با وجود آنكه محدوده وسيعي از كامپوزيتهاي چوبي و كاربردهاي بسياري براي اين محصولات وجود دارد، به منظور برآورده ساختن اهداف اين فصل، كامپوزيتهاي چوبي به سه دسته كلي تقسيم ميشوند: تختههاي چند لا، كامپوزيتهاي نئوپان و فيبر و كامپوزيتهاي چوبي - غير چوبي. كتابهاي زيادي در زمينه هر يك از اين دسته بنديها نوشته شده است ولي با توجه به محدوديت اين فصل لازم است تا مباحث بصورت كلي و خلاصه مطرح گردند. بر اين اساس مراجع براي دسترسي به اطلاعات بيشتر مشخص شده است. اطلاعات در زمينه محصولات لايهاي چوبي – چسبنده (الوار، كامپوزيتهاي سازهاي شامل روكشهاي لايهاي) و الوار پيوندي – چسبنده محصولات چوبي و پانلي در فصل 11 ارائه گرديده است. بسياري از مواد كامپوزيت، نظير تختههاي فيبري، MDF و نئوپان را ميتوان از چوب يا تركيبي از الياف كشاورزي به دست آورد ...
انواع مواد كامپوزيت متعارف
مواد كامپوزيت چوبي متعارف بر مبناي پيكر بندي فيزيكي چوبي بكار گرفته شده در ساخت محصولات به 5 دسته اصلي تقسيم ميگردند: تخته چند لا، تختههاي ليفي جهتدار، نئوپان، تختههاي سخت و تختههاي فيبري سلولزي. در چارچوب اين محدودهها، عملكرد يك كامپوزيت نوع متعارف را ميتوان بر مبناي كاربري نهايي محصول خاص فرم داد...
ملاحظات مرتبط با مواد چسبنده
محصولات كامپوزيت چوبي متعارف مورد بحث قرار گرفته شده در اين فصل معمولاً با مواد ترموستينگ يا رزينهاي بعمل آوري گرمايي و يا با چسبهاي ساخته شدهاند الياف ليگنوسلولز چوب را بهم نگه ميدارند. خصيصههاي فيزيكي و مكانيكي روكشهاي چوبي، الياف و مواد پانلي بوسيله استاندارد جامعه آمريكايي تست و روشهاي تست مواد (ASTM) تعيين ميگردد....
مواد افزودني
يكسري از مواد افزودني در توليد محصولات كامپوزيت متعارف بكار گرفته ميشوند. يكي از مهمترين مواد افزودني موم ميباشد كه باعث ميشود تا محصولات نهايي در مقابل نفوذ مواد آبي مقاوم گردند. در محصولات نئوپان و تختههاي فيبري، امولسيون موم مقاومت بسيار مناسبي را در برابر آب و ثبات ابعادي بهنگامي كه تخته مرطوب ميشود نشان خواهند داد. حتي ميزان اندكي از اين مواد (5/0% تا 1%) باعث ميشود تا ميزان آب موجود در الوار بخوبي گرفته شود....
مسائل كلي توليد
توليد موفقيت آميز هر يك از محصولات چوبي كامپوزيت اعمال كنترل بر روي مواد خام را طلب مينمايد. بطور مساوي، مواد خام،يكنواخت، پايدار و قابل پيش بيني ميباشند. چوب چنين كيفيتهايي را عرضه نميدارد اما اين موارد در بين گونههاي مختلف متفاوت ميباشند...
استانداردهاي پانلهاي چوبي
انواع كلي استانداردهاي محصولات پانلي شامل استانداردهاي محصول و استانداردهاي عملكرد ميباشند. جدول 2-10 نسبت به ليست استانداردهاي محصولات كامپوزيت متعارف و معمولي اقدام نموده است. عبارت مواد چسبنده، در موارد تشريح شده ذيل در زمينه محصولات و استانداردهاي عملكرد مترادف با چسب ميباشد....
استانداردهاي محصول
استانداردهاي محصول را ميتوان بر اساس استانداردهاي روش توليد و استانداردهاي تست آزمايشگاهي طبقهبندي نمود. بطور احتمالي بهترين نمونه استاندارد روش توليد استاندارد محصول اختياري PS1-95 براي ساخت و ساز صنعتي تختههاي چند لا ميباشد (NIST 1995). ...
استانداردهاي عملكرد
استانداردهاي عملكرد براي پانلهايي كه داراي مصارف نهايي خاصي ميباشند طراحي و نوشته شده است. اين استانداردهاي بر روي عملكرد پانل براساس تستهاي آزمايشگاهي تمركز دارند كه هدف از آنها مشخص نمودن عملكرد اين پانلها براي مصارف نهايي خاص ميباشد....
تخته چند لا
تشريح كلي
تخته چند لا يك پانل مسطح ميباشد كه از ورقهاي روكش بنام كپهها ساخته شده است كه از طريق بكارگيري پرس بوسيله مواد چسبنده يكنواخت گرديده و بدين وسيله يك پانل را از طريق پيوند مواد چسبنده بين اين كپهها بوجود ميآورد. تختههاي چند لا را ميتوان از چوبهاي نرم يا سخت بوجود آورد. اين موارد معمولاً از طريق بكارگيري تعدادي از لايهها بصورت فرد با داشتن حالت مسير رگهاي لايههاي مجاور عمود بر يكديگر درست ميشوند...
انواع تخته چند لا
بطوركلي، دو كلاس تخته چند لا موجود ميباشد كه به وسيله استانداردهاي مجزا تحت پوشش قرار گرفتهاند: (الف) تخته چند لا ساختماني و صنعتي و (ب) تخته چند لا چوب سخت و دكوري. تختههاي چند لاي ساختماني وصنعتي بصورت سنتي از چوبهاي نرم نظير صنوبر دوگلاس، كاج جنوبي، صنوبر سفيد، كاج اروپايي، شوكران غربي و چوب قرمز ساخته ميشود...
ملاحظات فرآوري
پس از آن كه درختان قطع شده و بصورت طولي درآمدند، الوارها رتبهبندي گرديده و جهت مشخص نمودن مهمترين موارد كاربرد مربوط به الياف چوبي دسته بندي ميشوند. براي تختههاي چند لاي چوب نرم، در گذشته، الوار بعنوان الوار «پوست كن» رتبهبندي شده و به كارخانههاي روكشسازي يا كارخانجات سازنده تخته چند لا ارسال شده و الوار اره شده نيز به كارخانههاي الوار سازي انتقال داده ميشد...
رتبه بندي و طبقهبندي
تخته چند لا هم دركلاس چوبهاي داراي دوام و هم در كلاس چوبهاي رتبه دار طبقه بندي ميگردد. كلاس چوبهاي داراي دوام به قابليت پانل در مقاومت در برابر تاثيرات صدمه ديدگي و شرايط آب و هوايي يا رطوبت اشاره دارد. كلاس رتبه نيز جزء نام ديگر براي تشريح استفاده خاص از اين پانل ميباشد كه شامل استفاده درنواحي كف ميباشد ...
پانلهاي ويژه
برخي از پانلهاي تخته چندلا براي كاربردهاي خاصي طراحي شده است، شامل موارد دكوري و كفپوشها كه در مصارف خارجي كاربرد دارند. فرآوري تخته چندلا با استفاده از مواد محافظت كننده و ضد آتش به وسيله توليد كنندگان خارج از صنعت توليد تخته چندلا انجام ميپذيرد. تخته چندلا براحتي با استفاده از فرآوريهاي آببرد و ضد حريق تحت فرآيند فشار قرار گرفته و بر اين اساس تخته چندلاي فرآوري شده براحتي براي استفاده در جايي كه موارد آن مد نظر ميباشد فراهم است...
ذرات و كامپوزيتهاي الياف
بسياري از مواد كامپوزيت چوبي بعنوان مواد معروف درآمدند. اين كامپوزيتها معمولاً بصورت پانل موجود بوده و به صورت گسترده در امر خانه سازي و مبلمان بكار گرفته ميشوند. كامپوزيتهاي متعارف به صورت معمول از مواد چسبنده فرآوري گرمايي ساخته شده كه باعث ميشود تا اجزاي الياف چوب به هم بچسبند. خصيصههاي فيزيكي و مكانيكي الياف چوبي و ذرات مواد پانل به وسيله استاندارد روشهاي تست ASTM مشخص ميگردند....
تشكيل خمير
دستگاه تشكيل دهنده خمير داراي پيكربنديهاي زيادي ميباشد كه از ادوات الكترونيك تا ادوات مكانيكي را شامل شده و متشكل از ديسكهاي چرخشي جهت يكپارچه سازي طول رشتهها و هماهنگي آنها ميباشد و همچنين از سيستمهاي منطبق كننده جهت مشخص قرار دادن رشتهها در امتداد عرض پانل بهرهمند ميباشد...
پرس گرم
در پرس گرم، خمير لايه شده سست يا رشتههاي جهتدار تحت شرايط گرمايي به وسيله پرس فشرده شده تا آنكه رزين بخوبي بعمل آورده شود. در اين سيستمها 16 نوع از محصولات 7/3 در 3/7 متر (12 در 24 فوت) را ميتوان بصورت همزمان در پرسهاي باز چندگانه تحت روال فرم دهي قرار داد. يك توسعه اخير پرس پيوسته براي OSB ميباشد. ...
تخته نئوپان
صنعت تخته چندلا جهت مرتفع نمودن نيازها در رابطه با خلاص شدن از مقدار زيادي از خاكهاي اره، خرده چوبهاي رنده و تا اندازه كمتري پسماندهاي كارخانهاي و ديگر ضايعات مواد مشابه كه به وسيله ديگر صنايع چوب توليد ميگردد، بوجود آمد. به طور ساده، تخته نئوپان از طريق كاهش مكانيكي مواد و تبديل آنها به ذرات كوچك و پس از آن اضافه كردن مواد چسبنده بدانها و توليد نمودن ملاطي خميري از اين ذرات همراه با انجام روالهاي گرمايي و پرس كاري توليد ميگردد...
تختههاي فيبر
واژه فيبر شامل تخته سخت، تخته فيبري داراي تراكم متوسط (MDF) و تخته عايق ميباشد. چندين مورد وجه تمايز بين تخته فيبري و تخته نئوپان را بيان ميدارد كه مهمترين آنها وجه تمايز فيزيكي اين مواد تشكيل شده از خرده چوبها ميباشد (شكل 9-10). از آنجايي كه چوب به صورت ذاتي فيبروزي ميباشد، تخته فيبري نيز قدرت ذاتي چوب را بيش از تخته نئوپان دارا ميباشد....
تخته عايق I
تختههاي عايق داراي تراكم اندك ميباشند و محصولات پانلي مرطوب براي مواردي نظير عايق، كاهش صدا، كف پوش فرش و كاربردهاي مشابه بكار برده ميشوند. در توليد تخته عايق، نياز به پالايش و كنترل به واسطه مواد خام موجود در نظر گرفته ميشود و بر مبناي ادوات استفاده شده، و همچنين نوع محصول مورد نياز اين موارد انجام ميپذيرد. ...
كامپوزيتهاي خاص
كامپوزيتهاي خاص به منظور تحصيل خصيصههاي مطلوب نظير مقاومت در برابر آب، قدرت مكانيكي،كنترل اسيديته و پوسيدگي و همچنين مقاومت در برابر حشرات ساخته ميشوند. چوبهاي روي هم قرار گرفته يا روكشها را نيز ميتوان بدين كامپوزيتها اضافه نمود تا با باعث ارتقاي خصيصههاي ساختاري و ظاهري شوند (شكل 14 -10)....
كامپوزيتهاي مقاوم در برابر رطوبت
موادي همچون آهار، موم و قير را ميتوان جهت به وجود آوردن حالت مقاومت در برابر رطوبت به كامپوزيتها اضافه نمود. مواد آهار باعث پوشش سطح الياف شده و انرژي سطحي را كاهش داده و باعث ميشوند تا الياف نسبتاً آب گريز شوند. مواد آهار را ميتوان به دو روش به كار گرفت....
كامپوزيتهاي ضد آتش
دو روش كلي براي ارتقاي عملكرد ضد آتش كامپوزيتها با توجه به خصيصههاي شيميايي موجود ميباشد. يكي از اين روشها اشباع فشار چوب بوسيله مواد شيميايي آبزي و يا مواد محلول در آب آلي ميباشد. روش دوم شامل بكار گيري مواد شيميايي ضد آتش و پوشاندن سطح چوب با آنها ميباشد...
كامپوزيتهاي فرآوري محافظتي
چوب به ميزان زيادي در برابر حملات قارچها و حشرات آسيب پذير ميباشد. بنابر اين، انجام روالهاي محافظت يا فرآوري براي تحصيل حداكثر دوام و استحكام در شرايط ناهنجار لازم ميباشد....
كامپوزيتهاي چوبي و غير چوبي
روالهايي در زمينه علاقه به تركيب مواد چوبي با ديگر مواد خام نظير پلاستيك، گچ و بتون و بوجود آوردن محصولات كامپوزيت همراه با خصيصههاي منحصر به فرد و هزينههاي پايين ديده شده است. دليل اوليه روي آوردن به چنين پديدهاي مبتني بر تحقيقات و اهداف توسعه ذيل ميباشد:...
كامپوزيتهاي پيوندي غير آلي
كامپوزيتهاي چوبي غير آلي داراي يك تاريخچه دراز ومتغير بوده كه از توليد تجاري در آسيا در سال 1914 آغاز ميشود. مواد ساختماني زيادي را ميتوان از طريق پيوند دهندههاي غير آلي و ليگنوسلولزي بوجود آورد كه شامل محصولات پانلي معمولي، روكش، پوششهاي سخت و اجزاي ساختماني پيش ساخته ميباشد ...
كامپوزيتهاي پيوند – گچي
گچ را ميتوان از طريق معادن طبيعي يا محصولات جانبي گاز خنثي به دست آورد. گچ توليدي اين گاز هم اكنون بصورت مقادير زياد در ايالات متحده توليد ميشود چرا كه قواعد مرتبط با هواي پاك اكيداً رعايت گردد، كه خود ناشي از پخش آهك در فرآيند احتراق بوده و جهت كاهش انتشار سولفور دي اكسيد اين قانون وضع گرديده است...
كامپوزيتهاي پيوند- سيمان منيزي
تختههاي كمتري كه داراي پيوند سيمان- منيزيم ميباشند در مقايسه با پانلهاي پيوند سيماني يا گچي توليد ميشوند كه علت عمده آن قيمت ميباشد. با اين وجود، سيمان منيزيم داراي برخي از مزيتهاي توليدي در مقايسه با سيمان پورتلند نميباشد. در ابتدا وجود مقادير مختلف شكر در ليگنوسلولز به ظاهر داراي تاثير زيادي بر روي عمل پخت و پيوند اتصال دهندهها نميباشد....
كامپوزيتهاي پيوندي- سيمان- پورتلند
يكي از كامپوزيتهاي پيوند غير آلي كه داراي استفاده گستردهاي ميباشند كامپوزيتهايي هستند كه از پيوند با سيمان پورتلند برخوردار ميباشند. سيمان پورتلند، به هنگامي كه با آب تركيب شد، بطور فوري در فرآيندي كه به نام هيدراته شدن خوانده ميشود واكنش پذيرفته و نهايتا به شكل يك توده سنگ مانند محكم در ميآيد. بطور موفقيتآميزي كامپوزيتهاي داراي پيوند با سيمان پورتلند بازاري شامل هر دو نوع محصولات داراي دانسيته پايين ساخته شده با خردههاي چوب و همچنين محصولات داراي تراكم بالا ساخته شده با ذرات يا الياف ميباشند...
كامپوزيتهاي ترموپلاستيك – الياف چوبي
همانگونه كه در جاي ديگري تشريح شده است، استفاده از مواد ليگنوسلولزي همراه با مواد پليمري ترموپلاستيك همانند فنول يا اوره فورمالدئيد، در توليد كامپوزيتها داراي تاريخ طولاني ميباشند. با اين وجود، استفاده از ليگنوسلولز همراه با ترموپلاستيك نوآوري جديدتري بشمار ميآمد. بطور كلي، ترموپلاستيك به هنگام گرم شدن نرم گشته و به هنگام سرد شدن سخت ميگردد...
كامپوزيتهاي نوع – منسوج غير بافتي
در مقابل كامپوزيتهايي كه از ميزان بالا يا اندكي ترموپلاستيك برخوردار ميباشند، كامپوزيتهاي نوع – منسوج غير بافتي معمولا نيازمند مواد فيبروزي دراز براي توليد ميباشند. اين الياف ممكن است جوت يا كنف هندي بعمل آورده شده باشند، اما معمولا آنها مواد ترموپلاستيك سنتزي ميباشند. فرآيندههاي غير بافتي اجازه تحمل يا بكارگيري محدوده گستردهاي از مواد ليگنوسلولزي و الياف سنتزي را ميدهند، كه البته منوط به كاربردهاي محصول ميباشد...
منبع: مهندس صالح نظری