Lamine örneklerin 4, 8, 16, 24, 48 ve 96 saat su buharına maruz kalması sonucu meydana gelen ağırlık, kalınlık ve genişlik değişimlerine ait istatistiksel değerler ve Duncan testi sonuçları Çizelge 5. 29’da verilmiştir.
Çizelge 5.29. Ağırlık, kalınlık ve genişlik artışına ilişkin %değişim oranları.
Örnek Türü Süre Ortalama
51
Boyutsal kararlılık testleri sonucunda, ağırlık değişiminde en fazla artış poliüretan ile yapıştırılan lamine örneklerde, en az artış ise CFRP+Epoksili örneklerde tespit edilmiştir. Ortalama kalınlık değişiminde en fazla artış katmanlar arası Epoksi yapıştırıcısı ile yapıştırılan lamine örneklerde, en az artış ise poliüretan ile yapıştırılan lamine örneklerde elde edilmiştir. Ortalama genişlik değişiminde en fazla artış poliüretan ile yapıştırılan örneklerde, en az CFRP+Epoksili lamine örneklerde tespit edilmiştir. Özçifçi vd. (2007), yapmış oldukları çalışmalarında farklı tutkal türlerinin ağaç malzemedeki boyutsal kararlılıklarını incelemişlerdir. Sonuçlara göre en fazla ağırlık artışı masif kavak odunu örneklerinde belirlenmiştir. Lamine örneklerde en fazla ağırlık artışı; PVAc tutkalı ile yapıştırılan kavak odunu örneklerde, en az poliüretan esaslı D-VTKA tutkalı ile yapıştırılan kayın odunu örneklerinde elde edilmiştir. Buna göre lamine katmanlarının su buharı difüzyonunu arttırdığı söylenebilir. Kullanılan yapıştırıcılar ağaç malzemenin rutubete maruz kalacak yerlerde boyutsal değişimini engellemektedir. Lamine ağaç malzemenin su buharına karşı etki gösterdiği literatürdeki bilgiyle desteklenmektedir.
Kibaroğlu (2009), yaptığı bir çalışmada doğu kayınından kalıplaşmış kontraplak elde ederek ve üre formaldehit tutkalı kullanarak elde edilen örneklerin boyutsal stabilizasyon değerlerini incelemiştir. Sonuçlara göre genişlik bakımından en yüksek değer 100,99 mm en düşük değer olarak 99,96 mm ölçerek hacimsel olarak %1,03' lük bir artış elde etmiştir. Kalınlık bakımından ise en yüksek değer 9,22 mm, en düşük değer 8,53 mm olarak elde ederek, hacimsel olarak %8,09' luk bir artış elde etmiştir. Liflerin birbirine dik olarak yapıştırılması kaplama levhaların su buharı etkisi ile genleşme miktarını azalttığı söylenebilir. Çalışmalar karşılaştırıldığın da odun örnekleri aynı olsa da kullanılan yapıştırıcıların farklı özelliklerde olması % artış miktarlarının farklı olmasını sağladığı belirtilebilir.
Ağırlık, kalınlık ve genişlik değişimlerinin örnek türü ve süre etkileşimlerine ait varyans analizi sonuçları Çizelge 5,30, Çizelge 5,31 ve Çizelge 5,32 'de verilmiştir.
52
Çizelge 5.30. Lamine örnek türlerinin ve su buharına maruz kalma süresinin ağırlık değişimi etkisine ait varyans analizi sonuçları.
Varyans Kaynağı Kareler birlikte süre-örnek türü etkileşiminin ağırlık değişimi üzerine etkisinin de anlamlı olduğu belirlenmiştir.
Çizelge 5.31. Lamine örnek türlerinin ve su buharına maruz kalma süresinin kalınlık değişimi etkisine ait varyans analizi sonuçları.
Varyans Kaynağı Kareler Etkileşim 889229,75 1 889229,75 108363,23 0,00
Süre 13297,68 6 2216,28 270,08 0,00
Örnek Türü 6869,93 2 3434,96 418,59 0,00
Süre* Örnek Türü 23,61 12 1,96 0,24 0,00
Hata 689,30 84 8,20
Toplam 910110,29 105
Su buharına maruz kalma süresinin ve örnek türünün kalınlık değişimi üzerine etkisi (p≤0,05) anlamlı bulunmuştur. Aynı zamanda süre-örnek türü etkileşiminin de kalınlık değişimi üzerine etkisi anlamlı olarak belirlenmiştir.
53
Çizelge 5.32. Lamine örnek türlerinin ve su buharına maruz kalma süresinin genişlik değişimine ait varyans analizi sonuçları.
Varyans Kaynağı Kareler Toplamı
Serbestlik Derecesi
Kareler Ortalaması
F (Hesap)
P değeri (p≤0,05)
Etkileşim 1099059,03 1 1099059,03 1,19 0,00
Süre 221,25 6 36,87 400,66 0,00
Örnek Türü 11,02 2 5,51 59,88 0,00
Süre* Örnek Türü 0,91 12 0,07 0,83 0,00
Hata 7,73 84 0,09
Toplam 1099299,96 105
Varyans analizi sonuçlarına göre, su buharına maruz kalma süresinin ve örnek türünün genişlik değişimi üzerine etkisi (p≤0,05) anlamlı bulunmuştur. Aynı zamanda süre-örnek türü etkileşiminin de %genişlik değişimi üzerine etkisinin de önemli olduğu belirlenmiştir.
54 BÖLÜM 6
SONUÇLAR VE ÖNERİLER
Deney sonuçlarına göre, örneklerinin statik eğilme direnci en fazla (132,80 N/mm2) katmanlar arası CFRP yapı malzemesi ve epoksi yapıştırıcısı kullanılan lamine örneklerde elde edilmiştir ve kontrol gruplarına göre %41,57 oranında artış göstermiştir. Karbon fiber takviyeli kompozitler ahşap sektöründe epoksi yapıştırıcısı ile birlikte kullanılarak ahşap malzemenin eğilmeye karşı maruz kalan kısımlarında güçlendirme çalışmalarında kullanılabilir.
Eğilmede elastikiyet modülü ortalama değeri en fazla 14004,83 N/mm2 ile katmanlar arası epoksi ve etrafı CFRP kaplanarak elde edilen örneklerde belirlenmiştir ve kontrol gruplarına göre %51,03 oranında artış göstermiştir. CFRP yapı malzemesinin yüksek esneme ve kopma özelliği sayesinde ahşap köprü, merdiven, kolon, kiriş ve çatılarda bölgesel güçlendirmede kullanılabilir.
Yapışma deneyi sonucunda, katmanlar arası CFRP yapı malzemesi ve Epoksi yapıştırıcısı ile lamine edilen örnek türlerinde ortalama yapışma direncinin en fazla olduğu belirlenmiştir (22,77 N/mm2). Aynı zamanda kontrol gruplarına göre % 114,81 oranında artış göstermiştir. Bundan dolayı, CFRP ve epoksi yapıştırıcısı kullanılarak ahşap yapıların zarar görmüş bölümlerinde ve restorasyon çalışmalarında kuvvetlendirme amacıyla kullanılabilir. Epoksi yapıştırıcısının lamine ahşap malzemeye yüksek mukavemetle yapışması sonucunda ahşabın yıpranma süresini uzattığı söylenebilir.
Yanma deneyi sonucunda, ağırlık kaybı (%) ortalama değerlerinde en fazla ağırlık kaybı, %31,38 ile poliüretan yapıştırıcılı örneklerde en az %1,49 ile Epoksi yapıştırıcısı ile lamine edilen örneklerde belirlenmiştir. Ayrıca örneklerde elde edilen en yüksek sıcaklık CFRP+Epoksi yapıştırıcılı örneklerde (551,23 oC), en düşük
55
Epoksi yapıştırıcılı örneklerde (305,72 oC) elde edilmiştir. Bununla birlikte en düşük
%O2 değeri CFRP+Epoksi yapıştırıcılı örneklerde (%18,31), en yüksek %O2 değeri (en az oksijen kaybı) Epoksi yapıştırıcılı örneklerde (% 20,04) tespit edilmiştir.
Ortalama CO (ppm) değerinde en yüksek artış 413,66 ppm ile CFRP+Epoksi yapıştırıcısı ile lamine edilen örneklerde, en düşük 289 ppm ile Epoksi yapıştırıcılı örneklerde belirlenmiştir. Ortalama NOx (ppm) değeri en yüksek CFRP+Epoksi ile lamine edilen örneklerde (61,66 ppm), en az ortalama NOx değeri ise poliüretan yapıştırıcılı örneklerde (21 ppm) tespit edilmiştir. Çalışmalar sonucunda, karbon fiberin yanmayı geciktirici etkisinden dolayı özellikle ahşap yapı elemanlarında tercih edilebilir. Özellikle ahşap evlerin dış ve iç cephesine epoksi yapıştırıcısı ile birlikte eklendiğinde herhangi bir nedenden oluşacak yangın gibi tehlikelerin etki süresini uzatabilir. Fakat CFRP yapı malzemesi ahşap yapılarda yanmayı geciktirmesine rağmen ortaya çıkarttığı gazların (CO, NOx) fazla olmasından dolayı ve ortamdaki sıcaklık arttıkça CFRP' nin O2 kaybını artırmasından dolayı ortama zehirleyici etki yaptığı söylenebilir.
Dinamik eğilme (şok) direnci değerleri en fazla epoksi ile yapıştırılan etrafı CFRP kaplamalı örneklerde (0,62 kgm/cm2), en az poliüretan ile yapıştırılan örneklerde (0,36 kgm/cm2) tespit edilmiştir ve kontrol gruplarına göre %72,22 oranında artış göstermiştir. Sonuçlara göre epoksi ile yapıştırılan etrafı CFRP kaplamalı örnekler şok direncine karşı daha fazla direnç sağlamıştır. Ağaç malzemeye dışardan gelebilecek ani etkilere karşı CFRP ve epoksi yapıştırıcısı kullanılarak ahşap malzemenin zarar görmesi engellenebilir. Epoksinin uygulanan yüzeye kuvvetli ve hızlı nüfuz etmesi ve CFRP ile mukavemetinin artmasından dolayı özellikle ahşaptan yapılan zeminlerde yıpranma süresini uzatmak için kullanılabilir.
Boyutsal kararlılık testleri sonucunda, ağırlık değişiminde en fazla artış (%48,81) poliüretan ile yapıştırılmış lamine örneklerinde, en az %36,75 ile CFRP+Epoksili örneklerde tespit edilmiştir. Kalınlık değişiminde en fazla artış %6,11 ile katmanlar arası Epoksi yapıştırıcısı ile yapıştırılan lamine örneklerde, en az %5,06 ile poliüretan ile yapıştırılan lamine örneklerde elde edilmiştir. Genişlik değişiminde en fazla artış (%8,03) poliüretan ile yapıştırılan örneklerde, en az (%7,77) CFRP+Epoksili lamine örneklerde tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre kontrol
56
gruplarına göre genel anlamda %22,33 oranında artış göstermiştir. Elde edilen sonuçlara göre, CFRP malzemesi ve epoksi yapıştırıcısı genel anlamda su buharı etkisine karşı direnç göstermiştir. Buna göre, özellikle su buharına maruz kalan banyo mobilyalarında kullanılması uygun görülebilir.
57
KAYNAKLAR
Akgül, T., “Ahşapların ve birleşim noktalarının fiber takviyeli polimerlerle güçlendirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 13-42 (2007).
ASTM-E 69, “Standard test methods for combustible properties of treated wood by the fire aparatus”, ASTM-E 69-02 (2007).
Borri, A., Corradi, M., “A method for flexural reinforcement of old wood beams with CFRP materials”, Composites Part B: Engineering, Science Direct Journals, 36 (2): 143-153 (2005).
Bozkurt, A. Y., Erdin, N., “Odun anatomisi”, Ders Kitabı, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi, İstanbul, 268-287 (2000).
Brunner, M., Schnueriger, M., “Timber beams strengthened by attaching prestressed carbon FRP laminateswith a gradiented anchoring device”, Proceedings of the international symposium on bond behaviour of FRP in structues (2005).
BS EN 204, “Non-structural adhesives for joining of wood and derived timber products”, British Standards, England (1991).
BS EN 205, “Test methods for wood adhesives for non-structural applications- determination of tensile shear strength of lap joints”, British Standards, England (1991).
Chen, C. J., “Mechanical behavior of fiberglass reinforced timber joints”, Louisiana, USA (1999).
Çalım, O., “Sıvı azot muamele görmüş ve boraks ile emprenye edilmiş ağaç malzemenin yanma özelliklerinin belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 76-104 (2013).
Çetin, F., “Darbe (Vurma) test makinalarının muayenesi ve kalibrasyonu”, TSE, Metroloji ve Kalibrasyon Merkezi, Ankara (2003).
Dempsey, D. D., Scott, D. W., “Wood members strengthened with mechanically fastened FRP strips”, Journal of Composites for Construction, 10 (5): 392-398 (2006).
Ertekin, S., “Farklı üst yüzey malzemeleri ile kaplanan ağaç malzemelerin yanma özelliklerinin belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 54-91 (2013).
58
Esen, R., “Emprenye yapılmış ağaç malzeme üzerine uygulanan üst yüzey işlemlerinin yanma direncine etkilerinin belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 84-111 (2009).
Fiorelli, J., Dias, A., “Fiber glass-reinforced glulam beams: mechanical properties and theoretical model”, Materials Research, 263-269 (2006).
Guan, Z. W., Rodd, P. D., Pope, D. J., “Study of glulam beams prestressed with pultruded CFRP”, School of the Environment, University of Brighton, Moulsecoomb, Brighton, January, United Kingdom, (2004).
Guller, B., “Odun kompozitleri”, Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Isparta, 135-160 (2001).
Güler, C., Subaşı, S., “Karbon ve cam lifi ile güçlendirilmiş lamine sarıçam (Pinus sylvestris L.)”, KSÜ Mühendislik Bil. Der., Düzce Üniversitesi, Orman Fakültesi, Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü, Düzce, (2012).
İnternet: Dost Kimya Endüstriyel Hammaddeler Sanayi ve Tic. Ltd. Şti., “Kompozit ürünler”, http://www.kompozit.net (2014).
İnternet: SBC Kimya Endüstriyel Hammaddeler Sanayi ve Tic. Ltd. Şti., “İzosiyanat ürünler”, http://www.sbc.com.tr (2014).
Kaçamer, S., “İmersol aqua ve tanalith-e ile emprenye edilmiş ısıl işlemli ağaç malzemelerin yapışma yanma dirençlerinin belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 36-56 (2010).
Keskin, H., Atar, M., Kurt, R., “Lamine Edilmiş Sarıçam (Pinus sylvestris L.) Odununun Bazı Fiziksel ve Mekanik Özellikleri”, KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, Kahramanmaraş, 5-10 (2003).
Keskin, H., Togay, A., “Lamine edilmiş karaçam odununda kesiliş yönünün eğilme direnci ve eğilmede elastiklik modülüne etkileri”, Gazi Üniversitesi Endüstriyel Sanatlar Eğitim Fakültesi Dergisi, Ankara, 13-25 (2004).
Kılıç, E., “Kompozit malzemeden yapılan yaprak yayların analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 3-15 (2006).
Kibaroğlu, R., “Su buharına bırakılan kalıplanmış kontraplağın boyutsal stabilizasyonunun belirlenmesi”, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 65-70 (2009).
Köse, L., “Çeşitli kimyasal maddelerle emprenye edilen lamine ağaç malzemelerin yanma mukavemetinin araştırılması”, Bilim Uzmanlığı Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 63-147 (2008).
59
Kurt, Ş., “Emprenye edilmiş lamine ağaç malzemelerin (LVL) deniz ortamında bazı teknolojik özelliklerinin değişimi”, Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü, Bartın, 309-336 (2006).
Kurtoğlu, A., Zorlu, A., Chugg, D., “Yapıştırılmış tabakalı ağaç malzemeler”, İ.Ü.
Orman Fakültesi Dergisi, İstanbul, 5 (4): 65-69, (1979).
Kurtoğlu, A., “Yapı ve yapı elamanı üretiminde ağaç malzemenin üstünlükleri”, Mobilya Dekorasyon Dergisi, İstanbul, 34 (1): 87-91 (2000).
Luggin, W., Bergmeister, K., “Carbon fiber reinforced and prestressed timber beams”, 2nd Int. PhD. Symposium in Civil Engineering, Budapest (1998).
Mıstak, O., “Sarıçam ağaç malzeme ve farklı fiber (FRP) kumaşları ile elde edilen lamine ağaç malzemelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 49-66 (2013).
Muratoğlu, A., “Restorasyonda ahşap yapı elemanlarının karbon fiber takviyeli polimerler (CFRP) ile güçlendirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 42-77 (2011).
Okçu, O., “Emprenye edilmiş lamine ağaç malzemenin yapışma ve yanma özellikleri”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 42-82 (2006).
Ogawa, H., “Architectural application of carbon fibers, Development of new carbon fiber reinforced glulam”, Toho R. Co. Ltd., Japan, (1999).
Özçifçi, A., “Emprenye edilmiş lamine Ağaç Malzemenin Teknolojik Özellikleri”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara (2001).
Özçifçi, A., Uysal, B., Yapıcı, F., Kurt, Ş., “Farklı tutkal türlerinin lamine ağaç malzemenin (LVL) su buharı etkisindeki boyutsal stabilizasyonuna etkisi”, Teknoloji Dergisi, Karabük Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük (2007).
Özçifçi, A., Okçu, O., “The ınfluence of the ımpregnating chemicals on the bonding strength of ımpregnated wood materials”, Journal of Applied Polymer Science, 107 (1): 2871-2876 (2008).
Özdemir, G., “Mechanical properties of CFRP anchorages”, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, Ankara, 22-74 (2005).
Peter, A. Claisseu., Tim J. Davis., “High performance jointing systems for timber”, School of The Built Evironment, Coventry University, Priory Street, Coventry, (1998).
60
Premrov, M., Dobrila, P., Bedenik, B. S., “Analysis of timberframed walls coated with CFRP strips strengthened fibre-plaster boards”, Faculty of Civil Engineering , Universty of Maribor, Slonenia, 1-12 (2003).
Radforda, D. W., Goethema D. V., Gutkowskib R. M., Petersonc, M. L.,
“Compositerepair of timber structures”, Colorado State University, Fort Collins, USA (2001).
Roberto L.A., Micheal A. P., Sandford, T. C., “Fiber reinforced polymer composite-wood pile interface characterization by push-outtests”, Journal of Composites for Construction, 8 (4): 360-368 (2004).
Steiger, R., “Fiber reinforced plastics (FRP) in timber structures”, Wood Department EMPA, Switzerland, 1-9 (2003).
Şahin, Y., “Kompozit malzemelere giriş”, Gazi Kitabevi, Ankara, 2-33 (2000).
Tokyay, V., “Tutkallı tabakalı ahşap teknolojisi”, Yapı Dergisi 197: 114-115 (1998).
Tsai W. S., Hoa, S. V., Gay, D., “Composite materials designand applications”, Textbook, CRC Press LLC, Paris, 28-33 (2003).
TS 2470, “Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için numune alma metotları ve genel özellikler”, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 1-5 (1976).
TS 2471, “Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için rutubet miktarı tayini”, I.
Baskı, TSE Standardı, Ankara, 1-4 (1976).
TS 2472, “Fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı”, I. Baskı, TSE Standardı, Ankara, 1-6 (1976).
TS 2474, “Odunun statik eğilme dayanımının tayini”, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 1-2 (1976).
TS 2477, “Odunun çarpmada eğilme dayanımının tayini”, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 1-7 (1976).
TS EN 317, “Sert ve orta sert odunlifi levhalarının su emmelerinin ve kalınlığa şişmelerinin tayini”, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, (1999).
Usta, İ., “Türkiye ağaç malzeme emprenye ebdüstrisinin bugunkü durumu ve geliştirilmesine ilişkin öneriler”, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 139-163 (1993).
Uysal, B., “Ağaç malzeme ders notları”, Karabük Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük, 17-20 (2005).
Walsh, P. J., “Carbon Fibers”, ASM Handbook 21, 35-40 ( 2001).
61
Yeou-Fong L., Xie, Y. M., Tsai, M. J., “Enhancement of the flexural performance of retrofitted wood beamsusing CFRP composite sheets”, Construction and Building Materials, Science Direct Journals, 23 (1): 411-420 (2009).
Yıldızhan, H., “Polimer matrisli kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 3-22 (2008).
62 ÖZGEÇMİŞ
Çağlar ALTAY 1986 yılında Ankara Keçiören'de doğdu. İlköğrenim ve Ortaöğrenimini Ankara İhsan Sungu İlk öğretim okulunda tamamladı. Lise öğrenimine Ankara Yıldırım Beyazıt Lisesinde devam etti. 2004 yılında bu Liseden mezun olduktan sonra 2006 yılında Aydın Üniversitesi 'ne girdi. 2 yıl eğitim gördükten sonra Karabük Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Mobilya ve Dekorasyon Öğretmenliği Bölümü’ne dikey geçiş ile girdi ve 2011 yılında mezun oldu. Halen, 2011 yılında Karabük Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Anabilim Dalı altında başlamış olduğu yüksek lisans eğitimini sürdürmektedir.
ADRES BİLGİLERİ
Adres : Örnek Mahallesi Babür Cad. No: 57/8 Altındağ/ANKARA
Tel : 0530 580 43 86
E-Posta :caglaraltay@hotmail.com