Yangın geciktirici malzemelerin etkileri

Yangın geciktirici malzemelerin sağladığı yararlar, yukarıdaki başlıklarda

ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Sağladığı yararların yanı sıra mekanik özellikleri, higroskopik özellikleri, tutkallanma özelliği, işlenebilme özelliği ve boyanabilme özelliği üzerinde birçok zararı da mevcuttur (Hodgin, 2001; Özdemir, 2012; Laranjeira ve ark., 2015).

a) Mekanik özelliklere etkisi

Yangın geciktirici kimyasalların, ahşabın mukavemeti üzerindeki etkilerini açıklamak amacıyla çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmaların bir kısmında, yangın geciktiricilerin, ahşabın mekanik özelliklerini iyileştirdiğini öne süren düşünceler mevcuttur (Erol, 2007; Altin ve ark., 2015).

Altin ve ark. (2015), nitrojen-fosfor (N-P) içerikli bir yangın geciktirici cila ile bor içerikli yangın geciktirici emprenye malzemesini, çam, kavak ve köknara uygulamış ve basınç dayanımlarını test etmiştir. Çam grubunda, ham numuneler en iyi sonuç verirken, N-P içerikli yangın geciktirici uygulanmış numuneler, onu takip etmektedir. Borlu yangın geciktirici uygulanmış numuneler ise en kötü sonucu vermiştir. Buna rağmen köknarda N-P içerikli yangın geciktirici uygulanmış numuneler en iyi sonuç

verirken, borlu yangın geciktirici uygulanmış numuneler, ikinci sırada yer almaktadır. Ham numuneler ise en kötü sonucu vermiştir. Kavak numunelerde ise borlu yangın geciktirici uygulanmış numunelerin basınç dayanımları biraz daha iyi sonuç verirken, N-P içerikli yangın geciktirici uygulanmış numuneler, kötü sonuç vermiştir. Kavak ve köknarda yangın geciktirici kimyasalın uygulanması, ahşabın basınç dayanımında iyileştirme sağlamıştır (Altin ve ark., 2015).

Erol (2007) ise yangın geciktirici boraks ve ısıyla şişen (=intumesan=nanosön) boya uygulanan ahşap numunelerin eğilme direncinin, kontrol numunelerinden daha yüksek olduğunu tespit etmiştir. Borakslı numuneler, kontrol numunelerinden % 35; ısıyla şişen boya uygulanmış ahşap numuneler ise kontrol numunelerinden %15 daha yüksek eğilme direncine sahiptir. Fakat bu değerler, istatistiksel açıdan önemli değildir (Erol, 2007).

Bununla beraber yapılan araştırmaların birçoğu, yangın geciktirici kimyasalların, ahşabın mukavemetini düşürdüğünü ifade etmektedir (Bozkurt ve ark., 1993; Hodgin, 2001; Özdemir, 2012; Laranjeira ve ark., 2015). Ancak normal şartlar altında, ahşabın mukavemetinde ciddi bir kayıp oluşmamaktadır (Hodgin, 2001).

 Sıcaklık,  Asidite,

 Nem gibi bu üç parametrenin varlığı, mekanik özellikler üzerinde kayda değer bir azalmaya sebep olabilir (Hodgin, 2001).

Yangın geciktirici kimyasalların bir çoğu, kömürleşme miktarını artırmak için ahşabın termal bozulma sıcaklığını aşağıya çekmektedir. Bu durum çatı arası gibi, sıcaklığın, oda sıcaklığının üzerine çıktığı mekânlarda sorun oluşturabilir. Çatı arasında sıcaklığın 54-82 °C sıcaklığa ulaşabilmesi mümkündür (Hodgin, 2001).

Laranjeira ve ark. (2015), yaptıkları literatür taramalarına göre yüksek sıcaklığa maruz kalan ahşabın, birkaç yıl sonra taşıma gücünün zayıflayabileceğini ifade etmektedirler (Şekil5.7.). Amerikan Ahşap Konseyi (AWC) ise yüksek sıcaklığa uzun süre maruz kalan ahşapların mukavemetinde %10’luk bir kayıptan söz etmektedir (Hodgin, 2001).

Örs ve Keskin (2001) ile Bozkurt ve ark. (1993) sıcaklığın 70°C’nin üstüne çıktığı durumda ahşabın dayanımının düşeceğini ifade etmektedir. Hodgin (2001) ise benzer şekilde 66 °C veya üzerinde bir sıcaklığa 72 ay süreyle sürekli maruz kalan ahşapta kalıcı dayanım kaybı olabileceğinden bahsetmektedir (Şekil 5.7.). Ancak gerçekte yazın bile yüksek sıcaklıklara belirli bir süre maruz kalınmaktadır. Sürekliliği

olmayan yüksek sıcaklık faktörünün, yangın geciktirici uygulanmış ahşabın mukavemetini çok fazla düşürmemesi beklenmektedir (Hodgin, 2001).

BBA: boraks-borik asit; DPF: disiyandiamid formaldehit fosforik asit, GUP/B: guanylurea borik / fosfat asit, MAP: monoamonyum fosfat, OPE: dietil, N, N-bis (2-hidroksietil) fosfonat aminometil, PA: Fosforforik asit

Şekil 5.7. Yangın geciktirici uygulanan ahşaplar için zaman-sıcaklık-eğilme modülü ilişkisi (Hodgin, 2001)

Fırın kurutmalı yangın geciktiriciler ise ısı etkisine maruz kaldığından ahşabın mukavemetinde %10-20’lik azalmaya sebep olmaktadır. Amerikan Ahşap Koruyucuları Birliği (AWPA), fırın içi klimatik koşullara sınırlandırma getirerek nemin %25’ten daha az, sıcaklığın 71°C’den daha düşük olmasını istemektedir (Hodgin, 2001).

Sıcaklıkla birlikte, yangın geciktirici kimyasalların içerikleri de mukavemet kaybında etkilidir. Yangın geciktiricilerin içeriğindeki kimyasalın özelliğine göre, ahşabın pH değeri değişmektedir. Örneğin kromlu çinko klorür, alüminyum sülfat, fosforik asit, monoamonyum fosfat gibi yangın geciktiricilerin pH değeri düşük olduğundan, ahşabın dayanımını olumsuz etkilemektedir. Özellikle nemle birlikte, bu asidik tuzların, ahşaba difüzyonu söz konusudur. Çok hızlı bir şekilde oluşan bu difüzyonun sürekliliği, ahşabın mekanik özelliklerine ciddi zararlar vermektedir (LeVan ve Winandy, 1990; Hodgin, 2001).

Bunun yanı sıra pH değeri az olan kimyasallar, yüksek sıcaklık etkisi altında ayrışarak, ahşabın asit yoğunluğunu artırmaktadırlar. Bu durum ahşabın kırılganlığını artırırken ve basınç dayanımını da azaltmaktadır. Katalize edilmiş asit dehidrasyonu olarak tanımlanan bu olayda, sıcaklık derecesi, sıcaklığa maruz kalınan süre ve yangın geciktirici kimyasalın içeriği doğrudan etkilidir (LeVan ve Winandy, 1990; Hodgin, 2001). Eğ ilm e m o d ü lü (x10 3 Ib /ı n 2 ) Eğ ilm e M o d ü lü (M Pa ) Günler

Yangın geciktirici kimyasalın asiditesiyle birlikte sıcaklık aynı anda ortamda mevcutsa, tek tek etkilerinden daha kuvvetli bir etki oluşmaktadır. Bu durum, ahşabın mekanik özelliklerini daha da kötü etkileyebilir (LeVan ve Winandy, 1990).

Özdemir (2012)’e göre; Denizli (1997), yaptığı deneylerde, yangın geciktirici uygulanan ahşabın oda sıcaklığında bekletmesinin ardından mukavemetinde %10- %20’lik bir azalma görmektedir.

Erol (2007) ise elastikiyet modülü için yapılan testlerde, ham numunelerin, yangın geciktiricili numunelerden daha iyi sonuç verdiğini söylemektedir. Isıyla şişen boya uygulanan ahşap numunelerin elastikiyet modülü, kontrol numunelerinden % 30 daha düşüktür. Borakslı numuneler ise kontrol numunelerinden % 3 daha düşük elastikiyet modülüne sahiptir (Erol, 2007).

b) Higroskopik özelliklere etkisi

Yüksek nemin olduğu durumda, yangın geciktirici uygulandığında, ahşabın boyutları %10 kadar artarken; düşük nemde yangın geciktirici uygulandığında, ahşaptaki bu uzamanın azalması beklenmektedir (Bozkurt ve ark., 1993).

Yangın geciktiricilerde karşılaşılan bir başka sorun da yıkanma sorunudur. Yıkanma, yangın geciktirici kimyasalın ahşap yüzeyinden atılmasına ve işlemin etkisiz hale gelmesine neden olmaktadır (Bozkurt ve ark., 1993).

İnorganik yangın geciktirici tuzların birçoğu, yüksek bağıl nemde yıkanmayla karşı karşıya kalmaktadır (Örs ve Keskin, 2001). Örneğin, bazı bor içerikli yangın geciktiriciler, mantar ve böcek gibi organizmalara karşı dayanıklı olmasına rağmen, ahşaba tutunamadığından nemli yerlerde ve açık alanda kullanımı sakıncalı olabilir (Bozkurt ve ark., 1993; Sivrikaya ve Saraçbaşı, 2004; Özdemir, 2012). Bu sebeple; yukarıdaki başlıklarda açıklanan yöntemlere uygun olarak su itici özelliğe sahip, biyosit direnci gösteren ve yıkanmaya karşı dayanıklı bir sistem geliştirilmelidir17

(Örs ve Keskin, 2001; Laranjeira ve ark., 2015).

c) Ahşabın rengine ve boyanabilme özelliğine etkisi

Yangın geciktiricilerin bir başka olumsuz etkisi de ahşabın boyanma özelliğiyle ilgilidir. Ortam neminin artmasına bağlı olarak yangın geciktirici kimyasal, ahşabın yüzeyinde kristalleşerek boyanma özelliğini olumsuz etkilemektedir (Özdemir, 2012).

Buna ek olarak, bazı yangın geciktiricilerin ahşapta renk değişimine sebep olduğu ifade edilmektedir (Özdemir, 2012). Tarafımdan deneylerde, ahşaba N-P içerikli yangın geciktirici cila ve bor içerikli yangın geciktirici emprenye maddesi sürülerek uygulanmış olup şekilde görüldüğü gibi iki kaplamanın da ahşapta oluşturduğu renk değişimi, “kabul edilebilir” sınırlar dâhilindedir (Şekil 5.8.). Ayrıca uygulanan yangın geciktiricilerin ahşabın dokusunu ve damarlarını örtmediği fark edilmektedir.

Şekil 5.8. Yangın geciktirici uygulanmış ahşaplar (1.12.2012)

Şekil 5.9. Yangın geciktirici uygulanmış ahşaplar (30.6.2016)

17

Bkz. “Yangın geciktirici malzemelerin uygulanması” isimli başlığa

cilalı cilalı borlu borlu ham

Şekil b. Emprenye uygulanmış ahşaplar Şekil a. Cila uygulanmış ahşaplar

Bor içerikli yangın geciktirici, ahşap üzerinde çok açık sarımtırak bir renge sebep olsa da 4 yıl atölyede bekletilen numunelerin rengi zamanla doğal rengine dönmüştür (Şekil 5.8.). Yangın geciktiricilerin vernik olarak uygulanan formları, ahşabın parlaklığında değişikliğe sebep olabilir. Bu sebeple tarihî ahşap yapılarda mat olarak üretilmiş yangın geciktirici verniklerin kullanılması önerilmektedir (Şekil 5.9.).

d) Diğer özellikler üzerinde etkileri

Yangın geciktiricinin formülasyonunda yer alan kimyasalın özelliği, pH değeri ve miktarı, bu kimyasalın tutkalla olan uyumu gibi faktörler, ahşabın tutkallanma özelliğini azaltabilir (Özdemir, 2012). Mümkünse önce yapıştırma işlemi, daha sonra yangın geciktirici uygulama işlemi yapılmalıdır. Eğer ahşaba yangın geciktirici kimyasal fabrikasyon ürünü olarak önceden uygulandıysa yapıştırmadan önce örtülecek yüzey temizlenmelidir (Bozkurt ve ark., 1993).

Yangın geciktiricinin, ahşabın yapışma kabiliyetine etkisinin yanı sıra, metaller üzerinde korozyon etkisi de mevcuttur. Nemli ortam şartlarıyla birlikte özellikle, asiditesi yüksek olan inorganik yangın geciktiriciler, ahşabı işlemede kullanılan aletlerin bıçaklarına ve kurutma fırınlarına zarar verebilir (Bozkurt ve ark., 1993; Özdemir, 2012).

5.1.2.4. Yangın geciktiricilerin performansının değerlendirilmesi

Yangın geciktirici kimyasallardan beklenen, yangının yayılma hızını azaltarak yangının büyümesine engel olmak, duman yoğunluğunu seyrelterek bina kullanıcıların yangın esnasında görüşünü açık tutmak ve tehlikeli gazların çıkışını ya da rahatsız edici özelliklerini baskılamaktır (Laranjeira ve ark., 2015). Bunun için

 Isı salınımı,  Tutuşabilirlik,  Alevin yayılması,

 Duman üretimi gibi ölçümlerin yapılması önerilebilir (Laranjeira ve ark., 2015), (Şekil 5.10).