KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi / 2025 / Cilt: 8 Sayı: 2

Emprenye ve ısıl işlemin karaçam (Pinus nigra) ağacının fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine etkileri

Effects of impregnation and heat treatment on the physical and mechanical properties of black pine (Pinus nigra) wood

Bilal Doğan0000-0003-3987-447X
Osman Perçin(NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ, GÜZEL SANATLAR FAKÜLTESİ, İÇ MİMARİ VE ÇEVRE TASARIMI BÖLÜMÜ)0000-0003-0033-0918
Sayfa
358–372
Yayın Tarihi
2025-12-16
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca, emprenye edilmiş ve ısıl işlem uygulanmış deney örneklerinin ED değerleri, düşük sıcaklıklarda arttığı, yüksek sıcaklıklarda ise azaldığı tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, bor bileşikleri ile emprenye işleminden sonra farklı sıcaklıklarda uygulanan ısıl işlemin ahşap malzemenin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu amaçla, deney örnekleri %1, %3 ve %5 konsantrasyonlarında boraks (Bx) ve borik asit (Ba) çözeltileriyle 48 saat daldırma yöntemiyle emprenye edilmiş ve ardından 150°C, 170°C, 190°C ve 210°C'de üç saat ısıl işlem uygulanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca, emprenye edilmiş ve ısıl işlem uygulanmış deney örneklerinin ED değerleri, düşük sıcaklıklarda arttığı, yüksek sıcaklıklarda ise azaldığı tespit edilmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Bor · ısıl işlem · karaçam

Özet

Bu çalışmada, bor bileşikleri ile emprenye işleminden sonra farklı sıcaklıklarda uygulanan ısıl işlemin ahşap malzemenin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, deney örnekleri %1, %3 ve %5 konsantrasyonlarında boraks (Bx) ve borik asit (Ba) çözeltileriyle 48 saat daldırma yöntemiyle emprenye edilmiş ve ardından 150°C, 170°C, 190°C ve 210°C'de üç saat ısıl işlem uygulanmıştır. Deney örneklerinin hava kurusu yoğunluk, liflere paralel basınç direnci (BD) ve eğilme direnci (ED) değerleri belirlenmiştir. Araştırma sonuçları, ısıl işlem uygulanmış deney örneklerinde yoğunluk değerlerinin, artan ısıl işlem sıcaklığıyla azaldığını göstermiştir. Öte yandan, bor bileşikleri ısıl işlem uygulanmamış deney örneklerinin yoğunluk değerlerini artırmıştır. Bor bileşikleri ile emprenye işlemi ve ısıl işlem uygulaması deney örneklerinin BD özelliklerinde hafif bir artışa neden olmuştur. Ayrıca, emprenye edilmiş ve ısıl işlem uygulanmış deney örneklerinin ED değerleri, düşük sıcaklıklarda arttığı, yüksek sıcaklıklarda ise azaldığı tespit edilmiştir. Isıl işlem sırasında ED ve BD özelliklerinde görülen azalmaların, ısıl işlemden önce bor bileşikleri ile emprenye edilmesiyle hafifletildiği ve Bx ve Ba emprenye çözeltilerinin sırasıyla BD ve ED özellikleri üzerinde daha olumlu etkilere sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract

In this study, the effect of impregnation with boron compounds followed by heat treatment at different temperatures on the physical and mechanical properties of wood material was investigated. For this purpose, samples were impregnated with borax (Bx) and boric acid (Ba) solutions at concentrations of 1%, 3%, and 5% using the immersion method for 48 hours, and then subjected to heat treatment at 150°C, 170°C, 190°C and 210°C for three hours. The air-dry density, compressive strength parallel to the grain (CS), and modulus of rupture (MOR) of the test samples were determined. The results indicated that air-dried density of heat-treated samples decreased with increasing heat treatment temperature. On the other hand, boron compounds increased air-dried density. The impregnation with boron compounds and heat treatment causes an slightly increase in CS properties of samples. It was also found that the MOR values of impregnated and heat treated samples increased at the initial stage of the heat treatment and decreased later. It was also determined that the decreases in MOR and CS during heat treatment were alleviated by impregnation with boron compounds before heat treatment and also the Bx and Ba impregnation solution was more favourable on the CS and MOR properties, respectively.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Doğan, B., Perçin, O. (2025). Emprenye ve ısıl işlemin karaçam (Pinus nigra) ağacının fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine etkileri. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, Cilt: 8 Sayı: 2, 358–372. https://doi.org/10.33725/mamad.1806307

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (48)

  1. ASTM D1413-76 (1976). Standard test method of testing wood preservatives by laboratory soilblock cultures, Annual Book of ASTM Standard.
  2. Aşçı, T., and Keskin, H., (2021). Strengthening the retention amount and leaching resistance of boron compounds used as impregnation material, Journal of Polytechnic, 24 (1), 103-112, DOI: 10.2339/politeknik.687698
  3. Aşçı, T., (2016). Modification of performance features of boron compounds used as impregnation mateiıal. Ph.D. Thesis, Gazi University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Ankara, Türkiye.
  4. Awoyemi, L., and Westermark, U., (2005). Effects of borate impregnation on the response of wood strength to heat treatment, Wood Science and Technology, (2005) 39, 484–491, DOI: 10.1007/s00226-005-0001-5
  5. Awoyemi, L.,(2008). Determination of optimum borate concentration for alleviating strength loss during heat treatment of wood, Wood Science and Technology, 42, 39–45, DOI: 10.1007/s00226-007-0139-4
  6. Ayata, Ü., (2024). The effects of carbonate and vinegar mixture on selected surface properties of iatandza (Albizia ferruginea) wood, Furniture and Wooden Material Research Journal, 7(1), 17-25. DOI: 10.33725/mamad.1457494
  7. Aytin, A., (2013). Yabani kiraz (Cerasus avium (L.) monench) odununun fiziksel, mekanik ve teknolojik özellikleri üzerine yüksek sıcaklık uygulamasının etkisi, Doktora tezi, Düzce Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce, Turkiye.
  8. Bal, B. C., (2006). Amonyaklı bakır quat (ACQ) emprenye tuzu ile emprenye edilen sarıçam (Pinus sylvestris L.) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
  9. Bal, B.C., Altuntaş E., and Narlıoğlı N., (2023), Some selected properties of composite material produced from plastic furniture waste and wood flour, Furniture and Wooden Material Research Journal, 6(2), 233-244, DOI:10.33725/mamad.1384214
  10. Bari, E., Jamali, A., Nazarnezhad, N., Nicholas, D. D., Humar, M., and Najafian, M., (2019). An innovative method for the chemical modification of Carpinus betulus wood: A methodology and approach study, Holzforschung, 73(9), 839-846, DOI: 10.1515/hf-2018-0242
  11. Baysal E., (2003). Fire features of Scots pine wood impregnated with boron compounds and natural tanning materials, Erciyes University, Journal of Applied Science Institute, 19 (1-2), 59-69.
  12. Boonstra M. J., (2008). A two-stage thermal modification of wood, Ph.D. dissertation in cosupervision, Ghent University and Université Henry Poincaré, Nancy-Fransa.
  13. Boonstra, M. J., Van Acker, J., Tjeerdsma, B. F., and Kegel, E. V., (2007). Strength properties of thermally modified softwoods and its relation to polymeric structural wood constituents, Annals of Forest Science, 64(7), 679-690, DOI: 10.1051/forest:2007048
  14. Can, A., Yildiz, S., Yildiz, U. C., and Tomak, E. D., (2010). Effects of boron impregnation and heat treatment on some physical and mechanical properties of spruce and pine wood. In: The 1st International Symposium on Turkish Japanese Environment and Forestry, Trabzon, Turkey, pp. 753-766.
  15. Çavdar, A. D., Mengeloğlu, F., and Karakus, K., (2015). Effect of boric acid and borax on mechanical, fire and thermal properties of wood flour filled high density polyethylene composites, Measurement, 60, 6-12, DOI: 10.1016/j.measurement.2014.09.078
  16. Dauvergne, E.T., Soulounganga, P., Gerardin, P., and Loubinoux, B., (2000). Glycerol/glyoxal: A new boron fixation system for wood preservation and dimensional stabilization, Holzforschung, 54, 123-126, DOI: 10.1515/HF.2000.021
  17. Doğan, B. (2018). Boraks ve borik asit ile emprenye edilmiş ve ısıl işlem görmüş karaçam odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Kütahya, Türkiye.
  18. Doğan, B., Percin, O., and Sofuoglu, S. D., (2021). Effects of impregnation and heat treatment on density, bending and compression properties of black pine (Pinus nigra Arnold) wood, Wood Material Science & Engineering, 17(6), 887-894, DOI: 10.1080/17480272.2021.1969685
  19. Esteves, B. M., and Pereira, H. M., (2009). Wood modification by heat treatment: A review, BioResources, 4(1), 370-404, DOI: 10.15376/biores.4.1.370-404
  20. Fengel, D., and Wegener, G., Wood: chemistry, ultrastructure, reactions, Walter de Gruyter, Berlin, New York, 613 pp. 1984.
  21. ThermoWood Handbook (2003). Finnish Thermowood Association, Helsinki, Finland. https://asiakas.kotisivukone.com/files/en.thermowood.palvelee.fi/downloads/tw_handbook_080813.pdf (Accessed February 22, 2025).
  22. Gecer, M., Baysal, E., Toker, H., Turkoglu, T., Vargun, E., and Yuksel, M., (2015). The effect of boron compounds impregnation on physical and mechanical properties of wood polymer composites, Wood Research, 60(5), 723-738.
  23. Hill, C.A.S., Wood modification: chemical, thermal and other processes, John Wiley & Sons Ltd: West Sussex, England, 2006.
  24. Johansson, D., (2008). Heat treatment of solid wood, effects on absorption, strength and colour, Doctoral Thesis. Luleå University of Technology, LTU Skellefteå, Division of Wood Physics 2008;53, ISSN: 1402–544.
  25. Jones, D., and Sandberg, D., (2020). A review of wood modification globally–updated findings from COST FP1407, Interdisciplinary Perspectives on the Built Environment, 1-31, DOI: 10.37947/ipbe.2020.vol1.1
  26. Kartal, S. N., and Imamura Y., (2004). Effects of N′-N-(1, 8-Naphthalyl) hydroxylamine (NHA-Na) and hydroxynaphthalimide (NHA-H) on boron leachability and biological degradation of wood, Holz als Roh-und Werkstoff, 62(5), 378-386, DOI: 10.1007/s00107-004-0500-3
  27. Kartal, S. N., Hwang, W. J., and Imamura, Y., (2008). Combined effect of boron compounds and heat treatments on wood properties: Chemical and strength properties of wood, Journal of materials processing technology, 198(1-3), 234-240, DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2007.07.001
  28. Kartal, S.N., Green, F., and Clausen, C.A., (2009). Do the unique properties of nanometals affect leachability or efficacy against fungi and termites? International Biodeterioration & Biodegradation, 63(4), 490-495, DOI: 10.1016/j.ibiod.2009.01.007
  29. Keskin, H., Atar, M., and İzciler, M., (2009). Impacts of impregnation chemicals on combustion properties of the laminated wood materials produced combination of beech and poplar veneers, Construction and Building Materials, 23(2), 634-643, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2008.02.006
  30. Korkut, S., and Kocaefe, D., (2009). Effect of heat treatment on wood properties, Düzce University Journal of Forestry, 5(2), 11‐34
  31. Kotilainen, R., (2000). Chemical changes in wood during heating at 150–260 °C. Ph.D. Thesis, Jyvaskyla University, Research report 80, Finland.
  32. Kubojima, Y., Okano, T., and Ohta, M., (2000). Bending strength and toughness of heat-treated wood, Journal of Wood Science, 46, 8-15
  33. LeVan, S. L. and Winandy, J. E., (1990). Effects of fire retardant treatments on wood strength: A review, Wood and Fiber Science, 22(1), 113-131.
  34. Li, D., Yang, S., Liu, Z., Wang, Z., Ji, N., and Liu, J., (2023). Effects of heat treatment under different pressures on the properties of bamboo, Polymers, 15(14), 3074, 1-12, DOI: 10.3390/polym15143074
  35. Liao, J., and Mubarok, M., (2024). Revolutionizing wood: cutting-edge modifications, functional wood-based composites, and innovative applications in wood industry—impacts and benefits, Edited by Zhou, X., IntechOpen, London, UK (2024).
  36. Örs, Y., Atar, M. and Keskin, H., (2004) Bonding strength of some adhesives in wood materials impregnated with Imersol-Aqua, International Journal of Adhesion & Adhesives, 24, 287–294, DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2003.10.007
  37. Özçifçi, A., Altun, S., and Yapıcı, F., (2009). Effects of heat treatment on technological properties of wood, In 5th International Advanced Technologies Symposium (IATS’09) Karabuk. Turkiye, May 13-15.
  38. Sandberg, D., Kutnar, A., and Mantanis, G., (2017). Wood modification technologies-a review, Iforest-Biogeosciences and Forestry, 10(6), 895-908, DOI: 10.3832/ifor2380-010
  39. Sevim Korkut, D., and and Hızıroğlu, S., (2014). Experimental test of heat treatment effect on physical properties of red oak (Quercus falcate Michx.) and southern pine (Pinus taeda L.), Materials, 7(11), 7314-7323, DOI: 10.3390/ma7117314
  40. Şen, S., and Hafızoğlu, H., (2001). The effects on the environment of some chemicals used in wood protection, National Industry – Environment Symposium and Gallery, Mersin, 25-27 April 2001, 753-758.
  41. Şimşek Türker, Y., Kılınçarslan, Ş., and Işıldar, N., (2024). Numerical and experimental behavior of fiber reinforced polymer type and layer number effect on the flexural properties of heat-treated black pine wood, Journal of the Indian Academy of Wood Science, 21(2), 279-289, DOI: 10.1007/s13196-024-00347-0
  42. Toker, H., (2007). Borlu bileşiklerin ağaç malzemenin bazı fiziksel mekanik ve biyolojik özelliklerine etkilerinin belirlenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye
  43. Tomak, E. D., Viitanen, H., Yildiz, U. C., and Hughes, M., (2011). The combined effects of boron and oil heat treatment on the properties of beech and Scots pine wood. Part 2: Water absorption, compression strength, color changes, and decay resistance, Journal of Materials Science, 46(3), 608-615, DOI: 10.1007/s10853-010-4860-2
  44. Winandy, J. E., (1997). Effects of fire retardant retention, borate buffers, and redrying temperature after treatment on thermal-induced degradation, Forest Products Journal, 47(6), 79-86
  45. Won, K. R., Kim, T. H., Hwang, K. K., Chong, S. H., Hong, N. E., and Byeon, H. S., (2012). Effect of heat treatment on the bending strength and hardness of wood, Journal of the Korean Wood Science and Tech., 40(5), 303-310, DOI: 10.5658/WOOD.2012.40.5.303
  46. Yıldız, S., Gezer, E.D., and Yıldız, U. C., (2006). Mechanical and chemical behaviour of spruce wood modified by heat, Building and Environment, 41(12). 1762-1766, DOI: 10.1016/j.buildenv.2005.07.017
  47. Zelinka, S. L., Altgen, M., Emmerich, L., Guigo, N., Keplinger, T., Kymäläinen, M., Thybring, E. E., and Thygesen, L. G., (2022). Review of wood modification and wood functionalization Technologies, Forests, 13(7), 1004, 1-46, DOI: 10.3390/f13071004
  48. Zhang, J. W., Liu, H. H., Yang, L., Han, T. Q., and Yin, Q., (2020). Effect of moderate temperature thermal modification combined with wax impregnation on wood properties, Applied Sciences, 10(22), 8231, 1-12, DOI: 10.3390/app10228231