نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 محقق بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده‌های آن، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده‌های آن، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 کارشناس پژوهشی، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده‌های آن، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

هدف اصلی این مطالعه ارزیابی اثر تیمار آب‌گرمایی به همراه اسیدبوریک بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی و مقاومت به آتش چوب دو گونه صنوبر (Populus nigra) و کاج رادیاتا (Pinus radiata) بود. در این مطالعه برای تیمار آب‌گرمایی از دو زمان 60 و 90 دقیقه با دو درجه حرارت ○C150 و ○C180 و برای تیمار اشباع از اسید بوریک با غلظت‌های 1, 3 و 5 درصد محلول در آب استفاده گردید. اندازه‌گیری ویژگی‌های مورد بررسی شامل مقاومت خمشی، مقاومت به ضربه، واکشیدگی ضخامت و مقاومت به آتش (کاهش وزن بر اثر آتش) بترتیب توسط استانداردهای ASTM-D143 ، ASTM-D256 ، ASTM 4446-2002 و ISO 11925 صورت پذیرفت. در خصوص مقاومت به آتش تیمار 5 درصد اسید بوریک کمترین کاهش وزن را بر اثر سوختگی، در چوب دو گونه نشان داد. این در حالی بود که بر اثر تیمار آب‌گرمایی به تنهایی مقاومت به آتش حتی کمتر از شاهد گردید. در این ارتباط تلفیق تیمار آب‌گرمایی با تیمار اسید بوریک باعث نتایج نزدیک به با تیمار اشباع با اسید بوریک شد. در خصوص تاثیر مثبت تیمار آب‌گرمایی بر بهبود ثبات ابعادی که از نتایج مطالعه حاضر به‌شمار می‌رود، دمای ○C180 با زمان 90 دقیقه واکشیدگی 24 ساعت چوب دوگونه صنوبر و کاج رادیاتا را به ترتیب حدود 8/36 و 42 درصد کاهش داد. در رابطه با مقاومت به ضربه اثر تیمار آب‌گرمایی بر چوب هر دو گونه و تأثیر تیمار اسیدبوریک بر چوب کاج رادیاتا منفی بود. تیمار ○C180 با زمان 90 دقیقه باعث کاهش مقاومت به ضربه در حدود 2/28 درصد در چوب هر دو گونه شد و تیمار 5 درصد اسید بوریک کاهش 3/13 درصد این وِیژگی را در چوب کاج رادیاتا سبب شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

-Alén, R., Kotilainen, R. and Zaman, A., 2002. Thermochemical behavior of Norway spruce (Picea abies) at 180-225ºC. Wood science and technology, 36: 163-171.
-Awoyemi, L. and Westermark, U., 2005. Effects of borate impregnation on the response of wood strength to heat treatment. Wood Sci Technol, 39: 484-491.
-Boonstra, M., and Tjeerdsma, B., 2006.Chemical analysis of heat treated softwoods. HolzRoh- Werkst, 64: 204-211.
-Boonstra, M.J., 2008 A two-stage thermal modification of wood. Ph.D. dissertation in cosupervision Ghent University and Université Henry Poincaré - Nancy 1,297 p.
-Dahmardeh, M. and Nazerian, M., 2011. Changes in the Physical and Mechanical Properties of Iranian Hornbeam Wood (carpinus betulus) with Heat Treatment, Uropean Journal of Scientific Research, 51 (4): 490-498.
-Dastoorian, F., Farhadi, F., Hoseinzadeh, F. and Zabihzadeh, S.M., 2018. Effect of thermal modification on chemical and physical properties of Iranian Beech (Fagus orientalis) and Velvet Maple (Acer velutinum) wood, Iranian Journal of Wood and Paper Science Research Vol. 33 No. (1).
-Fazeli, A. and Talaei, A., 2018. The effect of heat treatment and primary impregnation of Fir wood with borax on the fire resistance and thermal behavior, J. of Wood & Forest Science and Technology, Vol. 25 (4. ,
-Fidan, M.S. and Adanur, H., 2019.  Physical and mechanical properties of wood impregnated with quebracho and boron compounds, Forestist 2019, 69(1): 68-80.
-Hill, A.S.C., 2006. Wood Modification Chemical, Thermal and other processes. John Wiley and Sons PRESS England. Pp: 99-127.
-Kartal S.N., Hwang W.J. and Imamura Y., 2008: Combined effect of boron compounds and heat treatment on wood properties: Chemical and strength properties of wood, Journal of Materials Processing Technology 198: 234-240.
-Kocaefe, D., Younsi, R., Poncsak, S. and Kocaefe,Y., 2007.Comparison of different models for the hightemperature heat-treatment of wood. International Journal of Thermal Sciences, 46:707-716.
-Kotilainen, R., 2000. Chemical changes in wood during heating at 150-260 ˚C. PhD thesis, Jyvaskyla University, Research report 80, Finland, 2000.
-Kubojima Y., Okano T. and Ohta M., 2000: Bending strength and toughness of heat treated wood, J. Wood Sci 46:8-15.
-Martinka, J., Tomas, C., Kral, J. and Balog, K., 2013. An Examination of the Behavior of Thermally Treated Spruce Wood under Fire Conditions. Wood research. 58(4): 599-606.
-Parsapajoh, D., Faezipour, M. and Taghiyare, H., 2004.Industrial Timber Preservation. Tehran University Publication. 657p. (In Persian).
-Percin, O., Sofuoglu, S. and Uzun, O., 2015. Effects of Impregnation and Heat Treatment on Some Mecchanical Properties of Oak (Quercus Pettraea Liebl.) Wood, BioResources, 10(3): 3963-3978.
-Rassam, R., Taghiyari, H.R. and Ebrahimi, M., 2013. Sttudy on tthe Effffectt off Combiined Nanosiillver—Hygrotthermall Treattmentts on Wood Properttiies, Iranian Journal of Wood and Paper Industries, Vol. 5, No. 1.
-Rusche, H., 1973. Thermal degradation of wood at temperatures up to 200°C. Part II. Reaction kinetics of loss of mass during heat treatment of wood. Holz als Roh-und Werkst off., 31: 8. 307-312.
-Salman, S., Petrissans, A., Thevenon, M.F., Dumarcay, S., Perrin, D., Pollier, B. and Gerardin, P., 2014. Development of new wood treatments combining boron impregnation and thermo modification: effect of additives on boron lecheability. Eur. J Wood Prod. 72: 355-365.
-Song, K., Ganguly, I., Eastin, I. and Dichiara, A., 2020. High temperature and fire behavior of hydrothermally modified wood impregnated with carbon nanomaterials, Journal of Hazardous Materials, Volume 384, 121283.
-Taghiyari, H R., Bayani, S., Militz, H. and Papadopoulos, A.N., 2021. Heat Treatment of Pine Wood: Possible Effect of Impregnation with Silver Nanosuspension, Forests 2020, 11, 466; doi:10.3390/f11040466.
-Uner, I.H., Deveci, I., Baysal, E., Turkoglu, T., Toker, H. and Peker, H., 2016. Thermal analysis of oriental beech wood treated with some borates as fire retardants. Maderas. Ciencia y tecnologia, 18(2): 293-304.
-Wang, W., Cao, J., Cui, F. and Wang, X., 2012. Effect of PH on chemical components and mechanical properties of thermally modified wood, “Wood and Fiber Science, 44(1): 46-53.
-Wikberg, H. and Maunu, S.L., 2004. Characterization of thermally modified hard and softwoods by 13C CPMAS NMR. Carbohydrate Polymer 58: 461-466.
-Zahedsheijani, R. and Gholamiyan, H., 2010. The Potential Use of Nanozycosil and Sodium Montmorillonite (NaMMT) nanoclay to decrease Water Absorption in MDF. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 1(2): 69-81, (In Persian).