Ahşap Malzeme Özellikleri

Ahşabın malzeme özellikleri fiziksel, mekanik, kimyasal, ekolojik, ticari ve teknolojik açıdan incelenebilir.

Ahşap malzemenin fiziksel özelliklerini özgül ağırlığı, ısı iletkenliği, sertlik ve akustiği, su ve nem dayanımı, elektrik iletkenliği oluşturur.

Ahşabın özgül ağırlığı ağaç türlerine göre farklılık gösterir. (Ahşap türleri ve özellikleri) Örneğin çam için bu değer 0.50 gr/cm³ iken, kayın için 0.86 gr/cm³, meşe için 0.89 gr/cm³’tür. Birim ağırlık artıkça mukavemeti ve ısı iletkenliği artar.

Ahşap, gözenekli bir malzeme olması ve bünyesindeki selüloz nedeniyle sıcak ve soğuğa karşı geçirimsiz bir malzemedir. Isıyı lif doğrultusunda, liflere dik doğrultuya göre daha fazla taşır. Ahşabın ısı iletkenlik değerinin düşük olması ve kömürleşme özelliğiyle yangına 30-90dk. dayanabilmektedir. Bu süre çelik için 10dk’dır.

Kuru ahşap elektriği iletmez bu nedenle alçak gerilimlerde yalıtkan olarak kullanılmaktadır. Ancak tamamen kuru ahşaptan bahsedilemeyeceği gibi rutubetinin artmasıyla malzemenin iletkenliği de belirgin bir şekilde artar.

Ahşap malzeme bünyesinde özsu ve serbest su olmak üzere iki türlü su bulundurur. Ahşabın nemini serbest su oluşturur. Yeni kesilen ağaçta rutubet genelde %40 ile %50 arasında bir değerdedir. Ahşap malzemenin bulunduğu ortamın nemini alması sebebiyle tam kuru halde bulunması olanaksızdır. Ahşabın nem miktarının artmasından ya da azalmasından dolayı hacmi değişir. Büzülme, şişme, çatlama, yarılma gibi deformasyonlar meydana gelir ve bu da ahşabın performansını olumsuz yönde etkiler. Rutubet artışı mekanik mukavemetin düşmesine sebep olur.

Ahşap lifli ve boşluklu yapıda olması nedeniyle hafif, basınca çekmeye, eğilmeye, burulmaya ve kesmeye çalışan bir malzemedir. Ahşabın bu etkilere gösterdiği mukavemet, anatomik yapısına, yoğunluğuna ve rutubet derecesine göre değişir.  (Ahşabın Elastisite Modülü, Eğilme Dayanımı ve Emniyet Gerilmeleri) Bu nedenle emniyet gerilmeleri düşüktür. Lifli yapısı metal ve beton gibi aniden çökmesini ve kırılmaya uğramasını engeller. Ahşap hacim değişimleri yüzünden çatlamalara uğrayabileceği için liflere dik yönde çekmeye çalıştırılmaz. Liflerin ayrışması belli bir süre gerektirdiği için diğer malzemelerden farklı bir deformasyon eğrisine sahiptir. Ancak liflere dik doğrultuda zorlandığında, liflere paralel düzlemler boyunca kayma meydana gelir .

(Ahşabın Fiziksel ve Mekanik Özellikleri)

Piyasada bulunan doğal ahşap malzemeler kalas, tahta, çıta ve latadır.

ÇEŞİT………….En (cm)………….Kalınlık (cm)

Kalas……………16 – 28…………….4.1 -15

Tahta…………..15 – 50……………….1 – 4

Çıta………………..2.4…………………1.2

Lata………………4- 12……………….2.4-4.8

Tahta ve kalaslar, geniş yüzeyleri boyunca üst üste yapıştırılarak tutkallı lamine ahşaplar elde edilebilir ve ihtiyacın gerektirdiği biçim ve ölçülerde yapı elemanları oluşturulabilir. Tabakalı kompozit ahşap, masif ahşabın kusurlarından arındırılarak kullanılması ve diğer avantajları ile geniş açıklıklı yapı sistemlerinde çeliğe alternatif olmuştur. Ahşap malzemelerle ağaç boyuna bağlı olarak 5m açıklık geçilirken tutkallı lamine kirişlerle 150 m kolonsuz olarak geçilebilmektedir.

Lamine (tutkallı ahşap), esas itibariyle tahtaların üst üste tutkallanarak gerekli yükseklikte dikdörtgen ve “I” kesitli elemanların elde edilmesiyle oluşur. Lamine ahşap Otto Hetzer tarafından, Hetzer sistemi adıyla taşıyıcı sistemlerde kullanılmıştır. Lamine (tabakalanmış) tahtalar veya kalaslar, kolon ya da kiriş gibi temel biçimlerde fabrikalarda üretilir. Daha sora bu temel biçimler birleştirilerek kafes kiriş, dolu gövdeli kiriş, çerçeve, kemer, kubbe, kabuk ve katlanmış plak şeklinde yapı elemanlarına dönüştürülür. (Çapraz Lamine Ahşap Teknolojisi (CLT)-Cross Laminated Timber)

Ahşap üretimi ve işlenmesi diğer yapı malzemelerine göre daha az enerji gerektirir. Düşünülenin aksine yapı malzemesi olarak kullanılması ormanların azalmasına değil bilinçli olarak yaşatılmasına olanak sağlamaktadır. Bilinçli üretim ve kullanımla kaynağı tükenmeyecek geri dönüşümlü bir yapı malzemesidir. Hafifliği, üretimi ve işlenmesi sırasında düşük enerji ihtiyacı, yangın dayanımı, amorf form oluşumlarına imkân vermesi gibi olumlu özellikleri ahşabı büyük açıklıkları geçmede kullanışlı bir yapı malzemesi yapar.

Organik bir malzeme olması nedeniyle ahşap mikroorganizmalara ve atmosferik etkilere karşı korunması gerekir. Havadaki oksijen, nem ve karbon asidi ahşap hücrelerini asitleyerek çürütürler. Bu da liflerin mukavemetinin azalmasına neden olur. Ahşap çürümeye karşı; süblimatlı banyoya batırılabilir, özsuyunun dışarı atılması için kabuklu ağacın uçlarından bakır tuzları şırınga edilebilir ya da su geçirmez hale getirmek için ahşabın gözenekleri kimyasal maddelerle doldurulur.

Bakteri, mantar, böcek ve kurtlar ahşabın yapısındaki selüloz ve ligninle beslenerek ahşabı kimyasal ayrıştırmaya uğratırlar. Ahşabın dokusuna zarar vermeleri nedeni ile önlem alınması gerekir. Mikroorganizmaların zararlı etkilerine karşı su eriticili kimyasal bileşikler (kreazot, bitüm, katran, bakır, krom, çinko ve arsenik esaslı bileşikler) ve organik eriticili kimyasal bileşikler (metalik klor naftalinleri, benzen, çam reçinesi, poliester…) kullanılır.

Piyasada kolaylıkla temin edilebilen normal boyuttaki tahta ve kalasların usulüne göre tutkallanmasıyla istenilen büyüklükte, çok uzun boylarda ve değişken kesitlerde tutkallı – tabakalı (lamine) taşıyıcı sistem elemanları oluşturulabilir. Lamine ahşap hafif olduğu için yapıya gelen deprem yükünü de azaltacağından depreme dayanıklılık açısından olumlu özellik gösterir. İşçiliği betonarme ve çeliğe göre daha basit, kolay ve ucuzdur. Lamine ahşap elemanların çürümeye karşı dayanımları da fazladır. Tutkallamanın gerektirdiği yapay kurutma işlemi sırasında ahşabın içinde bulunması muhtemel parazitler, böcekler ve yumurtaları yok edilir. Genel kanının aksine lamine ahşaplar çelikle karşılaştırıldığında yangına karşı daha dayanıklıdır. Ahşap eleman yandıktan sonra dışında oluşan kömür tabakası yangının kesit içine doğru ilerleme hızını keser. Bu nedenle lamine ahşap elemanlar yangın direnci en yüksek olan, yangın sırasında yük taşıma gücünü en geç kaybeden yapı elemanlarıdır.

Kaynak:Sinem DAĞILGAN-GENİŞ AÇIKLIKLARIN ÖRTÜLMESİNDE KULLANILAN TAŞIYICI SİSTEM SEÇİMİ İÇİN BİR MODEL ÖNERİSİ