Ağaç Malzemede Yoğunluk ve Yoğunluğu Etkileyen Faktörler

Yoğunluk veya özgül ağırlık, ahşabın en önemli fiziksel özelliklerinden biridir. Ağaç malzemenin birçok özelliği, yoğunluk ile yakından ilişkilidir [56]. Ağaç malzemenin yoğunluğu, diğer özellikleri ve kullanım olanakları hakkında fikir veren önemli bir özelliğidir. Örneğin ağır odunun direnci, esnekliği ve sertliği hafif odundan daha fazladır. Aşındırıcı etkilere karşı mukavemeti yüksektir. Bazı durumlarda odunun yumuşaklığı, kolay işlenmesi ve az çalışması istenir. Bu özellikler ise odunun hafif olması ile sağlanabilir [23], [57]. Yoğunluk, herhangi bir maddenin kütlesinin (m) hacmine (V) bölünmesi (δ= m / V) eşitliğinden belirlenir. Odunun kütlesi içerdiği rutubet miktarına göre değişmekte, rutubet miktarının artması ile kütlesi artmaktadır. Bu nedenle belirlenen yoğunluk değerinin bir anlam ifade edebilmesi için hangi rutubet derecesinde belirlendiğinin bilinmesi gerekmektedir. Buna göre tam kuru yoğunluk (δ0 = m0 / V0),

hava kurusu yoğunluk (δ12 = m12 / V12) ifadelerinde olduğu gibi yoğunluk değerinin hangi

rutubete ait olduğu belirtilmelidir [56]-[58]. Ağaç malzemenin yoğunluğunu etkileyen faktörler aşağıda verilmiştir.

2.1.3.1. Yıllık Halka Genişliği

İğne yapraklı ağaçlarda yıllık halkanın genişlemesi ile yaz odunu oranı azaldığı için yoğunluk azalmaktadır. Yapraklı ağaçlarda ise yıllık halka genişlemesi ile yaz odunu oranı arttığı için yoğunluk fazlalaşmaktadır. Yıllık halka genişlemesi yaşa göre ağaç gövdesinde özden çevreye ve aşağıdan yukarıya farklar göstermektedir. Ladinde yıllık halkalar genişledikçe özgül ağırlık azalmaktadır. Meşe, Dişbudak gibi halkalı büyük traheli yapraklı ağaçlarda ise yıllık halka genişlemesiyle yaz odunu iştirak oranı arttığından yoğunlukta artış görülmektedir. Kayın, huş, akçaağaç gibi dağınık traheli yapraklı ağaçlarda yıllık halka genişliği ile yoğunluk arasındaki ilişki çok belirgin olmayıp, yıllık halka genişliğinin özgül ağırlık üzerine etkisi ağaç gövdesinin alt kısmında

12

fazla olup, yukarı çıkıldıkça azalmaktadır [57], [58]. 2.1.3.2. Ağaçta Bulunduğu Bölge

Yıllık halka ve hücre yapılarının farklı olması nedeniyle dal odununun yoğunluğu gövde odunundan daha fazla bulunmaktadır. Dal odununun hücre çeperleri daha kalın, destekleyici hücre dokusu katılım oranı fazladır. Ortalama olarak dal odunu gövde odununa göre iğne yapraklılarda %25, yapraklı ağaçlarda ise %6 daha ağırdır. Kök odunu, iletim görevini yerine getirecek şekilde gelişmesi nedeniyle gövde odunundan daha hafiftir. İğne yapraklı ağaçlarda kök odunu traheidleri gövde odunundan daha geniş ve çeperleri daha ince olup, kök odunu çoğunlukla gövde odunundan hafif olmakla beraber fark büyük değildir. Yapraklı ağaçlarda ise bu fark daha büyüktür. Kök ve gövde odunu arasındaki yoğunluk farkı kök dallandıkça ve gövdeden uzaklaşıp inceldikçe çoğalmaktadır. Ortalama olarak kök odunu gövde odunundan % 20 daha hafiftir. Özden çevreye doğru gidildikçe, iğne yapraklı ağaçların yoğunluğu çoğunlukla artar, halkalı büyük traheeli yapraklı ağaçlarda azalır. Dağınık traheeli yapraklı ağaçlarda ise, enine kesitte yoğunluk değişmeleri belirgin değildir. Ağaç gövdesinde aşağıdan yukarıya doğru çıkıldıkça yoğunluk, iğne yapraklı ağaçlarda azalır, yapraklı ağaçlarda ise belirgin olmamakla birlikte artar [56]-[58].

2.1.3.3. Hava Boşluğu Oranı (Porozite)

Odunların yoğunluğundaki farklılığın başlıca sebeplerinden biri birim hacimlerindeki hücre çeperi maddesi (ç) ve hava boşluğu (b) oranlarının farklı oluşudur. Hücre çeperi maddesi oranı tam kuru hacme oranla hücre çeperi maddesi hacmi kadardır (ç = Vç / V0),

Vç = mç / δç = m0 / 1,5, V0 = m0 / δ0 değerleri eşitlikte yerine yazılarak hücre çeper maddesi

oranı için;

ç=(Vç/V0)=[(m0/δç )/( m0 / δ0)] = (δ0 / δç) = (δ0 / 1,5) = 0,667 . δ0 (1)

eşitliği elde edilir. Birim hacimdeki hücre çeperi maddesi oranı arttıkça odunun yoğunluğu artmaktadır. Odunun hücre çeperinin yoğunluğu her ağaç türü için yaklaşık olarak aynı olup, pratikte 1,5 gr/cm3 _{kabul edilmektedir. Tam kuru haldeki odun}

içerisinde yalnız hücre çeper maddesi ve hava boşluğu bulunur. Bu halde odun hacmi içerisindeki iştirak oranları toplamı; ç + b = 1 olacağından boşluk oranı; b = 1 – ç = 1 – 0,667 . δ0 olur. Bu eşitlik tam kuru yoğunluk değeri ile hava boşluğu arasında doğrusal

ve azalan bir bağıntı olduğunu gösterir. Ancak eşitlik odunun tam kuru haldeki hava boşluğu oranını ifade etmekte olup, herhangi bir rutubetteki odun için hava boşluğu

13

miktarı (br);

br=1–y(0,667 + r) (2)

eşitliğinden hesaplanır. Yüksek basınç altında preslenen odunda hava boşluğu miktarı azaltılarak yoğunluğu arttırılabilir. Odunun yoğunluğu hücre çeperi maddesi yoğunluğu olan 1,5 g/cm3 iken odunda hiç hava boşluğu bulunmaz [57], [58].

2.1.3.4. Reaksiyon Odunu

Basınç ve çekme odunu yoğunluğu artırıcı etki yapmaktadır. Basınç odununda yoğunluk aynı ağaç türü ve büyüme koşullarında normal oduna göre %15 - %40 arasında daha fazladır. Bunun nedeni yaz odunu iştirak oranının yüksek olmasıdır. Huş gibi bazı yapraklı ağaçlarda çekme odunu ile normal odun arasındaki yoğunluk farkı önemsiz iken bazılarında (karaağaç, ıhlamur) çekme odunu daha hafif, bazılarında (titrek kavak) ise daha ağırdır [56]-[58].

2.1.3.5. Su Miktarı

Yoğunluk veya özgül ağırlık, kütle / hacim (δ= m / V) eşitliğinden belirlenmekte, lif doygunluğu noktası (LDN) üstündeki rutubet miktarında su miktarı arttıkça kütle artıp, hacim sabit kalacağından yoğunluk artmaktadır. LDN rutubet derecesinin altında ise yoğunluğu 1,1 g/cm3 _{den az olan odunlarda lif doygunluk noktasına kadar su miktarı}

arttıkça kütledeki artış hacim artışından fazla olduğundan yoğunluk artar. Buna karşılık yoğunluğu 1,1 g/cm3 _{den yüksek olanlarda ise LDN’ye kadar su miktarı arttıkça hacim}

artışı kütle artışından fazla olduğundan yoğunluk azalır. LDN’den sonra tekrar artış gösterir [56], [57].