Ahşap bir malzemenin özgül ağırlığı; Malzemenin Ağırlığı, Çalışması, Isı değeri, sertliği, aşınması, direnç ve işlenme kabiliyeti gibi özellikleri hakkında fikir vermektedir. Özgül ağırlık, herhangi bir maddenin ağırlığının hacmine bölünmesi ile edilir.
Hücre çeperi içerisindeki boşluklarda tutulan suya hücre çeperine bağlı su, lümenlerde tutulan suya ise serbest su denilmektedir.
• Uzun zaman su içerisinde kalan odunun tüm boşlukları su ile dolar. Bu durum “ yaş odun” olarak tarif edilir.
• Yeni kesilmiş bir ağaç odunu içerisinde boşluklarda besi suyu ile bir gaz bulunmaktadır. Bu duruma” taze hal “ denmekte olup ağaç türlerine göre taze hal rutubeti %40-120 arasında değişir
• Serbest su tamamen buharlaşıp odunda yalnız bağlı su kaldığı anda odunun rutubeti lif doygunluğu (LDN) noktasındadır.
• LDN rutubeti ağaç türlerine göre %25-35 arasında değerler almaktadır.
• Ortalama olarak LDN’yi %28 olarak kabul edilmek yanlış değildir.
Odunun, çevresindeki havadan su almasına “absorpsiyon”, bünyesindeki suyu havaya vermesi “desorpsiyon” olarak tanımlanır.
• Odunun bulunduğu ortam ile yaptığı rutubet alışverişi, havanın sıcaklık ve bağıl nemine göre elde edeceği denge rutubetine ulaştığında son bulur.
Desorpsiyon halinde denge rutubetinde sıcaklık 20±2 °C ve bağıl nem %65±5 iken %12 kadar olup bu rutubet durumuna” hava kurusu hal” denir. Higroskopik sınırları olarak belirlenen %0-28 rutubet miktarları arasında odunda hücre çeperine bağlı su kayboldukça selüloz zincirleri birbirine yaklaşarak daralma meydana gelir, aksi durumda ise selüloz zincirleri arasına su doldukça birbirinden uzaklaşarak genişleme olur. odunun yoğunluğu, diğer fiziksel özellikleri , kullanış imkanları hakkında fikir veren önemli bir faktördür.
• Örneğin ağır odunun (yoğunluğu yüksek odun) hafif odundan (yoğunluğu düşük odun) direnci, esnekliği ve sertliği daha fazladır. Aşındırıcı etkilere daha iyi karşı koyar. Odunun ağırlığı ve hacmi, içerisindeki su miktarına göre değişir. Bu nedenle odunun ağırlığı, hacmi ve yoğunluğunun hangi rutubet derecesine göre verildiğinin belirtilmesi gerekir.
Buna göre;
• Tam kuru yoğunluk: d0 = m0 / V0
m0= Tam kuru kütle
V0= Tam kuru yoğunluk
• Hava kurusu yoğunluk: d12 = m12 / V12
m12= Hava Kurusu kütle
V12= Hava Kurusu yoğunluk
Odunun Ağırlığının ve Hacminin Belirlenmesi hususu :
Ağırlık genelde analitik terazilerde 0,0005 gr hassasiyet ile yapılan ölçmeler ile bulunmaktadır. Tam kuru ağırlığın ölçülebilmesi İçin odunun kurutma sistemlerinde 103 +/- 2 C ‘de ağırlığının değişmez duruma gelinceye kadar kurutulması gereklidir. kurutulmuş numuneler daha sonra içerisinde CaCl2 ve P1O5 (Fosfor Peroksit) bulunan desikatörlerde soğutulup hızlıca analitik terazilerde tartılılırlar. Malzemenin hava kurusu ağırlığı ise, numunelerin 20 +/- 2 C ve % 65 +/- 5 bağıl neme sahip iklimlendirme odalarında minimum 28 gün, odun rutubetinin %12’e ulaşması beklendikten sonra analitik terazilerde tartılması ile bulunur. Ayrıca, daldırma metodları ile ahşabın sıvı içerisine daldırılması ve sonrası taşırdığı sıvı ölçülmesi ile hacim belirlenebilmektedir. Bu metod ile şekilleri düzgün olmayan malzeme numunelerinin de hacimleri bulunabilmektedir. Bu işlemlerde sıvı olarak su ve civadan yararlanılmaktadır
Özgül ağırlığı etkileyen Faktörler :
Özgül ağırlığı etkileyen başlıca faktörler olarak; Rutubet miktarı, Odun içerisindeki hücre çeperi ve hava boşluğu oranı , Öz odunun oluşumu ve diğer yabancı maddeler, Dal ve kök odunu, Reaksiyon odunu, İlkbahar ve yaz odununun katılım oranı, Yıllık halka genişliği , ağacın yaşı ve yetiştiği coğrafi konum olarak sıralanabilir.
Malzemenin rutubet miktarının özgül ağırlık üzerine etkisi ile özgül ağırlık ile malzeme rutubeti arasındaki ilişki çok önemlidir. LDN (Lif Doygunluğu Noktası) rutubet dereces iüzerinde malzeme rutubet oranı arttıkça genişleme miktarı oldukça az olacağı için özgül ağırlıkta hızlı bir artış görülür. (LDN)’nin rutubet derecesinin altında olması durumunda ise özgül ağırlığı 1,1 g r/cm 3 den az olan ağaç türlerinde rutubet miktarının artması alinde özgül ağırlıkta artmaktadır. Özgül ağırlığı 1,1 g r/c m 3 den büyük olan malzemelerde ise rutubet miktarının artması ile malzeme ağırlığındaki artış, hacmindeki artıştan daha az olması münasebetiyle özgül ağırlık ta bir azalma ortaya çıkar.
Ladinde yıllık halkaların genişlemesi özgül ağırlığın azalması anlamına gelir. Meşe, Dişbudak gibi halkalı traheli yapraklı ağaçlarda ise tam tersi yıllık halka genişlemesiyle özgül ağırlıkta artış olduğu tespit edilmiştir. Kayın, huş, akçaağaç gibi farklı traheli yapraklı ağaçlarda yıllık halka genişliği ile özgül ağırlık arasındaki ilişki çok sıkı değildir. Yıllık halka genişliğinin özgül ağırlık üzerine etkisi ağaç gövdesinin alt kısmında fazla olmakta, yukarı çıkıldıkça da azalmaktadır.
HALE-PEREM (1965)’e göre reaksiyon odununda normal odunun aksine yıllık halka genişliğinin özgül ağırlık üzerine etkisi yıllık halka genişledikçe özgül ağırlık artmaktadır (BERKEL, 1970).
Ağaç yaşının özgül ağırlık üzerine etkisi özellikle ağaç gövdesinde çevreye doğru daha fazla görülmektedir. Genellikle yaş İlerledikçe gövdede özden çevreye doğru daha dar yıllık halkalar oluşmaktadır.
iğne yapraklı ağaçlarda genç odunda normal odundan daha hafif odun oluşmakta, özden çevreye gidildikçe ağırlaşmaktadır.
Yapraklı özellikle halkalı traheli ağaç türlerinde ise genç odun kısmında özgül ağırlık yüksek, çevreye doğru gittikçe yıllık halkaların daralması ve yaşın artması ile özgül ağırlık azalmaktadır.
Özgül ağırlık ve Hacim ağırlık değeri çeşitli ağaç türü odunlarında farklı olduğu gibi, aynı ağaç türünde ve gövdesinde de yatay ve dikey yönde de farklılıklar göstermektedir
Aynı ağaç türünde geniş lümenli, ince çeperli hücrelerin katılım oranlarının yüksek olması halinde özgül ağırlık düşük, kalın çeperli, dar lümenli hücrelerin katılım oranlarının yüksek olması halinde ise özgül ağırlık fazla bulunmaktadır. Her nekadar aynı ağaç türü odunu belli bir yapıya sahip isede Özgül ağırlığı ve hacim yoğunluk değeri iki sınır değeri arasında farklılıklar göstermektedir. (BERKEL, 1970).
Yeryüzündeki ağaçlarda Özgül ağırlıklar 0,07 -1,23 g r/cm 3 arasında değişmektedir.
BERKEL,1970 – Çeşitli ağaç türlerinin tam kuru özgül ağırlığın ortalama ve sınır değerleri ile hacim ağırlık değerleri.
Odunun daralma ve genişleme miktarı özgül ağırlık ile orantılı olup, genellikle özgül ağırlık arttıkça ağır odunlar hafiflere göre hücre çeperine daha fazla su alıp verebildiklerinden daralma ve genişleme miktarı artmaktadır (KOLLMANN – CÖTfî, 1968).
Ahşap liflerindeki hücre yapısı
Muhtelif ahşapların enine ve boyuna kesiti
GOHRE 1961 – Bazı ağaç türlerinin tam kuru ve Hava Kurusu aldeki özgül ağırlıkları.
Odunun hücre yapısı dolayısıyle içerisinde hava boşluğa bulunduğu için iyi bir ısı yalıtkanıdır.
Odunun özgül ağırlığı arttıkça ısı iletkenliği katsayısı da artmaktadır. Odunun ısı değeri özgül ağırlığı ve içindeki reçine, tanen, lignin ve rutubet miktarı ile değişmekte, özgül ağırlık arttıkça ısı değeride artmaktadır. özgül ağırlığın artması ile radyal ve teğet yöndeki termik genişlemede doğru orantılı olarak artmaktadır (KOLLMANN, 1951).
Odunda özgül ağırlığın artması ile dielektrik sabitesi, sesin yayılmasına karşı gösterdiği direnç ve ses absorbsiyon değeri yükselmekte, elektriksel direnç ve tutunma sürtünmesi azalmaktadır
Odunda elastikiyet modülü özgül ağırlığın artması ile yükselmekte ve aralarında doğru orantılı ilişki bulunmaktadır. Genel olarak bütün ağaç türlerinde odunun özgül ağırlığı arttıkça direnç özellikleride artmaktadır.
KNIGGE – SCHULZ (1966) a göre odunda özgül ağırlık statik dirençler içerisinde, en fazla çekme direncini, sonra eğilme, daha sonra makaslama, en az da basınç direncini etkilem ektedir. özgül ağırlığın artması ile yarılma direnci yapraklı ağaçlarda iğne yapraklılara göre daha fazla artmaktadır. özgül ağırlığm artması ile burulma direncide doğru orantılı olarak artmaktadır.
BERKEL (1960) tarafından Doğu Lâdini ve BERKEL – BOZKURT – GÖKER (1969) tarafından Meşelerde yapılan araştırmalarda Brinell sertlik ile özgül ağırlık arasında doğru orantılı ilişki bulunmaktadır. Ayrıca odunun işlenme özellikleri özgül ağırlık ile değişmekte, kural olarak ağır odunlar daha iyi işlenmekte ve daha düzgün yüzey vermektedir. Fakat ağır odunların işlenmesinde daha çok kuvvet tüketilmektedir (KURTOĞLU, 1981).
Ahşaptaki frekansı ölçmenin bir yöntemi LUCCHIMETER’dir. LUCCHIMETER bir ölçüm aletidir. Bahse konu aletin işlevi ile alakalı hesaplamalar kendi web sayfasında görülebilir.
Bir diğer metodu bir örnek ile açıklamaya çalışacağız;
Yüzeyi alanı ( 1,2)= (( a + c )/2)* b
Ahşabın hacmi = (( yüzey1 + yüzey2 )/2)* d formülü ile bulunur.
Yukarıdaki şekilde örneğimiz bie hazır keman ahşabının çizimidir. Ahşap ortadan kesildikten sonraki ölçüleri şöyle gösterebiliriz;
H=a/2 ; W=b ; L=d
Örneğimizde; bir plakanın ölçüleri H=1.3 cm, L= 43.75 cm, W=11 cm olsun.
Bu duruma göre acim;
V = HxLxW = 1.3×43.75×11 = 625,6 cm3 bulunur.
Diğer taraftan hassas mekanik terazide ölçümü yapılan ahşap malzemenin ağırlığı 337.3 gr bulunmuş olsun. Budurumda özgül ağırlık;
özgül ağırlık ( y )= ağırlık / hacim = 337.3 / 625.6 = 0.54 gr/cm3 bulunur.
Tipik sonuçlar, ladin için 0,38 – 0,45 ve akçaağaç için 0,50 – 0,60 aralığındadır.
Radyasyon oranı = c/y formülünden bulunur.
Bu formülde c = Sesin hızıdır.
Ses hızı = ( 0.98 x F x L2 ) / ( 100 x H )’dır. Bu formülde;
F = Frekans ( Hz )
L = Ahşap malzemenin boyu ( cm )
H = Ahşap malzemenin kalınlığı ( cm )’dır.
Formüle göre ses hızı ;
C =[0.98 x 447 x ( 43.75×43.75)] / ( 100 x 1.3 ) =6449,80 m/s bulunur.
Radyasyon oranı RR=c/y olduğundan ;
RR = 6449,80 / 540 = 11.9 bulunur.
Bulunan RR değerini aşağıda verilen bilimsel grafiğe göre yorumlayacak olursak; örnekte hesaplaması yapılan akçaağacın yoğunluğunun karşılığı RR değeri ve ses hızı oldukça yukarılarda çıkmaktadır. Bu da bize ahşabın ses hızını geçirmesinin oldukça iyi olduğunu ifade etmektedir.
Ayrıca formülümüzdeki Frekans ( F )’ın tespiti ahşabın tap tonudur. Bu frekansın ölçümü mikrofon, ses ölçme yazılımı ve bir ses çekici yardımı ile yapılır. Ses çekici yerine orta parmağın ikinci boğumu kullanılabilir. Tap tonu sesi elde edebilmek için şöyle bir yol izleyebilirsiniz. Elinizdeki ahşap parçayı eni ve boyu istikametinde izafi olarak dört eşit parçaya ayırdığınızı düşündüğünüzde ilk birinci bölümlemelerin kesişim noktası tap tonu elde elme için vuruş yapacağınız noktadır. Bu işlemi yaparak Tap tonunu 447 Hz olarak bulmuş durumdayız.
Kısaca , Kemanda kullanacağımız ahşap malzemenin fiziksel ve akustik özelliklerine farklı bir bakış açısı getirmiş olduk. Ahşap seçiminde ne kadar bilimsel yaklaşım kullanırsak kullanalım, bu kesin bir ahşap seçim metodu diyebileceğimiz bir çözüm asla yoktur. Doğru ahşap seçimi gerçekten özel tecrübe ve bilgi bilgi birikimi isteyen bir husustur. HER YENİ BİR KEMAN AHŞABI ARAYIŞININ ALTINDA BİR ÖNCEKİ DENEYİM YATAR!
Aralık,1994,Trabzon, Uluer VARDALOĞLU
