Εφαρμογή καινοτόμου μεθόδου εμποτισμού με φυσικό έλαιο ξύλο μαύρης πεύκης και οξιάς, κατασκευή συνδέων από το εμποτισμένο ξύλο και έλεγχος της μηχανικής αντοχής των συνδέων (Development of an innovative preservative treatment method for black pine and beech wood using natural oil, joints construction from treated wood and mechanical test of joints strength) Καραστεργίου Σωτήριος, Μπιρμπίλης Δημήτριος, Κακαράς Ιωάννης, Μπόθος Γεράσιμος, Τσιούκας Θωμάς, Κακάβας Κων/νος Τμήμα Σχεδιασμού και Τεχνολογίας Ξύλου και Επίπλου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών, ΤΕΙ Θεσσαλίας Λάρισα, Ελλάδα karaso@teilar.gr, dmbirmbi@teilar.gr Abstract The objective of this study is the presentation of the appropriate treatment method for black pine (Pinus nigra) and beech (Fagus sylvatica) wood, using rapeseed-oil, as this method was developed from the evaluation of the results came out from the initial work packages of the research program entitled Development of an innovative preservative treatment method using natural oils to improve wood properties. Application to outdoor wood furniture (ARCHIMEDES III). Moreover, the presentation of joints construction (basic mortise and tenon) from treated black pine and beech wood and the determination of joints mechanical strength along with the effect of wood treatment and type of glue (PVA or PU). Mechanical strength of pine wood joints was not significantly reduced and in some cases was also improved by rapeseed oil impregnation. Surface treatment with turpentine improved mechanical strength of rapeseed oil impregnated pine wood joints. Beech wood impregnation led to slightly reduction of joints mechanical strength. Joints glued with PU had higher mechanical strength in most cases. Joints constructed from wood impregnated before mortise and tenon construction had generally higher mechanical strength. Joints constructed from impregnated wood that primarily treated with turpentine, had lower mechanical strength, than the non treated with turpentine joints. Keywords pine wood; beech wood; impregnation; treatment; rapeseed-oil; wood joints; mechanical strength Περίληψη Αντικείμενο αυτής της εργασίας είναι η παρουσίαση της βέλτιστης μεθόδου εμποτισμού με κραμβέλαιο ξύλου μαύρης πεύκης (Pinus nigra) και οξιάς (Fagus sylvatica) όπως προέκυψε από την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των αρχικών πακέτων εργασίας του ερευνητικού προγράμματος με τίτλο "Ανάπτυξη καινοτόμου μεθόδου βελτίωσης των ιδιοτήτων του ξύλου μετά από με φυσικά έλαια. Εφαρμογή έπιπλα εξωτερικού χώρου" (Υποέργο 10 - ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ). Επίσης, η παρουσίαση του τρόπου κατασκευής ξύλινων συνδέων και ο υπολογισμός της μηχανικής αντοχής και συνδέων (κλασσικό μόρσο - εγκοπή) εμποτισμένου ξύλου μαύρης πεύκης και οξιάς ερευνώντας ταυτόχρονα την επίδραση του τρόπου εμποτισμού και την επίδραση του τύπου της συγκολλητικής ουσίας (οξικός πολυβινυλεστέρας - PVA & πολυουρεθάνη - PU) στην αντοχή των συνδέων. Σε γενικές γραμμές διαπιστώθηκε ότι: α) ο ς του ξύλου μαύρης πεύκης δεν επέδρα αρνητικά στη μηχανική αντοχή των συνδέων και κάποιες περιπτώις μάλιστα ήταν εμφανής μια θετική επίδραση του εμποτισμού, β) η επιφανειακή επεξεργασία των εμποτισμένων δοκιμίων μαύρης πεύκης με διαλύτη (τερεβινθέλαιο), βελτίω τη μηχανική αντοχή των συνδέων, γ) ο ς του ξύλου οξιάς επέφερε μια μικρή μείωση στη μηχανική αντοχή των συνδέων, δ) οι συνδέις εμποτισμένου ξύλου οξιάς χωρίς επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη (τερεβινθέλαιο), οι συνδέις που κατασκευάστηκαν με κόλα πολυουρεθάνης καθώς και οι συνδέις με ξύλο εμποτισμένο πριν τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών είχαν μεγαλύτερη μηχανική αντοχή. Λέξεις κλειδιά ξύλο πεύκης; ξύλο οξιάς; ς; κραμβέλαιο; αντοχή συνδέων I. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος με τίτλο "Ανάπτυξη καινοτόμου μεθόδου βελτίωσης των ιδιοτήτων του ξύλου μετά από με φυσικά έλαια. Εφαρμογή έπιπλα εξωτερικού χώρου" (Υποέργο 10 - ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ) διερευνήθηκε η δυνατότητα εμποτισμού ελληνικής ξυλείας μαύρης πεύκης και οξιάς με φυσικό έλαιο (κραμβέλαιο rape oil). Ο ς πραγματοποιήθηκε ειδικό εργαστηριακό θάλαμο εμποτισμού που διαθέτει το Τμήμα Σχεδιασμού και Τεχνολογίας Ξύλου και Επίπλου, του ΤΕΙ Θεσσαλίας (Εικ. 1). Αρχικά, εφαρμόστηκαν διαδοχικά προγράμματα εμποτισμού με συνεχείς τροποποιήις των 7
παραμέτρων ώστε να αναδειχθεί στο τέλος η βέλτιστη μέθοδος εμποτισμού με κραμβέλαιο για κάθε είδος ξυλείας. Μετά από κάθε έγιναν συστηματικές μετρήις του βαθμού κατακράτησης του εμποτιστικού υλικού από το ξύλο, του βάθους διείσδυσης του εμποτιστικού και της διαστασιακής σταθερότητας του εμποτισμένου ξύλου [1]. Ακολούθως, προσδιορίσθηκαν οι φυσικές, μηχανικές και χημικές ιδιότητες εμποτισμένου ξύλου οξυάς και μαύρης πεύκης [2],[3]. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε επιφανειακός χειρισμός εμποτισμένου ξύλου οξυάς και μαύρης πεύκης με διαλύτη και επάλειψη με βερνίκι, και ακολούθη ο προσδιορισμός των ιδιοτήτων του ξύλου μετά τον χειρισμό [4],[5],[6]. Με την ολοκλήρωση των ως άνω πειραματικών διαδικασιών, που περιελάμβαναν μετρήις εργαστηριακές αλλά και μετρήις υπαίθρου, ολοκληρώθηκε η πρώτη φάση του εν λόγω ερευνητικού προγράμματος, δηλαδή τα τρία πρώτα πακέτα εργασίας, και μετά από έλεγχο όλων των εμπλεκόμενων παραμέτρων διαμορφώθηκαν τα βέλτιστα προγράμματα εμποτισμού για ξύλο μάυρης πεύκης και οξιάς. Η επόμενη φάση (προτελευταία) του εν λόγω ερευνητικού προγράμματος, περιελάμβανε την κατασκευή κλασικών συνδέων ξύλου που εφαρμόζονται στην επιπλοποιία (μόρσο εγκοπή), από εμποτισμένο με έλαια και επιφανειακά χειρισμένο ξύλο μαύρης πεύκης και οξυάς. Στις συνδέις αυτές πραγματοποιήθηκαν δοκιμές μηχανικής αντοχής και. Τα αποτελέσματα αυτής της φάσης παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία. Μετά την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων, θα ολοκληρωθούν οι δραστηριότητες της τελευταίας φάσης του εν λόγω ερευνητικού προγράμματος, οι οποίες περιλαμβάνουν το σχεδιασμό και την κατασκευή πραγματικές διαστάις (κλίμακα 1:1) μιας ομάδας επίπλων εξωτερικού χώρου. II. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΗΣ ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΥ ΜΕΘΟΔΟΥ ΕΜΠΟΤΙΣΜΟΥ ΞΥΛΟΥ ΜΑΥΡΗΣ ΠΕΥΚΗΣ ΚΑΙ ΟΞΙΑΣ, ΜΕ ΦΥΣΙΚΟ ΕΛΑΙΟ (ΚΡΑΜΒΕΛΑΙΟ) Μετά την διεξαγωγή των τριών πρώτων πακέτων εργασίας του εν λόγω ερευνητικού προγράμματος και ύστερα από διαδοχικές δοκιμές εμποτισμού, μετρήις ιδιοτήτων και αξιολογήις των αποτελεσμάτων, διαμορφώθηκαν δύο τελικά προγράμματα εμποτισμού (από ένα για κάθε εξεταζόμενο είδος, ήτοι μαύρη πεύκη και οξιά) τα οποία είχαν τη βέλτιστη απόδοση στις εξής παραμέτρους: ικανοποιητικός βαθμός κατακράτησης εμποτιστικής ουσίας (συγκράτηση ελαίου) ικανοποιητικό βάθος διείσδυσης εμποτιστικής ουσίας φυσική διάρκεια (διατήρηση) του ξύλου βελτίωση της διαστασιακής σταθερότητας του ξύλου διατήρηση (ή δυνατόν και βελτίωση) της μηχανικής αντοχής του εμποτισμένου ξύλου διατήρηση (ή δυνατόν και βελτίωση) της ικανότητας συγκόλλησης του εμποτισμένου ξύλου αποτελεσματικός επιφανειακός χειρισμός του εμποτισμένου ξύλου (επάλειψη με βερνίκι) A. Μαύρη πεύκη Το βέλτιστο πρόγραμμα εμποτισμού (Σχ. 1) που διαμορφώθηκε για τη μαύρη πεύκη, μετά τη διεξαγωγή της πρώτης φάσης του εν λόγω ερευνητικού προγράμματος, είναι μια παραλλαγή της μεθόδου των κενών κυττάρων (Lowry) και περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: εισαγωγή δοχείου με ξύλινα δοκίμια στο θάλαμο και ερμητικό κλείσιμο αυτού, αύξηση της πίεσης (3,5 min) στα 3,5 bar και διατήρηση αυτής για 45 min, αφαίρεση πίεσης (4,5 min) για, εφαρμογή κενού 0,6 bar για 40 min, και αφαίρεση υποπίεσης και εξαγωγή ξύλινων δοκιμίων. α/α Πειράματος: 6 ο Ημερομηνία: 11-12-2013 Υλικό εμποτισμού: κραμβέλαιο (Κ) Θερμοκρασία υγρού: 60 ο C Είδη ξύλου: Μ. Πεύκη (Π) Κωδικοί: 3,5 bar time -0,6 bar 3,5 min 45 min 4,5 min 40 min 2 min total time 101 min Σχ. 1. Πρόγραμμα εμποτισμού ξύλου μαύρης πεύκης. Εικ. 1. Θάλαμος εμποτισμού ξυλείας (Τμήμα Σχεδιασμού και Τεχνολογίας Ξύλου Επίπλου, ΤΕΙ Θεσσαλίας). Ο ς ξύλου μαύρης πεύκης με αυτό το πρόγραμμα εμποτισμού δίνει έναν καλό συνδυασμό όλων των επιθμητών ιδιοτήτων και επιτυγχάνει το στόχο του εμποτισμού, δηλαδή τη βελτίωση της διαστασιακής σταθερότητας του ξύλου (μείωση διόγκωσης - μείωση προσρρόφησης νερού) όπως φαίνεται στα σχήματα 2 & 3. 8
7% 6% 5% 4% Γραμμική διόγκωση Μαύρης πεύκης Ο ς ξύλου οξιάς με αυτό το πρόγραμμα εμποτισμού δίνει έναν καλό συνδυασμό όλων των επιθμητών ιδιοτήτων και επιτυγχάνει το στόχο του εμποτισμού, δηλαδή τη βελτίωση της διαστασιακής σταθερότητας του ξύλου (μείωση διόγκωσης - μείωση προσρρόφησης νερού) όπως φαίνεται στα σχήματα 5 & 6. 3% 2% 1% 8 7 6 5 4 3 2 1 B. Οξιά 0 2 8 24 Σχ. 2. Ογκομετρική γραμμική διόγκωση ξύλου μάυρης πεύκης. 0 ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΗ ΥΓΡΑΣΙΑΣ 2 8 24 Σχ. 3. Προσρόφηση υγρασίας από ξυλεία μαύρης πεύκης. Το βέλτιστο πρόγραμμα εμποτισμού (Σχ. 4) που διαμορφώθηκε για την οξιά, μετά τη διεξαγωγή της πρώτης φάσης του εν λόγω ερευνητικού προγράμματος, είναι μια παραλλαγή της μεθόδου των κενών κυττάρων (Lowry) και περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: εισαγωγή δοχείου με ξύλινα δοκίμια στο θάλαμο και ερμητικό κλείσιμο αυτού, αύξηση της πίεσης (3min) στα 3 bar και διατήρηση αυτής για 25min, αφαίρεση πίεσης (6min) για 3min, εφαρμογή κενού 0,6 bar για 40min, και αφαίρεση υποπίεσης και εξαγωγή ξύλινων δοκιμίων. 3 bar -0,6 bar 25 min 6 min total time 82min 40 min 2 min Σχ.4 Πρόγραμμα εμποτισμού ξύλου οξιάς. time 16% 14% 12% 1 8% 6% 4% 2% 6 5 4 3 2 1 Γραμμική διόγκωση Οξιάς 0 2 8 24 0 Σχ. 5. Ογκομετρική γραμμική διόγκωση ξύλου οξιάς. ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΗ ΥΓΡΑΣΙΑΣ 2 8 24 Σχ. 6. Προσρόφηση υγρασίας ξυλείας οξιάς. III. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΟ ΕΜΠΟΤΙΣΜΕΝΟ ΞΥΛΟ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΤΩΝ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ Στο 1 ο στάδιο του πειράματος, διαμορφώθηκαν δοκίμια ξύλου μαύρης πεύκης και οξιάς, τα οποία διαχωρίστηκαν τρεις κατηγορίες: 1) Μάρτυρες 2) Δοκίμια τα οποία προετοιμάστηκαν για την κατασκευή των συνδέων με δημιουργία εσοχών και προεξοχών (μόρσο εγκοπή) πριν προωθηθούν για με φυσικό έλαιο 3) Δοκίμια τα οποία προωθήθηκαν πρώτα για με φυσικό έλαιο, και μετά τον τους διαμορφώθηκαν με εσοχές και προεξοχές (μόρσο εγκοπή) κατάλληλες για την κατασκευή των συνδέων Στο 2 ο στάδιο του πειράματος πραγματοποιήθηκε ο ς των δειγμάτων ξυλείας μαύρης πεύκης και οξιάς 9
με κραμβέλαιο σύμφωνα με τη βέλτιστη για κάθε είδος μέθοδο όπως προέκυψε από τα αποτελέσματα των πακέτων εργασίας που προηγήθηκαν. Στο 3 ο στάδιο του πειράματος διαμορφώθηκαν οι εσοχές και οι προεξοχές (μόρσο εγκοπή) και στα υπόλοιπα εμποτισμένα δοκίμια ξύλου (όσα δηλαδή εμποτίστηκαν απ ευθείας, χωρίς να προηγηθεί κάποια επεξεργασία), και στη συνέχεια στα μισά από τα εμποτισμένα δοκίμια ξύλου, πραγματοποιήθηκε επιπρόσθετος επιφανειακός χειρισμός (καθαρισμός) με διαλύτη φυσικής προέλευσης (τερεβινθέλαιο), με σκοπό την απομάκρυνση του ελαίου βάθος 1-2mm από την επιφάνεια του ξύλου. Στο 4 ο στάδιο του πειράματος κατασκευάστηκαν οι ξύλινες συνδέις, γωνιακές (εικ. 2) και μεσαίες (εικ. 3) ανάλογα με τη δοκιμή μηχανικής αντοχής (αντοχή ή ) για την οποία επρόκειτο να χρησιμοποιηθούν, με τη χρήση δυο διαφορετικών τύπων κόλλας (πολυουρεθάνης και οξικού πολυβινυλεστέρα). ειδικό μηχάνημα που διαθέτει το Εργαστήριο Τεχνολογίας Ξύλου του Τμήματος Σχεδιασμού και Τεχνολογίας Ξύλου και Επίπλου, του ΤΕΙ Θεσσαλίας (εικ. 4, 5 & 6). Εικ. 4. Μηχάνημα διεξαγωγής μετρήων μηχανικής αντοχής συνδεδεμένο με Η/Υ. Εικ. 2. Γωνιακές συνδέις για μέτρηση της αντοχής Εικ. 5. Τοποθέτηση γωνιακής σύνδεσης για φόρτιση. Εικ. 3. Μεσαίες συνδέις για μέτρηση της αντοχής Στο 5 ο στάδιο του πειράματος πραγματοποιήθηκαν οι μετρήις μηχανικής αντοχής ( και ) Εικ. 6. Τοποθέτηση μεσαίας σύνδεσης για φόρτιση. 10
A. Πεύκη IV. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στον πίνακα 1 αναγράφονται οι μέσοι όροι των μετρήων που διεξήχθησαν (μηχανική αντοχή φόρτιση ς και εφελκυσμού) στις συνδέις ξύλου μαύρης πεύκης, για κάθε κατηγορία δοκιμίων με βάση το χειρισμό που προηγήθηκε. Πίνακας 1. συνδέων από ξύλο μαύρηςπεύκης. Τύπος κόλας PVAc (οξικός PU (πολυουρεθάνη) πολυβινυλεστέρας) Κατηγορία δοκιμίων (συνδέων) από ξύλο μαύρης πεύκη ςμε βάση το χειρισμό που προηγήθηκε & επιπλέον & επιπλέον μετά τον Ανεμπότιστα δοκίμια (μάρτυρες) 153,87 6,82 214,93 6,38 177,73 6,55 182,80 6,44 171,60 6,28 167,87 6,49 171,07 6,49 186,80 7,55 166,00 6,39 194,80 5,32 Από τη σύγκριση των παραπάνω μέσων όρων και την στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων διαπιστώθηκαν τα εξής: Ο ς του ξύλου μαύρης πεύκης δεν επέδρα αρνητικά στην αντοχή των συνδέων όταν φορτίζονται. Στην περίπτωση των συνδέων που κατασκευάστηκαν με κόλα πολυουρεθάνης χωρίς να προηγηθεί επιφανειακή επεξεργασία των εμποτισμένων δοκιμίων με διαλύτη, η αντοχή των συνδέων ενισχύθηκε όταν ο ς έγινεπριν προεξοχών αλλά μειώθηκε όταν ο ς έγινεμετά τη διαμόρφωση εσοχών προεξοχών. Ο ς του ξύλου μαύρης πεύκης δεν επέδρα αρνητικά στην αντοχή των συνδέων όταν φορτίζονται. Στην περίπτωση μάλιστα των συνδέων που κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας ως συγκολλητική ουσία πολυουρεθάνη, η αντοχή των συνδέων αυξήθηκε σημαντικά στα εμποτισμένα δοκίμια και ιδιαίτερα αυτά που εμποτίστηκαν μετά προεξοχών και υπέστησαν επιπλέον επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη. Η επιφανειακή επεξεργασία εμποτισμένων δοκιμίων μαύρης πεύκης με διαλύτη (τερεβινθέλαιο), βελτίω την αντοχή των συνδέων φόρτιση ς εκτός από την περίπτωση των δοκιμίων που εμποτίστηκαν πριν τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών και στη συνέχεια συγκολλήθηκαν με πολυουρεθάνη (PU). Η επιφανειακή επεξεργασία εμποτισμένων δοκιμίων μαύρης πεύκης με διαλύτη (τερεβινθέλαιο), βελτίω την αντοχή των συνδέων φόρτιση εφελκυσμού εκτός από την περίπτωση των δοκιμίων που εμποτίστηκαν πριν τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών και στη συνέχεια συγκολλήθηκαν με οξικό πολυβινυλεστέρα (PVAc). Η αντοχή των συνδέων ξύλου μαύρης πεύκης φόρτιση ς ήταν μεγαλύτερη όταν χρησιμοποιήθηκε σαν συγκολλητική ουσία η κόλα πολυουρεθάνης (PU) εκτός από την περίπτωση των δοκιμίων που εμποτίστηκαν μετά τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών χωρίς επιπλέον επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη. Η διαφορά ανάμεσα στους δύο τύπους συγκολλητικής ουσίας είναι μικρότερη στα εμποτισμένα δοκίμια σχέση με τους μάρτυρες, εκτός από την περίπτωση των δοκιμίων που εμποτίστηκαν πριν τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών χωρίς επιπλέον επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη όπου αυξάνεται σχέση με τους μάρτυρες (ανεμπότιστα δοκίμια). Στα ανεμπότιστα δοκίμια και στα δοκίμια που εμποτίστηκαν πριν -προεξοχών η αντοχή των συνδέων ξύλου μαύρης πεύκης φόρτιση εφελκυσμού ήταν μεγαλύτερη όταν χρησιμοποιήθηκε σαν συγκολλητική ουσία η κόλα οξικού πολυβινυλεστέρα (PVAc). Η διαφορά ανάμεσα στους δύο τύπους συγκολλητικής ουσίας είναι μικρότερη στα εμποτισμένα δοκίμια σχέση με τους μάρτυρες. Στα δοκίμια που εμποτίστηκαν μετά τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών η αντοχή ήταν μεγαλύτερη όταν χρησιμοποιήθηκε σαν συγκολλητική ουσία η κόλα πολυουρεθάνης (PU). B. Οξιά Στον πίνακα 2 αναγράφονται οι μέσοι όροι των μετρήων που διεξήχθησαν (μηχανική αντοχή φόρτιση ς και εφελκυσμού) στις συνδέις ξύλου οξιάς, για κάθε κατηγορία δοκιμίων με βάση το χειρισμό που προηγήθηκε. Κατηγορία δοκιμίων (συνδέων) από ξύλο οξιάς με βάση το χειρισμό που προηγήθηκε Πίνακας 2. συνδέων από ξύλο οξιάς. Τύπος κόλας PVAc (οξικός PU (πολυουρεθάνη) πολυβινυλεστέρας) 201,07 6,47 245,87 6,92 197,60 6,46 202,27 6,87 11
& επιπλέον & επιπλέον μετά τον Ανεμπότιστα δοκίμια (μάρτυρες) 199,87 5,22 208,80 7,37 213,73 6,32 202,80 6,27 244,67 8,06 272,93 7,53 Από τη σύγκριση των παραπάνω μέσων όρων και την στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων διαπιστώθηκαν τα εξής: Ο ς του ξύλου οξιάς επέφερε μειώις στην αντοχή των συνδέων όταν φορτίζονται.στην περίπτωση των συνδέων που κατασκευάστηκαν με κόλα πολυουρεθάνης (PU) και χωρίς να προηγηθεί επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη,τα δοκίμια που εμποτίστηκαν πριν την διαμόρφωση εσοχών και προεξοχών είχαν μεγαλύτερη αντοχή σύγκριση με τα δοκίμια που εμποτίστηκαν μετά και προεξοχών. Στις άλλες περιπτώις δεν παρουσιάστηκαν σημαντικές διαφορές ανάμεσα στα δοκίμια που εμποτίστηκαν πριν ή μετά -προεξοχών. Ο ς του ξύλου οξιάς επέφερε μειώις στην αντοχή των συνδέων όταν φορτίζονται κυρίωςστην περίπτωση των συνδέων που κατασκευάστηκαν με κόλα οξικού πολυβινυλεστέρα (PVAc) και ιδιαίτερα στα δοκίμια που εμποτίστηκαν μετά την διαμόρφωση εσοχών και προεξοχών. Η επιφανειακή επεξεργασία εμποτισμένων δοκιμίων οξιάς με διαλύτη (τερεβινθέλαιο), βελτίω την αντοχή των συνδέων φόρτιση ς μόνο στην περίπτωση των δοκιμίων που εμποτίστηκαν μετά προεξοχών και στη συνέχεια συγκολλήθηκαν μεκόλα οξικού πολυβινυλεστέρα (PVAc). Η επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη (τερεβινθέλαιο) δεν επηρέα την αντοχή των συνδέων φόρτιση εφελκυσμού στα δοκίμια οξιάς που εμποτίστηκαν πριν τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών. Από τα δοκίμια οξιάς που εμποτίστηκαν μετά -προεξοχών, η επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη βελτίω την αντοχή όσα συγκολλήθηκαν με οξικό πολυβινυλεστέρα (PVAc), ενώ αντίθετα, η αντοχή ήταν μειωμένη όσα συγκολλήθηκαν μεπολυουρεθάνη (PU). Η αντοχή των συνδέων ξύλου οξιάς φόρτιση ς ήταν μεγαλύτερη όταν χρησιμοποιήθηκε σαν συγκολλητική ουσία η κόλα πολυουρεθάνης (PU) εκτός από την περίπτωση των δοκιμίων που εμποτίστηκαν μετά τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών και ακολούθη επιπλέον επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη. Η διαφορά ανάμεσα στους δύο τύπους συγκολλητικής ουσίας είναι μικρότερη στα εμποτισμένα δοκίμια σχέση με τους μάρτυρες, εκτός από την περίπτωση των δοκιμίων που εμποτίστηκαν πριν τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών χωρίς επιπλέον επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη όπου αυξάνεται σχέση με τους μάρτυρες. Ενώ στα ανεμπότιστα δοκίμια (μάρτυρες) ξύλου οξιάς η αντοχή είναι μεγαλύτερη στις συνδέις που κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας την κόλαοξικού πολυβινυλεστέρα (PVAc) ως συγκολλητική ουσία, στα εμποτισμένα δοκίμιαη αντοχή είναι μεγαλύτερη στις συνδέις που κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας την κόλα πολυουρεθάνης (PU) ως συγκολλητική ουσία. Η τάση αυτή (αυξημένη αντοχή συνδέων με τη χρήση κόλας πολυουρεθάνης στα εμποτισμένα δοκίμια οξιάς) ήταν ιδιαίτερα έντονη στα δοκίμια που εμποτίστηκαν μετά τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών χωρίς να ακολουθήι επιπλέον επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη. V. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συνοψίζοντας και συμπυκνώνοντας τα αποτελέσματα του προηγούμενου κεφαλαίου μπορούμε να διατυπώσουμε τα εξής συμπεράσματα: Α. Μαύρη πεύκη α) ο ς του ξύλου μαύρης πεύκης με φυσικό έλαιο (κραμβέλαιο) δεν επέδρα αρνητικά στη μηχανική αντοχή των συνδέων όταν φορτίζονται ή και κάποιες περιπτώις μάλιστα ήταν εμφανής μια θετική επίδραση του εμποτισμού β) η επιφανειακή επεξεργασία εμποτισμένων δοκιμίων μαύρης πεύκης με διαλύτη (τερεβινθέλαιο), βελτίω τη μηχανική αντοχή των συνδέων φόρτιση ς και εφελκυσμού γ) με την κόλα πολυουρεθάνης (PU) υπήρχε μια τάση να κατασκευάζονται συνδέις ανθεκτικότερες όσον αφορά την αντοχή, ενώ με την κόλα οξικού πολυβινυλεστέρα (PVAc) υπήρχε μια τάση να κατασκευάζονται συνδέις ανθεκτικότερες όσον αφορά την αντοχή Β. Οξιά α) ο ς του ξύλου οξιάς επέφερε μια μικρή μείωση στη μηχανική αντοχή των συνδέων β) οι συνδέις εμποτισμένου ξύλου οξιάς χωρίς επιφανειακή επεξεργασία με διαλύτη (τερεβινθέλαιο) και οι συνδέις που κατασκευάστηκαν με κόλα πολυουρεθάνης είχαν μεγαλύτερη μηχανική αντοχή γ) οι συνδέις ξύλου που εμποτίστηκε πριν τη διαμόρφωση εσοχών-προεξοχών είχαν μεγαλύτερη μηχανική αντοχή ACKNOWLEDGMENT This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund ESF) and Greek national funds through the Operational Program "Education and Lifelong Learning" of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: ARCHIMEDES III. 12
Investing in knowledge society through the European Social Fund. H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου. ΑΝΑΦΟΡΕΣ [1] Σ. Καραστεργίου και Δ. Μπιρμπίλης 2013. Εφαρμογή καινοτόμου τεχνολογίας παραγωγής εμποτισμένης ξυλείας μαύρης πεύκης και οξιάς με εφαρμογή φυσικών ελαίων. Επιστημονική Ημερίδα: ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Λάρισα, 29 Νοεμβρίου 2013 [2] Σ. Καραστεργίου, Δ. Μπιρμπίλης και Α. Ράμμου. 2013. Μελέτη της αντοχής στατική και του μέτρου ελαστικότητας ξύλου οξιάς (Fagus sylvatica) εμποτισμένου με θερμό κραμβέλαιο. Πρακτικά 16 ου Πανελλήνιου Δασολογικού Συνεδρίου, Θεσσαλονίκη, 6-9 Οκτωβρίου 2013, λ. 587-595 [3] Δ. Μπιρμπίλης, Σ. Καραστεργίου και Ι. Κακαράς. 2013. Μελέτη της αντοχής εμποτισμένης με κραμβέλαιο ξυλείας μαύρης πεύκης (Pinus nigra). Πρακτικά 16ου Πανελλήνιου Δασολογικού Συνεδρίου, Θεσσαλονίκη, 6-9 Οκτωβρίου 2013, λ. 641-651 [4] K. Kakavas, D. Birbilis and T. Tsioukas. 2014. Determining the tensile strength and other properties of European beech (Fagus silvatica) wood impregnated with rapeseed-oil. Journal of International Scientific Publications Materials, Methods & Technologies. Volume 8 (2014), pages: 819-823. ISSN 13147269 [5] D. Birbilis, S. Karastergiou, S. Adamopoulos, K. Kakavas and T. Tsioukas. 2014. Properties of black pine (Pinus nigra) wood treated with hot rape oil. In Proceedings of: 25th RCCWS International Symposium: Wood structure, properties and quality, September 22-25, 2014, Moscow-Mytischi, Russia. [6] D. Birbilis, S. Karastergiou, S. Adamopoulos, K. Kakavas and T. Tsioukas. 2014. Properties of Pine (Pinus Nigra) and Beech (Fagus Sylvatica) wood impregnated with hot rape oil and surface treated with turpentine. In Proceedings of: 25th International Scientific Conference: New materials and technologies in the function of wooden products, October 17-19, 2014, Zagreb, Croatia. pp. 1-6 13