0 Items
فناوری و مهارت در ساخت سازه های چوبی مدرن

فناوری و مهارت در ساخت سازه های چوبی مدرن

lvl wood 

فناوری lvl wood  یک روش قدیمی است که باعث می شود چگالی چوب و کیفیت چوب افزایش یابد از این فناوری اولین بار برای ساخت پل های چوبی و تیر های باربر ساختمانی استفاده شده است و امتحان خود را پس داده . این مجموعه از روش های مدرن و سنتی در ساخت انواع سازه های چوبی استفاده می کند تا کیفیت بیشتری را ارائه دهد 

انتخاب چوب در دکوراسیون چوبی منزل

معرفی انواع چوب و ورق های خرده چوب

در این بخش می‌خواهیم اسرار و فوت و فن های نجاری را برملا کنیم.

سازه تمام چوب چیست : برخی از لوازم چوبی منزل مانند صندلی و یا میز باید بصورت تمام چوب ساخته شوند. امروزه وجود قطعات رزین و mdf باعث شده تا نتوان 100% از سلامت سازه مطمئن باشیم . نکته کهک این است که شما باید محصولات چوبی خود را از مراکز مطمئن خریداری کنید .

در هنگام سفارش سازه های چوبی فقط شرط اینکه مثلا سرویس من تمام چوب ساخته شود، کافی نیست. می‌بایست نوع چوب و روش ساخت مشخص شود.

در این مطلب انواع چوب مورد علاقه و روش های ساخت اعلامی شوند.

چوب بلوط

چوب بلوط
چوب بلوط
چوب اصلاح شده نمای ساختمان، چوب نما
تخته کاج فنلاندی

چوب بلوط امریکایی ممتاز

دیوارکوب چوب کاج روسیه
تخته بلوط آمریکایی 

تخته کاج روسی

چوب کاج
چوب کاج
چوب بلوط
چوب بلوط
تخته کاج 6 متری
دیوارکوب چوب کاج روسیه
دیوارکوب چوب کاج روسیه

چوب راش، چوب گردو

روش ساخت

استفاده از تخته

استفاده از تخته با روکش لایی

روش lvl Wood

روش ماستیو

و..

انواع چسبهای LVL

LVL
انواع چسبهای LVL

چهار نوع از رزین های تجاری شامل پلی ونیل استات (P.VA) ملامین اوره فرمالدئید (MVF) اوره فرمالدئید (UF) و ملامین فرمالدئید (MF) مورد استفاده قرار گرفتند در ساخت تیرهای روکش لایه ای (LVL) با روکش های تهیه شده از چوب تبریزی در آزمایشگاه برطبق استانداردها (D1037, D906, D5456)و ASTM در آزمایشگاه خواص فیزیکی و خواص مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت.

مقاومت چسبندگی داخلی، برش کششی و مقاومت برش قیچی شدن block shear، نمونه های LVL ها با تسریع کننده های آزمایش مانند آب جوش و شرایط خیس کردن نمونه ها و تکرار آنها انجام شد. خواص مقاومتی تیرهای لایه ای (LVL) تهیه شده  از گونه صنوبر و با اتصال چسب پلی  ونیل استات با اتصال عرضی بهبود یافته بود و قابل مقایسه بود با چسب های ترموست، این مطالعه بطور واضح نشان می دهد که چسب پلی ونیل استات می تواند استفاده شود در ساخت تیرهای لایه ای (LVL) با خواص قابل قبول.

مقدمه

تیرهای لایه ای (LVL) بطور قابل قبولی از نظر تنوع و جزابیت مقایسه می شوند با چوب. به عنوان مثال افزایش پایداری در ابعاد، یکنواختی و بزرگی قدرت مکانیکی، بهبود توزیع خواهی تنشی، کاهش هزینه تولید، دسترسی به ابعاد بزرگ و جذابیت ظاهری از ویژگیهای تیرهای لایه ای (LVL) می باشد.

گونه های که مورد مصرف قرار می گیرند در ساخت LVL عبارتند از : افرا، دوگلاس فر، صنوبر Yellow poplar .

صنوبر Yellow poplar گونه ای سخت چوب با دانسیته پائین است که در شمال آمریکا فراوان می باشد، و مشخصاتی نظیر : دانسیته پائین، نرم، شکننده، کم دوام و به آسانی ماشین کاری می شود و بطور عمومی استفاده می شود برای ساخت اثاثیه، مبلمان، روکش و ساخت پالت. چندین گزارش و مطالعه خواص مهندسی، گونه صنوبر را مورد بررسی قرار داده است و پیشنهاد برای کاربرد این گونه در ساخت کابینت های آشپزخانه و لایه های کف سازی را مورد تأیید قرار داد.

بیشتر تیرها لایه ای LVL با روکش صنوبر از زمین فنل فرمالدئید برای تولید استفاده می کرد و گزارش از خواص  ساخته شده با چسب های ترموپلاستیک قبلاً گزارش نشده بود. هدف از این تحقیق بررسی ارزیابی خواص آزمایشگاهی LVL های ساخته شده به ضخامت 10 میلی متر با استفاده از چسبهای ترموپلاستیک و چسبهای آمینو است. از مهمترین فواید و خصوصیات تیرهای لایه ای با استفاده از چسب های ترموپلاستیک عبارتند از : هزینه تولید پائین، نسبت به چسب های ترموست و عدم استفاده از فرمالدئید.

زیرا محصولاتی که ساخته می شوند ممکن است داخل ساختمان استفاده شوند و عدم استفاده از فرمالدئید از ویژگی های مهم این تیرهای لایه ای می باشد.

2- مواد و روش ها

1-2- روکش های چوبی

بیست سال قبل درختان صنوبر حاصل از جنگل های در میشیگان پس از قطع به طول 8/1 متر پوست کنی و بصورت لوله بری روکش های به ضخامت 2/0 ± 1/3 میلیمتر تهیه می شود. ابعاد کوره های خشکنی 50 × 600 سانتی متر بود و استفاده می شود. برای ساخت   LVLهای سه لایه در آزمایشگاه ها و مقدار رطوبت روکش ها 1 ± 77% بود.

2-2- چسب

چهار نوع چسبی که خریداری شد برای مصرف عبارتند از : پلی ونیل استات، ملامین فرمالدئید، اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید.

اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید بصورت پودر بود و ملامین فرمالدئید بصورت مایع و چسب های پلی ونیل استات به صورت امولسیون. در جدول شماره 1 خواص چهار نوع چسب مصرفی آورده شده است.

3-2- فرایند تولید

یک روش چسب زنی استفاده از برسهای دستی بود که بر روی یک سطح روکش با برس چسب زده می شود. وزن روکش قبل از چسب زنی و بعد از چسب زنی محاسبه می شود تا مقدار چسب هر لایه معین گردد. برای تهیه سه لایه، دو خط چسب زنی بر روی روکش ها چسب می زدند. و روش دیگر به مدت دو دقیقه چسب بر روی روکش ها اسپری می شود این روش ها برای تهیهLVL به ضخامت 1 ± 10 میلیمتر بود. فرایند پرس توسط دو غلطک استیل پانل ها عبور می کردند. و میکرو پروسسور کنترل می کرد. دمائی غلطک ها را و پارامترهای تولید در جدول شماره 1 آورده شده است.

4-2- روشهای تست

تست های خواص فیزیکی و مکانیکی طبق (D1037, D906, D5456 (2008))انجام شد. خصوصیات LVL ها مانند : دانسیته، مقدار رطوبت، جذب آب  (WA)، واکشیدگی ضخامت (TS)، مدول گسیختگی (MOR) ، مدول الاستیسیته  (MOE)، سختی سطوح، مقاومت چسبندگی در روش(IB) مقاومت تنش برشی (TSS) و کشش برشی  (BSS)تعیین شدن.

IB و TSS و BSS تستهای بودند که روی نمونه ها به طور مداوم دوره ای تکرار شد عمل خیساندن در آب و تسریع کردن آب جوش.

1-4-2- دانسیته

بیست نمونه به ابعاد 50/8 × 50/8 × 9/5 میلیمتر از دو پانل مورد استفاده قرار گرفت برای تعیین دانسیته و درصد رطوبت تعیین شدند.

 

2-4-2- جذب آب (WA) و واکشیدگی ضخامت(TS)

ابعاد نمونه ها 112 × 78 × 9/5 میلیمتر مورد استفاده قرار گرفت برای آزمون های WA  و TS نمونه ها بدون آببندی شدن بودند و قوطه ور زیر آب در سطح 25 میلی متر سطح آب و درجه حرارت 23 ± 3 درجه سانتیگراد. اطلاعات مربوط به واکشیدگی ضخامت ثبت شد در یک کامپیوتر که کنترل می کرد (LVDT) را. دقت اندازه گیری 5/2 میکرومتر بود. زمان آزمون 2 ساعت و 244 ساعت اجراء شد.

3-4-2- خواص خمش Flexural properties

سه دوره تست طبق (D5456-06) روی نمونه های به طول 152 میلیمتر پهنا 25 میلیمتر و ضخامت 5/99 میلیمتر انجام شد. برای هر نوع LVL هشت نمونه مورد آزمایش قرار گرفت. فاصله دهانه 15 و اندکی کمتر از میزان پیشنهاد شده ??? مربوط به طول پانل ها بود. اما اثر استفاده کم دهانه در خواص خمشی معلوم نیست.

j– شرایط سیکل خیساندن در آب

یکی از سیکل های خیساندن شامل قراردادن در آب با درجه حرارت 22 درجه برای 24 ساعت و سپس خشک کردن در دمای داخل اتاق به مدت 24 ساعت. نمونه خشک شده در کوره در دمای 60 ± 2 درجه به مدت 244 ساعت و نمونه های کوره را سپس در مکانی با دمای 21 درجه و رطوبت نسبی 655% تا ثابت شدن وزن نگه داری می کنند. سه دوره خیساندن و خشک کردن در جریان کلی به مدت 72 ساعت انجام می پذیرد. تا نمونه ها آماده برای آزمایشها شود.

jj– شرایط تسریع کردن با آب جوش

نمونه های قوطه ور در آب سرد برای مدت دو ساعت درون آب جوش انتقال و نگه داری شدند. بعد از دو ساعت جوشیدن نمونه ها درون آب سرد با دمای 27 ± 2 درجه سانتی گراد انتقال یافتند. و خشک شدن در مدت 24 ساعت در دمای داخلی اتاق نمونه های خشک شده در هوای آزاد «دمای اتاق» درون کوره با دمای 60 ± 2درجه سانتی گراد در مدت 24 ساعت قرار گرفتند و پس از آن در شرایط محیطی 21 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 65% تا ثابت شدن وزن نمونه قرار گرفتند. این اعمال قبل از آزمونهای BSS و IB انجام می شود.

3- نتایج تحقیق

1-3- خصوصیات فیزیکی

خصوصیات و موارد مصرف چسب ها متفاوت می باشد. چسب ها استفاده می شوند به صورت متفاوت در ساخت تخته های LVL به عنوان مثال از چسب ملامین فرمالدئید استفاده می شود برای اتصال تخته های LVL .

1-1-3- دانسیته پروفیل تخته ها

میانگین میزان دانسیته نمونه ها در شرایط دمای 21 ± 2 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی  %65 ± 5در لیست شماره 2 آورده شده است. میزان دانسیته  LVLها بین 550-590 کیلوگرم بر مترمکعب و میزان دانسیته روکش ها 490 ± 20 کیلوگرم بر مترمکعب و درصد رطوبت تعادل 10 ± 2 درصد بود.

دانسیته LVL های ساخته شده بیشتر بود نسبت به دانسیته روش گونه مصرف شده. دلیل این اختلاف دانسیته، کاهش حجم در طی پرس و همچنین سهم دانسیته بالای چسب موردمصرف می تواند باشد.

دانسیته LVL با چسب پلی ونیل استات %12 بیشتر از روکش مصرفی و به میزان 14 درصد بیشتر از LVL با اتصال چسب اوره فرمالدئید و 18 درصد بیشتر از ملامین فرمالدئید 20 درصد بیشتر ازLVL ها با اتصال چسب ملامین اوره فرمالدئید بوده. این افزایش به نوع چسب و دانسیته اول چسب مربوط بوده است و در جدول شماره 1 آورده شده است.

بنابراین سهم دانسیته چسب در افزایش دانسیته LVL غیرقابل چشم پوشی می باشد. و این پارامترها را در ساخت و تولید LVL ها باید در نظر گرفت.

دانسیته پروفیل های نمونه ها  : نشان می دهد تفاوت بین دانسیته پروفیل ها و رابطه آنها با چسب مصرفی در هر پروفیل را. دانسیته چسب کامپوزیت های چوبی به عملکرد چسب ها که شامل میزان سرعت گیرایی و دانسیته اولیه چسب مصرفی و فرآیند پرس که شامل فشار پرس، درجه حرارت و زمان پرس می باشد بستگی دارد.

رابطه بین میزان ماکزیمم دانسیته چسب در LVL ها مورد مطالعه قرار گرفت :

میزان بالای دانسیته اولیه چسب های ملامین اوره فرمالدئید می تواند باعث بالارفتن دانسیته LVL های ساخته شده با این چسب شود و پائین بودن وزن مخصوص اولیه چسب پلی ونیل استات نسبت به MUF می تواند باعث تولید LVL های با دانسیته پائین تر می گردد.

LVL

2-1-3- جذب آب واکشیدگی ضخامت (WA)

یک پارامتر مهم در تولیدات محصولات چوبی دوام کارهای ساخته شده می باشد.

در لیست شماره 2 (table 2) میزان جذب آب بعد از دو ساعت و 24 ساعت خیساندن آورده شده است. مقدار جذب آب LVL های ساخته شده با چهار چسب مورد آزمایش مطابق با اطلاعات زیر می باشد.

– چسب پلی ونیل استات %19±1

– چسب ملامین فرمالدئید %21

– ملامین اوره فرمالدئید %27±1

– اوره فرمالدئید %33

مقدار واکشیدگی ضخامت (TS) بعد از دو ساعت قرار گرفتن در آب نمونه های LVL با پلی ونیل استات و ملامین اوره فرمالدئید و ملامین فرمالدئید عملکردی شبیه یکدیگر داشته و نسبت آنها کمتر از اوره فرمالدئید بود. در شکل شماره 2 (Fiy2) این مقایسه جالب بین چهار چسب مصرفی در ساخت نمونه های مورد آزمایش نشان داده شده است. فشارهای درونی به صورت نیروهای ذخیره شده در کامپوزیت ها شناخته شده اند که این فشارهای درونی در طی زمان گرم شدن در زیر پرس و در جهت ضخامت دیده می شود. فشارهای درونی هنگامی آزاد می شوند که کامپوزیت های چوبی در ارتباط با رطوبت یا آب قرار بگیرند.

اگر مقاومت نیروی چسبندگی بین چسب و نیروی پیوستگی بین چسب و چوب به اندازه کافی قوی نباشد به طور مقابل تأثیر بر روی نیروی واکشیدگی می گذارد (Swell Force)

کامپوزیتهای چوبی که ساخته می شوند با چسب اوره فرمالدئید میزان تورم آنها در مقابل جذب آب از سایر چسب های دیگر که آزمایش شده اند بالاتر است و این عمکرد در شکل 3 نشان داده شده است بین چهار چسب مورد استفاده در ساخت LVL ها.

طبق شکل شماره 3 بیشتر درصد تغییر  TSبرای چسب اوره فرمالدئید و بعد از آن برای چسب ملامین اوره فرمالدئید و کمترین تورم در مقابل جذب آب مربوط به چسب پلی ونیل استات ثبت شده است. در ضمن این آزمایش جایگاه چسب ملامین فرمالدئید نیز جایگاهی مناسب می باشد.

یک رابطه خطی بین جذب آب و تورم ضخامت وجود دارد که عبارتند از :

TS نمونه های ساخته شده آزمایشگاهی در غوطه وری کوتاه مدت و برای 24 ساعت در درجه حرارت اتاق وابسته بود میزان TS به مقدار جذب آب نمونه ها.

2-3- خواص مقاومتی

1-2-3- مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته

میانگین مقاومتهای الاستیسیته و مدول گسیختگی در جدول 2 و شکل 4 برای LVL های ساخته شده با چهار چسب مورد مصرف قرار گرفته شده آورده شده است.

میزان مقاومت خمشی و سایر خصوصیات چوب صنوبر در جدول شماره 2 آورده شده که در این تحقیق دانسیته LVL ساخته شده با چسب ملامین اوره فرمالدئید MUF=590±20 کیلوگرم بر مترمکعب و سبکترین دانسیته برای LVL اتصال چسب پلی ونیل استات PVA=550±30 کیلوگرم بر مترمکعب. بیشترین مقاومت خمشی (MOR) مربوط به ملامین اوره فرمالدئید MUF=104/7±7/9مگا پاسکال و ضعیف ترین مربوط به PVA=97/3±6/8 مگا پاسکال و مدول گسیختگی چوب صنوبر 70 مگا پاسکال ثبت شده است. بیشترین مدول الاستیسیته مربوط به ساخت LVL با چسب اوره فرمالدئید U گیگا پاسکال و مدول الاستیسیته پلی UF=9/7±0/4ونیل استات از سایر چسبها کمتر به مقدار 8/5±0/5 گیگا پاسکال بوده است.

و نتیجه حاصل شده نشان می دهد که مدول گسیختگی تخته های LVL به مقدار 40 تا 50 درصد بیشتر از چوب صنوبر می باشد. و بعضی از خواص LVL ها می تواند بهبود یابد نسبت به خواص چوب صنوبر میزان مدول گسیختگی در LVL های ساخته شده با اتصال چسب فنول فرمالدئید PF در گزارشات نسبت به سایر چسب ها از همه کمتر گزارش شده است در این مطالعه.

میانگین مدول الاستیسیته LVL های ساخته شده با چسب های ترموست اکثراً شبیه یکدیگر بوده و مقدار آن 9/5±1 گیگا پاسکال و نسبت آنها بالاتر بود به چسب های ترموپلاستیک 8/5±0/5 گیگا پاسکال، از اساس و نوع چسب ها مشخص می شود که LVLهای ساخته شده با رزین ترموپلاستیک دارای سختی کمتری می باشد و شکل پذیری آنها نسبت به LVL های ساخته شده با رزین های ترموست بیشتر است.

2-2-3- سختی سطح

در جدول شماره 2 میزان سختی سطح چوب صنوبر و LVL های ساخته شده با گونه صنوبر و چسب های MF، MUF، UF، P.VA آورده شده است.

LVL های ساخته شده از صنوبر با اتصال چسب ملامین فرمالدئید میزان سختی سطح بالائی را دارا می باشند (MF=2/4mpa) و ملامین اوره فرمالدئید از نظر سختی سطح (MUF=1/4mpa) نسبت به اوره و پلی ونیل استات بیشتر است.

3-2-3- مقاومت برش کششی TSS

مقاومت برش کششی تهیه می کند اطلاعات مهمی را در مورد توانائی چسب های چوب مقدار مقاومت برش کششی LVL های ساخته شده با صنوبر و چهار چسب مختلف در جدول شماره 2 آورده شده است. مقدار تست TSS در شرایط خشک شدن در هوای آزاد تغییرات آن بین 2/3-2/8 مگاپاسکال بعد از شرایط تصریح کننده های مقاومت برش کششی پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید کاهش یافته پلی ونیل 19% و ملامین فرمالدئید حدود%50 اوره فرمالدئید نشان داده کاهش 722 درصدی را.

چسب های پلی ونیل استات با اتصال ارزی و ملامین فرمالدئید بهترین مقاومت چسبندگی بعد از شرایط آب جوش را دارد و قدرتمند هستند در اتصال بین دو سطح این چسب ها حساسیت پائینی دارند نسبت به آب. چسب های اوره و ملامین و ملامین اوره فرمالدئید مقاومت کمی در مقابل آب جوش می دهند گزارش از اتصال با چسب پلی ونیل استات در ساخت LVL ها نشان می دهد عملکرد خوبی را در مقابل خیساندن در آب و آب جوش این چسب دارد.

4-2-3- مقاومت برشی بلوک BSS

میانگین مقدار BSS برای LVL های ساخته شده با صنوبر در جدول شماره 2 آورده شده است مقدار BSS شرایط نمونه ها شبیه یکدیگر است. اگرچه کاهش نسبتاً قابل ملاحظه ای دارد BSS برای چسبهای اوره و ملامین اوره فرمالدئید وقتی که آزمایشات با استفاده از تصریح کننده ها (آب جوش) و شرایط دوره ای (آب سرد و خشک کردن در سه نوبت)

فرمول

کاملاً آشکار و واضح است که استفاده چسبهای UF و MUF برای ساخت و تولید LVL به منظور کاربرد در خارج ساختمان یا مکانهایی که ممکن است در ارتباط با آب و رطوبت باشد. این دو چسب مناسب نیستند مانند کف سازی ساختمان. در صورتیکه چسبهای پلی ونیل استات با اتصال ارزی و ملامین فرمالدئید پیشنهاد می شود برای استفاده.

5-2-3- مقاومت نیروی درونی (IB)

مقاومت نیروی درونی لایه های کامپوزیت های چوبی هست یک خصوصیت مهم که استفاده می شود برای مشخص کردن کارائی اتصال چسبها.

مقدار مقاومت نیروی درونی (IB) نمونه های LVL های ساخته شده با استفاده از چهار چسب مصرفی در شکل 55 آورده شده است. این اعداد بعد از شرایط هوا خشک و سیکل و شرایط تصریح کننده ها جمع آوری شده است.

هر چهار نوع چسب استفاده شده نشان دادن مقاومت خوبی را در آزمایش مقاومت به آب سرد و تستهای سیکل،

اما در تستهای آب جوش بیشترین کاهش مقاومتی نیروهای درونی مربوط به چسبهای اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید ثبت شده است.

نمونه های LVL های ساخته شده با چسب اوره و ملامین اوره فرمالدئید نسبت به چسب های پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید ضعیف عمل کردند.

مقدار IB بعد از آزمایش شرایط سیکل %80-100 برای چسبهای پلی ونیل و ملامین فرمالدئید و مقدار تنها %50-70 برای اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید ثبت گردید. اما بعد از آزمایش بوسیه تسریع کننده ها (آب جوش) برای اوره و ملامین اوره فرمالدئید 10-40 درصد در صورتیکه پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید نشان دادن %60-80 را نسبت به شرایط هوا خشک

دو فاکتور مهم در ضعیف بودن چسب های اوره فرمالدئید در مقاومت در مقابل آب یک شکنندگی و تردی چسب و دومی تفکیک و جدائی لایه ها در ارتباط با آب می باشد.

جدول شماره 2 و شکل 5 نشان می دهد تست های سیکل و تسریع کننده های آزمایشی نیروی درونی را و می توان نتیجه گرفت تستهای تکرار در آب و تسریع در آب جوش ملامین فرمالدئید و پلی ونیل استات از نظر خواص مقاومتی در آب شبیه یکدیگر می باشندبنابراین ممکن است مورد استفاده قرار بگیرند در تولیدات ساختمانی و غیرساختمانی محصولات چوبی.

– نتیجه گیری

خواص فیزیکی و مکانیکی LVL تولید شده با صنوبر و با اتصال چسبندگی چسب پلی ونیل استات و سه چسب ترموست (اوره، ملامین و ملامین اوره فرمالدئید) مورد بررسی قرار گرفت.

LVL های ساخته شده با گونه صنوبر %12-20 تغییر در وزن مخصوص آنها نسبت به چوب صنوبر وجود داشت به عبارتی دیگر12-20 درصد LVL ها از چوب همان گونه وزن مخصوص بیشتری داشته اند. LVL های ساخته شده با استفاده از اتصال چسب پلی ونیل استات میزان جذب آب و تورم ضخامت آنها نسبت به LVLهای ساخته شده با استفاده از چسب های ترموست کمتر بود.

مقدار مدول گسیختگی LVL های ساخته شده از گونه صنوبر 40-50 درصد بهبود یافته بود نسبت به مدول گسیختگی چوب صنوبر.

شرایط خشک کردن  LVLها با استفاده از چسب پلی ونیل شبیه به خشک کردن LVL های استفاده شده با چسبهای ترموست بوده است.

LVL های ساخته شده با چسب های پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید مورد قبول واقع شدن از نظر رفتار مقاومتی در برابر آب. تحت تأثیر شرایط آب جوش اوره و ملامین فرمالدئید نشان دادن خواص مقاومتی پائین تری را نسبت به پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید. مقایسه مقاومت ها و خواص چسبندگی در شرایط سخت پیشنهاد می کند ساخت LVL ها را با استفاده از چسب پلی ونیل استات. آگاهی و اطلاعات مفید در مورد صنوبر زرد می تواند بهبود بدهد تکنولوژی بهره برداری از چوب صنوبر را و تولید LVLها با چوب صنوبر. 

انواع چوب و چسب برای ساخت lvl

انواع چوب و چسب برای ساخت lvl

انواع چوب و چسب های LVL

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چهار نوع از رزین های تجاری شامل پلی ونیل استات (P.VA) ملامین اوره فرمالدئید (MVF) اوره فرمالدئید (UF) و ملامین فرمالدئید (MF) مورد استفاده قرار گرفتند در ساخت تیرهای روکش لایه ای (LVL) با روکش های تهیه شده از چوب تبریزی در آزمایشگاه برطبق استانداردها(D1037, D906, D5456)و ASTM در آزمایشگاه خواص فیزیکی و خواص مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت.

صنایع چوب , مهندسی چوب

صنایع چوب , مهندسی چوب

مقاومت چسبندگی داخلی، برش کششی و مقاومت برش قیچی شدن block shear، نمونه های LVL ها با تسریع کننده های آزمایش مانند آب جوش و شرایط خیس کردن نمونه ها و تکرار آنها انجام شد. خواص مقاومتی تیرهای لایه ای (LVL) تهیه شده  از گونه صنوبر و با اتصال چسب پلی  ونیل استات با اتصال عرضی بهبود یافته بود و قابل مقایسه بود با چسب های ترموست، این مطالعه بطور واضح نشان می دهد که چسب پلی ونیل استات می تواند استفاده شود در ساخت تیرهای لایه ای (LVL) با خواص قابل قبول.

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

مقدمه
تیرهای لایه ای (LVL) بطور قابل قبولی از نظر تنوع و جزابیت مقایسه می شوند با چوب. به عنوان مثال افزایش پایداری در ابعاد، یکنواختی و بزرگی قدرت مکانیکی، بهبود توزیع خواهی تنشی، کاهش هزینه تولید، دسترسی به ابعاد بزرگ و جذابیت ظاهری از ویژگیهای تیرهای لایه ای (LVL) می باشد.

گونه های که مورد مصرف قرار می گیرند در ساخت LVL عبارتند از : افرا، دوگلاس فر، صنوبر Yellow poplar .

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

صنوبر Yellow poplar گونه ای سخت چوب با دانسیته پائین است که در شمال آمریکا فراوان می باشد، و مشخصاتی نظیر : دانسیته پائین، نرم، شکننده، کم دوام و به آسانی ماشین کاری می شود و بطور عمومی استفاده می شود برای ساخت اثاثیه، مبلمان، روکش و ساخت پالت. چندین گزارش و مطالعه خواص مهندسی، گونه صنوبر را مورد بررسی قرار داده است و پیشنهاد برای کاربرد این گونه در ساخت کابینت های آشپزخانه و لایه های کف سازی را مورد تأیید قرار داد.

بیشتر تیرها لایه ای LVL با روکش صنوبر از زمین فنل فرمالدئید برای تولید استفاده می کرد و گزارش از خواص  ساخته شده با چسب های ترموپلاستیک قبلاً گزارش نشده بود. هدف از این تحقیق بررسی ارزیابی خواص آزمایشگاهی LVL های ساخته شده به ضخامت 10 میلی متر با استفاده از چسبهای ترموپلاستیک و چسبهای آمینو است. از مهمترین فواید و خصوصیات تیرهای لایه ای با استفاده از چسب های ترموپلاستیک عبارتند از : هزینه تولید پائین، نسبت به چسب های ترموست و عدم استفاده از فرمالدئید.

زیرا محصولاتی که ساخته می شوند ممکن است داخل ساختمان استفاده شوند و عدم استفاده از فرمالدئید از ویژگی های مهم این تیرهای لایه ای می باشد.

2- مواد و روش ها
1-2- روکش های چوبی
بیست سال قبل درختان صنوبر حاصل از جنگل های در میشیگان پس از قطع به طول 8/1 متر پوست کنی و بصورت لوله بری روکش های به ضخامت 2/0 ± 1/3 میلیمتر تهیه می شود. ابعاد کوره های خشکنی 50 × 60 سانتی متر بود و استفاده می شود. برای ساخت   LVLهای سه لایه در آزمایشگاه ها و مقدار رطوبت روکش ها 1 ± 7% بود.

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

2-2- چسب
چهار نوع چسبی که خریداری شد برای مصرف عبارتند از : پلی ونیل استات، ملامین فرمالدئید، اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید.

اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید بصورت پودر بود و ملامین فرمالدئید بصورت مایع و چسب های پلی ونیل استات به صورت امولسیون. در جدول شماره 1 خواص چهار نوع چسب مصرفی آورده شده است.

3-2- فرایند تولید
یک روش چسب زنی استفاده از برسهای دستی بود که بر روی یک سطح روکش با برس چسب زده می شود. وزن روکش قبل از چسب زنی و بعد از چسب زنی محاسبه می شود تا مقدار چسب هر لایه معین گردد. برای تهیه سه لایه، دو خط چسب زنی بر روی روکش ها چسب می زدند. و روش دیگر به مدت دو دقیقه چسب بر روی روکش ها اسپری می شود این روش ها برای تهیه LVL به ضخامت 1 ± 10 میلیمتر بود. فرایند پرس توسط دو غلطک استیل پانل ها عبور می کردند. و میکرو پروسسور کنترل می کرد. دمائی غلطک ها را و پارامترهای تولید در جدول شماره 1 آورده شده است.

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

4-2- روشهای تست
تست های خواص فیزیکی و مکانیکی طبق (D1037, D906, D5456 (2008))انجام شد. خصوصیات LVL ها مانند :

دانسیته، مقدار رطوبت، جذب آب  (WA)، واکشیدگی ضخامت (TS)، مدول گسیختگی (MOR) ، مدول الاستیسیته  (MOE)، سختی سطوح، مقاومت چسبندگی در روش (IB)مقاومت تنش برشی (TSS) و کشش برشی  (BSS)تعیین شدن.

IB و TSS و BSS تستهای بودند که روی نمونه ها به طور مداوم دوره ای تکرار شد عمل خیساندن در آب و تسریع کردن آب جوش.

1-4-2- دانسیته

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

بیست نمونه به ابعاد 50/8 × 50/8 × 9/5 میلیمتر از دو پانل مورد استفاده قرار گرفت برای تعیین دانسیته و درصد رطوبت تعیین شدند.

2-4-2- جذب آب (WA) و واکشیدگی ضخامت(TS)
ابعاد نمونه ها 112 × 78 × 9/5 میلیمتر مورد استفاده قرار گرفت برای آزمون های WA  و TS نمونه ها بدون آببندی شدن بودند و قوطه ور زیر آب در سطح 25 میلی متر سطح آب و درجه حرارت 23 ± 3 درجه سانتیگراد. اطلاعات مربوط به واکشیدگی ضخامت ثبت شد در یک کامپیوتر که کنترل می کرد (LVDT) را. دقت اندازه گیری 5/2 میکرومتر بود. زمان آزمون 2 ساعت و 24 ساعت اجراء شد.

3-4-2- خواص خمش Flexural properties
سه دوره تست طبق (D5456-06) روی نمونه های به طول 152 میلیمتر پهنا 25 میلیمتر و ضخامت 5/9 میلیمتر انجام شد. برای هر نوع LVLهشت نمونه مورد آزمایش قرار گرفت. فاصله دهانه 15 و اندکی کمتر از میزان پیشنهاد شده ??? مربوط به طول پانل ها بود. اما اثر استفاده کم دهانه در خواص خمشی معلوم نیست.

j- شرایط سیکل خیساندن در آب

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

یکی از سیکل های خیساندن شامل قراردادن در آب با درجه حرارت 22 درجه برای 24 ساعت و سپس خشک کردن در دمای داخل اتاق به مدت 24 ساعت. نمونه خشک شده در کوره در دمای 60 ± 2 درجه به مدت 24 ساعت و نمونه های کوره را سپس در مکانی با دمای 21 درجه و رطوبت نسبی 65% تا ثابت شدن وزن نگه داری می کنند. سه دوره خیساندن و خشک کردن در جریان کلی به مدت 72 ساعت انجام می پذیرد. تا نمونه ها آماده برای آزمایشها شود.

jj- شرایط تسریع کردن با آب جوش
نمونه های قوطه ور در آب سرد برای مدت دو ساعت درون آب جوش انتقال و نگه داری شدند. بعد از دو ساعت جوشیدن نمونه ها درون آب سرد با دمای 27 ± 2 درجه سانتی گراد انتقال یافتند. و خشک شدن در مدت 24 ساعت در دمای داخلی اتاق نمونه های خشک شده در هوای آزاد «دمای اتاق» درون کوره با دمای 60 ± 2 درجه سانتی گراد در مدت 24 ساعت قرار گرفتند و پس از آن در شرایط محیطی 21 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 65% تا ثابت شدن وزن نمونه قرار گرفتند. این اعمال قبل از آزمونهای BSS و IB انجام می شود.

3- نتایج تحقیق
1-3- خصوصیات فیزیکی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

خصوصیات و موارد مصرف چسب ها متفاوت می باشد. چسب ها استفاده می شوند به صورت متفاوت در ساخت تخته های LVL به عنوان مثال از چسب ملامین فرمالدئید استفاده می شود برای اتصال تخته های LVL .

1-1-3- دانسیته پروفیل تخته ها
میانگین میزان دانسیته نمونه ها در شرایط دمای 21 ± 2 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی  %65 ± 5در لیست شماره 2 آورده شده است. میزان دانسیته  LVLها بین 550-590 کیلوگرم بر مترمکعب و میزان دانسیته روکش ها 490 ± 20 کیلوگرم بر مترمکعب و درصد رطوبت تعادل 10 ± 2 درصد بود.

دانسیته LVL های ساخته شده بیشتر بود نسبت به دانسیته روش گونه مصرف شده. دلیل این اختلاف دانسیته، کاهش حجم در طی پرس و همچنین سهم دانسیته بالای چسب موردمصرف می تواند باشد.

دانسیته LVL با چسب پلی ونیل استات %12 بیشتر از روکش مصرفی و به میزان 14 درصد بیشتر از LVL با اتصال چسب اوره فرمالدئید و 18درصد بیشتر از ملامین فرمالدئید 20 درصد بیشتر از LVL ها با اتصال چسب ملامین اوره فرمالدئید بوده. این افزایش به نوع چسب و دانسیته اول چسب مربوط بوده است و در جدول شماره 1 آورده شده است.

بنابراین سهم دانسیته چسب در افزایش دانسیته LVL غیرقابل چشم پوشی می باشد. و این پارامترها را در ساخت و تولید LVL ها باید در نظر گرفت.
دانسیته پروفیل های نمونه ها  : نشان می دهد تفاوت بین دانسیته پروفیل ها و رابطه آنها با چسب مصرفی در هر پروفیل را. دانسیته چسب کامپوزیت های چوبی به عملکرد چسب ها که شامل میزان سرعت گیرایی و دانسیته اولیه چسب مصرفی و فرآیند پرس که شامل فشار پرس، درجه حرارت و زمان پرس می باشد بستگی دارد.

رابطه بین میزان ماکزیمم دانسیته چسب در LVL ها مورد مطالعه قرار گرفت :

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

میزان بالای دانسیته اولیه چسب های ملامین اوره فرمالدئید می تواند باعث بالارفتن دانسیته LVL های ساخته شده با این چسب شود و پائین بودن وزن مخصوص اولیه چسب پلی ونیل استات نسبت به MUF می تواند باعث تولید LVL های با دانسیته پایین تر می گردد.

 

LVL
2-1-3- جذب آب واکشیدگی ضخامت (WA)
یک پارامتر مهم در تولیدات محصولات چوبی دوام کارهای ساخته شده می باشد.

در لیست شماره 2 (table 2) میزان جذب آب بعد از دو ساعت و 24 ساعت خیساندن آورده شده است. مقدار جذب آب LVL های ساخته شده با چهار چسب مورد آزمایش مطابق با اطلاعات زیر می باشد.

– چسب پلی ونیل استات %19±1

– چسب ملامین فرمالدئید %21

– ملامین اوره فرمالدئید %27±1

– اوره فرمالدئید %33

مقدار واکشیدگی ضخامت (TS) بعد از دو ساعت قرار گرفتن در آب نمونه های LVL با پلی ونیل استات و ملامین اوره فرمالدئید و ملامین فرمالدئید عملکردی شبیه یکدیگر داشته و نسبت آنها کمتر از اوره فرمالدئید بود. در شکل شماره 2 (Fiy2) این مقایسه جالب بین چهار چسب مصرفی در ساخت نمونه های مورد آزمایش نشان داده شده است. فشارهای درونی به صورت نیروهای ذخیره شده در کامپوزیت ها شناخته شده اند که این فشارهای درونی در طی زمان گرم شدن در زیر پرس و در جهت ضخامت دیده می شود. فشارهای درونی هنگامی آزاد می شوند که کامپوزیت های چوبی در ارتباط با رطوبت یا آب قرار بگیرند.

اگر مقاومت نیروی چسبندگی بین چسب و نیروی پیوستگی بین چسب و چوب به اندازه کافی قوی نباشد به طور مقابل تأثیر بر روی نیروی واکشیدگی می گذارد (Swell Force)

کامپوزیتهای چوبی که ساخته می شوند با چسب اوره فرمالدئید میزان تورم آنها در مقابل جذب آب از سایر چسب های دیگر که آزمایش شده اند بالاتر است و این عمکرد در شکل 3 نشان داده شده است بین چهار چسب مورد استفاده در ساخت LVL ها.

طبق شکل شماره 3 بیشتر درصد تغییر  TSبرای چسب اوره فرمالدئید و بعد از آن برای چسب ملامین اوره فرمالدئید و کمترین تورم در مقابل جذب آب مربوط به چسب پلی ونیل استات ثبت شده است. در ضمن این آزمایش جایگاه چسب ملامین فرمالدئید نیز جایگاهی مناسب می باشد.

یک رابطه خطی بین جذب آب و تورم ضخامت وجود دارد که عبارتند از :

TS نمونه های ساخته شده آزمایشگاهی در غوطه وری کوتاه مدت و برای 24 ساعت در درجه حرارت اتاق وابسته بود میزان TS به مقدار جذب آب نمونه ها.

2-3- خواص مقاومتی
1-2-3- مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته
میانگین مقاومتهای الاستیسیته و مدول گسیختگی در جدول 2 و شکل 4 برای LVL های ساخته شده با چهار چسب مورد مصرف قرار گرفته شده آورده شده است.

میزان مقاومت خمشی و سایر خصوصیات چوب صنوبر در جدول شماره 2 آورده شده که در این تحقیق دانسیته LVL ساخته شده با چسب ملامین اوره فرمالدئید MUF=590±20 کیلوگرم بر مترمکعب و سبکترین دانسیته برای LVL اتصال چسب پلی ونیل استاتPVA=550±30 کیلوگرم بر مترمکعب. بیشترین مقاومت خمشی(MOR) مربوط به ملامین اوره فرمالدئید MUF=104/7±7/9 مگا پاسکال و ضعیف ترین مربوط به PVA=97/3±6/8 مگا پاسکال و مدول گسیختگی چوب صنوبر 70 مگا پاسکال ثبت شده است. بیشترین مدول الاستیسیته مربوط به ساخت LVL با چسب اوره فرمالدئید U گیگا پاسکال و مدول الاستیسیته پلی UF=9/7±0/4ونیل استات از سایر چسبها کمتر به مقدار 8/5±0/5 گیگا پاسکال بوده است.

و نتیجه حاصل شده نشان می دهد که مدول گسیختگی تخته هایLVL به مقدار 40 تا 50 درصد بیشتر از چوب صنوبر می باشد. و بعضی از خواص LVL ها می تواند بهبود یابد نسبت به خواص چوب صنوبر میزان مدول گسیختگی در LVL های ساخته شده با اتصال چسب فنول فرمالدئید PF در گزارشات نسبت به سایر چسب ها از همه کمتر گزارش شده است در این مطالعه.

میانگین مدول الاستیسیته LVL های ساخته شده با چسب های ترموست اکثراً شبیه یکدیگر بوده و مقدار آن 9/5±1 گیگا پاسکال و نسبت آنها بالاتر بود به چسب های ترموپلاستیک 8/5±0/5 گیگا پاسکال، از اساس و نوع چسب ها مشخص می شود که LVL های ساخته شده با رزین ترموپلاستیک دارای سختی کمتری می باشد و شکل پذیری آنها نسبت به LVL های ساخته شده با رزین های ترموست بیشتر است.

2-2-3- سختی سطح
در جدول شماره 2 میزان سختی سطح چوب صنوبر و LVL های ساخته شده با گونه صنوبر و چسب های MF، MUF، UF، P.VAآورده شده است.

LVL های ساخته شده از صنوبر با اتصال چسب ملامین فرمالدئید میزان سختی سطح بالائی را دارا می باشند (MF=2/4mpa) و ملامین اوره فرمالدئید از نظر سختی سطح (MUF=1/4mpa) نسبت به اوره و پلی ونیل استات بیشتر است.

3-2-3- مقاومت برش کششی TSS
مقاومت برش کششی تهیه می کند اطلاعات مهمی را در مورد توانائی چسب های چوب مقدار مقاومت برش کششی LVL های ساخته شده با صنوبر و چهار چسب مختلف در جدول شماره 2 آورده شده است. مقدار تست TSS در شرایط خشک شدن در هوای آزاد تغییرات آن بین 2/3-2/8 مگاپاسکال بعد از شرایط تصریح کننده های مقاومت برش کششی پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید کاهش یافته پلی ونیل 19% و ملامین فرمالدئید حدود %50 اوره فرمالدئید نشان داده کاهش 72 درصدی را.

چسب های پلی ونیل استات با اتصال ارزی و ملامین فرمالدئید بهترین مقاومت چسبندگی بعد از شرایط آب جوش را دارد و قدرتمند هستند در اتصال بین دو سطح این چسب ها حساسیت پائینی دارند نسبت به آب. چسب های اوره و ملامین و ملامین اوره فرمالدئید مقاومت کمی در مقابل آب جوش می دهند گزارش از اتصال با چسب پلی ونیل استات در ساخت LVL ها نشان می دهد عملکرد خوبی را در مقابل خیساندن در آب و آب جوش این چسب دارد.

4-2-3- مقاومت برشی بلوک BSS
میانگین مقدار BSS برای LVL های ساخته شده با صنوبر در جدول شماره 2 آورده شده است مقدار BSS شرایط نمونه ها شبیه یکدیگر است. اگرچه کاهش نسبتاً قابل ملاحظه ای دارد BSS  برای چسبهای اوره و ملامین اوره فرمالدئید وقتی که آزمایشات با استفاده از تصریح کننده ها (آب جوش) و شرایط دوره ای (آب سرد و خشک کردن در سه نوبت)

فرمول

کاملاً آشکار و واضح است که استفاده چسبهای UF و MUF برای ساخت و تولید LVL به منظور کاربرد در خارج ساختمان یا مکانهایی که ممکن است در ارتباط با آب و رطوبت باشد. این دو چسب مناسب نیستند مانند کف سازی ساختمان. در صورتیکه چسبهای پلی ونیل استات با اتصال ارزی و ملامین فرمالدئید پیشنهاد می شود برای استفاده.

5-2-3- مقاومت نیروی درونی (IB)
مقاومت نیروی درونی لایه های کامپوزیت های چوبی هست یک خصوصیت مهم که استفاده می شود برای مشخص کردن کارائی اتصال چسبها.

مقدار مقاومت نیروی درونی (IB) نمونه های LVL های ساخته شده با استفاده از چهار چسب مصرفی در شکل 5 آورده شده است. این اعداد بعد از شرایط هوا خشک و سیکل و شرایط تصریح کننده ها جمع آوری شده است.

هر چهار نوع چسب استفاده شده نشان دادن مقاومت خوبی را در آزمایش مقاومت به آب سرد و تستهای سیکل،

اما در تستهای آب جوش بیشترین کاهش مقاومتی نیروهای درونی مربوط به چسبهای اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید ثبت شده است.

نمونه های LVL های ساخته شده با چسب اوره و ملامین اوره فرمالدئید نسبت به چسب های پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید ضعیف عمل کردند.

مقدار IB بعد از آزمایش شرایط سیکل %80-100 برای چسبهای پلی ونیل و ملامین فرمالدئید و مقدار تنها %50-70 برای اوره فرمالدئید و ملامین اوره فرمالدئید ثبت گردید. اما بعد از آزمایش بوسیه تسریع کننده ها (آب جوش) برای اوره و ملامین اوره فرمالدئید 10-40 درصد در صورتیکه پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید نشان دادن %60-80 را نسبت به شرایط هوا خشک

دو فاکتور مهم در ضعیف بودن چسب های اوره فرمالدئید در مقاومت در مقابل آب یک شکنندگی و تردی چسب و دومی تفکیک و جدائی لایه ها در ارتباط با آب می باشد.

جدول شماره 2 و شکل 5 نشان می دهد تست های سیکل و تسریع کننده های آزمایشی نیروی درونی را و می توان نتیجه گرفت تستهای تکرار در آب و تسریع در آب جوش ملامین فرمالدئید و پلی ونیل استات از نظر خواص مقاومتی در آب شبیه یکدیگر می باشندبنابراین ممکن است مورد استفاده قرار بگیرند در تولیدات ساختمانی و غیرساختمانی محصولات چوبی.

– نتیجه گیری

خواص فیزیکی و مکانیکی LVL تولید شده با صنوبر و با اتصال چسبندگی چسب پلی ونیل استات و سه چسب ترموست (اوره، ملامین و ملامین اوره فرمالدئید) مورد بررسی قرار گرفت.

LVL های ساخته شده با گونه صنوبر %12-20 تغییر در وزن مخصوص آنها نسبت به چوب صنوبر وجود داشت به عبارتی دیگر12-20 درصد LVL ها از چوب همان گونه وزن مخصوص بیشتری داشته اند. LVL های ساخته شده با استفاده از اتصال چسب پلی ونیل استات میزان جذب آب و تورم ضخامت آنها نسبت به LVL های ساخته شده با استفاده از چسب های ترموست کمتر بود.

صنایع چوب , مهندسی چوب

صنایع چوب , مهندسی چوب

مقدار مدول گسیختگی LVL های ساخته شده از گونه صنوبر 40-50درصد بهبود یافته بود نسبت به مدول گسیختگی چوب صنوبر.

شرایط خشک کردن  LVLها با استفاده از چسب پلی ونیل شبیه به خشک کردن LVL های استفاده شده با چسبهای ترموست بوده است.

LVL های ساخته شده با چسب های پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید مورد قبول واقع شدن از نظر رفتار مقاومتی در برابر آب. تحت تأثیر شرایط آب جوش اوره و ملامین فرمالدئید نشان دادن خواص مقاومتی پائین تری را نسبت به پلی ونیل استات و ملامین فرمالدئید. مقایسه مقاومت ها و خواص چسبندگی در شرایط سخت پیشنهاد می کند ساخت LVL ها را با استفاده از چسب پلی ونیل استات. آگاهی و اطلاعات مفید در مورد صنوبر زرد می تواند بهبود بدهد تکنولوژی بهره برداری از چوب صنوبر را و تولید LVL ها با چوب صنوبر.

 

منبع : وبلاگ بلگفا

صنایع چوب فن و هنر ایران زمین : تاسیس 1340 تهران , یک مجموعه حرفه ای در زمینه فرآورده های چوبی , طراحی و ساخت دکوراسیون لوکس چوبی
من فربد حیدری تحصیل کرده رشته صنایع چوب , طراح و کارشناس در زمینه فروش چوب و ساخت سازه های چوبی هستم , از کودکی بدلیل اینکه کارگاه ما نزدیک خانه بود بیشتر زمان خود را داخل کارگاه نجاری و چوب بری گذرانده ام .

خدمات این مجموعه شامل فروش چوب , برش و تولید انواع لمبه و زهوار و قرنیز, طراحی سه بعدی , ساخت سازه های چوبی و رنگ کاری حرفه ای شامل رنگ های پلی استر , رزین پلی استر و اپوکسی , پتینه و ورق طلا , ساخت درب تمام چوب , انواع میز و کنسول , میز بار , پله چوبی , تولید لمبه و قرنیز , شلف و کتابخانه , دیوارکوب و سقف کاذب , بشکه چوب بلوط , ساخت سونا , اجرای کف پوش های تمام چوب و غیره .

ما افتخار همکاری با مهندسین و آرشیتکت های برتر ایرانی همچون فرزاد دلیری را داریم .
انواع چوب و چسب برای ساخت lvl

تخته های LVL چوب ماسیو

LVL – ال وی ال

صنایع چوب , مهندسی چوب

صنایع چوب , مهندسی چوب

یکشنبه ۹ مهر۱۳۹۱

بررسی تاثیرات بخاردهی گرده بینه ، خشک کردن لایه ها و فرآیند کهنه سازی، بر روی خواص مکانیکی LVL

   سطح مخاطبین این مطلب:  کارشناسی ارشد

مولفین :

Gürsel Çolakoğlu aand Ismail Aydina, Semra Çolaka

Forest Industry Engineering Department, Faculty of ForestryKaradeniz Technical University 61080 Trabzon, Turkey

چکیده :

در این مطالعه اثرات بخاردهی و شرایط خشک شدن بر روی خواص مکانیکی و دوام LVL والوار چوب ماسیو از طریق مقایسه ای مورد بررسی قرار گرفت .

برای این منظور تنه های بخار دهی شده و بخار دهی نشده گونه نوئل و تنه راش بخار دهی شده در دو دمای متفاوت خشک کردن لایه ( º 20 وº110 ) گرفتند. آزمون کهنه سازی برای تعیین دوام LVL و نمونه های چوب ماسیو مطابق با استاندارد EN321 انجام گرفت . عملیات بخار دهی، تمامی خصوصیات مقاومتی بررسی شده را در پانلهای LVL به شکل محسوسی کاهش داد و کمترین میزان تاثیر آن، بر روی مقاومت فشاری بود .

مقدار مقاومت فشاری و همچنین مقاومت به خمش استاتیک در پانلهای LVL راش و نوئل ، از گروه چوبهای ماسیو بدست آمده از همان گرده بینه ها بیشتر بود؛ برخلاف مقاومت به خمش استاتیک و مقاومت فشاری ، مقادیر مقاومت به ضربه پانلهای LVL از نمونه های چوب ماسیو کهنه سازی و بخار دهی نشده کمتر بود .

رئوس مطالب مقاله :

1- مقدمه

2- مواد و روشها

3- نتایج وبحث

4- استنتاج

سپاسگذاری ها

منابع ومآخذ

1- مقدمه :

تخته الوار بس لا یا همان LVL” ” یک محصول مهندسی شده چوب است متشکل از لایه های خشک شده حاصل از لوله بری که به صورت موازی الیاف روی هم قرار گرفته اند و توسط یک چسب ضد آب تحت فشار و حرارت تولید می شوند . با این روش از طریق پراکندن معایب بیولوزیک در بین لایه ها با برش دادن تنه های درجه پایین ، محصولی مقاوم از تنه های درجه پایین می توان تولید کرد.

یکی از مهمترین مزایای تکنیکی LVL، نحوه اجرای ویژه آن، ترکیب شدن عملیات تولید و طراحی و محو شدن عیوب بزرگ به دلیل طبیعت خاص فرایند تولید آنهاست. عیوب بزرگی مثل گره ها وسایر خصوصیات کاهنده مقاومت محو شده و یا در تمامی سطح عرضی پراکنده می شوند تا محصول یکنواخت تری تولید گردد ، (2)و(3) .

به سبب یکنواختی خصوصیات ، مقاومت بالاتر و دستیابی واقعی به طول و ابعاد نامحدود، LVL در انواع محصولات از قبیل موارد ذکر شده در زیر استفاده می گردد :

وسایل واجزائ ساختمان و سازه ای ، تیرهای مورد مصرف در کف سازی ، در گاراژ ها ، بالای در و پنجره، تیرهای عرضی طاق، الوار داربست وزبانه های پیش ساخته برای انواع اتصالات چوبی تیرهای I و تیرهای لبه دار(HIP).

قبل از گسترش یافتن محصولات مهندسی شده چوب ، سازندگان ساختمان بسیار محدود بودند زیرا الوار چوب ماسیو اغلب ثبات ابعادی و یکنواختی مورد نیاز را فاقد بودند . فرایند تولید وساخت LVL یک محصول مقاوم و با دوام را خلق کرد بسیاری از خواسته ها را که به صورت قابل اطمینانی می توانست تامین نماید.

دومین مزیت LVL در فرایند روکش گیری و چسباندن لایه هاست که امکان ساختن تیرهای بزرگ از تنه های کوچک و کم قطر بسیاری از گونه ها را فراهم می کند و به این وسیله از منابع جنگلی استفاده بهینه و کارآمد تری خواهد شد.

به سبب مزایایی که در بالا به آنها اشاره رفت LVL به عنوان یک جایگزین مناسب برای مصارف ساختمانی پیشنهاد می گردد. هرچند که نتایج تحقیقات در مورد دوام آنها با هم در تناقض هستند ( 5 و 4 ) .

گرین وهمکاران ( 4 ) خواص خمشی الوار ساختمانی را بعد از بار گذاری طویل المدت را در دمای º 65 و رطوبت نسبی 75% بررسی کردند ؛ نتایج این بررسی نشان داد که برای 2 تا 3 سال در شرایط دما و رطوبت فوق در اطاق مشروط سازی، مقاومت خمشی LVL نیز مثل الوار چوب ماسیو نوئل / کاج و الوار فییر کاهش می یابد ؛ ولی مقاومت خمشیLVL بعد از گذشت 3 سال سریع تر از الوار چوب ماسیو کاهش یافت.

خصوصیات فیزیکی ومکانیکی LVL ساخته شده از چوب (Rubber wood ) توسط کامالا و همکاران با چوب تیک مقایسه گردید و اظهار شد که LVL رابر وود در بسیاری از خصوصیات با تیک قابل مقایسه بوده و دارای مقاومتی معادل با گاماری ، پون ، گوچ و بنیتیک ، که به عنوان قاب در و پنجره و کف پوش سازی وسایل نقلیه بکار می روند ؛ بود.

بررسی نشان داد که دوام ، خواص مکانیکی و کارکردهای مهندسی LVL متاثر از عوامل بسیاری از جمله گونه چوبی ، ضخامت و کیفیت لایه ها ، متغیرهای شرایط فراوری ،اندازه عضو ، شرایط سرویس و محیط ودر نهایت نوع بارگذاری است . (3)

به عنوان نمونه بخاردهی اولین متغیر در فرایند تولید است ؛ اغلب گونه ها برای لوله بری به بخار دهی نیاز دارند و این کار اثرات منفی بر روی خصوصیات مکانیکی چوب دارد. الوار برخی گونه ها نیز ( نظیر راش ) هم به صورت بخار دهی شده وهم به صورت هوا خشک مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده بهینه وکارامد از LVL در مصارف ساختمانی نیازمند داشتن شناخت و درک از رفتار ساختاری بسیاری از گونه ها و آگاهی از تاثیرات فرایند پیش تیمار کردن تنه ها بر روی خواص مکانیکی ودوام LVL می باشد. بنابراین هدف ومقصود این مطالعه مطرح کردن و پیش رفتن درباره تاثیرات بخار دهی وشرایط خشک کردن بر روی خواص مکانیکی و دوام LVL والوار چوب ماسیو از طریق مقایسه این دو بوده است.

1. مواد و روشها

برای این مطالعه ، تنه های راش (Faguse Orientalis ) بخاردهی شده به قطر cm45 و طولcm 260 از ناحیه ای در نزدیکی مرز ترکیه و گرجستان و تنه های نوئل ( Spruce ) بخار دهی شده وبخاردهی نشده به قطر cm40 و طولcm 260 از منطقه ترابوزان در شمال ترکیه که هر دو منطقه از نواحی گرمسیری به شمار می روند تهیه گردید .

دو تنه راش و یک تنه از نوئل که دارای رطوبت اولیه 70% بودند، به ترتیب به مدت 12 و 20 ساعت بخاردهی شدند؛ میانگین دمای مغز تنه های راش و نوئل در طی فرایند روکش گیری به ترتیب º 50 وº32 بود. برای رسیدن به شش تنه هر تنه به دوقطعه مساوی به طول cm 65 تقسیم شد یک بخش از هرتنه ( مجموعا سه عدد از آنها ) برای تولید روکش استفاده شدند؛ وسه تنه دیگر برای تولید نمونه های چوب ماسیو استفاده شدند. تنها قسمت برونچوب تنه ها برای آزمایش مورد استفاده قرار گرفت ؛ در پروسه لوله بری فاصله افقی ( فاصله نوک لبه فشار از سطح زیرین تیغه 85% ضخامت روکش ) و فاصله عمودی mm 0.5 بود.

ضخامت روکشهای حاصل از فرایند لوله بری mm2 و ابعاد لایه های حاصله cm 55 * cm 55 بود. سپس لایه های راش از رطوبت اولیه 40% – 50% در خشک کن با دمای º 110 به مدت 5 دقیقه به رطوبت 7% رسیدند.

روکشهای بدست آمده از تنه های بخاردهی نشده حاوی 50% – 60% رطوبت بودند در دمای º 20 برای مدت دو هفته خشک شدند و همراه با روکشهای بدست آمده از تنه های بخار دهی شده و خشک شده در دمای º110 به مدت 5 دقیقه صفحات LVL به ضخامت mm 16 را تشکیل دادند. تولید پانلها سه مرتبه تکرار شد در حدود gr/cm² 180 مخلوط چسب فنل فرمالدهید که حاوی 47% ماده خشک بود بر روی یک طرف لایه ها اعمال گردید .

دما، فشار و زمان پرس داغ به ترتیب º 140 ،N/mm² 1.4 برای راش و N/mm² 0.8 برای نوئل و زمان دوره پرس هم 10 دقیقه بود. دسته جات آزمایش شده در جدول شماره1 نشان داده شده است.

جدول 1 : گروه های آزمونی

راش

نوئل


Steamed

Non-steamed

Steamed

Drying temperature

20 °C

110 °C

20 °C

20 °C

110 °C

Solid wood groups

BW

SW1

SW2

LVL panel groups

B- LVL

LVL1

LVL2

LVL3

تمامی نمونه های آزمونی تهیه شده برای مقاومت خمش استاتیک ، فشار موازی الیاف و مقامت به ضربه در دو گروه کلاسه بندی گردیده، نمونه های گروه اول در شرایط رطوبت 65% و دمای º 20 مشروط سازی شده تا به تعادل برسند و سپس آزمایش شدند. نمونه های آزمایشی گروههای دیگرتحت فرایند کهنه سازی (Aging) در سه مرحله که در استانداردٍٍٍٍٍٍٍٍEN321 برای تعیین دوام این مواد تعریف شده قرار گرفتند مراحل این سیکل عبارتند از :

1- ماندن در آب با دمای 2± 20برای مدت 1± 72 ساعت

2- انجماد در دمای º 15- برای 24 ساعت

3- خشک شدن در دمای1 ± 70 برای مدت1± 72 ساعت

بعد از انجام این سیکل برای 3 دوره ( 21 روز ) ؛ نمونه های کهنه شده برای مدت 2 ساعت در اتوکلاو با دمای º120 و فشار 1.2 آتمسفر نگهداری شدند، نمونه های آزمایشی در دمای º 20 و رطوبت نسبی 65% مشروط شده و به تعادل رسیدند . تمامی آزمایشات مطابق با استاندارد DIN تعریف شده برای چوب ماسیوصورت گرفت: (52182 DIN) برای دانسیته ،(52185 DIN) برای مقاومت فشاری ،(52186 DIN) برای مقاومت خمشی و در نهایت ( 1-52189 DIN) برای مقاومت به ضربه .

ضخامت نمونه های چوب ماسیو (در جهت شعاعی) برای مقایسه با پانلهای LVL mm16 در نظر گرفته شده بود؛ آزمون مقاومت خمشی بر روی 10 نمونه به ابعاد mm 300*20*16 که از هر پانل بریده شده بود صورت گرفت. برای آزمایش مقاومت فشاری موازی الیاف نمونه هایی با ابعاد mm 30*16*20 مورد استفاده قرار گرفت.

· نتایج وبحث

مقادیر دانسیته نمونه های هوا خشک چوب ماسیو و LVL در شکل1 ارائه شده است. براساس آزمایش ،

( دانسیته ) نمونه های چوب ماسیو راش پس از عملیات کهنه سازی تنها 1.5% کاهش یافت دانسیته چوب ماسیو بخار دهی نشده نوئل ( kg/cm³490) در حدود 4.5% از نوئل بخاردهی شده ( kg/cm³469) بیشتر بود و این به ما نشان می دهد که عملیات بخار دهی (بسته به دوره ودمای بخار دهی)موجب این کاهش وزن شده است. (6) هر چند که تنه ها فقط برای 12ساعت بخار دهی شده بودند. میزان کاهش دانسیته نمونه های نوئل بعد از فرایند کهنه سازی قابل اندازه گیری بود. کاهش دانسیته در نمونه های بخار دهی شده و بخار دهی نشده نوئل به ترتیب 4% و2% بود. گروه LVL راش وهمچنین نوئل مقادیر دانسیته و نیز کاهش دانسیته بیشتری نسبت به چوب ماسیو هریک از LVLهای ساخته شده داشتند. در تولید LVL لایه های به هم چسب خورده تحت فشار پرس می شوند؛ ضخامت صفحات بسته به فشار اعمال شده بر روی چوب کاهش می یابد. دلیل دانسیته بالاتر LVL به کاهش ضخامت لایه ها در هنگام پرس داغ و نیز دانسیته بالاتر چسب مصرفی در ساخت پانل مرتبط می باشد. علاوه بر آن باید ذکر شود که دانسیته هر دو گروه از چوب ماسیو وLVL پس تسریع فرایند کهنه سازی کاهش یافت. دلیل کاهش دانسیته، کاهش وزن نمونه ها بود که در هر مرحله از فرایند کهنه سازی اتفاق می افتاد به دلیل اینکه کاهش وزن در اواخر فرایند بخار دهی اتفاق می افتد تغییر قابل ملاحظه ای در دانسیته الوار چوب ماسیو راش مشاهده نگردید. تاثیر فرایند هیدروترمال در بسیاری از مطالعات گزارش شده است (6)، (7) و (8) .

بیشترین کاهش وزن هم در چوب ماسیو نوئل بخار دهی شده و هم نمونه های LVL تعیین شده پس از فرایند کهنه سازی نیز موید این نکته هستند .

شکل 1 – میانگین مقادیر دانسیته نمونه های آزمایش شده (n = 30)

خواص مکانیکی گروه چوبهای ماسیو راش و LVL قبل و بعد از قرار گرفتن در معرض کهنه سازی تعیین گردید و در جدول شماره 2 ارائه شده است. مقادیر مقاومت خمش استاتیک ومقاومت فشار موازی الیاف گروه چوبهای ماسیو از LVLساخته شده از همان تنه ها کمتر بدست آمد؛ ولی بر خلاف آن مقاومت به ضربه چوب راش به طرز معنی داری بیشتر ازLVLبود وهیچ تغییر معنی داری در مقاومت به خمش استاتیک و مقاومت فشاری موازی الیاف مشاهده نگردید، در حالی که در گروه چوبهای ماسیو بعد از تیمار کهنه سازی ، 33% کاهش در مقاومت به ضربه مشاهده گردید. تیمار کهنه سازی تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی مقاومت فشاری موازی الیاف نداشت کاهش مقاومت خمشی بسیار اندک بود و عمده ترین کاهش مقاومت در اثر تیمار کهنه سازی که مشاهده گردید در مقاومت به ضربه ( و در حدود 25% ) بود.

جدول 2 – خصوصیات مکانیکی چوب ماسیو راش و گروه آزمایش شده LVL ، قبل وبعد از تیمار کهنه سازی

Compression strength (N/mm2)


Bending strength (N/mm2)


Impact strength (kg m/cm2)


Control

Test

Control

Test

Control

Test

Beech–solid wood

47.4

47.1

98.2

97.8

0.91

0.61

(1.5)a

(2.3)

(5.8)

(5.1)

(0.15)

(0.09)

Beech– LVL

52.4

51.8

107.8

104.4

0.69

0.52

(1.6)

(1.8)

(6.1)

(4.8)

(0.03)

(0.07)

a Values in parenthesis are standard deviations.

پس از اینکه نمونه های چوب ماسیو بخاردهی شده و نشده نوئل مقایسه شدند ؛ استتنتاج شد که عمل بخار دهی تمامی خصوصیات مکانیکی بررسی شده را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد .

کمترین تاثیر بر روی مقاومت فشاری بود و بیشترین خصوصیات مکانیکی متاثر از بخار دهی عبارت بودند از مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه .(9) (10) مشابه نتایجی که ما در مطالعه قبلی برای نمونه های آزمایشی با ابعاد سطح مقطع 20*20 یافته بودیم . (11) مقادیر متوسط مقاومت فشاری نمونه های چوب ماسیو بخار دهی شده از همان مقاومتها در نمونه های بخار دهی نشده ( در حدود 5% ) پایین تر بود.( که در شکل 2 ذکر شده است ) بعد از تسریع کهنه سازی نمونه های چوب ماسیو بخاردهی نشده مقاومت فشاری در راستای طولی الیاف دقیقا 8% کاهش یافت در حالیکه در گروه چوبهای بخاردهی شده تغییر معنی داری مشاهده نگردید.

.

شکل شماره 2 مقاومت فشاری در جهت موازی الیاف چوب ماسیو وگروه LVL نوئل

درصفحات LVLساخته شده از تنه های یکسان مقاومت فشاری به شکل چشمگیری از چوبهای ماسیو همان گروه بیشتر بود. که در شکل 2 قابل ملاحظه است . فرایند بخار دهی سبب ایجاد تغییرات مشابهی در پانلهای LVL گردید بیشترین مقاومت فشاری در پانلهای LVL نوئل ساخته شده از لایه های حاصل از تنه بخار دهی نشده وهوا خشک در º 20 مشاهده گردید . در این مطالعه دمای خشک کردن به گونه ای انتخاب شده بود که بر روی مقاومت فشاری پانلهای LVLنوئل تاثیری نداشته باشد؛ که البته در مورد فرایند کهنه سازی این مساله موضوعیت نداشت .

در اثر فرایند کهنه سازی، کاهش مقادیر مقاومتهای فشاری تمام گروه های LVL ، از نمونه های چوب ماسیو بیشتر بود. کمترین مقدار کاهش مقاومت فشاری، در میان گروه های LVL نوئل در پانلهای ساخته شده از لایه های خشک شده در دمای º 110 که از نظر صنعتی یک برنامه خشک کردن ملایم محسوب می گردد؛ مشاهده گردید.

مقدار مقاومت به خمش استاتیک در نمونه های ماسیو بخار دهی شده نوئل 21% کمتر از نمونه های بخار دهی نشده بود ؛ بعد از فرایند کهنه سازی نیز 9% کاهش در مقاومت به خمش استاتیک نمونه های چوب ماسیو بخار دهی نشده نوئل مشاهده و تعیین گردید.

در حالی که تفاوت مشخصی در مقاومت به خمش استاتیک نمونه های بخاردهی شده مشاهده نشد. مقادیر مقاومت به خمش استاتیک گروه های LVL به صورت کاملا مشخصی از گروه چوبهای ماسیو بیشتر و تنها تشابه در مقاومت فشاری بود . در بین گروه های LVL بیشترین مقدار مقاومت خمشی در پانلهای ساخته شده از لایه های هوا خشک حاصل از تنه های بخار دهی نشده اسپراس بود (کنترل N / mm² 98.4 و آزمایش N / mm6 .99 ).

هنگامی که نمونه های LVL2 و LVL3 مقایسه شدند . می توان گفت که دمایی که در این مطالعه برای خشک کردن لایه ها انتخاب شده تاثیر قابل ملاخظه ای بر روی میزان مقاومت خمش استاتیک پانلها نداشته و فرآیند کهنه سازی مقاومت خمشی LVL ها را تحت تاثیر قرار نداد .

شکل 3 مقادیر متوسط مقاومتهای خمشی گروه های چوب ماسیو و LVL

وقتی که مقادیر مقاومتهای فشاری و خمش استاتیک پانلهای LVL هم راش و هم نوئل با گروه چوبهای ماسیو بدست آمده از گرده بینه های یکسان مقایسه شدند، این مقادیر در LVL بالاتر بودند واین موضوع می تواند با شرایط تولید پانلهایLVL مرتبط باشد؛ بر اثر فشار پرس گرم در حین فرآیند تولید ، به صورت متعارف دانسیته پانلها افزایش می یابد و این افزایش دانسیته، به عنوان عامل بهبود دهنده خصوصیات مکانیکی .(مقاومت خمشی در مواد چوبی ) شناخته شده است (12)و(13) به دلیل اینکه پانلهای چوبی موادی چسب خورده هستند، نوع چسب و ضخامت خط چسب همواره بر روی خصوصیات مکانیکی تاثیر مثبتی دارند.

کاهش در مقاومت به ضربه در نمونه های ماسیو نوئل، پس از بخار دهی 21% بود (شکل 4) . مقاومت به ضربه نمونه های چوب ماسیو بخار دهی نشده پس از آزمون کهنه سازی 21% کاهش یافت . مقادیر مقاومت به ضربه پانلهای LVL بر خلاف مقاومت خمشی و فشاری از نمونه های چوب ماسیو که بخار دهی و کهنه سازی روی آنها انجام نشد، کمتر بود .

کمترین میزان مقاومت به ضربه در در گروه LVL3 به دست آمد. کمتر بودن مقاومت به ضربه در پانلهای LVL ممکن است به دلیل شکنندگی الاستیک خط چسب؛ که بعد از واکنش انعقاد صورت می گیرد باشد. یک دلیل کاهش مقاومت به ضربه در پانلهای LVL ممکن است تردی خط چسب باشد .

مقادیر متوسط مقاومت به ضربه چوب نوئل و پانلهای LVL

ممکن است که دلیل کاهش خواص مکانیکی، کاهش و تغییرات شیمیایی در ساختار ماده توسط فرایند هیدروترمال باشد . واضح است که بخار دهی تاثیراتی مثبت بر روی خصوصیات جذب آب ونیز واکشیدگی پانلها می گذارد این تاثیر به هیدرولیز و خروج همی سلولز در طی عمل بخار دهی نسبت داده می شود . (14)

به دلیل اینکه همی سلولز از زنجیزهای سلولی کوتاه و نیز شبکه ای تشکیل شده ، نسبت به دیگر محتویات چوب راحت تر هیدرولیز می گردد. کاهش مقاومتها در اثر تخریب حرارتی به ” اسید اسیتیک مشتق شده از گروه های استیل موجود در ساختار شیمیایی چوب” نسبت داده شده است و فعالیت آن به صورت یک کاتالیزور و باز شتاب دهنده موجب تخریب و کاهش می شود. پهن برگان گروه های استیل بیشتری نسبت به سوزنی برگان دارند. اسیدهای رزینی تولید شده در طی فرایندهای حرارتی در برخی سوزنی برگان، نیز منشا مهم حساسیت به گرما بیان شده اند.(4) چگونگی فرایند کهنه سازی بر روی خواص مکانیکی نمونه های بخار دهی نشده ای که بررسی شد، تاثیر معنی داری که ممکن است به دلیل محو شدن (خروج) اسیدهای رزینی در طی فرایند بخار دهی باشد . بخار دهی می تواند سبب از دست رفتن (کاهش) ساختار چوب شود ؛ بنا براین امکان امکان حرکت آزادانه اسیدها را فراهم می آورد.

برای تائید این نظریه مقادیرPH نمونه های چوب ماسیو نوئل بخار دهی شده و نشده اندازه گیری شد که به ترتیب مقادیر 4.79 و 5.27 بودند؛ مقادیر بالای PH نمونه های آزمایشی بخار دهی شده، این ایده را تقویت و بر آن تاکید می کند .

نتیجه گیری :

از این مطالعه موارد زیر استنتاج می گردد:

1- هم LVL راش و هم نوئل مقادیر دانسیته بالاتری از چوبهای ماسیو همان تنه ها دارا بودند؛ این افزایش نسبی در میانگین مقادیر دانسیته 30% برای راش و به ترتیب 31% و 28% برای نوئل بخاردهی نشده و بخار دهی شده به دست آمد. بعد از آزمون کهنه سازی نیز نتایج مشابهی حاصل شد.

2- میزان مقادیر مقاومت به خمش استاتیک موازی با الیاف نمونه های چوب به میزان کمتری بدست آمد. )6/10% برای نوئل بخار دهی نشده و 25.3% برای نوئل بخاردهی شده؛ نسبت به همانLVL های ساخته شده ازتنه های یکسان). برای مقاومت فشاری نمونه های چوب ماسیو نیز به صورت مشابه مقادیر کمتری بدست آمد. ( به اندازه 6/21% و2/17% به ترتیب برای بخار دهی نشده و بخار دهی شده ها ) ؛ بر عکس مقاومت به ضربه نمونه چوب ماسیو راش24% بیشتر از LVL آن بود .

3- بیشترین کاهش قابل توجه در مقاومت ها به سبب تیمار کهنه سازی، برای مقاومت به ضربه تا حد 25% به دست آمد.

4- فرایند بخار دهی تنه ها برای روکش گیری ، تمامی خصوصیات مقاومتی اندازه گیری شده را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش داد؛ کمترین تاثیر روی مقاومت فشاری بود.

5- پانلهای LVL ساخته شده از تنه های یکسان دارای مقاومت فشاری بالاتری از تیرهای ساخته شده از چوب ماسیو بودند . در این مطالعه دمای انتخاب شده برای خشک کردن بر روی مقاومت فشاری پانلهای LVL ساخته شده از نوئل تاثیر مشخصی نداشته است. که البته این امر در مورد تیمار کهنه سازی موضوعیت نداشته است .

6- مقادیر مقاومت خمشی نمونه های LVL از نمونه های چوب ماسیو به صورت واضحی بیشتر بود . در میان نمونه هایLVL نوئل ، بیشترین مقدار مقاومت خمشی برای پانلهای ساخته شده از لایه های هواخشک تنه بخاردهی شده به دست آمد .

7- مقادیر مقاومت به ضربه پانلهای LVL ، بر خلاف مقاومت خمشی وفشاری کمتر از نمونه های چوب ماسیوی که بخاردهی وکهنه سازی نشده بودند است.

Acknowledgment

S. Çolak thanks The Scientific and Technical Research Council of Turkey—Directorate of Human Resources Development for the scholarship during her post doctoral study.

References

[1] T. Llaufenberg, Exposure effects upon performance of laminated veneer lumber and glulam materials,Forest Products Journal 32 (1982) (5), pp. 42–48.

[2] Wang X, Ross RJ, Brashaw BK, Verhey SA, Formsan JW, Ericson JR. Flexural properties of laminated veneer lumber manufactured from ultrasonically rated red maple veneer. Forest Product Laboratory, FPL-RN-0288, 2003.

[3] Hing PS, Paridah MT, Zakiah A. Edgewise bending properties of LVL: effects of veneer thickness and species. In: The proceedings of USM-JIRCAS joint international symposium, lignocellulose-material of the millennium: technology and application, 20–22 March 2001.

[4] Green DW, Evans JW. Flexural properties of structural lumber products after long-term exposure to 150°F and 75% relative humidity. In: The proceedings of 35th international particleboard/composites materials symposium. Washington State University. Washington, USA, 3–5 April 2005, p.3–14.

[5] B.S. Kamala, P. Kumar, R.V. Rao and S.N. Sharma, Performance test of laminated veneer lumber ( LVL)from rubber wood for different physical and mechanical properties, Holz als Roh- und Werkstoff 57 (1999) (2), pp. 114–116. Full Text via CrossRef | View Record in Scopus | Cited By in Scopus (10)

[6] Kollmann FFP, Cote WA. Principles of wood science and technology—I: Solid wood, 1968.

[7] J.A. Santos, Mechanical behaviour of Eucalyptus wood modified by heat, Wood Science and Technology 34(2000), pp. 39–43. Full Text via CrossRef | View Record in Scopus | Cited By in Scopus (20)

[8] N. Yılgör, O. Ünsal and S.N. Kartal, Physical, mechanical, and chemical properties of beech wood, Forest Product Journal 51 (2001) (11–12), pp. 89–93. View Record in Scopus | Cited By in Scopus (14)

[9] J.D. MacLean, Effect of steaming on the strength of wood. A, Wood Preservers’ Association Proceedings 49(1953), pp. 88–112.

[10] Aydın I. Effects of some manufacturing conditions on wettability and bonding of veneers obtained from various wood species. PhD, Thesis, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Karadeniz Technical University, Trabzon, 2004 [in Turkish].

[11] I. Aydin and S. Çolak, The changes in some physical and mechanical properties of steamed spruce (Picea orientalis L) wood, Journal of Artvin Forestry Faculty of Kafkas University (2004) [Turkish].

[12] J.Y. Liu and J.D. Mcnatt, Thickness swelling and density variation in aspen flakeboards, Wood Science and Technology 82 (1991), pp. 25–33.

[13] G. Nemli, H. Kırcı and A. Temiz, Influence of impregnating wood particles with mimosa bark extract on some properties of particleboard, Industrial Crops and Products 20 (2004), pp. 339–344. Article | PDF (68 K) |View Record in Scopus | Cited By in Scopus (10)

[14] Carll CG. Review of thickness swell in hardboard siding. General technical report FPL-GTR-96, Department of Agriculture, Forest Service, Forest Product Laboratory, 1996.

Corresponding authors. Tel.: +90 462 377 3244, +90 462 377 3258; fax: +90 462 3257499.

برچسب‌ها: LVL, ال وی ال ,  واژگان کلیدی : بخاردهی تنه ، خشک کردن لایه ،آزمون کهنه سازی ، نوئل اسپراس / راش، LVL خواص مکانیکی

LVL – ال وی ال , محصولات مهندسی شده چوب ال وی ال

LVL – ال وی ال , محصولات مهندسی شده چوب ال وی ال

محصولات مهندسی شده چوب ال وی ال

معرفی , طراحی , ساخت انواع پروفیل های ماسیو ( lvl wood  ) در مجموعه فن و هنر ایران زمین

گروه فن و هنر ایران زمین طراح و سازنده انواع تیرهای چوبی , قطعات ماستیو و تولید انواع زهوار و پروفیل های دقیق چوبی , ساخت حرفه ای انواع درب , سازه های چوبی بزرگ و کوچک

(Laminated veneer lumber  ( LVL 

محصولات مهندسی شده چوب که انواع مختلف آن در بازار موجود است ، ولی lvl بدلیل کاربری بالا و نیاز به فضای بزرگ و تخصص و تجربه در ایران بصورن ضعیف و گاها اشتباه مرسوم شده است . 

طراحی و ساخت انواع تیر و تیرچه چوبی , تیر کاذب و تیر باربر

Laminated veneer lumber
Laminated veneer lumber

چوب ماسیو چیست؟ ماسیف 

بررسی تاثیرات بخاردهی گرده بینه ، خشک کردن لایه ها و فرآیند کهنه سازی، بر روی خواص مکانیکی (LVL)

مشاهده مطالب بیشتر درباره LVL WOOD 

   سطح مخاطبین این مطلب: کارشناسی ارشد

مولفین :

Forest Industry Engineering Department, Faculty of Forestry Karadeniz Technical University 61080  Trabzon  , Turkey

چکیده :

در این مطالعه اثرات بخاردهی و شرایط خشک شدن بر روی خواص مکانیکی و دوام LVL والوار چوب ماسیو از طریق مقایسه ای مورد بررسی قرار گرفت . برای این منظور تنه های بخار دهی شده و بخار دهی نشده گونه نوئل و تنه راش بخار دهی شده در دو دمای متفاوت خشک کردن لایه ( º 20 وº110 ) گرفتند. آزمون کهنه سازی برای تعیین دوام LVL و نمونه های چوب ماسیو مطابق با استاندارد EN321 انجام گرفت . عملیات بخار دهی، تمامی خصوصیات مقاومتی بررسی شده را در پانلهای LVL به شکل محسوسی کاهش داد و کمترین میزان تاثیر آن، بر روی مقاومت فشاری بود .

مقدار مقاومت فشاری و همچنین مقاومت به خمش استاتیک در پانلهای LVL راش و نوئل ، از گروه چوبهای ماسیو بدست آمده از همان گرده بینه ها بیشتر بود؛ برخلاف مقاومت به خمش استاتیک و مقاومت فشاری ، مقادیر مقاومت به ضربه پانلهای LVL از نمونه های چوب ماسیو کهنه سازی و بخار دهی نشده کمتر بود .

واژگان کلیدی : بخاردهی تنه ، خشک کردن لایه ،آزمون کهنه سازی ، نوئل اسپراس / راش، LVL خواص مکانیکی

رئوس مطالب مقاله :

1- مقدمه

2- مواد و روشها

3- نتایج وبحث

4- استنتاج

سپاسگذاری ها

منابع ومآخذ

1- مقدمه :

تخته الوار بس لا یا همان LVL” ” یک محصول مهندسی شده چوب است متشکل از لایه های خشک شده حاصل از لوله بری که به صورت موازی الیاف روی هم قرار گرفته اند و توسط یک چسب ضد آب تحت فشار و حرارت تولید می شوند . با این روش از طریق پراکندن معایب بیولوزیک در بین لایه ها با برش دادن تنه های درجه پایین ، محصولی مقاوم از تنه های درجه پایین می توان تولید کرد.

بائو درب تمام چوب کاج
بائو درب تمام چوب کاج

یکی از مهمترین مزایای تکنیکی LVL، نحوه اجرای ویژه آن، ترکیب شدن عملیات تولید و طراحی و محو شدن عیوب بزرگ به دلیل طبیعت خاص فرایند تولید آنهاست. عیوب بزرگی مثل گره ها وسایر خصوصیات کاهنده مقاومت محو شده و یا در تمامی سطح عرضی پراکنده می شوند تا محصول یکنواخت تری تولید گردد ، (2)و(3) .

ساخت بدنه درب تمام چوب از قطعات ماستیو ( LVL )
ساخت بدنه درب تمام چوب از قطعات ماستیو ( LVL )

به سبب یکنواختی خصوصیات ، مقاومت بالاتر و دستیابی واقعی به طول و ابعاد نامحدود، LVL در انواع محصولات از قبیل موارد ذکر شده در زیر استفاده می گردد :

چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی
چوب و تخته LVL در ساختمانهای چوبی و دکوراسیون نمای خارجی

وسایل واجزائ ساختمان و سازه ای ، ساختمانهای چوبی , کلبه , پل سازی ,  تیرهای مورد مصرف در کف سازی ، در گاراژ ها ، بالای در و پنجره، تیرهای عرضی طاق، الوار داربست وزبانه های پیش ساخته برای انواع اتصالات چوبی تیرهای I و تیرهای لبه دار(HIP).

قبل از گسترش یافتن محصولات مهندسی شده چوب ، سازندگان ساختمان بسیار محدود بودند زیرا الوار چوب ماسیو اغلب ثبات ابعادی و یکنواختی مورد نیاز را فاقد بودند . فرایند تولید وساخت LVL یک محصول مقاوم و با دوام را خلق کرد بسیاری از خواسته ها را که به صورت قابل اطمینانی می توانست تامین نماید.

دومین مزیت LVL در فرایند روکش گیری و چسباندن لایه هاست که امکان ساختن تیرهای بزرگ از تنه های کوچک و کم قطر بسیاری از گونه ها را فراهم می کند و به این وسیله از منابع جنگلی استفاده بهینه و کارآمد تری خواهد شد.

به سبب مزایایی که در بالا به آنها اشاره رفت LVL به عنوان یک جایگزین مناسب برای مصارف ساختمانی پیشنهاد می گردد. هرچند که نتایج تحقیقات در مورد دوام آنها با هم در تناقض هستند ( 5 و 4 ) .

گرین و همکاران ( 4 ) خواص خمشی الوار ساختمانی را بعد از بار گذاری طویل المدت را در دمای º 65 و رطوبت نسبی 75% بررسی کردند ؛ نتایج این بررسی نشان داد که برای 2 تا 3 سال در شرایط دما و رطوبت فوق در اطاق مشروط سازی، مقاومت خمشی LVL نیز مثل الوار چوب ماسیو نوئل / کاج و الوار فییر کاهش می یابد ؛ ولی مقاومت خمشی LVL بعد از گذشت 3 سال سریع تر از الوار چوب ماسیو کاهش یافت.

خصوصیات فیزیکی ومکانیکی LVL ساخته شده از چوب (Rubber wood ) توسط کامالا و همکاران با چوب تیک مقایسه گردید و اظهار شد که LVL رابر وود در بسیاری از خصوصیات با تیک قابل مقایسه بوده و دارای مقاومتی معادل با گاماری ، پون ، گوچ و بنیتیک ، که به عنوان قاب در و پنجره و کف پوش سازی وسایل نقلیه بکار می روند ؛ بود.

بررسی نشان داد که دوام ، خواص مکانیکی و کارکردهای مهندسی LVL متاثر از عوامل بسیاری از جمله گونه چوبی ، ضخامت و کیفیت لایه ها ، متغیرهای شرایط فراوری ،اندازه عضو ، شرایط سرویس و محیط ودر نهایت نوع بارگذاری است .

به عنوان نمونه بخاردهی اولین متغیر در فرایند تولید است ؛ اغلب گونه ها برای لوله بری به بخار دهی نیاز دارند و این کار اثرات منفی بر روی خصوصیات مکانیکی چوب دارد. الوار برخی گونه ها نیز ( نظیر راش ) هم به صورت بخار دهی شده وهم به صورت هوا خشک مورد استفاده قرار می گیرند.

استفاده بهینه و کارامد از LVL در مصارف ساختمانی نیازمند داشتن شناخت و درک از رفتار ساختاری بسیاری از گونه ها و آگاهی از تاثیرات فرایند پیش تیمار کردن تنه ها بر روی خواص مکانیکی و دوام LVL می باشد. بنابراین هدف و مقصود این مطالعه مطرح کردن و پیش رفتن درباره تاثیرات بخار دهی و شرایط خشک کردن بر روی خواص مکانیکی و دوام LVL و الوار چوب ماسیو از طریق مقایسه این دو بوده است.

1. مواد و روشها

برای این مطالعه ، تنه های راش ( Fagus Orientalis  ) بخاردهی شده به قطر cm 45 و طولcm 260 از ناحیه ای در نزدیکی مرز ترکیه و گرجستان و تنه های نوئل ( Spruce ) بخار دهی شده و بخاردهی نشده به قطر cm 40 و طولcm 260 از منطقه ترابوزان در شمال ترکیه که هر دو منطقه از نواحی گرمسیری به شمار می روند تهیه گردید .

دو تنه راش و یک تنه از نوئل که دارای رطوبت اولیه 70% بودند، به ترتیب به مدت 12 و 20 ساعت بخاردهی شدند؛ میانگین دمای مغز تنه های راش و نوئل در طی فرایند روکش گیری به ترتیب º 50 وº32 بود. برای رسیدن به شش تنه هر تنه به دو قطعه مساوی به طول cm 65 تقسیم شد یک بخش از هر تنه ( مجموعا سه عدد از آنها ) برای تولید روکش استفاده شدند؛ و سه تنه دیگر برای تولید نمونه های چوب ماسیو استفاده شدند. تنها قسمت برون چوب تنه ها برای آزمایش مورد استفاده قرار گرفت ؛ در پروسه لوله بری فاصله افقی ( فاصله نوک لبه فشار از سطح زیرین تیغه 85% ضخامت روکش ) و فاصله عمودی mm 0.5 بود.

ضخامت روکشهای حاصل از فرایند لوله بری mm2 و ابعاد لایه های حاصله cm 55 * cm 55 بود. سپس لایه های راش از رطوبت اولیه 40% – 50% در خشک کن با دمای º 110 به مدت 5 دقیقه به رطوبت 7% رسیدند.

روکشهای بدست آمده از تنه های بخاردهی نشده حاوی 50% – 60% رطوبت بودند در دمای º 20 برای مدت دو هفته خشک شدند و همراه با روکشهای بدست آمده از تنه های بخار دهی شده و خشک شده در دمای º110 به مدت 5 دقیقه صفحات LVL به ضخامت mm 16 را تشکیل دادند. تولید پانلها سه مرتبه تکرار شد در حدود gr/cm² 180 مخلوط چسب فنل فرمالدهید که حاوی 47% ماده خشک بود بر روی یک طرف لایه ها اعمال گردید .

دما، فشار و زمان پرس داغ به ترتیب º 140 ،N/mm² 1.4 برای راش و N/mm² 0.8 برای نوئل و زمان دوره پرس هم 10 دقیقه بود. دسته جات آزمایش شده در جدول شماره1 نشان داده شده است.

جدول 1 : گروه های آزمونی

 

راش

نوئل


 

Steamed

Non-steamed

Steamed

Drying temperature

20 °C

110 °C

20 °C

20 °C

110 °C

Solid wood groups

BW

SW1

SW2

LVL panel groups

B- LVL

LVL1

LVL2

LVL3

تمامی نمونه های آزمونی تهیه شده برای مقاومت خمش استاتیک ، فشار موازی الیاف و مقامت به ضربه در دو گروه کلاسه بندی گردیده، نمونه های گروه اول در شرایط رطوبت 65% و دمای º 20 مشروط سازی شده تا به تعادل برسند و سپس آزمایش شدند. نمونه های آزمایشی گروههای دیگر تحت فرایند کهنه سازی (Aging) در سه مرحله که در استانداردٍٍٍٍٍٍٍٍEN321 برای تعیین دوام این مواد تعریف شده قرار گرفتند مراحل این سیکل عبارتند از :

1- ماندن در آب با دمای 2± 20برای مدت 1± 72 ساعت

2- انجماد در دمای º 15- برای 24 ساعت

3- خشک شذن در دمای1 ± 70 برای مدت1± 72 ساعت

بعد از انجام این سیکل برای 3 دوره ( 21 روز ) ؛ نمونه های کهنه شده برای مدت 2 ساعت در اتوکلاو با دمای º120 و فشار 1.2 آتمسفر نگهداری شدند، نمونه های آزمایشی در دمای º 20 و رطوبت نسبی 65% مشروط شده و به تعادل رسیدند . تمامی آزمایشات مطابق با استاندارد DIN تعریف شده برای چوب ماسیو صورت گرفت: (52182 DIN) برای دانسیته ،(52185 DIN) برای مقاومت فشاری ،(52186 DIN) برای مقاومت خمشی و در نهایت ( 1-52189 DIN) برای مقاومت به ضربه .

ضخامت نمونه های چوب ماسیو (در جهت شعاعی) برای مقایسه با پانلهای LVL mm16 در نظر گرفته شده بود؛ آزمون مقاومت خمشی بر روی 10 نمونه به ابعاد mm 300*20*16 که از هر پانل بریده شده بود صورت گرفت. برای آزمایش مقاومت فشاری موازی الیاف نمونه هایی با ابعاد mm 30*16*20 مورد استفاده قرار گرفت.

نتایج و بحث

مقادیر دانسیته نمونه های هوا خشک چوب ماسیو و LVL در شکل1 ارائه شده است. براساس آزمایش ،

( دانسیته ) نمونه های چوب ماسیو راش پس از عملیات کهنه سازی تنها 1.5% کاهش یافت دانسیته چوب ماسیو بخار دهی نشده نوئل ( kg/cm³490) در حدود 4.5% از نوئل بخاردهی شده ( kg/cm³469) بیشتر بود و این به ما نشان می دهد که عملیات بخار دهی (بسته به دوره ودمای بخار دهی)موجب این کاهش وزن شده است. (6) هر چند که تنه ها فقط برای 12ساعت بخار دهی شده بودند. میزان کاهش دانسیته نمونه های نوئل بعد از فرایند کهنه سازی قابل اندازه گیری بود.

کاهش دانسیته در نمونه های بخار دهی شده و بخار دهی نشده نوئل به ترتیب 4% و2% بود. گروه LVL راش وهمچنین نوئل مقادیر دانسیته و نیز کاهش دانسیته بیشتری نسبت به چوب ماسیو هریک از LVLهای ساخته شده داشتند. در تولید LVL لایه های به هم چسب خورده تحت فشار پرس می شوند؛ ضخامت صفحات بسته به فشار اعمال شده بر روی چوب کاهش می یابد.

دلیل دانسیته بالاتر LVL به کاهش ضخامت لایه ها در هنگام پرس داغ و نیز دانسیته بالاتر چسب مصرفی در ساخت پانل مرتبط می باشد. علاوه بر آن باید ذکر شود که دانسیته هر دو گروه از چوب ماسیو وLVL پس تسریع فرایند کهنه سازی کاهش یافت.

دلیل کاهش دانسیته، کاهش وزن نمونه ها بود که در هر مرحله از فرایند کهنه سازی اتفاق می افتاد به دلیل اینکه کاهش وزن در اواخر فرایند بخار دهی اتفاق می افتد تغییر قابل ملاحظه ای در دانسیته الوار چوب ماسیو راش مشاهده نگردید. تاثیر فرایند هیدروترمال در بسیاری از مطالعات گزارش شده است (6)، (7) و (8) .

بیشترین کاهش وزن هم در چوب ماسیو نوئل بخار دهی شده و هم نمونه های LVL تعیین شده پس از فرایند کهنه سازی نیز موید این نکته هستند .

شکل 1 – میانگین مقادیر دانسیته نمونه های آزمایش شده ( (n = 30

خواص مکانیکی گروه چوبهای ماسیو راش و LVL قبل و بعد از قرار گرفتن در معرض کهنه سازی تعیین گردید و در جدول شماره 2 ارائه شده است. مقادیر مقاومت خمش استاتیک و مقاومت فشار موازی الیاف گروه چوبهای ماسیو از LVLساخته شده از همان تنه ها کمتر بدست آمد؛ ولی بر خلاف آن مقاومت به ضربه چوب راش به طرز معنی داری بیشتر ازLVL بود و هیچ تغییر معنی داری در مقاومت به خمش استاتیک و مقاومت فشاری موازی الیاف مشاهده نگردید، در حالی که در گروه چوبهای ماسیو بعد از تیمار کهنه سازی ، 33% کاهش در مقاومت به ضربه مشاهده گردید. تیمار کهنه سازی تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی مقاومت فشاری موازی الیاف نداشت کاهش مقاومت خمشی بسیار اندک بود و عمده ترین کاهش مقاومت در اثر تیمار کهنه سازی که مشاهده گردید در مقاومت به ضربه ( و در حدود 25% ) بود.

جدول 2 – خصوصیات مکانیکی چوب ماسیو راش و گروه آزمایش شده LVL ، قبل وبعد از تیمار کهنه سازی

 

Compression strength (N/mm2)


Bending strength (N/mm2)


Impact strength (kg m/cm2)


 

Control

Test

Control

Test

Control

Test

Beech–solid wood

47.4

47.1

98.2

97.8

0.91

0.61

 

(1.5)a

(2.3)

(5.8)

(5.1)

(0.15)

(0.09)

Beech– LVL

52.4

51.8

107.8

104.4

0.69

0.52

 

(1.6)

(1.8)

(6.1)

(4.8)

(0.03)

(0.07)

a Values in parenthesis are standard deviations.

پس از اینکه نمونه های چوب ماسیو بخاردهی شده و نشده نوئل مقایسه شدند ؛ استتنتاج شد که عمل بخار دهی تمامی خصوصیات مکانیکی بررسی شده را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد .

کمترین تاثیر بر روی مقاومت فشاری بود و بیشترین خصوصیات مکانیکی متاثر از بخار دهی عبارت بودند از مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه .(9) (10) مشابه نتایجی که ما در مطالعه قبلی برای نمونه های آزمایشی با ابعاد سطح مقطع 20*20 یافته بودیم .

(11) مقادیر متوسط مقاومت فشاری نمونه های چوب ماسیو بخار دهی شده از همان مقاومتها در نمونه های بخار دهی نشده ( در حدود 5% ) پایین تر بود.( که در شکل 2 ذکر شده است ) بعد از تسریع کهنه سازی نمونه های چوب ماسیو بخاردهی نشده مقاومت فشاری در راستای طولی الیاف دقیقا 8% کاهش یافت در حالیکه در گروه چوبهای بخاردهی شده تغییر معنی داری مشاهده نگردید.

شکل شماره 2 مقاومت فشاری در جهت موازی الیاف چوب ماسیو وگروه LVL نوئل

در صفحات LVLساخته شده از تنه های یکسان مقاومت فشاری به شکل چشمگیری از چوبهای ماسیو همان گروه بیشتر بود. که در شکل 2 قابل ملاحظه است . فرایند بخار دهی سبب ایجاد تغییرات مشابهی در پانلهای LVL گردید بیشترین مقاومت فشاری در پانلهای LVL نوئل ساخته شده از لایه های حاصل از تنه بخار دهی نشده و هوا خشک در º 20 مشاهده گردید .

در این مطالعه دمای خشک کردن به گونه ای انتخاب شده بود که بر روی مقاومت فشاری پانلهای LVLنوئل تاثیری نداشته باشد؛ که البته در مورد فرایند کهنه سازی این مساله موضوعیت نداشت .

در اثر فرایند کهنه سازی، کاهش مقادیر مقاومتهای فشاری تمام گروه های LVL ، از نمونه های چوب ماسیو بیشتر بود. کمترین مقدار کاهش مقاومت فشاری، در میان گروه های LVL نوئل در پانلهای ساخته شده از لایه های خشک شده در دمای º 110 که از نظر صنعتی یک برنامه خشک کردن ملایم محسوب می گردد؛ مشاهده گردید.

مقدار مقاومت به خمش استاتیک در نمونه های ماسیو بخار دهی شده نوئل 21% کمتر از نمونه های بخار دهی نشده بود ؛ بعد از فرایند کهنه سازی نیز 9% کاهش در مقاومت به خمش استاتیک نمونه های چوب ماسیو بخار دهی نشده نوئل مشاهده و تعیین گردید.

در حالی که تفاوت مشخصی در مقاومت به خمش استاتیک نمونه های بخاردهی شده مشاهده نشد. مقادیر مقاومت به خمش استاتیک گروه های LVL به صورت کاملا مشخصی از گروه چوبهای ماسیو بیشتر و تنها تشابه در مقاومت فشاری بود . در بین گروه های LVL بیشترین مقدار مقاومت خمشی در پانلهای ساخته شده از لایه های هوا خشک حاصل از تنه های بخار دهی نشده اسپراس بود (کنترل N / mm² 98.4 و آزمایش N / mm6 .99 ).

هنگامی که نمونه های LVL2 و LVL3 مقایسه شدند . می توان گفت که دمایی که در این مطالعه برای خشک کردن لایه ها انتخاب شده تاثیر قابل ملاخظه ای بر روی میزان مقاومت خمش استاتیک پانلها نداشته و فرآیند کهنه سازی مقاومت خمشی LVL ها را تحت تاثیر قرار نداد .

شکل 3 مقادیر متوسط مقاومتهای خمشی گروه های چوب ماسیو و LVL

وقتی که مقادیر مقاومتهای فشاری و خمش استاتیک پانلهای LVL هم راش و هم نوئل با گروه چوبهای ماسیو بدست آمده از گرده بینه های یکسان مقایسه شدند، این مقادیر در LVL بالاتر بودند واین موضوع می تواند با شرایط تولید پانلهایLVL مرتبط باشد؛ بر اثر فشار پرس گرم در حین فرآیند تولید ، به صورت متعارف دانسیته پانلها افزایش می یابد و این افزایش دانسیته، به عنوان عامل بهبود دهنده خصوصیات مکانیکی .(مقاومت خمشی در مواد چوبی ) شناخته شده است (12)و(13) به دلیل اینکه پانلهای چوبی موادی چسب خورده هستند، نوع چسب و ضخامت خط چسب همواره بر روی خصوصیات مکانیکی تاثیر مثبتی دارند.

کاهش در مقاومت به ضربه در نمونه های ماسیو نوئل، پس از بخار دهی 21% بود (شکل 4) . مقاومت به ضربه نمونه های چوب ماسیو بخار دهی نشده پس از آزمون کهنه سازی 21% کاهش یافت . مقادیر مقاومت به ضربه پانلهای LVL بر خلاف مقاومت خمشی و فشاری از نمونه های چوب ماسیو که بخار دهی و کهنه سازی روی آنها انجام نشد، کمتر بود .

کمترین میزان مقاومت به ضربه در در گروه LVL3 به دست آمد. کمتر بودن مقاومت به ضربه در پانلهای LVL ممکن است به دلیل شکنندگی الاستیک خط چسب؛ که بعد از واکنش انعقاد صورت می گیرد باشد. یک دلیل کاهش مقاومت به ضربه در پانلهای LVL ممکن است تردی خط چسب باشد .

مقادیر متوسط مقاومت به ضربه چوب نوئل و پانلهای LVL

ممکن است که دلیل کاهش خواص مکانیکی، کاهش و تغییرات شیمیایی در ساختار ماده توسط فرایند هیدروترمال باشد . واضح است که بخار دهی تاثیراتی مثبت بر روی خصوصیات جذب آب ونیز واکشیدگی پانلها می گذارد این تاثیر به هیدرولیز و خروج همی سلولز در طی عمل بخار دهی نسبت داده می شود . (14)

به دلیل اینکه همی سلولز از زنجیزهای سلولی کوتاه و نیز شبکه ای تشکیل شده ، نسبت به دیگر محتویات چوب راحت تر هیدرولیز می گردد. کاهش مقاومتها در اثر تخریب حرارتی به ” اسید اسیتیک مشتق شده از گروه های استیل موجود در ساختار شیمیایی چوب” نسبت داده شده است و فعالیت آن به صورت یک کاتالیزور و باز شتاب دهنده موجب تخریب و کاهش می شود. پهن برگان گروه های استیل بیشتری نسبت به سوزنی برگان دارند.

اسیدهای رزینی تولید شده در طی فرایندهای حرارتی در برخی سوزنی برگان، نیز منشا مهم حساسیت به گرما بیان شده اند.(4) چگونگی فرایند کهنه سازی بر روی خواص مکانیکی نمونه های بخار دهی نشده ای که بررسی شد، تاثیر معنی داری که ممکن است به دلیل محو شدن (خروج) اسیدهای رزینی در طی فرایند بخار دهی باشد . بخار دهی می تواند سبب از دست رفتن (کاهش) ساختار چوب شود ؛ بنا براین امکان امکان حرکت آزادانه اسیدها را فراهم می آورد.

برای تائید این نظریه مقادیرPH نمونه های چوب ماسیو نوئل بخار دهی شده و نشده اندازه گیری شد که به ترتیب مقادیر 4.79 و 5.27 بودند؛ مقادیر بالای PH نمونه های آزمایشی بخار دهی شده، این ایده را تقویت و بر آن تاکید می کند .

نتیجه گیری :

از این مطالعه موارد زیر استنتاج می گردد:

1- هم LVL راش و هم نوئل مقادیر دانسیته بالاتری از چوبهای ماسیو همان تنه ها دارا بودند؛ این افزایش نسبی در میانگین مقادیر دانسیته 30% برای راش و به ترتیب 31% و 28% برای نوئل بخاردهی نشده و بخار دهی شده به دست آمد. بعد از آزمون کهنه سازی نیز نتایج مشابهی حاصل شد.

2- میزان مقادیر مقاومت به خمش استاتیک موازی با الیاف نمونه های چوب به میزان کمتری بدست آمد. )6/10% برای نوئل بخار دهی نشده و 25.3% برای نوئل بخاردهی شده؛ نسبت به همانLVL های ساخته شده ازتنه های یکسان). برای مقاومت فشاری نمونه های چوب ماسیو نیز به صورت مشابه مقادیر کمتری بدست آمد. ( به اندازه 6/21% و2/17% به ترتیب برای بخار دهی نشده و بخار دهی شده ها ) ؛ بر عکس مقاومت به ضربه نمونه چوب ماسیو راش24% بیشتر از LVL آن بود .

3- بیشترین کاهش قابل توجه در مقاومت ها به سبب تیمار کهنه سازی، برای مقاومت به ضربه تا حد 25% به دست آمد.

4- فرایند بخار دهی تنه ها برای روکش گیری ، تمامی خصوصیات مقاومتی اندازه گیری شده را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش داد؛ کمترین تاثیر روی مقاومت فشاری بود.

5- پانلهای LVL ساخته شده از تنه های یکسان دارای مقاومت فشاری بالاتری از تیرهای ساخته شده از چوب ماسیو بودند . در این مطالعه دمای انتخاب شده برای خشک کردن بر روی مقاومت فشاری پانلهای LVL ساخته شده از نوئل تاثیر مشخصی نداشته است. که البته این امر در مورد تیمار کهنه سازی موضوعیت نداشته است .

6- مقادیر مقاومت خمشی نمونه های LVL از نمونه های چوب ماسیو به صورت واضحی بیشتر بود . در میان نمونه هایLVL نوئل ، بیشترین مقدار مقاومت خمشی برای پانلهای ساخته شده از لایه های هواخشک تنه بخاردهی شده به دست آمد .

7- مقادیر مقاومت به ضربه پانلهای LVL ، بر خلاف مقاومت خمشی وفشاری کمتر از نمونه های چوب ماسیوی که بخاردهی وکهنه سازی نشده بودند است.

(بیشتر…)
WhatsApp chat