yapi malzemesi ahsap, wood
TRANSCRIPT
1
Yapı Malzemesi OlarakAhşap
Ahşabın Teknik ÖzellikleriAhşabın KorunmasıAğacın Mekanik İşlenmesi
Müjde Ahşap Tasarım
2
Canlı
bir organizma olan ağaçtan elde edilen ahşap;lifli, heterojen anizotrop bir yapı malzemesidir.
Ahşabın Teknik Özellikleri
3
Ahşabın Teknik Özellikleri
Ağaç uzunluğuna paralel, lifsihücrelerden oluşur.
doğal bir polimer
C2H3O4---
Hücre duvarı
4
Annual
Ring Springwood
Summerwood
Kambiyum
Kabuk
Öz odun (heartwood)
Diri odun (sapwood)
Bu hücreler ağacın ekseninden radyal
olarak
dışa doğru gelişir.
5
Geniş yapraklı ağaçlar(yaprak döken)
-Meşe (oak)-Dişbudak (ash)
-Akçaağaç (maple)-Kayın (beech)
-Gürgen (hornbeam)-Kestane (cheasnut)
-Ceviz (walnut)
hardwoods
Ahşabın Teknik Özellikleri
İğne yapraklı ağaçlar(kozalaklı)
-Çam (pine)-Ladin (spruce)-Sedir (cedar)
softwoods
* Sertlik açısından istisnalar vardır (balza ağacı bir hardwood ama en yumuşak ağaç !!!). Asıl fark hücre yapılarındadır.
- Akasya(locust)
- Okaliptüs
6
Ahşabın Teknik Özellikleri
softwoodhardwood
7Çam ağaçlarında latewood-ealywoodsayımı ile yaş tespiti
redwood
Ahşabın Teknik Özellikleri
8
Ahşabın Teknik Özellikleri
Doğada çok sayıda ağaç türü olmasına karşın, önemliekonomik değer taşıyan ağaç sayısı sınırlıdır. Yapılardakullanılan ahşabın önemli bir kısmı çam, meşe, ceviz,dişbudak, kavak, selvi, kayın, köknar, sedir gibi ağaçlardanelde edilmektedir.
23,000 tür ağaç
9
Mühendislikte kullanılan ahşabın %80'i kozalaklıağaçlardan sağlanır.
Ahşabın Teknik Özellikleri
10
Budaklar, yarıklar, peşlenme (eşit olmayan hacim değişimi),eğik lifler, reçine keseleri kereste kusurlarındandır.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Budaklar
Yarıklar
Yıllık halkalara paralel çatlak
Çift Öz
Öz Kayması
11A, örtülü budak (encased) B, iç budak (intergrown)
Ahşabın Teknik Özellikleri
12
Yeni kesilmiş ağaçta % 130 - % 50, piyasada kuru kabuledilen ahşapta % 22 - % 18, yapay yöntemlerle fırındakurutulmuş olanlarda % 8'in altında olabilir.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Ahşabın nem içeriği
Bu nedenle ahşabın özellikleri standart olarak, % 12-15arasında nem derecesinde bulunan örnekler üzerindesaptanır.
13
Ahşabın fiziksel özellikleri, nem oranı ile büyük ölçüdeetkilenir. Aynı ahşap değişik nem oranlarında farklıdavranış gösterir. Ahşap kururken hacim kaybına uğrayarakbüzülür.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Ahşabın nem içeriği
Aşırı kurutma
14
Ağaç kuruyunca sertlik, dayanım gibi bir kısım özellikleriartar ancak enerji yutma kapasitesi azalır.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Ahşabın nem içeriği ile enerji yutma kapasitesi arasındaki ilişki
15
Birim hacim ağırlık ahşabın türüne göre ortalama olarak 0.1 t/m3
ile 1.5 t/m3
arasında değişir
Ahşabın Teknik Özellikleri
Birim hacim ağırlık
16
En hafif ve yumuşak ağaç (0.16 g/cm3).
Ahşabın Teknik Özellikleri
En hafif ahşap - BALZA balza ağacı
Ekvator, Güney Amerika ‘da yetişir.Maket uçaklarda ve maket mimarisinde kullanılır.
17
Ahşabın Teknik Özellikleri
En hafif ahşap - BALZAbalza ağacı
18
Ahşabın Teknik Özellikleri
En hafif ahşapbalza ağacı
19
Her cisimde olduğu gibi ahşabın da boyutlarında sıcaklıketkisi ile değişiklikler olur. %0 nem ve 0oC’de saptanan ısılgenleşme katsayısı lifler doğrultusunda 0.5 x 10-4, lifleredik doğrultuda 0.05 x 10-4
değerindedir.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Termik Genleşme
ToC 2ToC ToC 2ToC
20
Ahşap hücreli yapısı ve yapının aslını oluşturan maddeninselüloz olması nedeniyle, ısı bakımından kötü bir iletkendir.
Bu nedenle bölme, kaplamalar için uygun bir malzemedir.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Termik İletkenlik
Çam: 0.27 kcal/moCh
21
Kusurlu, heterojen ve anizotropyapısı nedeniyle ahşabın mekaniközelliklerini incelemek kolaydeğildir. Ahşabın değişik mekaniketkilere karşı gösterdiği dayanımtürlere göre ve aynı türlerin değişikörneklerine göre farklılıklar gösterir.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Mekanik Özellikler
22
10 20 30 40 50
1
2
4
3
5
6
7
8
w (% su içeriği)
Basınç Dayanımı (MPa) ((N/mm2)
Birim hacim ağırlığı 0.42 kg/dm3 olan bir kozalaklı ağacınbasınç dayanımının (lifler doğrultusunda) su içeriği ile değişimi
Ahşabın Teknik Özellikleri
Basınç dayanımı -su içeriği ilişkisi
23
Ahşabın Teknik Özellikleri
Kurutma yöntemleri
Açık havada kurutma
24
Ahşabın Teknik Özellikleri
Sıcak hava ile kurutma
25
Ahşabın Teknik Özellikleri
Sıcak hava ile kurutma
26
Anizotropi nedeniyle ahşabın mekanik özelliklerini ikiyönde incelemek.
Eksenel yön (lifler boyunca), Transversal yön (liflere dik doğrultuda).
P
P
P
P
Ahşabın Teknik Özellikleri
Mekanik Özellikler
27
Eksenel yönLiflere paralel yön
(boyuna)
Transversal yönLiflere dik
ve teğet yön (enine)
Transversal yönLiflere dik
ve radyal yön (enine)
Ahşabın Teknik Özellikleri
28
Ahşabın Teknik Özellikleri
Tomruk
Kereste
29
Ahşap ile ilgili olarak emniyet kat sayıları değişkenliklerinfazlalığı nedeniyle 5 ~ 10 arasında değişen değerler alır. Yukarıdaki Tabloda bazı ahşap türleri için alınan emniyetgerilmeleri verilmiştir.
EmniyetGerilmeleri
(MPa)III.SINIF II.SINIF I.SINIF
ÇAM KAYIN veMEŞE ÇAM KAYIN ve
MEŞE ÇAM KAYIN veMEŞE
Çekme //Basınç //Basınç
-6.02.0
-7.03.0
8.58.52.0
10.010.03.0
10.511.02.0
11.012.03.0
// : Liflere paralel doğrultuda : Liflere dik doğrultuda
Ahşabın Teknik Özellikleri
Mekanik Özellikler
30
Ahşabın elastisite modülü de liflere dik ve paraleldoğrultularda değişmektedir. Elastisite modülü çamlardaliflere paralel doğrultuda 10.000 MPa, liflere dik doğrultuda300 MPa’dır.
Meşe ve kayın için bu değerler sırasıyla 12.500 MPa ve 600 MPa olarak alınabilir.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Elastisite modülü
31
Ahşabın eğilme dayanımı 60-130 MPa arasında değişendeğerler alır. Örneğin, III. Sınıf çamın eğilme dayanımı 65MPa, gürgenin 130 MPa'dır.
Ahşabın Teknik Özellikleri
Eğilme Dayanımı
32
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
33
Nem, özellikle zararlı mantarların gelişmesini ve canlı organizmasaldırısını kolaylaştırır. Ancak tamamen tatlı su içinde gömülü ahşabın uzun yıllar (50-500 yıl) dayandığı gözlenmiştir.
Dayanıklılık
Ahşabın Korunması
34
Devamlı olarak ıslanma - kuruma etkisinde bulunan ahşap kolaycayıpranır. İyi havalandırılmış ve nemsiz ortamlarda, tarihi yapı ve mobilyalarda görüldüğü gibi ahşap çok fazla (3000 yıl dolaylarında)dayanabilir. Mısır’da açılan firavun mezarlarında oldukça sağlamahşap mobilyalara rastlanılmıştır. Ancak bu dayanım nemli toprakiçinde 4-12 yıla inebilir.
Dayanıklılık
Ahşabın Korunması
35
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
36
Ahşabın Korunması
Dayanıklılık sorunları
37
Dayanıklılık çözümleri
Ahşabın Korunması
38
Ahşabın dayanıklılığı doğal haliyle, koruyucu işlemlere tabitutulmaksızın dış etkenlere dayanmasıdır. Bu dayanıklılıktürlere göre değişir. Bazı türlerde mikroorganizmaüreyemez, yapılarında doğal antiseptik maddeler vardır.Örneğin kestane, meşe, çam, bu tür etkilere oldukça dayanıklıdır.
Dayanıklılık
Ahşabın Korunması
39
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
40
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
41
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
Beyaz karınca(carpenter ants)
42
Limnoria (3 to 4 mm boyunda)ahşabı yiyerek zayıflatır. Gelgitbölgesi mekanik etki ile hasar görür.
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
43
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
Limnoria
44
Ahşabın yüzü nemin geçmesine ve zararlı mikroorganizmaların gelişmesine engel olmak amacıyla birkoruyucu tabaka ile örtülür. Bu amaca ulaşmak için en çokkullanılan 5 yöntem şöylece sıralanabilir:-Boyama-Katranlama-Yüzeysel yanma-Çivileme- Daldırma
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
45
Vernik: Kuruduğunda ahşap üzerinde ince, sert, veparlak (isteğe göre mat) bir tabaka oluşturanreçine+çözücüden oluşan sıvımalzemelerdir.
İlk vernikler doğal reçinelerden elde edilirkengünümüzde petrol kökenlidir.
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
46
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
LakÇamsakızıÜreformaldehidVinil reçineleriAkrilik asit reçineleriKlorlandırılmış kauçuk
Vernik üretiminde kullanılan:
reçineler çözücüler
TerebentinToluenNaftaAlkolSentetik tiner
sentetik vernik, poliüretan vernik, selülozik vernik
47
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
doğal reçine çözücü
Lak Alkol Şellak
Gomalak cilası da denir.Müzik aletlerinde kullanılır.
48
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
Petroltürevlireçine
çözücüler
ÜreformaldehidPolyesterVinil reçineleriAkrilik asit reçineleri
Vernik boyadan sonra koruyucu olarak uygulanmalıdır, boyaile karıştırılmamalıdır.
Poliüretan vernikPolyester vernikSentetik verniklerAkrilik vernik
Beyaz lake boyalardasararma yapmaz.
2 komponentlidir (sertleştiriciayrıca karıştırılır)
49
Ahşabın Korunması
50
Plaza de la Encarnacion, Sevilla, İspanya, Nisan 2011
World's Largest Wooden StructureDünyanın En Büyük Ahşap Yapısı
Ahşabın Korunması
51
Plaza de la Encarnacion, Sevilla, İspanya, Nisan 2011
Ahşabın Korunması
Poliüretan kaplama
52
Katranlama - Hava ile temas halinde olan kaba yapıelemanları (direk, kazık, tahta perde vb.) gibi görünüşünönemli olmadığı yerlerde kullanılır. Bu yöntemdebitümlü malzeme ahşaba sıcak ve soğuk olarak sürülür.
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
53
Yüzeysel yanma - Ahşabın yüzeyine alev püskürtmeksuretiyle ahşap yüzeysel olarak kömürleştirilir. Böylecemalzeme yüzeyi dış etkenlere karşı çok dayanıklı halegelir.
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
54
Çivileme - Su içinde bulunan ahşaba saldırabilen bazıkurtlardan korumak amacıyla, iri (yaklaşık 15 mm) veyuvarlak başlı özel çiviler yan yana çivilenir. Bir süresonra ahşabın yüzeyi bir pas tabakası ile örtülür ve bu pasörtüsü kuruyucu bir tabaka oluşturur.
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
55
Daldırma – Ahşap, türüne göre kısa veya uzun süreli birsıcak antiseptik banyosuna daldırılır. Bu banyolar için ençok bakır sülfat, çinko klorür ve lizol gibi maddelerkullanılır..
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
Daldırma öncesi geçirimsizkabuğun soyulması Penetrasyonu arttırmak için delme
56
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
Daldırma bir derinlemesine koruma türüdürKoruyucu madde ahşabın içine kadar işler
57
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma Emprenye yöntemi
Bazı tür kimyasallar ahşaba basınçlıyöntemlerle emdirilmektedir. Emprenyedenilen bu ahşap türü dış etkilere çokdayanıklı olmaktadır.
Ormanlık ve nemli alandakullanılacak ahşaplar için
58
Ahşabın Korunması
Yüzeysel koruma yöntemleri
Borlu çözeltilerle koruma
59
Ahşap malzemenin en olumsuz tarafı yangınadayanıklılığının olmamasıdır. Yalın ahşabı yangın etkisinden tamamen kurtarmak olanaksızdır.
Ahşabın Korunması
Yangına dayanıklılık
60
Ahşabın Korunması
Yangına dayanıklılık Ancak boraks ve alüminyum tuzlu kimyasal sıvıları
kütüklere şırınga ederek veya yanmaz maddelerle (asbestlevha, alçı sıvası vb.) kaplayarak izolasyon yoluylaahşabın yangına dayanıklılığını büyük ölçüde arttırmakolanaklıdır.
61
Ağacın Mekanik İşlenmesi
İşleme Yöntemleri
Mekanik araçlarla Kimyasal işlemlerle
tomruk,direk,kereste,yaprak,kontraplak,OSB, MDF,sunta,fiberboard,glulam…
selüloz sanayinde(kağıt, suni ipek,
vernik, reçine, vb.)
62
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Mekanik İşleme Yöntemleri
63
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Mekanik İşleme Yöntemleri
Common wood elements used in woodbasedcomposites from top left, clockwise: shavings,sawdust, fiber, large particles, wafers, and strands.
talaş lif
iri parça kıymık
testere tozu
yonga
64
Yontma - Ağaç kesildikten sonra dalları ve budaklarıkesilip, yontularak tomruk hale getirilir. Bu tomruklargereğinde direk vb. olarak da kullanılabilir. Köprüinşaatında direkt kullanımı:
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Mekanik İşleme Yöntemleri
65
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Mekanik İşleme Yöntemleri
1. Paralel Biçme
3. Çeyrek Biçme
2. Prizmatik Biçme
Biçme - Tomruklar başlıca üç şekilde biçilir.
biçilen kereste şekline ve boyutlarına göre; kalas, tahta, lata, çıta gibi adlar alır.
66
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Mekanik İşleme Yöntemleri
67
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Glulam (Glued-laminated structural timber) Büyük kirişlerhalinde fabrikada özel seçilen keresteler ve uzun ömürlüyapıştırıcılar kullanılarak keresteler uc uca şaşırtmalı eklenir.Böylece uzun kirişler elde edilir. Bağlantılarda çelik plakalarkullanılır.
68
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Glulam kirişuygulamaları
69
Dilme - Özel makinalar yardımıyla tomruktan ince yapraklar eldeetme işlemine dilme denir. Bu yapraklar marangozlukta kaplamaişlerinde kullanılır.
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Mekanik İşleme Yöntemleri
Açma - Tomruk, sarılmış bir halı gibisoyulursa, geniş yüzeyler elde edilir. Açmamakinasında bıçak sabittir. Tomruk eksenietrafında dönerek genişliği sabit, boylarıtomruğun çapına göre değişen yapraklarelde edilir. Elde edilen yapraklar özelliklekontraplak yapımında kullanılır.
70
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Kontraplaklar (plywood)
71
Ağacın Mekanik İşlenmesi
betonarme için gergili plywood kalıp
Kontraplaklar (plywood)
72
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Alternatif kalıp sistemleriüç katlı masif ahşabın (ladin)
laminasyonu ile üretilmiş
73
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Alternatif kalıp sistemleri
74
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Alternatif kalıp sistemleri
75
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Alternatif kalıp sistemleri
76
Kıyma - Ağaçları kıyarak, yonga veya talaş haline getirmekve bunlara su ve buhar ile işleyip, mekanik araçlarla ezip,didikleyerek lifler halinde dağıtmak işlemidir. Bu hamurauygun bağlayıcılar (tutkal, reçine vb.) katarak ahşaplevhalar (suni tahta) elde edilir.
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Mekanik İşleme Yöntemleri
77
Kıyılan ve hamur hale dönüştürülen ahşap, çeşitliyöntemlerle yapay ahşap levhalar haline getirilir.Bunlar doğal kereste yerine; -
izolasyon levhası,
- çeşitli sertlikte levhalar olarak doğrama, kaplama,döşeme vb. malzemesi olarak geniş
kullanım alanı
bulurlar.
Ağacın Mekanik İşlenmesi
Suni tahtalar
78
Ağacın Mekanik İşlenmesi
FiberboardAhşap lifli plaka
Sunta (yonga levha - chipboard)
Suya ve yanmaya karşı dayanımı yoktur.
650-700 kg/m3
79
Ağacın Mekanik İşlenmesi
MDF (medium density fiberboard)
Lake: Ham MDF'nin üzeri astarlanıpüzerine selülozik, poliüretan akrilik veUV koruyuculu boyaların uygulanmasıile elde edilen mobilya
Liflerin belirli bir rutubet derecesine kadar kurutulduktan sonrayaklaşık %9-11 oranında termosetting (sıcaklıkta katılaşan)karakterli bir tutkal ile tutkallanarak sıcaklık ve basınç altındapreslenmesiyle oluşan homojen yapıda levhadır.
550-800 kg/m3
80
Ağacın Mekanik İşlenmesi
HDF (high density fiberboard)
900 kg/m3
81
Ağacın Mekanik İşlenmesi
OSB (Oriented strand board)Yönlendirilmiş yonga plaka
Önce halat şekillielemanlar üretilir vekurutulur. Reçine ile sıcakpresleme yoluyla plakaüretilir (177-204oC 3-5 dk).
İnşaat sektöründekontrplağın (plywood)yerini almıştır.
82
Ağacın Mekanik İşlenmesi
OSB (Oriented strand board)Yönlendirilmiş yonga plaka
83
Ağacın Mekanik İşlenmesi
OSB (Oriented strand board)Yönlendirilmiş yonga plaka
84
Çatı KaplamalarındaAmbalaj SektöründeOda Bölmelerinde…
Tavan ve Taban DöşemelerindeOldukça Yoğun Kullanılır.
Ucuz bir yapı malzemesidir.
Ağacın Mekanik İşlenmesi
OSB (Oriented strand board)Yönlendirilmiş yonga plaka
85
Ağacın Mekanik İşlenmesi
OSB (Oriented strand board)Yönlendirilmiş yonga plaka
86Gelslingen, Baden-Württemberg, Almanya. 1589Maison
d'adams, Angers, Fransa. Loire vadisi. Yapım
tarihi: 15 YY
Çok katlı
ahşap yapılar
87
Ahşap bağlantı
elemanları
- Ahşap çivileri ve vidaları-
Geçmeli -
klavuzlu
bağlantılar
- Yapıştırmalı
-
geçmeli bağlantılar-
Metal plakalarla düğüm noktası
tespiti
88
Ahşap bağlantı
elemanları
Ahşap vidası
ile bağlantı
Çeşitli ahşap çivileri
89
Ahşap çivilerin galvanizlenmesi kaliteli değilsekorozyon lekesi oluşur
Ahşap bağlantı elemanları
Çivili bağlantı risklidir
90
A: ahşap-ahşap B: ahşap-çelik
Bağlantı
detayları
Ahşap bağlantı
elemanları
Geçmeli, klavuzlu
bağlantılar
91
Geçmeli bağlantı
Ahşap bağlantı
elemanları
92yapıştırıcılar
Ahşap bağlantı
elemanları
Geçmeli yapıştırmalı
bağlantı
93
veneer
An extruder
applies
continuous
and
uniformlysized
and
spaced
beads
of adhesive
to
veneerfor
laminating
into
laminated
veneer
lumber
(LVL).
Ahşap yapıştırıcıları
Ahşap bağlantı
elemanları
94
Farklı
kimyasal kökenli yapıştırıcıların dış
ortam koşullarında yapışma mukavemetlerindeki değişim
Ahşap yapıştırıcıları
Ahşap bağlantı
elemanları
95
Metal plakalar
Ahşap bağlantı elemanları
Müjde Ahşap Tasarım
Ahşap MobilyaRustik MobilyaMasif Mobilya
Ahşap Dış Cephe KaplamaAhşap Pergola
Ahşap MerdivenAhşap KüpeşteAhşap Travers