بررسی مقایسه‌ای اثر نوع پیش تیمار و شرایط فشرده ‌سازی بر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب‌های پالونیا و صنوبر

به‌دلیل کمبود منابع جنگلی، استفاده از گونه‌های چوبی تندرشد مورد توجه طراحان و مهندسان قرار گرفته است. وزن مخصوص و مقاومت‌های مکانیکی کم، از چالش‌های اساسی بکارگیری برخی از این گونه‌های چوبی بویژه در تولید فراورده‌های ساختمانی و ویژگی نهایی آنها می‌باشد. استفاده از روش های مختلفی همچون تیمارهای گرمابی و گرمایی توام با تکنیک فشرده‌سازی می‌تواند راهکاری برای رفع این مشکل باشد. این مطالعه با هدف بررسی اثر نوع پیش‌تیمار و شرایط فشردگی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی چوب پالونیا (paulownia fortune) و صنوبر (populus deltoides) انجام شده است. بدین منظور، از پیش‌تیمار با آب c˚25 و فشردگی در پرس گرم c˚160 و همچنین پیش‌تیمار با بخارآب c˚160 و فشردگی در پرس سرد c˚60 استفاده شد. فشردگی در دو سطح 25 و 50 درصد و به مدت 20 دقیقه در پرس با فشار 5 مگاپاسگال جهت رسیدن به ضخامت نهایی cm2 انجام شد. سپس متعادل سازی نمونه‌ها در پرس سرد با هدف کاهش برگشت‌پذیری ضخامت و رسیدن به دما و رطوبت‌تعادل در محیط انجام شد. جهت بررسی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی نمونه‌های حاصله، آزمون‌هایی شامل: دانسیته، جذب‌آب و واکشیدگی ‌ضخامت (پس از 96 ساعت غوطه‌وری در آب)، مدول ‌گسیختگی، مدول- ‌الاستیسیته ‌خمشی، مقاومت به ضربه و سختی انجام شدند. نتایج نشان داد که چوب صنوبر به‌دلیل دانسیته بالاتر، از خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب‌تری نسبت به گونه پالونیا برخوردار می‌باشد. به جز واکشیدگی‌ ضخامت، خواص فیزیکی مطلوب و مقاومت‌های مکانیکی بالاتر در نمونه‌های چوبی اصلاح‌شده به روش بخارآب- ‌‌پرس سرد بدست آمد. تاثیرگذاری بیشتر فرآیند اصلاح با بخار آب‌‌ - پرس سرد بر روی خواص بخوبی مشاهده شد. مقادیر جذب‌آب و واکشیدگی‌ضخامت نمونه‌های چوبی با افزایش درصد‌فشردگی افزایش یافت. با افزایش درصد فشردگی و به تبع آن افزایش دانسیته نمونه‌های چوبی، به غیر از مقاومت ‌به‌ضربه بقیه خواص مکانیکی روند کاهشی داشتند.

Comparative investigation of the effect of pretreatment type and densification conditions on physical and mechanical properties of paulownia and poplar woods

Due to the lack of forest resources, the use of fastgrowing wood species has been considered by designers and engineers. Low density and mechanical strength are the main challenges of using some of these wood species, especially in the manufacturing of construction products and their final properties. Using different methods such as hydrothermal and hygrothermal treatments combined with compaction techniques can be a solution to this problem. This study aimed to investigate the effect of pretreatment type and densification conditions on the physical and mechanical properties of paulownia (Paulownia fortune) and poplar (Populus deltoides) wood. For this purpose, pretreatment with water at 25˚C and compression in hot press at 160˚C, and also pretreatment with steam at 160˚C and compression in cold press at 60C˚ were used. Compression was performed at two levels of 25 and 50 percent for 20 minutes in a press with a pressure of 5MPa to reach a final thickness of 2cm. Then, the equilibration of the samples in the cold press was performed to reduce the spring back and reach the temperature and equilibrium moisture content. To investigate the physical and mechanical properties of the samples, tests including density, water absorption, and thickness swelling (after 96 hours of immersion in water), modulus of rupture, modulus of elasticity, impact strength, and hardness were performed. The results showed that the poplar wood has better physical and mechanical properties than the paulownia wood due to its higher density. Except for thickness swelling, desirable physical properties and higher mechanical strengths were obtained in wood samples modified by the steamcold pressing method. The greater impact of the wood modification process by steamcold pressing on the properties was well observed. Water absorption and thickness swelling values of wood samples increased with increasing compaction percentage. The mechanical properties of wood had shown a decreasing trend, with increasing compaction and consequently increasing the density of wood samples, except for impact resistance