تغییرات فیزیکی ترموود

تغییرات فیزیکی ترموود

Posted in مقالات ترمووود

تغییرات فیزیکی ترموود

تغییرات فیزیکی ترموود

۱-تراکم ترمووود

تراکم با توجه به وزن و ابعاد نمونه به دست می آید .چوب ترمووود دارای چگالی کمتر نسبت به چوب عادی می باشد .علت این مسئله کاهش جرم نمونه چوب در فرایند ترمووود می باشد .با افزایش دمای چوب نسبتا به همان اندازه چگالی آن کاهش می یابد.

با این حال با توجه به اختلاف های طبیعی در چگالی چوب انحراف بالا بوده و ضریب تعیین کم می باشد . در نتیجه تغییرات فیزیکی ترمووود حاصل از دما پایین تر خواهد بود.

تغییرات فیزیکی ترموود

۲-استحکام ترمووود

قدرت و استحکام چوب دارای ارتباط قوی با چگالی چوب می باشد و ,با توجه به این که چگالی چوب ترمووود پایین تر از چوب معمولی می باشد پس می توان نتیجه گرفت که ,چوب ترموود در اغلب موارد دارای مقاومت کمتری نسبت به چوب عادی می باشد .

با این حال با توجه به نسبت وزن ب استحکام این مسئله بی تاثیر تلقی خواهد شد .همچنین استحکام و صلابت چوب بستگی به رطوبت و سطح نسبی آن در زیر نقطه ی اشباع می باشد.

تغییرات فیزیکی ترموود

۳-مقاومت خمشی ترمووود

برای تست مقاومت خمشی تغییرات فیزیکی ترمووود از دو روش استفاده می شود یکی با استفاده از مواد بدون نقص در طول کوتاه و دیگری با استفاده از قطعات دارای نقص در طول مدت زیاد است.

کاج در دماهای بالاتر از ۲۲۰درجه ی سانتی گراد شروع به از دست دادن قدرت خود می کند .قدرت و استحکام صنوبر در دمای ۲۳۰ درجه ی سانتی گراد و در مدت زمان ۵ ساعت طبق استاندارد EN408مورد مطالعه قرار گرفت .نمونه ی مورد آزمایش در ۴۵ درصد و ۶۵ درصد رطوبت نسبی مشروط شد .

مقدار مقاومت چوب با گره نسبت به چوب های معمولی بسیار کمتر است.در نتیجه تغییرات فیزیکی ترمووود بالاتر می باشد.به این دلیل می باشد ک علاوه بر عوامل دیگر رزین استخراج شده از داخل چوب می باشد .

مقادیر مرجع برای صنوبر عادی در رطوبت ۱۲ درصد می باشد : مقاومت خمشی در ۴۰ الی ۲۵۰ نیوتن بر میلیمتر و مدول الاستیسیته ۹۷۰۰الی ۱۲۰۰۰نیوتن بر میلیمتر مربع می باشد .در آزمایش انجام شده بر روی چوب بدون گرید و با نقص و با طول ۱۸۰۰ میلیمترو

تحت درجه حرارت ۲۳۰ درجه ی سانتی گراد در مدت ۴ ساعت مشخص گردید ک مقاومت خمشی به میزان ۴۰ درصد در مقایسه با چوب طبیعی کاهش می یابد .این به دلیل تضعیف مناطق اطراف نقص بود .با این حال تفاومت مقاومت خمشی چوب حرارت دیده در دمای پایین تر از ۱۹۰ درجه ی سانتی گراد با چوب طبیعی بسیار کمتر است .

۴-قدرت برگزاری پیچ
نتایج حاصل از مطالعات در مورد تغییرات فیزیکی ترمووود در عملیات حرارتی چوب توسط موسسه ی تکنولوژی محیط زیست در سال ۱۹۹۹,نشان داد که تاثیر قدرت برگزاری پیچ دارد که به دلیل تغییرات کلی در تراکم چوب به دیل عملیات حرارتی می باشد.

این مطالعات نشان می دهد ک نتایج در مورد مواردی که چگالی پایین تری دارند بهتر است زمانی ک حفره ی کوچکتر مقدم تر بر حفره مورد استفاده قرار گیرد.

۵-مقاومت فشاری موازی دانه

با توجه به آزمون های انجام شده ی VTT بر روی چوب که در دمای ۱۹۵ درجه ی سانتی گراد قرار گرفته و به مدت ۳ ساعت در آن دما قرار گرفته مقاومت فشاری موازی دانه آن برای تغییرات فیزیکی ترمووود به اندازه ی ۳۰ درصد بیشتر از چوب نرمال می باشد .

قطعات مورد نظر که در ازمایش تست شده اند قبل از آزمایش در آب غوطه ور بوده اند .مقاومت فشاری عمدتا رابطه ی مستقیمی با چگالی واقعی چوب دارد .عملیات حرارتی اثر منفی بر روی ارزش قدرت فشرده سازی ندارد .

نتایج تحقیقات نشان داده است که ارزش قدرت فشرده سازی چوب ترمووود حتی چوب هایی که,در دماهای بالاتر قرار گرفته اند بهتر از چوب های عادی ست.آزمایشات نشان می دهد زمانی ک حداکثر بار فشرده سازی به دست آمد قطعات را به بخش های کوچکتر تبدیل کرد

اما مانند چوب خشک در کوره ی طبیعی دسته و پنجه نرم نمی شود .این به وضوح نشان خواهد داد ک اتوماسیون عملیات حرارتی به عنوان الاستیک به طور نرمال و طبیعی و کاملا تمیز چوب را خشک خواهد کرد .

۶-تاثیر مقاومت خمشی (مقاومت پویا)

از نتایج CTBAمی توان درک کرد که میزان مقاومت نسبت به ضربه در چوب ترمووود نسبت به چوب خشک در کوره ی طبیعی کمتر است .

در آزمایش چوب صنوبر که به مدت ۳ ساعت در دمای ۲۲۰ درجه ی سانتی گراد قرار گرفته بود مشخص شد که,مقاومت فیزیکی ترمووود نسبت به ضربه ی آن حدود ۲۵ درصد کاهش یافته بود .

تغییرات فیزیکی ترموود

۷-مقاومت برشی ترمووود

آزمونی توسط VTT جهت اندازه گیری مماسی و شعاعی چوب صورت گرفت.مشخص گردید که عمیلیات حرارتی در دماهای بال حدودا ۲۳۰درجه ی سانتیگراد به مدت ۴ ساعت مقاومت در آزمون شعاعی حدودا ۱ تا ۲۵ درصد و در آزمون مماسی فزم حدودا ۱ تا ۴۰ درصد در تغییرات فیزیکی ترمووود کاهش می یابد .

با این حال آزمون مماسی و شعاعی با عملیات حرارتی در دماهای کم حدودا ۱۹۰ درجه ی سانتیگراد اثر بسیار کمی به کاج و صنوبر در حدود ۱ تا ۲۰ درصد نشان داد.

۸-قدرت خرد کن ترمووود

آزمون تقسیم در موسسه ی تکنولوژی محیط زیست با صنوبر و کاج و توس با استفاده از طیف گسترده ی دمایی در عملیات حرارتی انجام شد .

از نتایج آزمون می توان نتیجه گرفت که استحکام و قدرت خم کن حدودا, ۳۰ الی ۴۰ درصد کاهش می یابد و هرچند دمای عملیات حرارتی بالاتر باشد این میزان بیشتر کاهش می یابد .

۹-سختی ترمووود

سختی برینل بر اساس استاندارد EN1534تست شده است.نتایج تست نشان میدهد ک با افزایش دمای عملیات حرارتی سختی ماده نیز افزایش می یابد هرچند این تغییرات بسیار کم است پس اثر در عمل ندارد .

لازم به ذکر است ک در تمام گونه های چوب سختی به تراکم چوب بستگی دارد .

تغییرات فیزیکی ترموود

۱۰-محتوای رطوبت تعادلی ترمووود

عملیات حرارتی بر روی چوب باعث کاهش رطوبت تعادلی می شود .مقایسه ی چوبی که در عملیات حرارتی قرار گرفته با چوب معمولی اختلاف رطوبت تعادلی آن ها را ب وضوح نمایش می دهد.

عمیلیات حرارتی به وضوح رطوبت تعادلی چوب را کاهش می دهد به صورتی که,در دماهای بالاتر از ۲۲۰ درجه ی سانتی گراد رطوبت تعادلی چوب نیمی از رطوبت تعادلی چوب در حالت عادی می باشد .

هر چند رطوبت نسبی چوب بالاتر باشد تفاوت در رطوبت چوب با حالت عادی ان بالاتر خواهد بود .در نتیجه مقاومت در برابر تغییرات فیزیکی ترمووود بالاتر خواهد بود.

۱۱-تورم و انقباض به علت رطوبت در ترمووود

عملیات حرارتی باعث کاهش تورم مماس و شعاعی خواهد شد و تغییرات فیزیکی ترمووود پایین تر خواهد بود.به طور کلی بر خلاف حالت عمومی چوب ،چوبی که تحت عملیات حرارتی قرار گرفته استویژگی استرس در خشک کردن را ندارد .

برای مثال برای مواردی که برای استفاده های تجاری تقسیم مواد خواهد شد .علاوه بر این تورم چوب و انقباض بسیار پایین است .

تغییرات فیزیکی ترموود

۱۲-نفوذپذیری در ترمووود

نفذپذیری آب چوبی که تحت عملیات حرارتی قرار گرفته است با آزمایش CTBAتست گردید .چند نمونه را در آب غوطه ور کردند و پس از آن در یک اتاق با رطوبت نسبی ۶۵ درصد و دمای ۲۰ درجه ی سانتی گراد نگهداری کردند . نمونه ی نگهداری شده پس از یک دوره ۹ روزه وزن گردید .

نتیجه ی آن بدین گونه بود که چوب نگهداری شده نفوذپذیری آب آن ۲۰ الی ۳۰ درصد کمتر از چوب طبیعی بود .و تغییرات فیزیکی ترمووود پایین تر بود.

VTT نیز آزمایش نفوذ پذیری بخار را در چوبی که عملیات حرارتی داشته را با توجه به EN927-4 انجام داده است .نفوذ پذیری آب با توجه به EN927-4بسیار مورد آزمایش قرار گرفت .

در حالت عادی صنوبر میزان رطوبت حدودا ۲۲ درصد بوده در حالی که رطوبت چوب در حالت عملیات حرارتی,در دماهای ۱۹۰ و ۲۱۰ درجه ی سانتی گراد به ترتیب ۱۲ و ۱۰ درصد شد.

۱۳-رسانایی گرمایی ترمووود

آزمایشات نشان داده است که میزان انتقال حرارت در چوب های ترموود نسبت به چوب های عادی, به میزان ۲۰ الی ۲۵ درصد کاهش می یابد . بنابراین ترمووود گزینه ای بسیار مناسب برا ی درب های ورودی روکش های فلزی پنجره ها و سونا می باشد .

بر اساس آزمایش VTT از ۱۰ لاندا هدایت حرارتی ترمووود کلاس ترمو D برابر ۰٫۰۹۹w/(mk) می باشد ،این در صورتی است که مقدار نتیجه ی این آزمایش برای چوب معمولی و ترمو نشده برابر با ۰٫۱۲ w/(mk) می باشد.

تغییرات فیزیکی ترموود

۱۴-آزمون SBI(EN13823):

مقاومت در برابر آتش محصولات در ساخت و ساز با توجه به طبقبه بندی اروپایی (تنها سوزاندن نمونه ی مورد آزمایش) با آزمایش SBIانجام گردید .

در این آزمایش یک نمونه از چوب که دارای دو بال عمودی بود و گوشه ی سمت راست آن,دارای زاویه می باشد را بر روی مشعل گاز و آتش آن ان قرار دادند .

ارتفاع بال مورد آزمایش ۱٫۵ و عرض آن به ترتیب ۰٫۵ و ۱٫۰متر می باشد .نتایج آزمایش نشان داد ک تنها یک حمله ی حرارتی به گوشه ای از آن به میزان حداکثر ۴۰kw/m2 انجام گرفته است .

اثر عملیات حرارتی بر PHRهمان همان نرخ حرارت آزاد است .سطح PHRکاجی که ترمو گشته است حدودا ۱۰ کیلو وات بیشتر از کاج عادی می باشد .

در THR با توجه به روند ترمو در حدود ۱۵ درصد افزایش یافت . مقدار دود تقریبا دو برابر شد .علاوه بر این زمان جرقه زنی (بر اساس افزایش ۵ کیلو وات در PHR) 30 درصد کوتاه تر شد .

در نتیجه فرآیند ترمووود مقاومت چوب در مقابل آتش را کاهش می دهد.این مسئله احتمالا به این دلیل است ک در زمان عملیات حرارتی ترکیبات فرار انتشار می یابند .

عوامل ترمو باعث شد خواص موادی از چوب ک باعث مقاومت در برابر آتش شده را تغییر داده و مقاومت آن را برای تخریب در برابر آتش بسیار کم کند . البته لازم به ذکر است ک نمونه های کمی برای مقاومت در برابر آتش تست شده است .

ولی با این حال نیز می توان گفت ک میان چوب ترمووود و چوب معمولی تفاوت بسیاری برای مقاومت در برابر آتش نیست. ترموووود در کلاس آتش نیز قرار دارد.

تغییرات فیزیکی ترموود

۱۵-آزمایش ISO5660 :

VTT آزمایشی برای خواص ترمووود برای مقاومت در برابر آتش طبق استاندارد ISO5660 انجام داد .در این آزمایش دو نمونه از چوب های صنوبر و کاج قرار گرفت.

نمونه های کاج و صنوبر ب میزان ۳۲ درصد نرخ حرارت آزاد آن ها کاهش یافت .میزان دود تولید شده در چوب ترمو با چوب معمولی به یک میزان بود .

تغییرات فیزیکی ترموود

۱۶-تست مطابق با استاندارد NF B52T501

تست هایی هم توسط CTBA با توجه به استاندارد NF52 501 برای مقاومت چوب در برابر آتش انجام گرفت .

همه ی نمونه های مورد مطالعه در کلاس M3 قرار گرفت .این آزمون نشان داد ک مقاومت در برابر آتش چوب ترمو شده با چوب عادی تفاوتی با هم ندارند .

۱۷-تست استاندارد انگلیسی ،سطح گسترش شعله،BS476 part7:

تعداد بسیار محدودی از تکه های کاج و صنوبر را در حرارت ۲۱۰ درجه ی سانتیگراد در انگلستان جهت آزمایش قرار دادند .نتایج آزمایش نشان می دهد که هر دو گونه چوب تحت عملیات حرارتی در یک کلاس و دارای ۴ امتیاز می باشند .

استاندارد رتبه بندی برای چوبی که تحت عملیات حرارتی قرار گرفته است کلاس ۳ است .چوب با وجود گرمای بیش از حد برای دقایق اول در کلاس ۳ قرار دارد .

با توجه به کم بودن تعداد قطعات چوب به این نتیجه رسیدند که نمی توان بر این نتایج اتکا کرد و به همین دلیل,تعدادی بیشتر چوب ترمووود را در دماهای مختلف و رطوبت مورد نیاز به صورت گسترده تر آزمایش کردند .

آزمون BS و نتایج تنها در سرعت گسترش شعله متمرکز شده است،و این عنصر تنها یک بخش از روش تست مندرج در استانداردهای جدید EN مجموعه است.

در چوب ترمووود احتراق به وضوح کوتاهتر است و تغییرات فیزیکی آن کمتر.

۱۸-رابطه ی ترمووود با کدهای ساختمان فنلاندی

الزامات ایمنی آتش در ساختمان ها برای محصولات مورد استفاده در آن ها در سال ۱۹۹۷, در بخش E1 تعریف شده است که, به عنوان کد ملی ساختمان فنلاند شناخته می شود .

روش آزمون و معیارهای مورد پذیرش و قابل استفاده برای مشخصات مصالح ساختمانی در واکنش به آتش و دستگاه های ارائه دهنده توسط وزارت محیط زیست تعریف شده و ارائه شده است .

ترمووود می توان در کلاس دوم اشتعال طبق انتشاراتی ک ارائه شده در نظر گرفته شود.

تغییرات فیزیکی ترموود

۱۹-دوام بیولوژکی ترمووود

VTT سه آزمون جهت دوام بیولوژیکی چوب ترمووود انجام داده است. این آزمون مطابق استاندارد EN113 و ب مدت ۱۶ هفته به طول انجامید. در سری دوم اندازه ی قطعه کوچکتر بوده و به همین دلیل روند آزمایش شتاب گرفته و کمتر از ۶ هفته به طول انجامید .

آزمایش سوم در تماس با خاک و طبق ENV807 انجام گرفت. در این سری نیز ۸،۱۶،۲۴ و ۳۲ هفته طول کشید.

نتایجان آزمایشات نشان داد ک چوب ترمووود مقاومت قابل توجهی در برابر پوسیدگی به ویژگی پوسیدگی های قهوه ای دارد . چوب ترمووود در مورد دو قارچ نتایج مختلفی ر نشان داد .

بر اساس نتایج حاصل از آزمون FA252 توصیه می شود که ترمووود در پروژه هایی که عمق زمین زیاد است و عملکرد ساختاری لازم دارد استفاده نشود .

فرض بر این است ک عدم استحکام به دلیل رطوبت بودهو عامل میکرو ارگانیسم دیگری دخیل نیست .برای دلیل این پدیده نیاز به مطالعه ی بیشتری خواهیم داشت . با این حال تجربه ی علمی نشان داده است که استفاده از مواد ترمو D که در آن

عملکرد ساختاری حیاتی است خشک شدن مداوم از سطوح مجاز بوده و وخامت قابل توجهی ایجاد نمیکند .این امر به ویژه زمانی آشکار می شود که زمین دارای زهکشی خوب بوده و یا زمین از شن و ماسه یا تکه تکه ساخته شده باشد .

تغییرات فیزیکی ترموود

۲۰-مقاومت در برابر حشرات

در فرانسه آزمایشاتی در این مورد توسط CTBA انجام گرفت .در اکثر گونه های جنگلی حشراتی و سوسک هایی یافت می شود .

این آزمایش نشان داد که چوب ترمووود در برابر همه ی این حشرات مقاوم است .که این نشانگر مقاومت بالای ترمووود و عدم تغییات فیزیکی ترمووود می باشد.

در دانشگاه کوپیو نیز نتایج آزمایش ثابت می کنند که چوب ترمووود در برابر سوسک گاو شاخ دراز بسیار مقاوم است .درخت کاج بهترین و مناسب ترین مکان برای تخم گذاری این سوسک می باشد .

نتایج آزمون نشان داده ک این پدیده در ترموود نسبت به چوب عادی بسیار کمتر است .از نتایج این آزمون می توان تعمیمی نیز برای موریانه ها در نظر گرفت .

ولی برای اطمینان بیشتر نیازمند تحقیقات گسترده تری هستیم.موریانه ها در حال حاضر بیشتر در نیمکره ی جنوبی آشکار می شوند و گسترش آن ها در شمال اروپا و فرانسه گزارش شده است .

موریانه ها با اجتناب از نور خورشید در هر زمان ممکن از زیر زمین به ساختمان حمله می کنند .موریانه ها می توانند از چوب و مواد مبتنب بر بتن تغذیه و حمله کنند.البته اقداماتی هم جهت کنترل این مسئله اجرایی شده که برای نمونه می توان از,

استفاده ی غشائ پلی اتیلن در پایه های ساختمان نام برد .تاکنون تحقیقات نشان داده است ک ترمووود در مقابل حمله ی موریانه ها مقاوم است البته, موریانه های هر منطقه با منطقه ی دیگر متفاوت است و نیاز به مطالعات بیشتری در این زمینه است .

تغییرات فیزیکی ترموود

۲۱-مقاومت آب وهوایی سطح چوب

باران

آزمون های گوناگونی برای عملکرد چوب ترمووود در برابر هوازدگی طبیعی انجام شده است .

موادی که در دمای ۲۲۵درجه ی سانتی گراد به مدت ۶ ساعت حرارت داده شده بودند حدود نیمی از رطوبت چوب اصلاح نشده بود . این تفاوت بعد از ۵ سال باقی مانده بود .

مشابه تمامی مواد در معرض خطر محیط زیست بر روی سطح ترمووود نیز کپک رشد خواهد کرد و می تواند ظاهر شود .

باکتری های موجود در باران یا در خاک بر روی سطح چوب های عادی به صورت قارچ رشد خواهند کرد که در این صورت می توان با تراشیدن آن ها را حذف نمود .

آزمون هایی هم جهت مقاومت چوب ترمووود در برابر نور خورشید (اشعه ی ماورائ بنفش) انجام شده است .در این مورد نیز ترمووود دارای مقاومت بسیار بالا در برابر اشعه ی UV می باشد .

البته لازم به ذکر است رنگ آن در معرض نور خورشید عوض شده و جهت جلوگیری از این مسئله می توان از رنگ های نگه دارنده و محافظ مخصوص این چوب ها استفاده نمود .

اگر چه انقباض و تورم به دلیل رطوبت تا حد زیادی با فرآیند ترمووود کاهش می یابد زمانی ک چوب بدون پوشش در معرض اشعه ی UV قرار دارد باعث لرزش چوب و پانل های آن می گردد.

نشانه های بهبود زمانی نمایانگر شد ک ترمووود در دماهای بالاتری انجام گرفت .به راحتی می توان نتیجه گرفت ک این اثر به دلیل اشعه ی ماورائ بنفش بر روی سطح چوب بوده

که با استفاده کردن از رنگ و محافظ بر روی سطح چوب می توان این مسئله را حل نمود .بنابراین استفاده از رنگ های محافظ بسیار توصیه می شود .

۲۲-مقاومت آب و هوایی سطح ترمووود

VTT آزمونی را برای تست مقاومت چوب ترموود و تغییرات فیزیکی ترمووود در مقایسه آن با چوب معمولی در برابر آب و هوا  به مدت ۵ سال انجام داد . پانل های چشمی در برابر هوازدگی مطابق با استاندارد ISO4628 سری بندی شدند .

اثر و عملکرد رنگ های نازک کاری بر بستر ترمووود بعد از ۵ سال در معرض مشاهده قرار گرفت . رنگ اکریلیک اسید قابل در مان و منتقله از راه آب عملکرد بهتری بر روی پانل های ترمووود نسبت به پانل های عادی داشت . پنل های پوشش داده شده بر روی این رنگ نشان داد ک باعث جلوگیری از پوسته پوسته شدن ترمووود و تغییرات فیزیکی آن خواهد شد .

نتایج نشان می دهد که بهترین سیستم های پوشش و نگهدارنده برای ترمووود شامل : روغن بتونه کاری و آلکیدی مبتنی بر حلال ویا روکش اکریلیک مبتنی بر آب است .

تغییرات فیزیکی ترموود

۲۳-رنگ ترمووود

رنگ ترمووود با توجه به دما و زمان عملیات حرارتی مشخص می شود .هرچند دما بالاتر باشد تغییرات فیزیکی ترمووود بیشتر و رنگ آن تیره تر ظاهر می شود .

رنگ طبیعی علاوه بر تنوع چوب به تراکم آن نیز بستگی دارد .در اصل رنگ را به خوبی در روند تکرار با استفاده از مولفه ی L اندازه گیری کرد . L یکی از معیارهای اندازه گیری و کنترل کیفیت فرآیند مورد مطالعه است .

۲۴-تولید گاز های گلخانه ای

مقدار تولید گاز های گلخانه از تولید ترمووود از چوب های کاج مورد اندازه گیری قرار گرفت .نمونه ی حرارت داده شده در دماهای ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه ی سانتی گراد به مدت ۴ ساعت قرار گرفته بودند .

آزمایش بعد از ۷ یا ۸ هفته بعد فرآیند انجام شد .VTT با توجه به روش تکنولوژی آزمون KET3300495 انتشار شیمیایی گاز های گلخانه ای را اندازه گیری کرد .

کاج معمولی بزرگترین مقدار از ترکیبات مواد فرار به میزان ۱۴۸۶میکروگرم M2H را نشان دهد .اکثر گاز شامل این و مابقی شامل مقداری الفا پینن کامفن و لیمونن می باشد .

کاج عادی شامل مقداری هگزانال و کمی اسید استیک می باشد .بوی دود مانند از چوب با گرما به احتمال زیاد مربوط به فورفورال است .نتایج حاصل از آزمایشات بر روی بو هنوز منتشر نشده اند .

بوی به وجود آمده پس از زمانی ناپدید شده و با اعمال پوشش محافظ کلا حذف خواهد شد .