بهینه سازی خواص تخته خرده چوب- سیمان ساخته شده از ساقه پنبه و خاک اره با ماده افزودنی کلرید کلسیم (CaCl2)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل

2 کارشناس ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

3 مربی گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

4 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی رفتار هیدراتاسیون و خواص مکانیکی تخته خرده چوب -سیمان ساخته شده ازساقه پنبه و صنوبر و نیز خاک اره، حاوی مواد افزودنی CaCl2 در نسبت‌های مختلف وزنیمی‌باشد. در ابتدا، زمان انعقاد خمیر سیمانی حاوی مقادیر مختلف ماده افزودنی CaCl2و ذرات چوبی و ساقه پنبهتعیین شد. همچنین اثر میزان ماده افزودنی CaCl2، نسبت وزنیذرات پنبه به خرده چوب صنوبر، و درصد خاک اره بر روی مقاومت خمشی، مدول خمشی و چسبندگی داخلیتخته خرده چوب-سیمان توسط روش سطح پاسخ مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌منظوربهینه‌سازی خواص تخته‌ها، معادله مدل ریاضی (توابع پاسخ درجه دو) توسط برنامه شبیه‌سازی کامپیوتری انجام گردید. نتایج نشان داد که مقادیر پیش‌بینی شده، انطباق مناسبی با مقادیر واقعی دارد (ضریب تبیینR2 برای مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی به‌ترتیب برابر 93/0، 90/0، 95/0 بوده‌اند). همچنین معلوم شد که روش سطح پاسخ می‌تواند به ‌طور موثر برای مدل‌سازی خواص تخته‌ها بکار رود. بر اساس نتایج بدست آمده، با کاربرد ساقه پنبه به صنوبر با نسبت وزنی 43:57 مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی به ‌میزان حداکثر خود ‌رسید. هم‌زمان استفاده از ماده افزودنی تا حد 5/4 درصد و خاک اره تا حد 9 درصدتاثیر مثبتی بر روی خواص تخته ها داشته‌اند.

کلیدواژه‌ها


[1] Yasin, M., Bhutto, A.W., Bazmi, A. A. and Karim, S., 2010. Efficient utilization of rice-wheat straw to producevalue–added composite products. International Journal of Chemical and Environmental Engineering, 1(2): 136-143.

[2] Han, G. P., Zhang, C.G., Zhang, D.M., Umemura, K. and Kawai, S., 1998. Upgrading of urea formaldehyde-bonded reed and wheat straw particleboard using silane coupling agents.Journalof Wood Science, 44(4): 282-286.

[3] Nazerian, M. and Sadeghiipanah, V., 2013. Cement-bonded particleboard with a mixture of wheat straw and poplar wood. Journal of Forestry Research, 24(2): 381-390.  

[4] Nazerian, M., Dahmardeh Ghalehno, M. and Gozali, E., 2011. Effects of wood species, particle sizes and dimensions of residue obtained from trimming of wood–cement composites on physical and mechanical properties of cement-bonded particleboard. Journalof Wood Material Science & Engineering, 6(4):196-206. 

[5] Nazerian, M. and Hosiny Eghbal S., 2013. The influence of additive content and particle size of bagasse on some properties of cement-bonded particleboard. Journal of the Indian Academy of Wood Science, 10(2): 86-94. 

[6] Fan, M., Bonfield,P. and pinwoodie, J., 2006. Nature and behavior of cement bonded particleboard: structure, physical property and movement. Journal of Master Science, 41(17):5666-5678. 

[7] Wei, Y., Tomita, B., Hiramantsu, Y., Miyatake, A. and Yoshinaga, S., 2003. Hydration behavior and compressive strength of cement mixed with exploded wood fiber strand obtained by the water-vapor explosion process. Journal of Wood Science, 49(4):317-326.

[8] Nazerian, M.,Gozali, E. and Dahmardeh Ghalehno, M., 2011. The Influence of Wood Extractives and Additives on the Hydration Kinetics of Cement Paste and Cement-bonded Particleboard. Journal of Applied sciences, 11(12): 2186-2192.  

[9] Ashori, A., Tabarsa, T. and Sepahvand, S., 2012. Cement-bonded composite boards made from poplar strands.Journal of Construction and Building Materials, 26(1): 131–134.

[10] Azrieda, A.R., Razali, A.K., Izran, K., Rahim, S. and Abdul Aziz, M., 2009. Hydration performance of cement bonded wood composites: compatibility assessment of six pioneer forest composition and fiber morphology. Journal of Polymer and Environment, 19(1): 297–300.

[11] Balasubramanian, M., Jayabalan, V. and Balasubramanian, V., 2008. A mathematical model to predict impact toughness of pulsed current gas tungsten arc welded titanium alloy [J]. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 35(9/10): 852-858.  

[12] Cochran Cox, G.M., 1962. Experimental design [M]. New Delhi: Asia Publishing House.

[13] EN 310. 1999. Wood based panels: determination of modulus of elasticity in bending and bending strength. European Standardization Committee. Brussels.

[14] EN 319. 1999. Particleboards and Fiberboards: Determination of tensile strength. European Standardization Committee. Brussels.

[15] ASTM C 191-04a. Standard Method of Test forTime of Setting of HydraulicCement by Vicat Needle.

[16] Kargarfard, A., Nourbakhsh, A. and Golbabaei, F., 2006. Investigation on utilization of cotton stalk in particleboard production. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 21(2):95-104. (In Persian).