تاثیر پیش‌تیمار حرارتی در محیط نیتروژن بر خواص صوتی چوب‌های گردو و توت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

2 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران

چکیده

در این پژوهش تاثیر پیش تیمار حرارتی در محیط نیتروژن بر خواص صوتی چوب‌های گردو و توت بررسی شد. برای این منظور تخته‌هایی به ابعاد 20×20×300 میلی‌متر و با رطوبت سبز از ناحیه چوب‌برون تهیه شد. تیمار حرارتی در دماهای 140 و 160 درجه سانتی‌گراد برای مدت 30 و 60 دقیقه و در فشار 2 پاسکال انجام شد. پس از تیمار حرارتی، نمونه‌ها به روش جابجایی هوای گرم در یک کوره آزمایشگاهی در دمای 50 درجه سانتی‌گراد، رطوبت نسبی 50 درصد و سرعت هوای 1 متر بر ثانیه تا میانگین رطوبت نهایی 8 درصد خشک شدند. مدول الاستیسیته دینامیک و میرایی ارتعاش با استفاده از آزمون صوتی تیر دو سر آزاد قبل و بعد از خشک‌کردن نمونه‌ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد تیمار حرارتی در دمای 140 درجه سانتی‌گراد برای مدت 30 دقیقه تاثیر معنی‌داری بر پارامترهای صوتی هیچ یک از چوب‌ها نداشت. در مقابل، تیمار حرارتی در دمای 160 درجه سانتی‌گراد موجب افزایش معنی‌دار در مدول الاستیسیته دینامیک و بهبود کیفیت ارتعاشی چوب‌های گردو و توت شد. نتایج طیف‌سنجی مادون قرمز و پراش اشعه ایکس نشان داد که بر خلاف چوب توت، در چوب گردو تخریب پلیمرهای دیوار سلولی و افزایش میزان بلورینگی در اثر تیمار حرارتی در دمای 160 درجه سانتی‌گراد رخ داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Bodig, J. and Jayne, B.A., 1982. Mechanics of Wood and Wood Composites. 712 Pp.

-Boonstra, M. J.; Tjeerdsma, B. F. 2006. Chemical analysis of heat treated softwoods. Holz als Rohund Werkstoff 64(3): 204-211.

-Esteves, B., Videira, R. and Pereira, J., 2010. Chemistry and ecotoxicity of heat-treated pine wood extractions, Wood Science & technology 45(4): 661-676.

-Haines, D.W., 2000. The essential mechanical properties of wood prepared for musical instruments, CAS Journal. 4(2): 20–32.

-Harris, Ciryl M., 1998. Shock and vibration handbook (6th Edition). McGraw-Hill, New York. 1168 pp.

-ISO3129. 2012.  Wood-sampling methods and general requirements for physical and mechanical testing of small clear wood specimens. International standard. Wood, sawlogs and sawn timber.

-Kubojima, Y., 1998. Vibrational properties of Sitka spruce heat-treated in nitrogen gas. Journal of Wood Science. https://doi.org/10.1007/BF00521878

-Kranitz, K., Sonderegger, W., Bues, C. and  Niemz, P., 2016. Effects of aging on wood: a literature review. Wood Science Technolgy. 50(1): 7-22.

-Ma, L.N., 2005. On relationship between structure and acoustic properties of wood, Master's Thesis. Anhui Agricultural university, Hefei, China.

-Matsunaga, M., 1999. Vibrational property changes of spruce wood by impregnation with water-soluble extractives of pernambuco (Guilandina echinata Spreng.), Journal of wood science vol, 45, pp. 470-474.

-Militz, H., 2002. Thermal treament of wood. European processes and their backround. International Research Group on Wood Preservation.

-Niemz P, Hofmann T. and Re´tfalvi, T., 2010. Investigation of chemical changes in the structure of thermally modified wood. MADERAS: Ciencia y Tecnologıa 12(2):69–78.

-Noguchi, T., Obataya, E. and Ando, K., 2012. Effects of aging on the vibrational properties of wood. Journal of Cultural Heritage 13S: S21–S25.

-Ngulia Irani, G., Petrissans, M. and Gerardin, P., 2007. Chemical reactivity of heat treated wood. Wood science Technology .41(2): 157-168D.

-Roohnia, M., Doosthosseini, K., Khademieslam, H., Gril, J. and Bremaud, I., 2007. Study on variations of specific modulus of elasticity and shear moduli in arizona cypress wood. Using vibration method. Iranian Journal of Natural Resources. 59(4):921-933.

-Roohnia, M., Tajdini, A. and Manouchehri, N., 2011. Assessing wood in sounding boards considering the ratio of acoustical anisotropy. NDT and E International., 44(1): 13-20.

-Roohnia, M., Kohantorabi, M. and Tajvidi, A., 2015. Maple wood extraction for a better acoustical performance, Eur.J. wood production. 73(1), 139-142.

-Sandberg, D., Haller, P. and Navi, P., 2013. Thermo-hydro and thermo-hydro-mechanical wood processing: an opportunity for future environmentally friendly wood products. Wood Mat Sci Eng 8:64–88

-Sha, T.O., 2015. On influences of high-temperature/ ultrasonic pretreatment on the vibration properties of metasequoia glyptostroboides, Master's Thesis, Beijing Forestry University, Beijing, China.

-Se Golpayegani, A., Pourtahmasi, K., zare, S., Bremaud, I., Gril, J., Thévenon, M.F. and Masson, E., 2013. Basic acoustic properties and effect of traditional treatments.Morus alba for Tar instrument. Journal of Art Research. No 4: 71-76

-Tarmian, A. and Mastouri, A., 2019. Changes in moisture exclusion efficiency and crystallinity of thermally modified wood with aging. 12(1): 92-97. IForest. https://doi.org/10.3832/ifor2723-011

-Tjeerdsma, BF., Boonstra, M., Pizzi, A., Tekely, P. and  Militz, H., 1998. Characterisation of thermally modified wood: molecular reasons for wood performance improvement. Holz Roh Werkst 56:149–153.

-Wu, Y., Sha, T., Zhao, Z., He, Z. and Yi, S., 2016. Influence of different pretreatments on the acoustic properties of dawn redwood (Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng). BioResources.11 (1): 2734-2743.

-Windeisen, E., Strobel, C. and Wegener, G., 2007. Chemical changes during the production of thermotreated beech wood. Wood Science and Technology 41(6): 523-536

-Yildiz, S., Gezer, ED. and Yildiz, UC., 2006. Mechanical and chemical behavior of spruce wood modified by heat. Build Environ 41:1762–1766.

-Zaman, A., Alén, R. and Kotalinen, R., 2000. Thermal behavior of Scots pine (Pinus silvestris) and silver birch (Betula pubescens) at 200-230 oC. Wood and Fiber Science, 32(2): 138-143

-Zauer, M., Kowaleswki, A., Sproßmann, R., Stonjek, H. and Wagenführ, A., 2016. Thermal modification of European beech at relatively mild temperatures for the use in electric bass guitars. Eur J Wood Prod 74:43–48.

-Zhu, L., Liu, Y. and Liu, ZH., 2016. Effect of high-temperature heat treatment on the acoustic-vibration performance of picea jezoensis. Bioresources 11(2): 4921-4934.