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