نوع مقاله : تبدیل مکانیکی چوب و اتصالات چوبی

نویسندگان

• وحید سخندان ¹
• حمیدرضا منصوری ²
• محمد دهمرده قلعه نو ³
• محمد شمسیان ⁴

¹ ندارم

² دانشیار، گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه زابل، ایران

³ دانشگاه زابل

⁴ عضو هیت علمی دانشگاه زابل گروه چوب و کاغذ

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: سازه‌های چوبیِ تاریخی به‌وضوح، هویت، معماری، فرهنگ و سبک زندگی مردمِ یک دوره از تاریخ را به تصویر می‌کشد و به‌عنوان گنجینه‌ای گران‌بها در اختیار نسل‌های بعد قرار می‌گیرد. از این‌رو، از هم‌گسیختگی اتصالات سازه‌های چوبی تاریخی، مشکل بزرگی برای حفظ این آثار ارزشمند در مدت طولانی است. این پژوهش با هدف اصلاح و تقویت چسب پلی وینیل استات (PVAc) با استفاده از الیاف نانوسلولزی (NFC) و نانوالیاف شیشه (GNF) جهت بهبود اتصالات کام و زبانه در سازه‌های سنتی گره‌چینی چوبِ راش انجام شده است.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق، به‌منظور مطالعه تاثیرات میزان تقویت‌کننده‌ها بر خواص چسب PVAc، نانوالیاف سلولزی و نانوالیاف شیشه در سه سطح مختلف شامل 0، 3 و 6 درصد بر مبنای وزن خشک چسب در قالب 9 تیمار (هر تیمار با 3 تکرار) مورد بررسی قرار گرفتند. اتصال کام و زبانه با استفاده از چسب پلی وینیل استات بدون نانوالیاف سلولزی و نانوالیاف شیشه به‌عنوان نمونه‌های شاهد در نظر گرفته شد. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، آزمون‌های کمی و کیفی شامل مقاومت کششی، مقاومت به خمش (مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته)، تست کُهنگی تسریع‌شده، طیف‌سنجی FTIR و ارزیابی نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام گرفت.
نتایج: بر طبق نتایج، اختلاف معنی‌داری بین تیمارهای مورد مطالعه از نظر میزان مقاومت کششی و مقاومت به خمش (مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته) وجود داشت (05/0>P). در بین تیمارهای مورد مطالعه، بیشترین میزان مقاومت کششی (MPa 9/13)، مدول گسیختگی (MPa 5/130) و مدول الاستیسیته (MPa 36/11785) در تیمار PVAc اصلاح‌شده حاوی 3 درصد نانوالیاف سلولز و 3 درصد نانوالیاف شیشه مشاهده شد. علاوه بر این، نتایج به‌دست آمده تفاوت معنی‌داری بین تیمارهای مورد مطالعه از نظر میزان کُهنگی تسریع‌شده نشان داد (05/0>P). کمترین میزان کهنگی تسریع‌شده در تیمار PVAc اصلاح‌شده با 3 درصد نانوالیاف سلولز و 3 درصد نانوالیاف شیشه (0/4) مشاهده گردید که نشان داد افزودن نانوالیاف سلولز و نانوالیاف شیشه به چسب PVAc باعث کاهش میزان کهنگی تسریع‌شده در محل اتصالات می‌شود. طیف‌سنجی FTIR نشان داد که با وارد شدن نانوالیاف سلولزی به داخل ماتریس پلی وینیل استات (PVAc)، بین گروه‌های هیدروکسیلی (OH) زنجیره‌های پلیمری و گروه‌های هیدروکسیلی نانوسلولز پیوند هیدروژنی به‌وجود می‌آید که موجب تشکیل شبکه‌های سه‌بُعدی منسجم و یکپارچه می‌شود. همچنین، بر طبق مشاهدات حاصل از میکروسکوپ الکترونی (SEM)، مشخص شد که نانوالیاف سلولز و نانوالیاف شیشه پراکنش نسبتاً خوبی در ماتریس پلیمری PVAc داشتند.
نتیجه گیری: این مطالعه نشان داد که با افزودن نانوالیاف سلولزی در سطح 3 درصد و نانوالیاف شیشه در سطح 3 درصد به چسب PVAc، خواص مکانیکی اتصالات در سازه‌های چوبی راش افزایش می‌یابد. با توجه به این موضوع، استفاده ترکیبی از نانوالیاف سلولزی (NFC) و نانوالیاف شیشه (GNF) به‌منظور بهبود خواص مقاومتی اتصالات در سازه‌های چوبی سنتی توصیه می‌شود.

بهبود عملکرد چسب پلی وینیل استات به‌منظور افزایش استحکام و پایداری اتصالات چوبی
وحید سخندان1*، حمیدرضا منصوری2، محمد دهمرده قلعه نو2، محمد شمسیان2
1نویسنده مسئول،دانشجوی دکتری، گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه زابل، زابل، ایران
2دانشیار، گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه زابل، زابل، ایران
کلیدواژه‌ها: نانوالیاف سلولزی، پلی وینیل استات (PVAc)، نانوالیاف شیشه‌، خواص مکانیکی، کُهنگی تسریع‌شده.

کلیدواژه‌ها

• نانوالیاف سلولزی
• پلی وینیل استات (PVAc)
• نانوالیاف شیشه‌
• خواص مکانیکی
• کُهنگی تسریع‌شده

موضوعات

• تبدیل مکانیکی چوب و اتصالات چوبی