ارزیابی تاثیر شرایط فرایند تیمار گرمایی بر ویژگی‌های مکانیکی چوب صنوبر(Populus deltoides)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی

چکیده

در این پژوهش تیمار گرمایی چوب صنوبر در دو محیط‌ فراگیر متفاوت (آب و بخارآب) در دمای C°185 به مدت 1 و 3 ساعت در مخزن مخصوص بخارزنی انجام شد. چگالی و مقاومت‌های مکانیکی آزمونه‌های تیمار‌شده در این دو فرایند با یکدیگر مقایسه شدند. کاهش چگالی در آزمونه‌های تیمار‌شده به روش آب‌گرمایی به نسبت بیشتر از آزمونه‌های تیمار‌شده به روش بخار‌گرمایی بود. مدول کشسانی به‌جز در تیمار آب‌گرمایی 1 ساعت، روند کاهشی نشان داد. مدول گسیختگی در هر دو فرایند کاهش یافت اگرچه کاهش در اثر تیمار بخار‌گرمایی شدیدتر بود. مقاومت فشاری موازی الیاف در تیمار آب‌گرمایی بدون تغییر بوده یا با افزایش جزئی همراه بود ولی در تیمار بخارگرمایی کاهش یافت. مقاومت به ضربه کاهش شدیدتری در تیمار بخارگرمایی نشان داد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده کاربرد روش اصلاحی تیمار آب‌گرمایی به دلیل تأثیر کمتر بر مقاومت‌های مکانیکی چوب صنوبر پیشنهاد می شود.
 

کلیدواژه‌ها


1- شریف­نیا ح و محبی ب؛ 1389: بررسی امکان بهبود ویژگی­های مقاومتی چوب صنوبر با روش ترکیبی اصلاح گرمآبی- مکانیکی (CHTM)، مجله صنایع چوب و کاغذ ایران، سال اول، شماره 1، ص 65-57.

2- مدیر رحمتی ع؛ 1387:  برنامه راهبردی زراعت چوب در کشور، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، گروه تحقیقات صنوبر و درختان سریع الرشد.

3- Abe K. and Yamamoto H. 2006: Changes in the mechanical interaction between cellulose microfibril and matrix substance in wood cell wall induced by hygrothermal treatment, Wood Science 52: 107-110.

4- American Society for Testing and Materials, 2000. Standard Test Methods for Small Clear Specimens of Timber, American Society for Testing and Materials, D143-94.

5- Boonstra M. and Tjeerdsma B. 2006: Chemical analysis of heat treated softwoods, Holz als Roh- und werkstoff 64: 204-211.

6- Boonstra M., Rijsdijk J.F., Sander C., Kegel E., Tjeerdsma B., Militz H., Acker J. van and Stevens M. 2006: Microstructural and physical aspects of heat treated wood. Part 2. Hardwoods, Maderas. Ciencia y tecnologia 8(3): 209-217.

7- Garrote G., Domínguez H. and Parajó J.C. 1999: Hydrothermal processing of lignocellulosic materials. Holz als Roh- und Werkstoff, 57(3), 191–202.

8- Gonzalez-Pena MM., Curling S.F. and Hale M.D.C. 2009: On the effect of heat on the chemical composition and dimensions of thermally modified wood. Polymer Degradation and Stability. Doi: 10.1016.

9- Hill C., 2006: Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes, John Wiley & Sons, Ltd. 239p.

10- Kartal S.N., Hwang W.J. and Imamura Y. 2008: Combined effect of boron compounds and heat treatment on wood properties: Chemical and strength properties of wood, Journal of Materials Processing Technology 198: 234-240.

11- Kocaefe D., Chaudhry B., Poncsak S., Bouazara M. and Pichette A. 2007: Thermogravimetric study of high temperature treatment of aspen: effect of treatment parameters on weight loss and mechanical properties. Journal of Materials Science 42(3):355-361. 

12- Korkut S., Kök M.S., Sevim Korkut D. and Gürleyen T. 2008: The effects of heat treatment on technological properties in Red-bud maple (Acer trautvetteri Medw.) wood. Bioresource Technology 99(6): 1538–1543.  

13- Mburu F., Dumarcay S., Bocquet JF., Petrissans M. and Gerardin P. 2008: Effect of chemical modification caused by heat treatment on mechanical properties of Grevillea robusta wood. Polymer Degradation and Stability 93: 401-405.

14- McLean JD. 1951: Rate of disintegration of wood under different heating conditions. Proceedings of the American Wood Preservers Association, 47, 155–169.

15- McLean JD. 1954: Effects of heating in water on the strength properties of wood. American Wood Preservers Association Proceeding, 50: 253-80.

16- Mohebby B., Yaghoobi K., Roohnia M., 2007: Acoustic Properties of Hydrothermally Modified Mulberry (Morus alba L.) Wood; European Conference on Wood Modification 2007, 8p.

17- Poncsak S., Kocaefe D., Bouzara M. and Pichette A. 2006: Effect of High Temperature Treatment on the Mechanical Properties of Birch (Betula pendula). Wood Science and Technology 40(8): 647-663.

18- Santos JA. 2000: Mechanical behavior of eucalyptus wood modified by heat. Wood Science and Technology 34: 39-43.

19- Seborg R.M., Tarkow H. and Stamm A.J. 1953: Effect of heat upon the dimensional stabilization of wood. Journal of the Forest Products Research Society 3(3): 59–67.

20- Stamm A.J. 1956: Thermal degradation of wood and cellulose. Industrial and Engineering Chemistry 48(3): 413–417.

21- Talaei A. and Yaghoobi K. 2009: Physical and mechanical properties of hydrothermally modified mulberry (Morus alba L.) Wood, The International Research Group on Wood Preservation, IRG Document No. IRG/WP 09-40425.

22- Talaei A., Yaghoobi K. and Karimi A. 2010: Comparative Study of Heat Treatment of Beech Wood in Hot Water and Steam Medium, The International Research Group on Wood Preservation, IRG Document No.  IRG/WP 10-40536.

23- Tjeerdsma B.F. and Militz H. 2006: Chemical changes in hydrothermal treated wood: FTIR analysis of combined hydrothermal and dry heat-treated wood, Holz als Roh- und werkstoff, 63: 102-111.

24- Tjeerdsma B.F., Stevens M. and Militz H. 2000: Durability of (hydro)thermal treated wood, The International Research Group on Wood Preservation, IRG Document No. IRG/WP 00-40160.

25- Viitaniemi P. and Jamsa S. 1996: Modification of wood with heat treatment, Espo 1996, VTT Juskaisuja- Publikationer 814.

26- Yildiz S. and Gumushkaya E. 2007: The effect of thermal modification on crystalline structure of cellulose in soft and hardwoods, Building and Environment 42(4): 62-67.