مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

بررسی تاثیر ضخامت تراشه و تقویت کننده‌های FRP بر خواص فیزیکی و مکانیکی تیر تراشه‌های موازی اکالیپتوس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه صنایع چوب و کاغذ دانشکده منابع طبیعی زابل-زابل-ایران
2 گروه صنایع چوب و کاغذ دانشکده منابع طبیعی دانشگاه زابل-زابل-ایران
3 استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
10.22034/ijwp.2024.2027460.1660
چکیده
بیان مساله و اهداف: تیر تراشه موازی به دلیل جهت­گیری مناسب تراشه­ها در جهت طولی و دانسیته بالا از مقاومت و سفتی بالایی در جهت طولی برخوردار بوده و از چوب ماسیو و لایه­ای کمی سنگین­تر و قابلیت تحمل بار بالایی دارد. امروزه به دلیل حفاظت از منابع جنگلی در ایران استفاده از گونه­های دست کاشت و تند رشد که به وفور در دسترس هستند مانند گونه اکالیپتوس کاملدولنسیس و همچنین پسماند­های چوبی برای تولید تیر تراشه موازی از اهمیت ویژه­ای پیدا کردند که در مجموع می­توان محصولی با قیمت ارزان­تر و مقرون به صرفه­تر نسبت به سایر فرآورده­های لایه­ای چوبی تولید کرد. با توچه با کاربرد تیر تراشه­های موازی در سازه­های چوبی به عنوان تیر و ستون، امکان تقویت و ترمیم آنها با استفاده از مواد پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) وجود دارد. زیرا FRP ها با توجه به خواص خوب خود مانند توجیه اقتصادی، دوام بالا، سبک بودن، مقاومت در برابر خوردگی و ضربه کاربرد گسترده­ای در صنعت ساخت و ساز پیدا کرده­اند. این پژوهش با هدف امکان ساخت تیر تراشه­های موازی از گونه چوبی اکالیپتوس کاملدولنسیس و بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی آن با استفاده از پلیمر تقویت شده با الیاف شیشته استفاده شد.
مواد و روشها: در این تحقیق، با استفاده از تراشه­هایی با ابعاد طول ۵۰، پهنای ۲۰ و با دو ضخامت 4 و 6 میلی‌متر، با مخلوط دو چسب اوره و ملامین فرمالدهید با نسبت ۷۰ به 30 ساخته شد و برای تقویت تخته­ها با سه تکرار، از چهار تیمار سطحی شامل GFRP و چسب اپوکسی، GFRP و چسب پلی اورتان، باند ارتوپدی فایبرگلاس با چسب اپوکسی و باند ارتوپدی گچی با چسب اوره فرم­الدهید استفاده شد. خواص فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت بعد از ۲ و ۲۴ ساعت غوطه­وری در آب و مقاومت­های مکانیکی مانند خمش استاتیک (مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته) اندازه­گیری شد.
نتایج: در این تحقیق با افزایش ضخامت تراشه از 4 به 6 میلی‌متر مقاومت­های مکانیکی (مدول خمشی و الاستیسیته) نمونه­ها افزایش پیدا کرد. اثر مستقل ضخامت تراشه بروی جذب آب 2 ساعت و واکشیدگی ضخامت در هر دو مورد 2 و 24 ساعت معنی­دار نشد و تنها در مورد جذب آب 24 ساعت، کاهش پیدا کرد. بعد از تقویت تخته­ها، نمونه­های تیمار شده با الیاف شیشه و چسب اپوکسی بیش‌ترین بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی را داشتند و میزان جذب آب و واکشیگی ضخامت در نمونه­های تقویت شده با باند ارتوپد گچی از سایر نمونه­ها بیشتر بود. بیشترین مقاومت­های مکانیکی مربوط به نمونه GFRP با چسب اپوکسی و کمترین مقدار مقاومت­ها در نمونه­های شاهد مشاهده شد.
نتیجه ­گیری: نتایج نشان داد که امکان تولید تیر تراشه های موازی از چوب اکالیپتوس وجود دارد و تقویت تیر تراشه­های موازی با استفاده GFRP، مقاومت­های مکانیکی تیر تراشه­ها را افزایش داده و امکان استفاده آنها را برای کاربردهایی که تحت بار بیشتری هستند فراهم می­کند. همچنین تقویت تخته­ها با  GFRPو چسب اپوکسی باعث کاهش جذب آب و واکشیدگی تیرها می­شود که این موضوع امکان کاربرد آنها در محیط­های خارجی را نیز می­تواند فراهم کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Vahidi Parsa, M., Shamsian, M., Farrokh Payam, S. and Cole, F. (2018). ' The effect of nanoclay on the physical and mechanical properties of Parallel Strand Lumber made with reed stalks '. Renewable natural resources research, 9(1), pp.1-10 (In Persian).
[2]  Donald, M.N. (1960). ' Implications of nonresponse for the interpretation of mail questionnaire data ', Public Opinion Quarterly, 24(1), pp.99-114., doi: 10.1086/266934.
[3]  Rezaiyan, A. and Motahari, S.  (2015). ' Physical and mechanical properties of polymers ', Tehran: University of Tehran Printing and Publishing Institute, 196 (In Persian).
[4]  Wang, H.T., Wu, G. and Pang, Y.Y. (2018). ' Theoretical and numerical study on stress intensity factors for FRP-strengthened steel plates with double-edged cracks ', Sensors, 18(7), p.2356, doh: 10.3390/s18072356.
[5]  shoorvazi, H., Shamsian, M., bayatkashkoli, A., Dahmardeh Ghalehno, M. (2024). ' Reinforcement of I-Shaped Beams Constructed with Parallel Strand Lumber and Laminated Veneer Lumber Utilizing Glass Fiber Polyme ', Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 14(4), pp. 389-402. doi: 10.22034/ijwp.2023.2000248.1609, (In Persian).
[6]  Shurvazi, H., Shamsian, M., Bayatkashkoli, A. and Dahmardeh Ghaleno, M. (2024). ' Investigating the reinforcement of parallel chip lumber (PSL) obtained from reed waste and laminated veneer lumber (LVL) made of spruce with fiber reinforced polymer (FRP) ', Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 39(2), pp.95-110., doi: 10.22092/ijwpr.2024.363404.1761, (In Persian).
[7]  Moradpour, P. Pirayesh, H., Gerami, M. and Rashidi Jouybaria, I. (2018). ' Laminated strand lumber (LSL) reinforced by GFRP; mechanical and physical properties, Elsevier ', Construction and Building Materials,Volume 158, 15 January 2018, Pages 236-242.
[8]  Moradpour, P., Behnia, M., Pirayesh, H. and Shirmohammadli, Y. (2019). ' The effect of resin type and strand thickness on applied properties of poplar parallel strand lumber made from underutilized species ', European Journal of Wood and Wood Products, 77, pp.811-819., doi: 10.1007/s00107-019-01438-3.
[9]  Yildrim, M.N., Karaman, A. and Zor, M. (2021). ' Bending characteristics of laminated wood composites made of poplar wood and GFRP ', Drvna industrija, 72(1), pp.3-11., doi: 10.5552/drvind.2021.1913.
[10] ASTM D 5 ASTM D 5456 (1999) Standard Specification for Evaluation of Structural Composite Lumber Products.
[11] European Norm, Particleboards and fibreboards; determination of swelling in thickness after immersion in water. European Standardization Committee, German version, EN 317, 1993456 (1999) Standard Specification for Evaluation of Structural Composite Lumber Products.
 
[12] Bakalarz, M. and Kossakowski, P. (2019). ' The flexural capacity of laminated veneer lumber beams strengthened with AFRP and GFRP sheets ', Technical Transactions, 116(2), pp.85-95., doi: 10.4467/2353737XCT.19.023.10159.
[13] Lee, L. and Tahir, P.M. (2003). ' Effects of fine particle content on the properties of five-layered oriented strand board. In Proceedings of the XII World Forestry Congress, Quebec City, Canada (pp. 21-28).
[14] Alhayek, H. and Svecova, D. (2012). 'Flexural stiffness and strength of GFRP-reinforced timber beams ', Journal of composites for construction, 16(3), pp.245-252., doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000261.
[15] Younesi-Kordkheili, H., naghdi, R., Honarbakhsh Raouf, A. (2016). 'Investigation Some of Physical and Mechanical Properties of Polypropylene Fiber/ Wood /Cement Composites ', Iranian Journal of Wood and Paper Industries , 7(2), pp. 207-217., doi: 20.1001.1.20089066.1395.7.2.5.3 ( In Persian).
[16] Fotsing, J.A.M. and Tchagang, C.W. (2005). ' Experimental determination of the diffusion coefficients of wood in isothermal conditions ', Heat and mass transfer, 41, pp.977-980., doi: 10.1007/s00231-005-0621-1.