نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حسین بابایی شاهوردی ¹
• فرشید فرجی ²
• لعیا جمالی راد ²
• سید مجید ‌ذبیح زاده ³

¹ دانشگاه گنبد کاووس

² استاد‌یار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد،گنبد، ایران

³ دانشیار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: استفاده از الوار لایه‌ای Laminated Veneer Lumber (LVL) به‌عنوان یکی از فرآورده‌های نوین چوبی، امکان بهره‌برداری از گونه‌های سریع‌الرشد مانند Populus nigra را فراهم کرده و نقش مهمی در کاهش فشار بر جنگل‌های طبیعی دارد. با وجود مزایای متعدد، محدودیت اصلی LVL، حساسیت آن به تغییرات رطوبتی و کاهش نسبی دوام در شرایط محیطی است. در سال‌های اخیر توجه ویژه‌ای به افزودنی‌های نوین برای بهبود خواص این محصول شده است. در همین راستا، پودر تایر ضایعاتی به دلیل ماهیت هیدروفوبیک و ساختار پلیمری خود به‌عنوان فیلری جایگزین برای مواد سنتی مانند آرد گندم پیشنهاد گردیده است. این مطالعه با هدف بررسی اثر اندازه ذرات (۴۰، ۶۰ و ۸۰ مش) و درصد مصرف پودر تایر ضایعاتی (۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد) بر خواص مکانیکی و فیزیکی LVL تبریزی انجام شد.

مواد و روش:‌ برای انجام این پژوهش، دو اصله درخت تبریزی (Populus nigra) دوازده ساله برداشت و پس از پوست‌کنی و لایه‌برداری، لایه‌هایی به ضخامت ۲/۲ میلی‌متر تهیه شد. لایه‌ها تا رسیدن به رطوبت حدود ۵ درصد در خشک‌کن هوایی نگهداری گردید. به‌منظور آماده‌سازی چسب، رزین فنول‌فرمالدهید محلول در متانول بدون افزودنی انتخاب شد و پودر تایر ضایعاتی حاصل از بازیافت تایرهای فرسوده در کارخانه به سه اندازه ذرات (۴۰، ۶۰ و ۸۰ مش) آسیاب و جداسازی گردید. این پودر به نسبت‌های ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد بر اساس وزن خشک رزین به مخلوط چسب افزوده شد. نمونه‌های شاهد با استفاده از رزین حاوی ۲۰ درصد آرد گندم به‌عنوان فیلر تهیه گردید. در مجموع ۲۷ پنل آزمایشی (۹ تیمار در سه تکرار) و سه پنل شاهد ساخته شد. فرآیند پرس در دمای ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد، فشار ۳۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع و زمان ۸ دقیقه انجام گرفت. برای سنجش مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته طبق استاندارد EN 310، واکشیدگی ضخامت و جذب آب طبق EN 317 و مقاومت نگهداری پیچ و میخ طبق ASTM D 1037 استفاده شد. طرح آماری مورد استفاده کاملاً تصادفی بود و تجزیه واریانس برای داده‌ها انجام شد. تفاوت میانگین‌ها با آزمون چنددامنه‌ای توکی در سطح ۹۵ و ۹۹ درصد بررسی گردید.
نتایج: نتایج نشان داد که حضور پودر تایر ضایعاتی تأثیر معناداری بر خواص فیزیکی و مکانیکی LVL تبریزی دارد. مقاومت خمشی در تمامی تیمارهای حاوی پودر تایر نسبت به نمونه شاهد کاهش یافت، اما تفاوت آن در سطوح ۲۰ و ۳۰ درصد نسبت به ۱۰ درصد کمتر بود. مدول الاستیسیته نیز روند مشابهی داشت، تیمارهای با ذرات ریزتر (۶۰ و ۸۰ مش) عملکرد بهتری نسبت به ذرات درشت‌تر (۴۰ مش) نشان دادند. در خصوص مقاومت نگهداری پیچ و میخ، اثر متقابل دو عامل اصلی مشخص شد به‌طوری که بهترین نتایج در ترکیب ۲۰ درصد مصرف و مش ۸۰ مشاهده گردید، در حالی‌که ضعیف‌ترین نتایج مربوط به ۱۰ درصد مصرف و مش ۴۰ بود. در بخش خواص فیزیکی، یافته‌ها حاکی از آن بود که افزودن پودر تایر توانست میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت را به شکل محسوسی کاهش دهد. تیمارهای با ۳۰ درصد مصرف و مش ۸۰ کمترین جذب آب را داشتند و تیمارهای ۲۰ درصد و مش ۶۰ نیز کاهش چشمگیری در واکشیدگی ضخامت نشان دادند. به طور کلی، داده‌ها نشان دادند که ذرات ریزتر و درصد مصرف بالاتر می‌توانند ثبات ابعادی و مقاومت رطوبتی LVL را به‌طور مؤثر بهبود دهند.
نتیجه‌گیری: بر اساس یافته‌ها، استفاده از پودر تایر ضایعاتی در رزین فنول‌فرمالدهید می‌تواند به‌عنوان رویکردی پایدار در تولید LVL تبریزی مطرح شود. اگرچه خواص مکانیکی نظیر مقاومت خمشی اندکی کاهش یافت، اما مدول الاستیسیته و مقاومت اتصالات در شرایط بهینه حفظ شدند. از سوی دیگر، بهبود خواص فیزیکی همچون کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت احتمالاً نتیجه تعامل مثبت بین پودر تایر و ماهیت آب‌گریز چسب فنول‌فرمالدهید است. بنابراین، کاربرد پودر تایر در فرمولاسیون چسب می‌تواند ضمن کمک به بازیافت ضایعات تایر، رویکردی مؤثر برای بهبود پایداری و توسعه اقتصاد چرخشی در صنعت چوب مهندسی‌شده باشد.

کلیدواژه‌ها

• پودرتایرضایعاتی
• فرآورده‌های چوبی
• چسب فنول فرم آلدهید
• الوار لایه‌ای

موضوعات

• فیزیک و مکانیک چوب