Deney örnekleri TS 2470 standartlarına göre, Karabük sanayisindeki kereste işletmelerinden ''Rastgele seçim'' yöntemiyle temin edilmiştir. Kullanılan ağaç malzemenin de birinci sınıf çatlaksız ve budaksız olmasına dikkat edilmiştir. Odun örnekleri 5x70x1200 mm olarak kaba ölçülerde daire testere makinesinde kesilmiştir.
Kesilen örneklere nem kürlenmeli poliüretan ve çift bileşenli epoksi yapıştırıcıları ve karbon fiber yapı malzemesi eklenerek lamine edilmiştir. Çalışmada kullanılan çift bileşenli Epoksi yapıştırıcısının a bileşeni (reçine) ve b bileşeni (sertleştirici) 1/1 oranında açık gri rengi alana kadar karıştırılıp ve uygulanan yüzeye 200 g/m2 olacak
18
şekilde spatula yardımıyla sürülmüştür. Aynı zamanda CFRP yapı malzemesi hazırlanırken liflerinde kopma meydana gelmeyecek şekilde maket bıçağı ile düzgün kesim yapmaya dikkat edilmiştir. Kesilen CFRP yapı malzemesi lamine katmanların arasına ve etrafına epoksi yapıştırıcısı ile yapıştırılmıştır. Örnekler 2,5 kg/cm2 pres basıncı, 20 oC derece sıcaklık ve 60 dakika bekleme süresi altında prese verilmiştir.
Bununla birlikte elde edilen örnekler her deney grubu için uygun standartlarda istenilen ölçülere getirilmiştir. Çalışmada Çizelge 4.1' de deney türlerine ait lamine örneklerin adetleri verilmiştir.
Çizelge 4.1. Deney türlerine ait lamine örneklerin adetleri.
Deney Türü Örnek Türü Adet
Statik Eğilme direnci deneyi ve eğilmede
elastikiyet modülü
Epoksi etrafı CFRP 10 Poliüretan etrafı CFRP 10
CFRP+Epoksi 10
19
Epoksi etrafı CFRP kaplamalı örnek türü hazırlanırken, 5 mm kalınlığındaki masif (kayın) odunları arasına 0,2 mm kalınlığında çift bileşenli Epoksi yapıştırıcısı sürülmüş ve lamine edilen kayın odunu katmanların etrafına 1,2 mm kalınlığında karbon fiber (CFRP) yapı malzemesi kaplanmıştır (Şekil 4.1.).
Şekil 4.1.Epoksi etrafı CFRP kaplamalı örnek türü.
Poliüretan etrafı CFRP kaplamalı örnek türü hazırlanırken, 23 mm kalınlığında lamine edilen masif (kayın) odunları arasına 0,2 mm kalınlığında poliüretan yapıştırıcısı nüfuz edilmiş ve lamine katmanların etrafına 1,2 mm kalınlığında karbon fiber (CFRP) yapı malzemesi ile kaplanmıştır (Şekil 4.2.).
Şekil 4.2. Poliüretan etrafı CFRP kaplamalı örnek türü.
CFRP+Epoksi yapıştırıcılı örnek türü hazırlanırken, kayın odunu katmanlarının arasına CFRP yapı malzemesi ve Epoksi yapıştırıcısı eklenmiş ve 4 katman halinde lamine örneği elde edilmiştir (Şekil 4.3.).
20
Şekil 4.3.CFRP+Epoksi yapıştırıcılı örnek türü.
Epoksi yapıştırıcılı örnek türü hazırlanırken 5 mm kalınlığındaki masif (kayın) odunları arasına 0,2 mm kalınlığında çift bileşenli Epoksi yapıştırıcısı eklenerek lamine elde edilmiştir (Şekil 4.4.).
Şekil 4.4.Epoksi yapıştırıcılı örnek türü.
Poliüretan yapıştırıcılı örnek türü hazırlanırken kayın odunu örneklerinin arasına 0,2 mm kalınlığında poliüretan yapıştırıcısı eklenerek elde edilmiştir (Şekil 4.5.).
Şekil 4.5. Poliüretan yapıştırıcılı örnek türü.
21 4.3. DENEY METODU
Deney örneklerinin hava kurusu yoğunlukları belirlendikten sonra, liflere dik doğrultuda, 1) Statik eğilme ve eğilmede elastikiyet modülü deneyi, 2) Yapışma direnci deneyi, 3) Yanma direnci deneyi, 4) Dinamik eğilme (şok) direnci deneyi ve 5) Boyutsal kararlılık testleri uygulanmıştır.
4.3.1. Hava Kurusu Yoğunluklar
Deney örneklerinin rutubetleri TS 2471, yoğunlukları TS 2472 standartlara uyularak belirlenmiştir. Deney örnekleri 20±2 °C sıcaklık ve %65 bağıl nem şartlarında kabinde değişmez ağırlığa ulaşıncaya kadar bekletildikten sonra 0,01 g duyarlılıklı hassas terazide tartılmıştır. Boyutları ±0,01 mm duyarlılıkta kumpas ile ölçülerek hacimleri belirlendikten sonra hava kurusu haldeki ağırlık (M) ve hacim (V) değerine göre hava kurusu yoğunluk (δ) değeri formül 4.1'e göre belirlenmiştir.
δ = g/cm3
(4.1)
Bu eşitlikte;
M= Örnek ağırlığı (g),
V= Örnek hacmi (cm3), değerlerini ifade etmektedir.
4.3.2. Statik Eğilme Direnci ve Eğilmede Elastikiyet Modülü Deneyi
Statik eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü deneyi TS 2474 standartlarına uygun olarak örnekler, 20x20x360 mm ölçülerinde lamine edilerek hazırlanmıştır.
Daha sonra örnekler üniversal test cihazında yerleştirildiği mesnetlerin merkezleri arasındaki uzaklık, deney parçası kalınlığının 10 katı olacak şekilde ayarlanmıştır.
Yük, deney parçasının radyal yöndeki yüzüne mesnetler arasındaki açıklığın orta yerinden uygulanmıştır. Örnekler yükleme anından itibaren 6 mm/dak. hızında yapılmıştır. Deney örneklerinin tam ortasında kırılma olduğu anda deney
22
sonuçlandırılmıştır. Eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülünün hesaplanmasında aşağıda verilen eşitliklerden yararlanılmıştır.
Statik eğilme direnci deneyi için formül 4.2' den faydalanılmıştır.
)
Fmax = Kırılma anındaki maksimum kuvvet (N) L = Dayanak eksenleri arasındaki mesafe (mm) b= Deney örneğinin genişliği (mm)
h= Deney örneğinin kalınlığı (mm)
Elastikiyet modülü için formül 4.3' den yararlanılmıştır.
) L1= Dayanak eksenleri arasındaki mesafe (mm) b= Örnek genişliği (mm)
h= Örnek kalınlığı (mm)
F2-F1= Yük-sehim diyagramı oranlılık bölgesindeki yük artışı (N)
a2-a1 = Kuvvet artışları nedeniyle örnek uzunluğunun ortasında meydana gelen sehim farkıdır (mm).
formüllerine göre hesaplanıp bilgisayardan otomatik elde edilmiştir. Bu deney cihazı Şekil 4.6'da ve deney düzeneği Şekil 4.7'de gösterilmiştir.
23
Şekil 4.6. Statik eğilme ve eğilmede elastikiyet modülü deney cihazı.
Şekil 4.7. Statik eğilme ve eğilmede elastikiyet modülü deney düzeneği (Keskin vd., 2003).
24 4.3.3. Yapışma Direnci Deneyi
Yapışma direnci deney örnekleri, BS EN 204 ve BS EN 205 standartlarında, 10x20x150 mm ölçülerinde hazırlanmıştır. Daha sonra örnekler üniversal test cihazında yapışma yüzeyine 3 mm/dk yükleme hızıyla çekme mukavemeti uygulanarak yapıştırıcı hattından koparılmaya çalışılmıştır. Kopma anındaki maksimum kuvvet (Fmax) tespit edilerek yapışma direnci (σy)' nin tespitinde formül 4.4 kullanılmıştır.
σy=
= N/mm2
(4.4)
Burada;
A = axb = yapışma yüzey alanı (mm2)
F max = uygulanan kuvveti (N/mm2), değerlerini ifade etmektedir. Bu deney cihazı Şekil 4.8'de ve deney örneği Şekil 4.9'da gösterilmiştir.
Şekil 4.8.Yapışma direnci deney cihazı.
25
Şekil 4.9.Yapışma direnci deney örneği (BS EN 204, 205).
4.3.4. Yanma Direnci Deneyi
Yanma direnci deney örnekleri, ASTM E-69 prensiplerine göre, 9x19x1016 mm ölçülerinde lamine edilerek hazırlanmıştır. Örnekler bilgisayar kontrollü ağaç malzeme yanma düzeneğinde her örnek için 4 dakika alev kaynaklı ve 6 dakika alev kaynaksız yanma olmak üzere toplam 10 dakika boyunca devam etmektedir. Yanma deney düzeneği Şekil 4.10'da gösterilmiştir.
Şekil 4.10.Yanma direnci deney düzeneği (Esen, 2009).
26 Burada;
Baca gazı analizörünü (1), Ateş tüpünü (2),
Ateş borusunu (3),
Ayak, ince çelik telini (4),
Elektronik teraziyi (5), ifade etmektedir.
Yanma sonucunda, yanma deney düzeneği ile 1) Ağırlık Kaybı, 2) Sıcaklık (oC), 3) Oksijen (O2), 4) Karbon monoksit (CO), 5) Azot oksit ( NOX ) değerleri tespit edilmiştir. Elde edilen deney örneği ise Şekil 4.11’de gösterilmiştir.
Şekil 4.11.Yanma direnci deney örneği (ASTM E-69).
4.3.5. Dinamik Eğilme (Şok) Direnci Deneyi
Dinamik eğilme (şok) direnci deneyi için, her bir deney örneği 5x20x320 mm ölçülerinde 4 katman halinde elde edilmiştir. Deney örnekleri, TS 2477 esaslarına göre, 20x20x360 mm boyutlarında kesilmiştir. Dinamik eğilme direnci, pandüllü çekiç aleti ile hesaplanmıştır. Belli bir yükseklikten serbest halde düşürülen 10 kg/m
27
iş gücüne sahip çarpma çekici ilk konumda sahip olduğu kinetik enerjinin bir kısmını örneği kırmak için harcar. Kırılma anında harcanan iş (W) aletteki taksimatlı kadrandan belirlenerek dinamik eğilme direnci (σDE) formül 4.5' den faydalanılarak tespit edilmiştir.
(σDE) =
. kg.m/cm2 (4.5)
eşitliğinden hesaplanmıştır.
Burada,
w : Kırılma anında harcanan iş (kg.m) a : Örneğin kalınlığı (cm)
b : Örneğin genişliği (cm) ifade etmektedir. Bu deney cihazı ve düzeneği Şekil 4.12 ve Şekil 4.13' de verilmiştir.
Şekil 4.12. Dinamik eğilme (şok) direnci deney cihazı.
28
Şekil 4.13. Dinamik eğilme (şok) direnci deney düzeneği (Çetin, 2003).
4.3.6. Boyutsal Kararlılık Testleri
Örnekler TS EN 317 standardına uygun olarak, 20x100x100 mm boyutlarında istenen ölçülere getirilmiştir. Daha sonra elde edilen örnekler 50 oC derece sıcaklıkta ki buhar kazanına atılarak 4, 8, 16, 24, 48 ve 96 saatte bir kontrol örneklerine göre ağırlık farkları ve boyutsal değişimleri ölçülmüştür.
Bu deney örnekleri ölçülürken formül 4.6 ve 4.7' dan faydalanılmıştır.
A= (M1….9 – Mb) * 100/Mb (4.6) Burada; Mb = İlk ağırlık (g)
M1…9 = Ağırlık değişimi (g)
G = (a1…9 – ab) * 100/ab (4.7) Burada; ab = İlk kalınlık (mm)
a1…9 = Ölçüm anındaki kalınlık (mm) formüllerinden faydalanılmıştır.
Şekil 4.14'de deney kazanı ve Şekil 4.15'de deney örneği gösterilmiştir.
29
Şekil 4.14. Boyutsal kararlılık testi deney kazanı.
Şekil 4.15. Boyutsal kararlılık testi deney örneği (TS EN 317).
30
4.4. VERİLERİN İSTATİSTİKSEL OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ
Verilerin istatistiksel olarak değerlendirilmesi için SPSS paket programından faydalanılmıştır. Örnek türlerinin sonuçlar üzerinde etkili olup olmadığını belirleyebilmek için varyans analizi uygulanmıştır. Daha sonra faktörler üzerinde, farklılığın boyutunu belirleyebilmek için örneklere Duncan testi uygulanmıştır.
31 BÖLÜM 5
BULGULAR VE TARTIŞMALAR
5.1. HAVA KURUSU YOĞUNLUKLAR
Lamine örneklere ait hava kurusu yoğunluk ortalama değerleri Çizelge 5.1’de verilmiştir.
Çizelge 5.1 Hava kurusu yoğunluklara ait ortalama değerler.
No Örnek Türü Ortalama
(g/cm3)
1 Epoksi etrafı CFRP 1,79
2 Poliüretan etrafı CFRP 1,68
3 CFRP+Epoksi 1,77
4 Epoksi (Kontrol) 1,72
5 Poliüretan (Kontrol) 0,78
Yapılan deneyler sonucunda en yüksek hava kurusu yoğunluk, katmanlar arası Epoksi etrafı CFRP kaplamalı örneklerde 1,79 g/cm3, en düşük yoğunluk poliüretan (kontrol) ile lamine edilen örneklerde 0,78 g/cm3 elde edilmiştir.
5.2. STATİK EĞİLME DİRENCİ DENEYİNE AİT BULGULAR
Örneklerin hazırlanmasında belirlenen üretim şartları ve bunun sonucunda elde edilen eğilme direnci değerlerine ait aritmetik ortalama değerleri Çizelge 5.2’de verilmiştir.
32
Çizelge 5.2. Eğilme direnci deneyine ait aritmetik ortalama değerleri (N/mm2).
Çizelge 5.2' ye göre aritmetik ortalama değerlerinde farklılık olduğu tespit edilmiş ve bu farklılığın hangi faktörden kaynaklandığını belirlemek için yapılan varyans analizi sonuçları Çizelge 5.3. 'de verilmiştir.
Çizelge 5.3. Eğilme direnci deneyine ait varyans analizi sonuçları.
Varyans Kaynağı Kareler
Varyans analizi sonuçlarına göre, ağaç malzeme türü, tutkal türü ve tutkal-kaplama etkileşimlerinin eğilme direnci üzerine etkisi (p≤0,05) önemli olduğu tespit edilmiştir. Bu sebeple gruplar arasında farklılığı belirlemek için, elde edilen verilere Duncan testi uygulanmış ve sonuçları Çizelge 5.4 'de verilmiştir.
No Örnek
33
Çizelge 5.4. Eğilme direnci deneyine ait Duncan testi sonuçları (N/mm2).
Örnek
Poliüretan (Kontrol) 93,80 CD
LSD:3,7
Duncan testi sonuçlarına göre; lamine örneklerin eğilme direnci en fazla CFRP+Epoksi yapıştırıcısı kullanılan örneklerde (132,80 N/mm2) elde edilmiştir.
Ancak istatistiksel olarak poliüretan ile epoksi tutkallı örnekler aynı homojenlik grubunda bulunmuştur. Bununla birlikte; CFRP+Epoksi yapıştırıcılı, Epoksi yapıştırıcılı ve etrafı CFRP kaplamalı, poliüretan yapıştırıcılı ve etrafı CFRP kaplamalı örneklerde istatistiksel olarak bir fark bulunmamıştır. Mıstak (2013), yaptığı çalışmada sarıçam ağaç malzemesiyle ve farklı fiber (FRP) kumaşları ile lamine katmanlar elde ederek eğilme dirençlerini incelemiştir. Bunun sonucunda poliüretan esaslı reçine ve karbon fiber kumaş (CFRP) ile güçlendirilmiş sarıçam örneklerinde en yüksek direnci 81,54 N/mm2 elde etmiştir. Premrov et al. (2003), yaptıkları benzer bir çalışmada, karbon fiber ile güçlendirilmiş ahşap yapı elemanlarının CFRP ile güçlendirilmesi sonucu lamine elemanların eğilme direncinde %50 oranında daha yüksek bir dayanım elde etmişlerdir.
Literatürde lamine ahşap köprü kirişleri eğilme ve kesmeye karşı cam takviyeli kompozitlerle güçlendirildikten sonra %25 daha fazla dayanım elde edilmiştir (Radford et al., 2001). Buna göre lamine elemanların ara katmanlarına yerleştirilen CFRP malzemesi örneklerin eğilme direncini artırdığı literatürdeki bilgilerle desteklenmektedir. Bunun nedeni, CFRP yapı malzemesinin yüksek aşınma direnci ile Epoksi yapıştırıcısının yüksek kopma direncine sahip olması lamine elemanların eğilme direncini olumlu yönde etkilediği söylenebilir.
34
5.3. EĞİLME DİRENCİNDE ELASTİKİYET MODÜLÜNE İLİŞKİN BULGULAR
Uygun sıcaklık ve pres basıncı altında lamine edilen örneklerin eğilme direncinde elastikiyet modülüne ilişkin aritmetik ortalama değerleri Çizelge 5.5’de verilmiştir.
Çizelge 5.5. Eğilme direncinde elastikiyet modülüne ait aritmetik ortalama değerleri (N/mm2).
5 Poliüretan (Kontrol) 9272,85 1112,31
Yapılan deneyler sonucu lamine örnekler arasında istatistiksel olarak bir fark bulunmuştur. Farklılık bulunan türlerin elastikiyet modülü üzerine etkisini belirlemek için yapılan varyans analizi sonuçları Çizelge 5.6'da verilmiştir.
Çizelge 5.6. Eğilme direncinde elastikiyet modülüne ait varyans analizi sonuçları.
Varyans Kaynağı Kareler
Tutkal türü ile tutkal-kaplama etkileşiminin elastikiyet modülü üzerine etkisinin istatistiksel olarak önemli olduğu belirlenmiştir. Önemli çıkan gruplar içerisinde farklılıkları belirlemek için yapılan Duncan testi sonuçları Çizelge 5.7'de verilmiştir.
35
CFRP+Epoksi 13351,93 A
Epoksi (Kontrol) 9929,99 B
Poliüretan (Kontrol) 9272,85 B
LSD: 3421,94
Duncan testi sonuçlarına göre, katmanlar arası epoksi yapıştırıcılı ve etrafı CFRP kaplamalı olan lamine malzemenin eğilmede elastikiyet modülü (14004,83 N/mm2) en yüksek olduğu belirlenmiştir. Buna göre CFRP malzemesi lamine ağaç malzemenin elastiklik özelliğini artırıp, daha rijit (sert) hale getirmiştir. Bu da eğilme direncini artırmaktadır. Muratoğlu (2011), yaptığı benzer bir çalışmada tarihi yapıların restorasyonunda yapılan güçlendirme işlemlerinde karbon fiber takviyeli şerit çubuk (CFRP) ve çift bileşenli epoksi yapıştırıcısı ile yüksek dayanım elde etmiştir. CFRP yapı malzemesi ahşap malzemenin zorlanmaya maruz kalan kısımlarına olumlu katkı sağladığı ve mukavemetini artırdığı literatürdeki bilgilerle desteklenmiştir. Epoksi yapıştırıcısının poliüretan yapıştırıcısına göre daha fazla direnç sağlamasının nedeni, kohezyon gücünün ve kopma mukavemetinin daha yüksek olmasından kaynaklanabilir. Ayrıca ahşap lamine katmanların etrafına CFRP sarıldığında CFRP' nin yüksek germe ve sıkıştırma dayanımı ile yüksek kopma uzamasına sahip olmasından dolayı daha fazla direnç sağladığı söylenebilir.
5.4. YAPIŞMA DİRENCİ DENEYİNE İLİŞKİN BULGULAR
Yapışma deneyleri sonucunda lamine edilen gruplara ait yapışma direnci ortalama değerleri Çizelge 5.8’de verilmiştir.
36
Çizelge 5.8. Yapışma direnci deneyine ait aritmetik ortalama değerleri (N/mm2).
No Örnek bulunmuştur. CFRP ve yapıştırıcı çeşidinin yapışma direnci üzerine etkisini belirlemek için yapılan varyans analizi sonuçları Çizelge 5.9'da verilmiştir.
Çizelge 5.9. Yapışma direncine ait varyans analizi sonuçları.
Varyans Kaynağı Kareler
Varyans analizi sonuçlarına göre, kaplama, tutkal ve tutkal-kaplama etkileşimlerinin yapışma direnci üzerine etkisi %95 güven aralığında önemli olduğu belirlenmiştir.
Bunlara ait Duncan testi sonuçları ise Çizelge 5.10' da verilmiştir.
37
Çizelge 5.10. Yapışma direncine ait Duncan testi sonuçları (N/mm2).
Örnek homojenlik grubunda bulunmuştur. Lamine katmanlarda kullanılan yapıştırıcı çeşidi CFRP kaplaması yapılmayan lamine örneklerinde herhangi bir etki göstermemiştir.
Özçifçi ve Okçu (2008), yapmış oldukları bir çalışmada Quercus petreae L. ve Castanea sativa Mill. odunlarını boraks ve çinko klorürle emprenye etmişler ve poliüretan esaslı D-VTKA ile yapıştırmışlar. Sonuçta bu maddelerin yapışma direnci üzerinde olumsuz etkiye sahip olduklarını belirtmişlerdir. Bunun nedeninin emprenye maddelerinin tutkal tabakası ve yüzey arasındaki bağları zayıflatmasından kaynaklandığını bulmuşlardır. Literatürde yapılan benzer bir çalışmada ahşap yapılarda yüksek performanslı karbon fiber takviyeli polimerlerin epoksi ile ahşaba yapıştırılma uygulamasında optimum sıcaklıkta en iyi güçlendirme (19,01 N/mm2) özellikleri belirlenmiştir (Steiger, 2003). Burada epoksi yapıştırıcısı poliüretan yapıştırıcısına göre yapışma direncine daha fazla direnç göstermiştir. Genel olarak CFRP yapı malzemesi ve Epoksi yapıştırıcısı ile lamine edilen ahşap malzemenin yapışma direncini kuvvetlendirdiği literatürde ki bilgilerle benzerlik göstermiştir.
Bunun nedeni, Epoksi yapıştırıcısının düşük ve yüksek sıcaklıklarda hızlı sertleşebilmesi, ahşap yüzeylere çok iyi yapışabilmesi ayrıca çalışmada kullanılan kayın odununun direnç değerlerinin yüksek olması belirtilebilir. Bununla birlikte, CFRP' nin yüksek çekme ve kopma mukavemetinin olması ve epoksi reçinesi ile birlikte lamine katmanlar arasında kullanılmasıyla yapışma direncini artırdığı söylenebilir.
38
5.5. YANMA DİRENCİ DENEYİNE İLİŞKİN BULGULAR
5.5.1. Ağırlık Kaybı Değerleri (g)
Yanma deneyinin başlamasından itibaren 30 saniye aralıklarla yapılan 240 saniye sonra alev kaynaklı ve toplam 600 saniye sonra yanma ile elde edilen lamine gruplara ait ağırlık kaybı değerleri Çizelge 5.11’de verilmiştir.
Çizelge 5.11. Yanma direnci deneyine ait ortalama ağırlık kaybı değerleri (g).
No Örnek Türü İlk ağırlık poliüretan yapıştırıcılı örneklerde en az (%62,01) epoksi yapıştırıcılı örneklerde tespit edilmiştir. CFRP ve yapıştırıcısı çeşidinin örnek türlerinin ağırlık kaybı üzerine etkisini belirlemek amacıyla yapılan varyans analizi sonuçları Çizelge 5.12 'de verilmiştir.
Çizelge 5.12. Yanma direnci deneyine ait ağırlık kaybı değerlerinin varyans analizi sonuçları.
39
Varyans analizi sonuçlarına göre, örnek türü ve ölçüm zamanı ayrı ayrı incelendiğinde, ağırlık kaybı ortalama değerleri üzerine etkileri (p≤0,05) anlamlı bulunmuştur. Bununla birlikte ölçüm zamanı ve örnek türü etkileşimlerinin de anlamlı olduğu tespit edilmiştir. Ağırlık kaybı ortalama değer değişimlerine göre hangi gruplar arasında fark olup olmadığını belirlemek için yapılan Duncan testi
Poliüretan (Kontrol) 67,66 B
CFRP+Epoksi 64,03 B
Duncan testi sonuçlarına göre, Epoksi ve poliüretan yapıştırıcıları ile lamine edilen örnekler istatistiksel anlamda farklı, ancak poliüretan ile CFRP+Epoksili lamineler arasında ise önemli bir fark çıkmamıştır. Köse (2008), yaptığı çalışmasında, çeşitli kimyasal maddelerle emprenye edilmiş sarıçam ve kavak odunlarına fenol formaldehit, melamin üre formaldehit ve üre formaldehit tutkalları ekleyerek lamine ettiği malzemelerin ağırlık kaybı ortalama değerlerini incelemiştir. Sonuçlara göre yanma sonucu en fazla ağırlık kaybı (%91,90) Üre formaldehit tutkallı örneklerde, en az (%86,88) fenol formaldehit tutkalı ile yapıştırılan örneklerde tespit etmiştir.
Burada kullanılan boraks, borik asit, boraks+borik asit ve diamonyum fosfat kimyasal maddeleri örneklerin yanma direncini artırmış olabilir.
5.5.2. Sıcaklık Değerleri (°C)
30 saniye de bir yapılan ölçümler sonucu lamine edilen gruplara ait yanma direnci deneyine ilişkin sıcaklık değerleri Çizelge 5.14’de verilmiştir.
40
Çizelge 5.14. Yanma direnci deneyine ait ortalama sıcaklık değerleri (°C).
No Örnek Türü yapıştırıcılı örneklerde, en düşük (202,02 °C) poliüretan ile lamine edilen örneklerde bulunmuştur. Yanma sonunda en yüksek sıcaklık CFRP+Epoksi yapıştırıcılı örneklerde (551,23 °C), en düşük Epoksi yapıştırıcılı örneklerde (305,72 °C) elde edilmiştir.
Örnek türlerinin sıcaklık değerlerine etkisini belirlemek amacıyla yapılan varyans analizi sonuçları Çizelge 5.15' de verilmiştir.
Çizelge 5.15. Yanma direnci deneyine ait sıcaklık değerlerinin varyans analizi yanmasında açığa çıkan sıcaklık ortalama değerlerinin (p≤0,05) anlamlı olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda ölçüm zamanı ve örnek türü etkileşimlerinin de %95 güven aralığında anlamlı olduğu tespit edilmiştir. Farklılıkların hangi gruplar arasında olduğunu belirlemek için yapılan Duncan testi sonuçları Çizelge 5.16’da verilmiştir.
41 Poliüretan etrafı CFRP 266,42 C Poliüretan (Kontrol) 198,10 A LSD: 16,99
Duncan testi sonuçlarına göre; CFRP+Epoksi yapıştırıcılı örnekler ile Epoksi yapıştırıcılı lamine örnekler aynı grupta bulunmuştur. Literatürde çeşitli emprenye maddeleri ile ısıl işleme tabi tutulmuş göknar odununun yanma direnci belirlenmiştir.
Sonuçlara göre en yüksek sıcaklık Tanalith-E ile emprenye edilip 120 °C de ısıl işleme tabi tutulan örneklerde (305,72 °C), en düşük göknar kontrol örneklerinde (65
°C) tespit edilmiştir (Kaçamer, 2010). Çalışmada kullanılan ağaç malzemelerin ve direnç özelliklerinin farklı olması sıcaklık artışını etkilemiş olabilir. Ayrıca ahşap malzemeye uygulanan ısıl işlemden kaynaklanan sıcaklık farkları ve kullanılan yapıştırıcıların farklı olması sıcaklık miktarlarındaki değişimi etkilemiş olabilir. Isıl işlem görmüş ve Tanalith-E ile emprenye edilmiş numunelerde sıcaklığın fazla olmasından dolayı yanmaya karşı olumsuz özellik göstermiştir.
5.5.3. Oksijen (O2) Değerleri (%)
Uygun şartlar altında ve ölçüm zamanlarında (30 saniyede bir) elde edilen yanma direnci deneyine ilişkin O2 değerleri Çizelge 5.17’de verilmiştir.
42
Çizelge 5.17. Yanma direnci deneyine ait ortalama O2 değerleri.
No Örnek Türü
Alev kaynaklı yanma sonunda ortamda bulunan en düşük O2 değeri (en fazla oksijen kaybı) %19,04 ile poliüretan yapıştırıcısıyla lamine edilen örneklerin yanmasında, en yüksek % 19,35 ile CFRP+Epoksi yapıştırıcısı ile lamine edilen örneklerin yanmasında elde edilmiştir. Toplam yanma sonunda ise en düşük O2 değeri CFRP+Epoksi yapıştırıcılı örneklerde, en yüksek O2 değeri (en az oksijen kaybı) Epoksi yapıştırıcılı örneklerde belirlenmiştir. Örnek türlerinin O2 değerlerine etkisini belirlemek amacıyla yapılan varyans analizi sonuçları Çizelge 5.18' de verilmiştir.
Çizelge 5.18. Yanma direnci deneyine ait ortalama O2 değerlerinin varyans analizi etkileşimlerinin de anlamlı (p≤0,05) olduğu tespit edilmiştir. Örnek türleri arasındaki farklılıkları belirlemek için yapılan Duncan testi sonuçları Çizelge 5.19’da verilmektedir.
43
Poliüretan (Kontrol) 19,78 B
CFRP+Epoksi 19,45 A poliüretan ile lamine edilen örneklerde (%19,78), en düşük Epoksi ile lamine edilen örneklerde (%19,41) bulunmuştur. Literatürde yapılan bir çalışmada sarıçam ve kavak odunları kullanılarak çeşitli emprenye maddeleri ile üre formaldehit ve melamin üre formaldehit tutkalları kullanılarak lamine malzemeler elde edilmiştir.
Sonuçlara göre en fazla oksijen miktarı (%17,59) ile üre formaldehit tutkalı kullanılarak elde edilen örneklerde, en az oksijen miktarı (%16,82) ile melamin üre formaldehit tutkalı kullanılarak elde edilen örneklerde bulunmuştur (Köse, 2008).
Burada kullanılan yapıştırıcı çeşitleri ve emprenye maddelerinin O2 değerini etkilediği söylenebilir. Epoksi yapıştırıcısı ve melamin üre formaldehit tutkalları karşılaştırıldığında fazla bir fark olmadığı tespit edilmiştir. Bunda epoksinin CFRP yapı malzemesiyle, melamin üre formaldehit tutkalının da emprenye maddeleri ile kullanılması açığa çıkan O2 değerini azalttığı belirtilebilir.
Burada kullanılan yapıştırıcı çeşitleri ve emprenye maddelerinin O2 değerini etkilediği söylenebilir. Epoksi yapıştırıcısı ve melamin üre formaldehit tutkalları karşılaştırıldığında fazla bir fark olmadığı tespit edilmiştir. Bunda epoksinin CFRP yapı malzemesiyle, melamin üre formaldehit tutkalının da emprenye maddeleri ile kullanılması açığa çıkan O2 değerini azalttığı belirtilebilir.