مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

ارزیابی عملکرد سیمان پرتلند پوزولانی ویژه و سیمان پرتلند تیپ 1-425 بر عملکرد چوب سیمان ساخته شده از خرده چوب سرشاخه های درخت پسته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه زابل
2 علوم وصنایع چوب و کاغذ
3 گروه چوب و کاغذ- دانشکده منابع طبیعی- دانشگاه زابل
10.22034/ijwp.2024.2037019.1678
چکیده
بیان مساله و اهداف: مشکل اصلی برای ساخت کامپوزیت‌های چوب-سیمان، ناسازگاری شیمیایی بین چوب و سیمان است که سرعت گیرایی و سخت شدن سیمان را کاهش داده و فرایند هیدراتاسیون سیمان را مختل می­کند. هدف از این مطالعه استفاده از سیمان­ پوزولانی ویژه برای کاهش ناسازگاری بین چوب و سیمان ، بهبود عملکرد هیدراتاسیون سیمان و افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی چند سازه چوب – سیمان است.
مواد و روشها: خرده چوب­های پسته (در  محدوده ضخامتی 3/0 تا 4 میلی‌متر و طول 3/0 تا 16 میلی‌متر) و سیمان پرتلند 1-425 و سیمان پوزولانی ویژه به ترتیب از کارخانه نئوپان 12 فروردین رفسنجان و سیمان کرمان تهیه شدند. عوامل متغیر شامل نسبت­های مختلف (50 به 50، 60 به 40 و 70 به 30) سیمان پوزولانی ویژه و خرده چوب سرشاخه­های پسته و همچنین نسبت کلرید کلسیم (3 و 5 درصد) بودند. برای مقایسه تأثیر سیمان پرتلند پوزولانی ویژه با سیمان پرتلند تیپ 1-425 یک تیمار شاهد از سیمان پرتلند تیپ 425-1 و خرده چوب پسته به ترتیب با نسبت 60 به 40 و در یک سطح کلرید کلسیم (5 درصد) ساخته شد. آزمون ویکات، آزمون­های مکانیکی مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته و همچنین آزمون‌های فیزیکی جذب آب و واکشیدگی ضخامت 2 و24 ساعت برای بررسی خواص نمونه­های ساخته شده مطابق آزمون­های استاندارد بین المللی انجام گرفت.
نتایج: نتایج آزمون ویکات نشان داد که سیمان تیپ 1 در مقایسه با سیمان پوزولانی ویژه سرعت گیرایی بالاتری دارد. همچنین با افزایش مقدار کلرید کلسیم و اضافه کردن خرده چوب به مخلوط چوب سیمان، زمان سخت شدن مخلوط چوب سیمان و عمق نفوذ سوزن ویکات کاهش می­ابد. همچنین نتایج نشان داد که در شرایط مشابه (60 درصد سیمان، 40 درصد خرده چوب سرشاخه پسته و کلرید کلسیم 5 درصد)، سیمان پرتلند پوزولانی ویژه در مقایسه با سیمان پرتلند تیپ 425-1 عملکرد بهتری در زمینه تقویت خواص فیزیکی و مکانیکی تخته چوب سیمان دارد، به‌طوری که با استفاده از سیمان پرتلند پوزولانی ویژه مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته به ترتیب 54 و 11 درصد افزایش و جذب آب و واکشیدگی ضخامت 2 و 24 ساعت به ترتیب 6، 13، 31 و 26 درصد کاهش یافت. علاوه بر این، نمونه­های ساخته شده با 60 درصد سیمان تیپ 425-1 و 40 درصد خرده چوب، در مقایسه با نمونه­های ساخته شده با سیمان پوزولانی ویژه و در شرایط مشابه مقدار جذب آب و واکشیدگی ضخامت  بیشتری در مدت زمان غوطه­وری 2 و 24 ساعت داشتند.
 نتیجه­ گیری: مطابق با نتایج این پژوهش می­توان نتیجه گرفت که چوب – سیمان ساخته شده با سیمان پوزولانی ویژه نسبت به سیمان پرتلند 1-425 دارای ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی مطلوب­تری است و با داشتن وزنی سبک تر نسبت به بتن می­تواند در سازه ­های پیش‌ساخته مثل دیوارهای غیر باربر، پارتیشن سازی، پوشش­های داخلی ساختمان، درب­ های مقاوم به آتش و عایق صدا مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Arab Bafrani, Z., Ghanei-Bafghi, M., Shirmardi, M. (2020). “Effect of wood residues of pistachio biochar on growth characteristics of Safflower”, Journal of Soil Management and Sustainable Production, 10(3), pp. 73-94. doi: 10.22069/ejsms.2021.17831.1937. (In Persian).
 [2] Imani, N., Mastri Farahani, M., Tabarsa, T., and Rezanjad, A. (2019). “Weathering resistance of pistachio-plastic multi-structure product treated with nano copper oxide”. Wood and Forest Science and Technology Research, 27(1), pp. 61-72. (In Persian).
[3] Lisboa, F.J.N., Scatolino, M.V., de Paula Protásio, T., Júnior, J.B.G., Marconcini, J.M. and Mendes, L.M.(2020). “ Lignocellulosic materials for production of cement composites: Valorization of the alkali treated soybean pod and eucalyptus wood particles to obtain higher value-added products”. Waste and Biomass Valorization, 11, pp.2235-2245.
[4] Bołtryk, M., Anna, K. and Pawluczuk, E.(2020). “Cement composites with wood waste—design, features, and proposal of application”. Aci Materials, 117.
[5] Setter, C., de Melo, R.R., do Carmo, J.F., Stangerlin, D.M. and Pimenta, A.S.(2020). “Cement boards reinforced with wood sawdust: an option for sustainable construction”. SN Applied Sciences, 2, pp.1-9.
 [6] Evans, P.D.(2002). “Wood-cement composites in the Asia-Pacific region”. Australian Centre for International Agricultural Research.
[7] Castro, V.G., Azambuja, R.D.R., Bila, N.F., Parchen, C.F.A., Sassaki, G.I. and Iwakiri, S.(2018). “Correlation between chemical composition of tropical hardwoods and wood–cement compatibility”. Journal of Wood Chemistry and Technology, 38(1), pp.28-34.
 [8] Castro, V.G.D., Azambuja, R.D.R., Parchen, C.F.A. and Iwakiri, S.(2019). “Alternative vibro-dynamic compression processing of wood-cement composites using Amazonian wood”. Acta Amazonica, 49(1), pp.75-80.
[9] Antwi-Boasiako, C., Ofosuhene, L. and Boadu, K.B.(2018). “Suitability of sawdust from three tropical timbers for wood-cement composites”. Journal of Sustainable Forestry, 37(4), pp.414-428.
[10] Quiroga, A., Marzocchi, V. and Rintoul, I.(2016). “Influence of wood treatments on mechanical properties of wood–cement composites and of Populus Euroamericana wood fibers”. Composites Part B: Engineering, 84, pp.25-32.
[11] Silva, D.W., Scatolino, M.V., Pereira, T.G.T., Vilela, A.P., Eugenio, T.M.C., Martins, M.A., Mendes, R.F., Bufalino, L., Tonoli, G.H.D. and Mendes, L.M.(2020). “ Influence of thermal treatment of eucalyptus fibers on the physical-mechanical properties of extruded fiber-cement composites”. Materials Today: Proceedings, 31, pp.S348-S352.
[12] Kampragkou, P., Kamperidou, V. and Stefanidou, M.(2024). “Evaluation of hydrothermally treated wood fibre performance in cement mortars”. Fibers, 12(3), p.21.
[13] Li, Y., Zhang, H., Fang, Q., Yu, T., Yang, J. and Li, W. (2024). “Optimization of mechanical properties and water resistance of sawdust-magnesium oxychloride cement composites based on orthogonal tests”. Construction and Building Materials, 439, p.137300.
[14] Liu, Z., Han, C., Li, Q., Li, X., Zhou, H., Song, X. and Zu, F.(2022). “Study on wood chips modification and its application in wood-cement composites”. Case Studies in Construction Materials, 17, p.e01350.
[15] Liu, Z., Wang, Y. and Han, C.(2023). “Study on mechanical behavior of modified wood chips reinforced cementitious composites and reinforcing mechanism of wood chips from the perspective of energy”. Wood Material Science & Engineering, 18(6), pp.2069-2081.
[16] Alpar, T.L., Pavlekovics, A.A., Csoka, L. and Horvath, L.(2011) “Wood wool cement boards produced with nano minerals”. In Proceedings 3rd Int. Scientific Conference on Hardwood Processing (ISCHP32011) I: Peer reviewed contributions.pp. 75-82.
 [17]Amsalu Fode, T., Chande Jande, Y.A., Kivevele, T. and Rahbar, N.(2024). “A review on degradation improvement of sisal fiber by alkali and pozzolana for cement composite materials”. Journal of Natural Fibers, 21(1), p.2335327.
[18] Khajeh Bonjar, F., Edalat, H., Tabarsa, T. and Rafighi, A.(2021). “The effect of dye and metals salts on white cement curing and properties of decorative wood wool-cement composite”. Journal of Wood and
Forest Science and Technology, 28(2), pp.1-19. https://doi: 10.22069/jwfst.2021.18860.1916.
[19] Mohammadkazemi, F., Doosthoseini, K., Enayati, A.A. and Azadfallah, M.(2013). “The Effects of Nano-SiO2 and Type of Lignocellulosic Materials on Physical and Mechanical Properties of Wood-Cement Boards”. Forest and Wood Products, 66(2), pp.193-201.