SEDİR (Cedrus Libani A.Richard) ODUNUNUN BAZI ÖNEMLİ MEKANİK ÖZELLİKLERİ ve BU ÖZELLİKLERİN TAM KURU YOĞUNLUKLA İLİŞKİSİ

Transkript

1 SEDİR (Cedrus Libani.Richard) ODUNUNUN ZI ÖNEMLİ MEKNİK ÖZELLİKLERİ ve U ÖZELLİKLERİN TM KURU YOĞUNLUKL İLİŞKİSİ EKİR CİHD L 1*, İRHİM EKTŞ 2, LPEREN KYMKÇI 3 1 Öğr. Gör., KSÜ ndırın MYO, Mob. ve Dek. Programı, Kahramanmaraş, bcbal@ksu.edu.tr 2 Prof. Dr., KSÜ Orman Fak., Orman End. Müh. ölümü, 4-Kahramanmaraş, ibtas@ksu.edu.tr 3 rş.gör., KÜ Orman Fak., Orman End. Müh. ölümü, Kastamonu, akaymakci@ksu.edu.tr Özet u çalışmada, Kahramanmaraş aşkonuş mevkiinde doğal olarak yetişmekte olan sedir (Cedrus Libani.Richard) odununun önemli bazı mekanik özellikleri ve bu özellikler ile tam kuru yoğunluk arasındaki ilişkinin belirlenmesi amaçlanmıştır. raştırma için bu bölgeden üç adet deneme ağacı alınmıştır. u ağaçların 2. ile 4. m arası gövdelerinden alınan 2 m lik tomruklardan test örnekleri hazırlanmıştır. Mekanik özelliklerden statik eğilme direnci ve elastikiyet modülü, şok direnci, liflere paralel basınç direnci, makaslama direnci ve statik sertlik değerleri belirlenmiştir. Genç odun ve olgun odun test örnekleri ayrı ayrı hazırlanmıştır. Mekanik özellikler ile yoğunluk arasındaki ilişkiyi belirlemek için regrasyon denklemi ve bu ilişkinin derecesini belirlemek için korelasyon katsayıları hesaplanmıştır. Sonuçlar, genç odun ile olgun odun arasında mekanik özelliklerdeki farkların istatistiksel olarak önemli olduğunu göstermiştir. nahtar kelimeler: statik eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, şok direnci, statik sertlik, basınç direnci, statik sertlik. bstract In this study, it was purposed to determine that some mechanical properties and relationship between these properties and oven dry density of cedar wood (Cedrus Libani.Richard) which is naturally grown in Kahramanmaraş aşkonuş region. For this research, three cedar trees were harvested from this region. Test samples were prepared from 2 m logs taken from at height of 2-4 m of these trees. Some principal mechanical properties, which were static bending strength, modulus of elasticity in bending, impact bending strength, compression strength parallel to grain, static hardness were determined. The test samples of juvenile wood and mature wood were prepared separately. The regression equation to determine relationship between ovendry density and mechanical properties was calculated and correlation coefficient to determine degree of this relationship was calculated. The results showed that the differences between mechanical properties of juvenile wood and mature wood were statistically significant. Keywords: Static bending strength, modulus of elasticity in bending, impact bending strength, compression strength, static hardness. 1.Giriş u sedir türü, Türkçe Lübnan sediri veya katran ağacı, İngilizce Cedar of Lebanon olarak isimlendirilmektedir. Lübnan sediri, Coniferae sınıfının, Pinaceae familyasının Cedrus cinsindendir (erkel, 1951). İlk olarak Fransız botanikçi chille Richard tarafından sınıflandırılmıştır (nonim, 2011a). Yaltırık a göre, adını kozalaklı ağaç demek olan Kedros kelimesinden alan Sedir, Lübnan da sınırlı bir yayılışı olmasına ve esas yayılışını Toros dağlarında yapmasına rağmen dünya literatürüne Lübnan Sediri olarak girmiş ve Lübnan ın bayrağındaki sembol olmuştur (Dutkuner ve kten, 2000). Cedrus cinsinin C.atlantica, C. revifolia, C.deodora ve C.libani olmak üzere dört türü vardır. u ağaç türlerinin odunları benzer karakterlere sahip olduğundan, pratik bakımdan ayrılmaları güçtür (ozkurt ve Erdin, 1995). 1134

2 Sedir ağacının diri odunu geniş, hafif kırmızımsı ile sarımsı beyaz renkte, öz odunu açık sarımsı ile kırmızımsı kahverengindedir. Traumatik reçine kanallarına sık sık rastlanır. oyuna kesitleri oldukça parlaktır. Odunu orta sert ve orta ağırlıkta olup hoş aromatik kokuludur. Kolay işlenir ve yarılır. Lifleri düzgündür. Renk verme ve cilalanması güçtür. İyi yapıştırılır. Çalışması az, direnç özellikleri orta derecededir (ozkurt ve Erdin, 1997). Sedir türü Türkiye ormanlarında yayılış gösteren asli ağaç türleri içerisinde yer almaktadır. Endemik bir türdür. m ye kadar boy, 3 m ye kadar çap yapabilen genç iken piramit görünüşlü, yaşlılarda geniş, yassı tepeli, düzgün gövdeli güzel görünüşlü bir ağaç türüdür (nonim, 2011b). Sedir odununun eski çağlarda bile çok kıymetli olduğu ve ülkeler arası ticarete konu olduğu bildirilmektedir. u konuda yapılan bir çalışmada; odun ithaline ait en eski bilginin MÖ 2750 yıllarında Finike Gubla sından Mısıra yapılan sedir odunu nakliyatı hakkında olduğu, firavunlar ve yüksek memurlar için mumya tabutlarının mısırda hep sedirden yapıldığı ve sedirin beyaz reçinesinin ölülerin mumyalanmasında kullanıldığı, güzel kokusundan, çürümemesinden ve güzel renginden dolayı sedir ağacının mısırlılar tarafından lüks ve dini yapılar için bilhassa arandığı, Lübnan ın bir ucunda oturan Finikelilerin, sedir ağacını mabet ve sarayların taşıyıcı kirişi olarak ev, kadırga, gemi inşaatında, kapılarda ve sütunlarda, ev eşyalarında, mobilya, sandık ve ağaç oymacılığında kullanıyor oldukları bildirilmiştir (Mayer ve Sevim, 1959). Diğer iğne yapraklı türlere nazaran sahip olduğu üstün özelliklerinden dolayı, geçmişte ve günümüzde kullanıcılar tarafından aranan bir ağaç türü olan sedir odununun teknolojik özelliklerini bilmek orman ürünleri endüstrisi açısından önemlidir. u konuda herhangi bir ağaç türü odununun teknik vasıfları hakkında etraflı bir bilgiye sahip olmak, orman mahsullerinin en önemlisini teşkil eden ana mahsul odunun esaslı bir şekilde değerlendirilmesi bakımından mühimdir şeklinde konunun önemi vurgulanmıştır (erkel, 1951). u güne kadar sedir ağacı konusunda bir çok bilimsel çalışma yapılmıştır. ncak teknolojik özellikleri sadece birkaç araştırmacı tarafından yapılan çalışmalarla sınırlıdır. unlar; erkel (1951), Erdin (1983), Demetçi (1986) ve Keskin (2001) tarafından yapılan çalışmalardır. ncak Keskin (2001) tarafından yapılan çalışmada materyal, rasgele usulle piyasadan alınmış ve sadece diri odun üzerinde çalışıldığı belirtilmiştir. u çalışmanın amacı, Türkiye de doğal olarak yetişmekte olan asli ağaçlardan Toros sedirinin Kahramanmaraş aşkonuş mevkiinden alınan örnek ağaçlar üzerinde genç odun-olgun odun kısımlarında mekanik özellikleri belirlemek ve bu özelliklerin yoğunlukla ilişkisini ortaya koymaktır. 2. Materyal ve Metot 2.1 Materyal u araştırmada kullanılan sedir ağaçları Kahramanmaraş aşkonuş mevkiinden alınmıştır. Üç adet deneme ağacı alınmıştır. u ağaçların gövde kısımlarında 2 ile 4. metreler arasından alınan tomruklar kullanılmıştır. Tomruklar kesimden sonra kuzey-güney ve doğu-batı hatlarında olmak üzere latalara biçilmiştir. Latalar daha sonra laboratuar numuneleri olacak şekilde parçalara kesilmiş bu şekilde yaklaşık bir ay süre ile doğal kurutma yapılmıştır. Sonra test örnekleri hazırlanmıştır. Test örnekleri budak, çatlak ve diğer odun kusurları içermeyecek şekilde küçük temiz örnekler halinde hazırlanmıştır. Test örnekleri hazırlanırken genç odun-olgun odun ayrımı yapılarak farklı gruplar halinde hazırlanmıştır. 1135

3 2.2 Metot Hazırlanan test örnekleri üzerinde, statik eğilme direnci TS 2474 e (nonim, 1976a), eğilmede elastikiyet modülü TS 2478 e (nonim, 1976b), şok direnci (dinamik eğilme direnci) TS 2477 ye (nonim,1976c), liflere paralel basınç direnci TS 2595 e (nonim,1977), liflere paralel makaslama direnci TS 3459 a (nonim,1980), statik sertlik TS 2479 a (nonim,1976d) uygun olarak yapılmıştır. Denemeler yapılırken, statik eğilme direnci, şok direnci ve liflere paralel makaslama direnci testinde kuvvet radyal yüzeye uygulanmıştır. Test örnekleri testten önce değişmez ağırlığa ulaşıncaya kadar 20 C ve %65 bağıl nem şartlarında kondisyonlanmıştır. Testler yapıldıktan sonra test örneklerinden rutubet ölçümü için kırılmanın gerçekleştiği yere yakın yerlerden örnekler alınmış ve rutubetler belirlenmiştir. Rutubetleri %12 den farklılık gösteren test örneklerinin sonuçları %12 ye tahvil edilmiştir. u işlem için aşağıda verilen Formül 1 den yararlanılmıştır. σ 12 = σ M (1+α(M-12)) (1) urada; σ 12 : %12 rutubetteki direnç, σ M : %M rutubetteki direnç, α: düzeltme faktörü, M: rutubet miktarı. Yapılan mekanik testler sonunda elde edilen sonuçlar Excel de işlenmiş, SPSS programında istatistik hesaplamaları yapılmıştır. Genç odun ile olgun odun arasında mekanik özelliklerde meydana gelen değişmeler T testi, yoğunluk ile mekanik özellikler arasındaki ilişkiyi açıklamak için ise doğrusal regrasyon analizi kullanılmıştır. 3. ulgular ve Tartışma Statik eğilme direnci ve elastikiyet modülü, şok direnci, liflere paralel basınç direnci, makaslama direnci ve statik sertlik değerlerine ait sonuçlar ve mekanik özelliklerde genç odun ile olgun odun arasındaki farklara ait T testi sonuçları Çizelge 1 de verilmiştir. Elde edilen bu sonuçlara göre incelenen tüm mekanik özellikler istatistiksel olarak genç odun ile olgun odun arasında anlamlı şekilde farklılıklar göstermektedir. Genç odunda, mekanik özellikler olgun odundan daha düşük ölçülmüştür. unun temel sebebinin, genç odunda hızlı büyüme sonucu yoğunluğun düşük oluşması ve traheid boylarının kısa ve çeperlerinin ince olmasıdır. u konuda yapılan bir çalışmada Toros sediri traheid boyu ve çeper kalınlığının ağaç boyu ve ağaç yaşına göre, traheid boyunun 1.9 ile 3.4 mm aralığında ve çift çeper kalınlığının (teğet çeperde) 2.7 ile 4.59 mikron aralığında değiştiği belirlenmiştir (Erdin,1983). Genç odun ile olgun odun üzerinde yapılan diğer bir çalışmada iğne yapraklı ağaç odunlarında genç odunda, olgun oduna göre traheid boylarının ve çeper kalınlıklarının anlamlı derecede düşük olduğu ortaya konmuştur (ao ve ark. 2001). Genç odunun fiziksel ve anatomik özelliklerinin olgun odundan önemli derecede farklı olduğunu ve yoğunluk, hücre boyu, çeper kalınlığı, direnç özelliklerinin radyal yönde genç odundan olgun oduna geçişte arttığını bildirmişlerdir (Green ve ark. 1999). Liflere paralel basınç direnci sonuçlarına göre elde edilen statik kalite faktörü değerleri genç odunda 8.9 ve olgun odunda 10.2 dir. u değerlere göre sedir odununun basınç direncine göre iyi kalite sınıfında olduğu görülmektedir. Çizelge 2 de verilen diğer araştırmacılara ait sonuçlar incelendiğinde, bazı verilerin eksik olduğu kıyaslama yapılamadığı, elde edilen verilerde mekanik özellikler test edilirken kuvvetin uygulama yönünün belirtilmediği, bazılarında ise test örneklerinin sadece diri odun kısmından hazırlanması ve materyalin rasgele usulle seçilmesi gibi sebeplerden dolayı sonuçlar literatürle tartışılamamıştır. 1136

4 Çizelge 1: Sedir genç ve olgun odununda bazı mekanik özellikler ve aralarındaki farka ait T testi önem düzeyi sonuçları (Şok direnci kgm/cm 2, diğerleri N/mm 2 dir). GENÇ ODUN σ SE a σ EM b σ ŞD c σ D d σ MD e N X S V MİN MX Hj T f Hj R g Hj E h T testi Önem düzeyi P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.05 P<0.05 P<0.001 P<0.01 OLGUN ODUN N X S V MİN MX σ SE a :Statik eğilme direnci, σ EM b :Elastikiyet modülü, σ ŞD c :şok direnci, σ D d :liflere paralel basınç direnci, σ MD e :makaslama direnci, Hj T f : teğet yüzeyde statik sertlik, Hj R g : radyal yüzeyde statik sertlik, Hj E h : enine yüzeyde statik sertlik. Çizelge 2: Sedir odunun mekanik özelliklerine ait önceki çalışmalar. raştırmacı σ SE a σ EM b σ ŞD c erkel (1951) Demetçi (1986) Keskin (2001) σ SE a :Statik eğilme direnci, σ EM b :Elastikiyet modülü, σ ŞD c :şok direnci, σ D d :liflere paralel basınç direnci, σ MD e :makaslama direnci, Hj T f : teğet yüzeyde statik sertlik, Hj R g : radyal yüzeyde statik sertlik, Hj E h : enine yüzeyde statik sertlik. σ D d σ MD e Hj T f Hj R g Hj E h Genç odun ve olgun odunda tam kuru yoğunluk miktarı ile eğilme direnci arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 1- ve 1- de, tam kuru yoğunluk miktarı ile elastikiyet modülü arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 2- ve 2- de, tam kuru yoğunluk ile şok direnci arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 3- ve 3- de ve hava kurusu yoğunluk ile liflere paralel basınç direnci arasındaki ilişki ise Şekil 4- ve 4- de verilmiştir. Şekil 1, 2, 3 ve 4 te yoğunluk ile direnç özellikleri arasındaki ilişkiye ait regrasyon denklemleri ve ilişkinin gücünü belirten belirtme katsayıları (R 2 ) verilmiştir. u verilere göre, statik eğilme direnci, elastikiyet modülü, şok direnci, basınç direnci ve makaslama direnci ile yoğunluk arasında, genç odunda pozitif-çok zayıf ilişki ve olgun odunda ise pozitif-çok güçlü ilişki belirlenmiştir. Literatürde mekanik özellikler ile ilgili yapılan çalışmalarda genel olarak yoğunluk-direnç ilişkisi pozitif-güçlü olarak ölçüldüğü bildirilmektedir. ncak bu çalışmada, genç odundan elde edilen deney gruplarında pozitif-zayıf bir ilişkinin belirlendiği grafiklerde görülmektedir. unun temel sebeplerinin; genç odundaki lif yapısından kaynaklandığı ve yoğunluğu artıran faktörün ekstraktif maddeler olduğu bu maddelerinde odun kadar mekanik özellikleri artırıcı etki göstermediği söylenebilir. 1137

5 Eğilme direnci (N/mm 2 ) y = x R 2 = Eğilme Direnci (N/mm 2 ) 1 y = x R 2 = Şekil 1: Tam kuru yoğunluk ile eğilme direnci arasındaki ilişki. (: genç odun, : olgun odun) Elastikiyet modülü (N/mm 2 ) 9000 y = x R 2 = Elastikiyet modülü (N/mm 2 ) y = x R 2 = Şekil 2: Tam kuru yoğunluk ile elastikiyet modülü arasındaki ilişki. (: genç odun, : olgun odun) Şok direnci (kgm/cm 2 ) y = x R 2 = Şok direnci (kgm/cm 2 ) y = x R 2 = Şekil 3: Tam kuru yoğunluk ile şok direnci arasındaki ilişki. (: Genç odun, : Olgun odun) asınç direnci (N/mm 2 ) 55 y = x R 2 = Hava kurusu yoğunluk (kg/m 3 ) asınç direnci (N/mm 2 ) 80 y = x R 2 = Hava kurusu yoğunluk (kg/m 3 ) Şekil 4: Hava kuru yoğunluk ile basınç direnci arasındaki ilişki (:Genç odun, :Olgun odun) 1138

6 4. Sonuçlar ve Öneriler u çalışmada, Toros sedirinin Kahramanmaraş aşkonuş mevkiinden alınan örnek ağaçlar üzerinde genç odun ile olgun odun kısımlarında mekanik özellikleri belirlenmiş, aralarında farklar yapılan T testi ile istatistiksel olarak gösterilmiş ve bu özelliklerin yoğunlukla ilişkisi regrasyon denklemi ile ilişkinin kuvveti belirtme katsayısı ile verilmiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda; Toros sedirinin genç odun kısmı ile olgun odun kısmı arasında, mekanik özellikler bakımından anlamlı farklar belirlenmiştir. u farkların lif morfolojisi ile ve genç odun kısmında hızlı büyüme sonucu oluşan düşük yoğunluk ve geniş yıllık halkalardan kaynaklandığı söylenebilir. Hesaplanan regrasyon denklemleri ve belirtme katsayılarına göre, genç odunda yoğunluk faktörü ile mekanik özellikler arasında pozitif-çok zayıf, olgun odun kısmında ise pozitifçok güçlü bir ilişki olduğu bu durumun ekstraktif maddelerle alakalı olduğu, ekstraktif maddelerin yoğunluğu artırdığı fakat mekanik özellikleri aynı derecede artırıcı etkisinin olmadığı sonucuna varılmıştır. Kahramanmaraş aşkonuş mevkiinden alınan sedir ağaçlarında mekanik özelliklerin diğer araştırmacılar tarafından elde edilen verilerle farklılık gösterdiği, bu farklılıkların kuvvetin uygulanma yönü, test örneklerinin ağaçtan alındığı yer, ağaçların yetişme muhiti, rakım, bakı, toprak özellikleri gibi birçok faktörden kaynaklandığı söylenebilir. Mekanik özelliklerin düşük çıkmasından dolayı, bu ağaç türünün öze yakın kısımlarında oluşan genç odun kısmının, özellikle mekanik zorlanmalara maruz kalan kullanım yerlerinde kullanılmaması önerilir. 5. Kaynaklar nonim, 1976a. Odunun statik eğilme dayanımının tayini, TS 2474, TSE, nkara. nonim, 1976b. Odunun statik eğilmede elastiklik modülünün tayini, TS 2478, TSE, nkara. nonim, 1976c. Odunun çarpmada eğilme dayanımının tayini, TS 2477, TSE, nkara. nonim, 1976d. Odunun statik sertliğinin tayini, TS 2479, TSE, nkara. nonim, Odunun liflere paralel doğrultuda basınç dayanımının tayini, TS 2595, TSE, nkara. nonim, Odunda liflere paralel doğrultuda makaslama dayanımının tayini, TS 3459, TSE, nkara. nonim, 2011a. Cedrus Libani taxonomy, http //en.wikipedia.org/wiki/cedruslibani. (Son erişim tarihi: ) nonim, 2011b. Ormanlarımızda yayılış gösteren asli ağaç türleri, http //www 2.ogm.gov.tr/agacturleri/agac.htm (Son erişim tarihi: ). ao FC, Jiang ZH, Jiang XM, Lu XX, Luo XQ, Zhang SY Differences in wood properties between juvenile wood and mature wood in 10 species in China, Wood Sci Tech 35 (2001) erkel, Lübnan sedirinde teknolojik araştırmalar, İÜ, Orman fakültesi dergisi (), S: ozkurt, Y., Erdin, N., İğne Yapraklı Ve Yapraklı ğaç Odunlarında Tanım Özellikleri, İstanbul üniversitesi, Orman fakültesi yayınları, Üniversite yayın No:3907. İstanbul. ozkurt, Y., Erdin, N., ğaç Teknolojisi, İstanbul Üniversitesi, Orman fakültesi yayınları, Fakülte Yayın No: 445. İstanbul. Demetçi, E., Toros sediri (cedrus libani a. Rich.) odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine araştırmalar. Ormancılık raştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik ülten Serisi No: 180, nkara. Dutkuner, İ., kten, M., Kahramanmaraş ta kent içi park ve ağaçlandırmalarda kullanılabilecek ağaç taksonları, KSÜ, Fen ve mühendislik dergisi, cilt:3, sayı:2, s:28. Erdin, N., Toros sediri (Cedrus libani. Rich.) odununun anatomik yapısı ve özgül ağırlığı üzerine araştırmalar. İ.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Cilt 33, Sayı 2, İstanbul, s Green, D., W., Winandy, J.E, Kretschmann, D.E Mechanical Properties of Wood, Wood handbook, Wood s Engineering Material. FPL, 11-2, Madison. Keskin, H., 2001, Lamine masif ağaç malzemelerin teknolojik özellikleri ve ağaç işleri endüstrisinde kullanım imkanları, GÜ, Fen ilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, nkara. Mayer, H., Sevim, M., Lübnan sediri, Lübnan daki 5000 yıllık tahribatı, nadolu da bugünkü yayılış sahası ve bu ağaç türünün lplere tekrar getirilmesi hakkında düşünceler (Çeviren: Necmettin ÇEPEL). İ.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri, Cilt XI, Sayı II, İstanbul, s