplarda ise azalmaya neden olmustur. Üretilen CLT panellerin termal iletkenlik degerleri Tablo 'da görülmektedir. Tablo 10. CLT panellerin termal iletkenlik degerleri Numune Numune Ortalama Deger Varyasyon Grubu Adedi (W/(mK)) Katsayisi (%) Üretimde kullanilan ahsap malzemelerin tutkal yapisma kalitesi verileri incelendiginde sariçam-kavak grubu ile termo sariçam-kavak grubu arasinda tutkal adezyon direnci bakimindan %44,43 oraninda azalis, disbudak-kavak ile termo disbudak-kavak arasinda %21,75 artis, sariçam-sariçam ile termo sariçam-termo sariçam arasinda %53,98 azalma, disbudak-disbudak ile termo disbudak-termo disbudak arasinda ise %18,57 azalma oldugu gözlemlenmistir. Veriler incelendiginde isil islemsiz ve isil islemli sariçamlarin kendi aralarinda yapistirilmalari sonucunda isil islem uygulamasina bagli tutkal yapisma direncindeki azalma %53,98'den %44,43'e düserek orta tabakada kavak kullaniminin isil islemli malzemelerde yapisma direncinde meydana gelen azalma oraninda olumlu yönde iyilesme saglayabilecegi görülmüstür. Ayni sekilde isil islemsiz ve isil islemli disbudak malzemelerin kendi aralarinda yapistirilmalari sonucunda isil islem uygulamasi ve orta tabakada kavak kullanimi sonucunda tutkal yapisma direncinde azalmanin aksine artis yasandigi görülmüstür. Sariçam-sariçam ile sariçam-kavak grubu arasinda %5,55 oraninda azalma, termo sariçam-termo sariçam ile termo sariçam-kavak grubu arasinda %14,06 oraninda artis, disbudak-disbudak grubu ile disbudak-kavak grubu arasinda 15,61 oraninda azalma, termo disbudak-termo disbudak ile termo disbudak-kavak arasinda Sonuç olarak isil islem uygulanmis malzemeler ile kavak arasinda daha iyi bir adezyon direnci olustugu görülmüs, isil islem uygulanmamis malzemelerde ise tam tersi bir durum yasanarak kavak ile olusan adezyon dirençlerinde azalmalarin meydana geldigi tespit edilmistir. Tutkal yapisma kalitesi (Çekme-makaslama direnci) deney verileri Tablo 11'de görülmektedir. Tablo 11. Numunelerin çekme-makaslama direnci degerleri B' I . T" .. Numune Ogalama Varyasyon Sariçam-Sariçam 10 5,41 9,06 Sariçam-Kavak 10 5,11 16,24 Termo Sariçam-Kavak 10 2,84 13,73 Disbudak-Kavak 10 4 22,75 Termo Disbudak-Termo Disbudak 10 3,86 18,65 Termo Disbudak-Kavak 10 4,87 14,58 Panellerin en yüksek 4 nokta egilme direnci ve elastikiyet modülü degeri isil islemsiz disbudak 45 grubu panellerde görülmüstür. 90 derece gruplari ile 45 derece gruplari kiyaslandiginda isil islemsiz sariçam 45 grubunda egilme direnci ve elastikiyet modülü sirasiyla %9,04 ve %17,5 oranlarinda azalmis, isil islemli sariçam 45 grubunda egilme direnci ve elastikiyet modülü sirasiyla %3,52 ve %1,4 oraninda artis gözlemlenmis, isil islemsiz disbudak 45 grubunda egilme direnci ve elastikiyet modülü sirasiyla %119,11 ve %52,81 oranlarinda artis göstermis, isil islemli disbudak 45 grubunda egilme direnci ve elastikiyet modülü sirasiyla %28,83 ve %11,86 oranlarinda artis göstermistir. Çalisma sonucunda elde edilen degerler ANSl APA PRG 320 (2019), CLT panel üretim standardindaki degerler ile kiyaslanmistir. Kiyaslama sonucu isil islemsiz sariçam 90 ve 45 gruplarinin egilme direnci ve elastikiyet modülü bakimindan E3 sinifini karsiladigi görülmüstür. lsil islemli sariçam 90 ve 45 gruplari egilme direnci bakimindan E3 sinifini karsilasalar da elastikiyet modülleri hiçbir sinifi karsilayamamistir. lsil islemsiz disbudak 90 grubu egilme direnci ve elastikiyet modülü bakimindan E3 sinifini karsilamis, isil islemsiz disbudak 45 grubu ise E1 sinifini karsilamistir. lsil islemli disbudak 90 grubu egilme direnci bakimindan E3 sinifini karsilasa da elastikiyet modülü bakimindan hiçbir sinifi karsilayamamistir. lsil islemli disbudak 45 grubu ise E3 sinifinin degerlerini karsilamistir. 4 nokta egilme direnci, elastikiyet modülü ve egilme rijitligi degerleri Tablo 12'de, ANSl APA PRG 320 standardi CLT panel üretim siniflari Tablo 13'te görülmektedir. Tablo 12. 4 nokta egilme direnci (MOR), elastikiyet modülü (MOE) ve egilme rijitligi (Elmg) degerleri Ortalama Ortalama Ortalama Numune Numune Deger Var. Kat. Deger Var. Kat. Deger Var. Kat. Grubu Adedi (MOR) (%) (MOE) (%) (Elmg) (%) Tablo 13. ANSI APA PRG 320 standardi CLT panel üretim siniflari 4 Nokta Egilme CLT Panel Direnci 4 Nokta Elastikiyet Liflere Paralel Basinç Sinifi 2 Modülü (N/mmz) Direnci (N/mmz) CLT panellerde en yüksek liflere paralel basinç direnci degeri isil islemsiz disbudak 90 grubu numunelerde gözlemlenmistir. En yüksek liflere dik basinç direnci degeri ise isil islemsiz disbudak 90-45 grubu numunelerde tespit edilmistir. Liflere paralel basinç dirençleri bakimindan 90 derece gruplari ile 45 derece gruplari birbirleri ile kiyaslandiginda isil islemsiz sariçam 45, isil islemli sariçam 45 ve isil islemli disbudak 45 gruplarinda basinç dirençleri isil islemsiz sariçam 90, isil islemli ve %3,22 oranlarinda daha yüksek olarak gözlemlenmistir. lsil islemsiz disbudak 45 grubunda basinç direnci degerleri isil islemsiz disbudak 90 grubuna kiyasla birbirlerine yakin degerler vermislerdir. Deneylerden elde edilen veriler ANSl APA PRG 320 (2019), CLT panel üretim standardindaki degerler ile kiyaslandiginda tüm gruplarin liflere paralel basinç direnci degerlerinin E1 sinifini (19,3N/mm2) karsiladigi görülmüstür. Sekil 6 ve 7'de üretilen CLT panellerin liflere dik ve paralel basinç direnci sablonu, Tablo 14'te ise üretilen CLT panellerin liflere dik ve paralel basinç direnci degerleri görülmektedir. Tablo 14. CLT panellerin liflere paralel ve dik basinç direnci degerleri Panel Yüzeyine ve Dis Tabakalarin Lif dogrultusuna Paralel Basinç Dirençleri Ortalama Deger Var. Kat. (%) Numune Grubu Numune Adedi S 90 3 22,97 4,9 K 90 3 30,79 5,4 D 45 3 40,08 2 Panel Yüzeyine Dik Basinç Dirençleri lsil islem uygulamasi panellerin yüzeye paralel basinç direnci degerlerinde artisa neden olmus, 45 derece uygulamasi ise sariçam grubu panellerde artisa, isil islemsiz disbudak grubu panellerde düsük oranda azalmaya, isil islemli disbudak panellerde ise artisa neden olmustur. TR TR TR