DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 71 <-- 71 --> PDF |
IZVORNI ZNANSTVENI ČLANCI – ORIGINAL SCIENTIFIC PAPERSŠumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 185-191 UDK 630* 812 + 813 (001) Fraxinus excelsiorL. USPOREDBATEHNIČKIH SVOJSTAVATERMIČKI MODIFICIRANOG I RECENTNOG DRVAJASENA(Fraxinus excelsior L.) SOME PHYSICALAND MECHANICAL PROPERTIES OF RECENT AND HEATTREATEDASH – Fraxinus ExcelsiorL. Slavko GOVORČIN*, Tomislav SINKOVIĆ*, Richard HRČKA** SAŽETAK: Obrada jasena (Fraxinus excelsiorL.) na temperaturi od 200 oC uzrokovala je značajne promjene tehničkih svojstava odnosno fizikalnih i mehaničkih svojstava, tako obrađenog drva. Gustoća jasenovine u apsolutno suhom stanju signifikantno je manja od gustoće recentne. Ista je pojava uočena i kod utezanja u radijalnom i tangencijalnom smjeru i također volumnog utezanja. Istraživana mehanička svojstava: čvrstoće na tlak u longitudinalnom smjeru, statič ke čvrstoće na savijanje, tvrdoće u longitudinalnom, radijalnom i tangencijalnom smjeru toplinski obrađene jasenovine, također su signifikantno manja od recentne. Obrada jasenovine na visokoj temperaturi polučila je drvo veće dimenzionalne stabilnosti, odnosno manjih veličina linearnih i volumnog utezanja, ali manjih mehaničkih svojstava jasenovine. Ključne riječi:jasen (Fraxinus ExcelsiorL.), termički modificirano drvo, recentno drvo, tehnička svojstva, fizikalna svojstva, mehanička svojstva dr va UVOD – Introduction Drvokaoprirodnipolimerprimarnojeizgrađenoodčajnija promjena fizikalnih svojstava uslijed visokih trimakromolekularnekomponente: celuloze, hemicelu-temperatura veća je dimenzijska stabilnost, odnosno lozeilignina (KollmannF, CoteW1968).Reak-manja higroskopnost drva (Tjeerdsmaetal. 1998, tivne hidroksilne grupe u polimerima stjenki gradbenihKotilainen2000, Yildiz2002, Roussetet al. stanica drva utječu na većinu kemijskih i fizikalnih svoj-2004). Uz poboljšanje navedenih fizikalnih svojstava stava drva. Povećanje dimenzione stabilnosti, jed no je oddolazi do pada mehaničkih svojstva kod drva tretiranog značajnih fizikalnih svojstava drva. Na tom po lju u pro -visokim temperaturama. Istraživanja statičke čvrstoće teklih nekoliko desetljeća provedena su relevantna is tra-na savijanje (Yildizetal. 2002) pokazuju da dolazi do živanja (Stamm1964,Hillis1984,Rowell1983,pada čvrstoće kod toplinski obrađenog drva. Veličina Rowell1984,Kumar1994,Militzetal. 1997). pada ovisi o vrsti drva, maksimalnoj temperaturi i vre menu koliko je drvo bilo izloženo visokoj temperaturi Temperatura veća od 180 oC uzrokuje u drvu zna( Vernois2001). Istraživanja provedena do poslije čajne promjene kemijskih svojstava (Tjeerdsmaet al. dnjeg desetljeća, omogućila su razvoj četiri Europska 1998,Kotilainen2000), a kod temperatura većih od postupka za tretiranje drva visokim temperaturama 200 oC dolazi do pirolize makromolekula u staničnim (Rapp2001).Industrijska primjena tih postupaka po stjenkama drva. Visoke temperature smanjuju učešće većala je primjenu temperaturno tretiranog drva. hemiceluloza (Roussetetal. 2004). Učešće hemiceluloza u staničnoj stjenci veće je kod listača u odnosu naCilj ovog istraživanja je određivanje razlika nekih četinjače. Tretiranjem listača visokim temperaturamafizikalnih i mehaničkih svojstava termički modificiraone gube više mase nego četinjače. Druga mnogo zna-nog i recentnog drva. Drvo koje se koristilo u istraživa nju bilo je jasen (Fraxinus excelsiorL.), srušeno u Otoku, regija Slavonija, Hrvatska. Toplinski tretirana jasenovina interesantna je iz dva Sveučilište u Zagrebu, Šumarski fakultet *Doc. dr. sc. Slavko Govorčin, doc. dr. sc. Tomislav Sinković, razloga. Povećanje dimenzionalne stabilnosti i trajnosti **Richard Hrčka, Faculty ofWood Science, Technical Universizy, te izjednačavanje boje uslijed česte pojave neprave srži. Zvolen, Slovakia |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 72 <-- 72 --> PDF |
. ( B C S 3 S 1 F S 2 S 4 H Legenda: F-uzorci za fizikalna svojstva, C–uzorci za čvrstoću na tlak paralelno s vlakancima, B-uzorci za statičku čvrstoću na savijanje, H–uzorci za tvrdoću poprečnog, radijalnog i tangencijalnog presjeka, S1 i S3–srednjača recentne jasenovine, S2 i S4–srednjača toplinski obrađene jasenovine. Key: F – samples for physical properties, C– samples for compression strength parallel to the grain, B– samples for static bending strength, H– samples for hardness of transversal, radial and tangential cut, S1 and S3 – recent ash heart board, S2 and S4 – heat treated ash heart board Slika 1.Pozicije uzoraka za određivanje fizikalnih i mehaničkih svojstva na srednjačama. Figure 1Sample positions for determining physical and mechanical properties on heart boards Izrađen je maksimalno mogući broj uzoraka za sva ko12 % sadržaja vode u uzorcima, a sadržaj vode kod uzofizikalno i mehaničko svojstvo u radijalnom smjeru, od-raka iz toplinski obrađene jasenovine iznosio je 4 %. nosno od srca ka kori. Određivana su maksimalna uteza-Radi mogućnosti usporedbe rezultata određivanja mehanja u radijalnom i tangencijalnom smjeru, maksimalnoničkih svojstava vrijednosti istih su preračunavane na volumno utezanje, gustoća u apsolutno suhom stanju,sadržaj vode od 4 % za recentnu i 12 % za toplinski nominalna gustoća i sadržaj vode nakon četrnaestodne-obra đenu jasenovinu. Korekcijski faktor za povećanje, vnog potapanja u vodi, od fizikalnih svojsta va. Istraži-odnosno smanjenje me haničkih svojstava drva korišten vanje fizikalnih svojstava recentne i toplinski obrađeneje prema Forest Product Laboratory, Madison. Uspored jasenovine obavljeno je prema važećim normama. Odre-ba srednjih vrijednosti fizikalnih i mehaničkih svojstava đi vana je čvrstoća na tlak paralelno s vlakancima, stati-recentne i toplinski obrađene jasenovine obavljena je čka čvrstoća na savijanje, tvrdoća u longitudinalnom,prema Mann-Whitney testom, uz pomoć računalnog stara dijalnom i tangencijalnom smjeru. Istraživanje meha-tističkog programa Statistica. nič kog svojstva recentne jasenovine obavljeno je kod REZULTATI I DISKUSIJA– Results and Dissucion MAKROSKOPSKE KARAKTERISTIKE – Macroscopic Characteristics Statističke vrijednosti rezultata istraživanja ma kroskopskih karakteristika jasenovine prikazani su u tabli ci1. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 75 <-- 75 --> PDF |
S. Govorčin, T. Sinković, R. Hrčka: USPOREDBATEHNIČKIH SVOJSTAVATERMIČKI MODIFICIRANOG ...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 185-191 Tablica 3.Prikaz statističkih vrijednosti čvrstoće na tlak u longitudinalnom smjeru i statičke čvrstoće na savijanje recentne i toplinski obrađene jasenovine. Table 3 Survey of statistical values of compression strength in longitudinal direction and static bending strength of recent and heat treated ash. recentna jasenovina –Recent ashtoplinski obrađena jasenovina –Heat treated ash . b 4 % . b 12 % . 4% . 12 % . 12 % . 4% . b 12 % . b 4% MPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPa 37373939N35353737 108,981,759,940,5MIN25,251,226,438,8 138,6103,772,048,6AVE30,762,453,979,3 167,4125,585,357,6MAX38,979,272,8111,3 15,0911,366,614,47SD3,457,3610,5715,54 227,67129,0443,7119,95VAR11,8854,13111,71241,50 Legenda:. – čvrstoćanatlakulongitudinalnomsmjerukod12 % sadržajavode,. – čvrstoćana tlakulongitudina 12 % 4 % lnomsmjerukod12 % sadržajavode,. – statička čvrstoća na savijanje kod 12 % sadržaja vode i. – statička čvr b12 % b4% stoća na savijanje kod 4 % sadržaja vode Key:. 12 %– compression strength in longitudinal direction with water content of 12 %, . 4 %– compression strength in longitudinal direction with water content of 12 %, .b 12 %– static bending strength with water content of 12 % and .b 4%– static bending strength with water content of 4 % Tablica 4.Prikaz statističkih vrijednosti tvrdoće u longitudinalnom, radijalnom i tangencijalnom smjeru recentne i toplinski obrađene jasenovine. Table4 Survey of statistical values of hardness in longitudinal, radial and tangential direction of recent and heat treated ash. recentna jasenovina –Recent ashtoplinski obrađena jasenovina –Heat treated ash H T 4 % H T H R H R H L 12 %4%12 %4% H L 12 % H L H L H R H R H T H T 12 %4%12 %4%12 %4% NNNNNNNNNNNN 333325251616N121220202525 512042675916493095727252MIN279242203512439035314414 7027585674346195111308432AVE579287544781597643385430 8422701899238269131339950MAX7282110065970746351546554 81267710498741013768SD13712073693866474599 Legenda: H– tvrdoćaulongitudinalnomsmjerukod12 % sadržajavode, H– tvrdoćaulongitudinalnomsmjerukod L12 % L4 % 4 % sadržajavode, H– tvrdoćau radijalnom smjerukod12 % sadržajavode, H– tvrdoćau radijalnom smjerukod R12 % R4% 4 % sadržajavode, H– tvrdoćau tangencijalnom smjerukod12 % sadržajavodei H– tvrdoćau tangencijalnom T12 % T4 % smjerukod4 % sadržajavode Key: HL12 %– hardness in longitudinal direction with water content of 12 %, HL4 %– hardness in longitudinal direction with water content of 4 %, HR12 %– hardness in radial direction with water content of 12 %, HR 4 %– hardness in radial direction with water content of 4 %, HT12 %– hardness in tangential direction with water content of 12 % and HT4 %– hardness in tangential direction with water content of 4 % Tvrdoća recentne jasenovine u svim smjerovima iIzneseni postoci većih vrijednosti mehaničkih svojkod oba sadržaja vode veća je od tvrdoće toplinskistava recentne jasenovine od toplinski obrađene jaseobra đene jasenovine. Tvrdoća u longitudinalnom smje -novine kod 12 % i 4 %, ukazuju da su slični kod 12 % i ru recentne jasenovine kod 12 % sadržaja vode veća je4 %. Sličnost tih postotaka ukazuje da korekcijski koeza 31,3 %, a kod 4 % sadržaja vode za 21,3 % od tvrdo -ficijenti za preračunavanje mehaničkih svojstava na će toplinski obrađene jasenovine. U radijalnom smjerurazličite zadržaje vode zadovoljavajući i za toplinski tvrdoća recentne jasenovine kod 12 % sadržaja vodeobrađenu jasenovinu. veća je za 22,8, a kod 4 % sadržaja vode za 19,6 % od tvr doće toplinski obrađene jasenovine. Tvrdoća u tangencijalnom smjeru recentne jasenovine kod 12 % sadržaja vode veća je za 25,9 %, a kod 4 % sadržaja vode za 22,7 % od tvrdoće toplinski obrađene jasenovine. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 76 <-- 76 --> PDF |
S. Govorčin, T. Sinković, R. Hrčka: USPOREDBATEHNIČKIH SVOJSTAVATERMIČKI MODIFICIRANOG ...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 185-191 ZAKLJUČCI – Conclusions Provedeno istraživanje nekih fizikalnih i mehanič kih svojstava recentnog jasena (Fraxinus excelsiorL.) i to plinski obrađenog na 200 oC pokazuju dijametralno različite vrijednostiistraživanih svojstava. Raspored gus toće u apsolutno suhom stanju u radijalnom smjeru toplinski obrađene jasenovine odstupa od rasporeda ka kav je uobičajen za recentnu jesenovinu. Gubitak ma se uz relativno konstantan volumen uzoraka evidentan je u radijalnom smjeru, a posebno u dijelu srca. Sred nja vrijednost gustoće u apsolutno suhom stanju recentne jasenovine veća je za 8,4 % od toplinski obrađene. Utezanja u radijalnom, tangencijalnom smjeru i volumno utezanje recentne jasenovine veće je od toplinski obrađene. Utezanje u radijalnom smjeru za 70 %, u tangencijalnom smjeru za 62,2 % i volumno utezanje za 63,7 %. Sva navedena fizikalna svojstva recentne jasenovine signifikantno se razlikuju od toplinski obrađene. Istraži- LITERATURA Bourgois,J., MC. Bartholin, R. Guyonnet 1989: Thermal treatment of wood: analysis of the obtained product.Wood Sci Technol 23 (4): 303–310 Buro, A.1954: DieWirkung von Hitzebehandlungen auf die Pilzresistenz von Kiefern- und Buchenholz. Holz Roh-Werkstoff 8: 297–304. Finnish Thermo Wood Association. 2003: Thermo Wood Handbook. Helsinki, Finland. Hillis,WE. 1984: High temperature and chemical effects on wood stability. Part 1, General considerations. Wood Sci Technol 18: 281–293. Kollmann,F.,W.Cote,1968: Principles ofWood Science andTechnology 1. Solid Wood. Springer, Heidelberg. Kollmann,F.,P. Topf,1971: Exothermic reactions of wood at elevated temperatures. J Fire Flammability 2: 231–239. RuyterHP(1989) PLATO-process. Netherland, No. 89-203170.9. Kotilainen, R.2000: Chemical Changes in wood during heating at 150–260 oC. Ph.D.Thesis, Javaskyla University, Finland. Yildiz,S., G. Colacoglu,UC. Yildiz, ED. Gezer, A.Temiz,2002: Efects of heat treatment of modulus of elasticity of beech wood. IRG/WP02-40222. Kumar, S.1994: Chemical modification of wood. Wood Fiber Sci 26 (2): 270–280 Militz,H., EJP. Beckers,WJ. Homan,1997: Mo dification of solid wood: Research and po vana mehanička svojstva recentne jasenovine također su signifikantno veća od mehaničkih svojstava toplinski obrađene. Čvrstoća na tlak u longitudinalnom smjeru re centne jasenovine veća je za 36,8 %, statička čvrstoća na savijanje veća je za 48 %, tvrdoća u longitudinalnom smjeru (poprečni presjek) veća za 31,3 %, tvrdoća u radijalnom smjeru (tangencijalni presjek) veća za 22,8 % i tvrdoća u tangencijalnom smjeru (radijalni presjek) veća za 25,9 % od navedenih mehaničkih svojstava toplinski obrađene jasenovine na 200 oC. Sva istraživana mehanička svojstva recentne jasenovine signifikantno se razlikuju od istih svojstava toplinski obrađene. Dimen zionalna stabilnost jasenovine pri takvom režimu to plinske obrade rezultirala je povećanom dimenzijskom stabilnošću, ali su istraživana mehanička svojstva signifikantno manja. – References tential. International Research Group in Wood Preservation, Document No IRG/WP97-40098. Rapp,AO. 2001: Review on heat treatments of wood. COSTAction E22 – Environmental of wood protection, Antibes(France). Rosset,P.,P.Perre,and P.Girard,2204: Modification of mass transfer properties in poplar wood (P.Robusta) by a termal treatment at high temperature. Holz Roh-Werkst 62: 113–119. Rowell,RM. 1983: Chemical modification of wood. Forest ProdAbstr 6 (12): 363–382. Rowell,RM. 1984:The chemistry of solid wood. Ame rican Chemical Society, Washington DC 84. Stamm,AJ. 1946: Heat-stabilized wood. Ind Eng Chemistry 38(6): 630–634. Stamm,AR. 1964:Wood and cellulose science. Roland Press, USA, Chapter 19, pp 312–342. Stamm,AJ. 1956:Thermal degradation of wood and cellulose. Ind Eng Chem 48:413-417. Tjeerdsma, BF, M. Boonstra,A. Pizzi, P. Tekely, H.Militz,1998: Caracterisation of termally modified wood: molecular reasons for wood performance improvement. Holz Roh- Werkst 56 (3): 149–153. Vernois, M.2001: Heat treatment of wood in France-state of the art. Proceedings of Special Seminar “Review on heat treatments of wood”, Antibes, France. Yildiz, S.2002: Efects of heat treatment on water repellence and antiswelling efficiency of beech wood. IRG/WP02-40223. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 73 <-- 73 --> PDF |
S. Govorčin, T. Sinković, R. Hrčka: USPOREDBATEHNIČKIH SVOJSTAVATERMIČKI MODIFICIRANOG ...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 185-191 Tablica 1.Prikaz statističkih vrijednosti makroskopskih karakteristika jasenovine. Table 1Survey of statistical values of ash macroscopic characteristics sjever –Northjug –South UKD –SLTŠg –GRWŠg –GRWUKD –SLT %mmmm% 4848N5252 42,92,0MIN2,247,7 68,35,0AVE4,870,6 85,58,5MAX9,887,10 12,211,87SD1,928,97 148,983,51VAR3,6880,41 Legenda: .godaiUKD– Šg-širina učešćezonekasnogdrva Key: GRW – growth-ring width and LWP – latewood percentage SLT – share of late trees zone FIZIKALNASVOJSTVA– Phisical Properties Statističke vrijednosti rezultata istraživanja fizikal-prikazani su u tablici 2. nih svojstava recentne i toplinski obrađene jasenovine Tablica 2.Prikaz statističkih vrijednosti za fizikalna svojstva recentne i toplinski obrađene jasenovine. Table 2Survey of statistical values for physical properties of recent and heat treated ash recentna jasenovina –Recent ashtoplinski obrađena jasenovina –Heat treated ash . w . 0 Wß r max ß t max ß v max ß v max ß t max ß r max W. o . w g/cm 3 g/cm 3 %%%%%%%%g/cm 3 g/cm 3 767676767676N717171717171 0,9390,585764,64,512,3MIN4,02,60,8530,5440,838 1,0270,655867,09,015,7AVE5,73,42,1630,6000,918 1,1040,72110211,813,120,7MAX7,74,54,4750,6580,998 0,03290,03425,31,891,821,88SD0,630,400,545,70,02930,0305 0,00110,001127,73,583,313,55VAR0,400,160,2932,00,00090,0009 Legenda: .– gustoćanakon četrnaestodnevnogpotapanjauvodi, .– gustoća u apsolutno suhom stanju,W– sadržaj vode .o w nakon četrnaestodnevnog potapanja, ß– totalno radijalno utezanje, ß– totalnotangencijalnoutezanjeiß– totalno rmaxtmaxvmax volumnoutezanje Key: .– density after a fortnight of water soaking, .o– density in absolutely dry condition, W– water content after a w fortnight of soaking, ß–total radial shrinkage, ßt max–total tangential shrinkage and ß–total volume shrinkage r maxv max Srednje vrijednosti istraživanih fizikalnih svojstavaSrednja vrijednost sadržaja vode nakon potapanja rerecentne jasenovine veće su od srednjih vrijednosti to-centne jasenovine veća je za 26,7 % od srednje vrijedplinski obrađene jasenovine, što je vidljivo u tablici 2.nosti sadržaja vode nakon potapanja toplinski obrađene Raspored gustoća u apsolutno suhom stanju u radijalnom smjeru recentnog jasena Density distribution in absolutely dry condition in radial direction of recent ash Gustoća u apsolutno suhom stanjuDensity in absolutely dry condition (g/cm3 ) Starost (god) – Age (years) Slika 2.Raspored gustoće u apsolutno suhom stanju u radijalnom smjeru za recentnu jasenovinu. Figure 2Density distribution in absolutely dry condition in radial direction for recent ash |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 74 <-- 74 --> PDF |
S. Govorčin, T. Sinković, R. Hrčka: USPOREDBATEHNIČKIH SVOJSTAVATERMIČKI MODIFICIRANOG ...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 185-191 jasenovine. Srednja vrijednost gustoće u sirovom sta-veća je za 70 % od srednje vrijednosti kod toplinski nju nakon potapanja recentne jasenovine veća je zaobra đenog drva. Kod totalnog tangencijalnog utezanja 10,6 % od iste vrijednosti gustoće u sirovom stanju to-taj odnos je 62,2 %, a kod totalnog volumog utezanja plinski obrađene jasenovine. Gustoća u apsolutno su -63,7 %. Kod svih istraživanih fizikalnih svojstava sred hom stanju recentne jasenovine veća je samo za 8,4 %nje vrijednosti recentne i toplinski obrađene jasenovine od toplinski obrađenog drva. Razlike srednjih vrijedno-signifikantno se razlikuju. Na slici 2. prikazan je rasposti totalnih utezanja u radijalnom i tangencijalnomred gustoće u apsolutno suhom stanju u radijalnom smje ru i volumnog utezanja su velike. Srednja vrijed-smje ru za recentnu jasenovinu. nost totalnog radijalnog utezanja recentne jasenovine Raspored gustoća u apsolutno suhom stanju u radijalnom smjeru toplinski obrađenog jasena Density distribution in absolutely dry condition in radial direction of heat treated Ash Gustoća u apsolutno suhom stanjuDensity in absolutely dry condition (g/cm3 ) Starost (god) – AGE (years) Slika 3.Raspored gustoće u apsolutno suhom stanju u radijalnom smjeru za toplinski obrađenu jasenovinu. Figure 3Density distribution in absolutely dry condition in radial direction for heat treated ash Na slici 3. prikazan je raspored gustoće u apsolutno suhom stanju u radijanom smjeru za toplinski obrađenu jasenovinu. Slika 2. pokazuje očekivani raspored gustoće u apsolutno suhom stanju u radijalnom smjeru jasenovine, s obzirom da ona spada u grupu prstenasto poroznih vrs ta listača. Gustoća u apsolutno suhom stanju od srca ka MEHANIČKASVOJSTVAStatističke vrijednosti rezultata istraživanja čvrs to će na tlak u longitudinalnom smjeru i statičke čvrstoće na savijanje recentne i toplinski obrađene jasenovine prikazani su u tablici 3. Statističke vrijednosti prikazane su kod 12 % i 4 % sadržaja vode, kako bi se provjerilo da li korekcijskii faktori za preračunavanje me haničkih svojstava daju iste odnose mehaničkih svoj stava kod 12 % i 4 % sadržaja vode za toplinski obra đenu jasenovinu, u odnosu na recentnu jasenovinu gdje ti korekcijski faktori daju pouzdane vrijednosti. Srednje vrijednosti čvrstoće na tlak u longitudinalnom smjeru i statičkog savijanja recentne jasenovine veće su od istih vrijednosti toplinski obrađene jasenovine kod sadržaja vode od 12 % i 4 %. Čvrstoća na tlak u longitudinalnom smjeru recentne jasenovine kod kori je u opadanju kod recentne jasenovine. Slika 3. pokazuje da je gubitak mase uz isti volumen uzoraka veći u zoni srca, a trend rasporeda gustoće u apsolutno su hom stanju više ne pokazuje očekivani raspored gus to ća u apsolutno suhom stanju kod toplinski obrađene ja senovine. – Mechanical Properties 12 % sadržaja vode veća je za 36,8 % i 13,3 % kod sadržaja vode od 4 % nego toplinski obrađene jasenovine. Kod statičke čvrstoće na savijanje također re cent na jasenovina ima veću srednju vrijednost kod 12 % sa držaja vode za 48 % i 42,8 % kod sadržaja vode 4 % od toplinski obrađene jasenovine. Statistički se srednje vrijednosti čvrstoće na tlak u longitudinalnom smjeru i statičkog savijanja recentne jasenovine i toplinski obra đene jasenovine signifikantno razlikuju. Statističke vrijednosti rezultata istraživanja tvrdoće u longitudinalnom, radijalnom i tangencijalnom smjeru recentne i toplinski obrađene jasenovine prikazani su u tablici 4. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 77 <-- 77 --> PDF |
S. Govorčin, T. Sinković, R. Hrčka: USPOREDBATEHNIČKIH SVOJSTAVATERMIČKI MODIFICIRANOG ...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 185-191 SUMMARY: The aim of this paper is to study differences in some physical and mechanical properties of heat treated and recent wood. Wood used in this research was ash (Fraxinus excelsiorL.) from the area of Otok, region of Slavonia in Croatia. The felled tree was 85 years old with the diameter at breast height of 53 centimetres. A heart board was made from the tree trunk in the north-south direction, 4 metre long and 6 centimetres thick. The heart board was dried naturally with an average water content of 12 %. The heart board was sawn in four equal parts so that four heart boards were obtained – each 1 metre long. Looking from stump to top of the tree, the first and third heart boards were not heat treated and they were used for establishing the properties of recent ash. From the above four heart boards, samples were made for determining macroscopic, physical and mechanical properties of recent and heat treated ash. Treatment of ash (Fraxinus excelsiorL.) at the temperature of 200 oC caused significant changes of technical properties relatively physical and mechanical properties of the treated wood. Maximum possible number of samples was made for each physical and mechanical property in radial direction, i.e. from heart to bark. Maximum shrinkage was determined in radial and tangential direction, as well as maximum volume shrinkage, density in absolutely dry condition, nominal density and water content after a fortnight of soaking in water of physical properties. Determination was also made of compression strength parallel to the grain, static bending strength, hardness in longitudinal, radial and tangential direction. The investigation of some physical and mechanical properties of recent ash (Fraxinus excelsiorL.) and heat treated ash at 200 oC show diametrically different values of investigated properties. The investigation of mechanical properties of recent ash was carried out on samples with water content of 12 %, while the water content of the heat treated ash samples was 4 %. In order to be able to compare the results of mechanical properties, their values were converted to the water content of 4 % for recent ash and 12 % for heat treated ash. For increasing or decreasing mechanical properties of wood, correction factor was used in accordance with Forest Product Laboratory, Madison. The comparison of mean values of physical and mechanical properties of recent and heat treated ash was carried out in accordance with Mann-Whitney test with the help of statistical software Statistica. Density distribution in absolutely dry condition in radial direction of heat treated ash deviates from the distribution common for recent ash. The loss of mass with a relatively constant sample volume is evident in radial direction, and especially in the heart section. Mean value of density in absolutely dry condition of recent ash is higher by 8.4 % than density of heat treated ash. Shrinkage in radial and tangential direction and volume shrinkage of recent ash are higher that shrinkage in heat treated ash. Shrinkage in radial direction is higher by 70 %, in tangential direction by 62.2 % and volume shrinkage by 63.7 %. All above said physical properties of recent ash are significantly different from physical properties of heat treated ash. The investigated mechanical properties of recent ash are also significantly higher than mechanical properties of heat treated ash. Compression strength in longitudinal direction of recent ash is higher by 36.8 %, static bending strength is higher by 48 %, hardness in longitudinal direction (cross-cut) is higher by 31.3 %, hardness in radial direction (tangential cut) is higher by 22.8 % and hardness in tangential direction (radial cut) is higher by 25.9 % than the stated mechanical properties of heat treated ash at 200 oC. All investigated mechanical properties of recent ash differ significantly from these properties of heat treated ash. Dimensional stability of ash under such regime of heat treatment resulted in increased dimensional stability, and however the investigated mechanical properties are significantly lower. The above said percentages of higher values of mechanical properties of recent ash than of heat treated ash with water content of 12 % and 4 % indicate that they are similar at 12 % and 4 %. The similarity of these percentages indicates that the correction coefficients for calculating mechanical properties at different water contents is also satisfactory for heat treated ash. |