فهرست مطالب

جنگل و فرآورده های چوب - سال هفتاد و سوم شماره 1 (بهار 1399)
  • سال هفتاد و سوم شماره 1 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/07
  • تعداد عناوین: 10
|
  • زهرا نوروزی، بهبود محبی*، مرتضی ابراهیمی، مارکو پتریچ صفحات 1-12

    پوشش های شفاف مانند پلی اکریلات در محیط بیرون به طور معمول عمر کوتاهی دارند، زیرا پرتوهای خورشید از آنها عبور می کنند و موجب تخریب سطح چوب می شوند. این پدیده را می توان با استفاده از جاذب های نور فرابنفش مناسب در ساختار پوشش کاهش داد. به همین منظور، در این پژوهش تاثیر عصاره برگ زیتون در ترکیب با نانوذرات TiO2 و ZnO بر ویژگی های سطحی چوب تیمار گرمایی پوشش داده شده با پلی اکریلات طی هوازدگی طبیعی بررسی شد. در نهایت بر روی هر نمونه، شاخص های ارزیابی مانند تغییر رنگ، زاویه تماس، زبری سطح و رشد میکروارگانیسم ها توسط میکروسکوپ Dino lite اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که تغییرات رنگ در چوب تیمار گرمایی پوشش دهی شده در مقایسه با چوب پوشش دهی نشده اندک بود. همچنین زبری سطح طی هوازدگی در همه نمونه ها افزایش یافت. بیشترین زبری سطح در نمونه های پوشش دهی نشده مشاهده شد. اندازه گیری زاویه تماس بیان کننده ویژگی آب گریزی چوب تیمار گرمایی پوشش داده شده با پلی اکریلات به تنهایی یا ترکیب شده با افزودنی ها در طی شش ماه هوازدگی طبیعی بود. با توجه به نتایج تغییر رنگ و بررسی میکروسکوپی می توان بیان کرد که عصاره برگ زیتون به دلیل ویژگی آنتی اکسیدانی و ضدمیکروبی آن در ترکیب با نانوذرات اکسید روی کمترین تغییر رنگ و رشد میکروارگانیسم را نشان داد.

    کلیدواژگان: پلی اکریلات، چوب تیمار گرمایی، عصاره برگ زیتون، نانودی اکسید تیتانیوم، نانو اکسید روی، هوازدگی طبیعی
  • سوگند نقوی*، شیرین روستایی صفحات 13-25

    اسناد تاریخی بیانگر هویت و ارزش های ملی، مذهبی، هنری و تاریخی هر ملت است. شناخت عوامل سازنده کاغذ به شناخت فرهنگ های گذشته و تطور فنون مرتب بسیار کمک می کند. اسناد متعلق به بقعه شیخ صفی الدین اردبیلی از کهن ترین مجموعه اسناد شناخته شده دوره اسلامی ایران است که با وجود ارزش های تاریخی منحصربه فرد، تا کنون تحقیقات و بررسی های آزمایشگاهی کاملی در حوزه شناخت فنی عوامل سازنده کاغذهای آن صورت نگرفته است. در این پژوهش به منظور شناسایی نوع الیاف، آهار، خمیر و نوع پرکننده موجود در نمونه های مطالعاتی کاغذ از روش های شناسایی با معرف های رنگی، مشاهدات میکروسکوپ نوری به روش عبوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف بینی پاشنده انرژی پرتو ایکس استفاده شد. نتایج نشان می دهد که در ساخت نمونه ها از الیاف کتان و کنف استفاده شده است و تنها در سه نمونه افزون بر الیاف گفته شده، الیاف رامی هم مشاهده شد. علاوه بر این، نتایج آزمون شناسایی خمیرکاغذ حاکی از آن است که خمیر به کاررفته در نمونه های بررسی شده از نوع کهنه پارچه است که به روش دست ساز (مکانیکی) تهیه شده اند. همچنین براساس آزمون شناسایی آهار مشخص شد که آهار موجود در نمونه ها از نوع پلی ساکاریدی (نشاسته) و پرکننده موجود در نمونه ها از نوع کربنات کلسیم است که در دو نمونه، گچ و در یک نمونه، کایولن نیز تشخیص داده شد.

    کلیدواژگان: آهارزنی، اسناد کاغذی بقعه شیخ صفی الدین اردبیلی، الیاف، پرکننده، کاغذ
  • احمدرضا زاهدی طبرستانی، احمدرضا سرائیان*، حسین رسالتی، علی قاسمیان صفحات 27-38

    این تحقیق با هدف بررسی تولید خمیرکاغذ بی سولفیت از گونه ممرز به منظور تقویت ویژگی های مقاومتی خمیرکاغذ CMP انجام گرفت. خمیرکاغذ CMP براساس شرایط استاندارد صنعتی (شرکت صنایع چوب و کاغذ مازندران) و خمیرکاغذ بی سولفیت با استفاده از تزریق مستقیم گاز دی اکسید گوگرد به محلول هیدروکسید سدیم در آزمایشگاه تهیه شد. نتایج پخت خمیرکاغذ بی سولفیت نشان داد که با افزایش زمان پخت از 1 به 3 ساعت، بازده و عدد کاپای خمیرکاغذ کاهش می یابد. نتایج حاصل از اختلاط خمیرکاغذ بی سولفیت (10، 30 و 40 درصد) با خمیرکاغذ CMP نشان داد که با افزایش سهم خمیرکاغذ بی سولفیت در مخلوط خمیرهای کاغذ، ویژگی های مکانیکی کاغذها بهبود یافت. به طوری که با افزودن 40 درصد خمیرکاغذ بی سولفیت به خمیرکاغذ CMP، شاخص کششی، شاخص ترکیدگی، شاخص پارگی و مقاومت به تاخوری به ترتیب 24، 2/16، 7/13 و 2/84 درصد بهبود یافت. در نهایت، ترکیب 40 درصد خمیرکاغذ بی سولفیت و 60 درصد خمیرکاغذ CMP دارای بیشترین مقاومت ها از نظر مجموع ویژگی های کاغذ است. بنابراین استفاده از خمیرکاغذ بی سولفیت تا 40 درصد در اختلاط با خمیرکاغذ CMP سبب تولید مطلوب کاغذ روزنامه شده و توصیه می شود.

    کلیدواژگان: خمیرکاغذCMP، فرایند بی سولفیت، کاغذ روزنامه، ممرز
  • محمد بهرامی، سعیدرضا فرخ پیام*، حمیدرضا منصوری، محمد شمسیان، احسان صانعی، عبدالله کریمی صفحات 39-49

    پانل های ساندویچی به دلیل داشتن خصوصیاتی همچون وزن کم، عایق صوتی و حرارتی خوب، نصب و راه اندازی آسان، مقاومت زیاد و قیمت کم امروزه کاربردهای بی شماری در صنعت و ساختمان سازی پیدا کرده اند. در این پژوهش امکان بهبود استحکام پانل ساندویچی از طریق تغییر در جنس و شکل مغزی بررسی شد. جنس مغزی ساخته شده در این پژوهش کاغذ باطله روزنامه و شکل آن حفره دار بود. برای ساخت این نوع مغزی، نیاز به طراحی و ساخت نوعی قالب بود تا مواد اولیه با نسبت های مشخص برای ساخت مغزی کاغذی درون آن شکل نهایی خود را پیدا کنند. شرایط ساخت نمونه های آزمایشگاهی با مغزی کاغذی و رویه هایی از جنس MDF با استفاده از مقادیر متفاوت کاغذهای خردشده با ابعاد مشخص و به کارگیری دو نوع چسب متداول اوره فرمالدیید و فنل فرمالدیید در سازگاری با قالب پیچیده ای که طراحی و ساخته شده بود، فراهم شد. تاثیر نوع چسب به کاررفته در مغزی و چگالی مغزی که از عوامل متغیر این پژوهش بودند، بر ویژگی های مکانیکی پانل ساندویچی بررسی شد. اولین نتایج این پژوهش نشان داد که ضایعات کاغذ روزنامه در شکل لایه مغزی (هسته) اجرای قابل قبولی در ساخت یک پانل ساندویچی سبک با پایداری مناسب داشته است. چگالی مغزی کاغذی نیز در بهبود مقاومت های خمشی اثر کاملا معنی دار دارد، به طوری که با افزودن چگالی، این مقاومت ها نیز افزایش یافت. افزون بر اینها نوع چسب مصرفی در ساخت مغزی اثر معنی داری بر مقاومت خمشی پانل ساندویچی دارد، به طوری که چسب فنل فرمالدیید نسبت به اوره فرمالدیید موجب بهبود بیشتر مقاومت های خمشی شد.

    کلیدواژگان: پانل ساندویچی، چسب، خواص مکانیکی، لایه مغزی کاغذی، کاغذ بازیافتی
  • زهرا غلامی برزکی، محمد آزادفلاح*، سهیلا ایزدیار، مهدی روحانی صفحات 51-62

    مهندسی توپوشیمیایی سطوح الیاف، از راهبردهای جذاب برای ساخت محصولی با ویژگی های سطحی مطلوب به ویژه از راه واکنش با مولکول های آلی در محیط آبی است. در این تحقیق، خمیرکاغذ سودای باگاس به منظور ایجاد گروه های باردار در سطح الیاف با کربوکسی متیل سلولز (CMC) تیمار شد. فرایند کربوکسی متیلاسیون سطح الیاف تحت شرایط دمایی 85، 95 و 120 درجه سانتی گراد و مدت زمان واکنش 60، 90 و 120 دقیقه در حضور الکترولیت کلرید کلسیم انجام گرفت. زمان زهکشی، قابلیت نگهداری آب (WRV)، شاخص مقاومت به کشش و مقاومت به ترکیدن خمیرکاغذهای اصلاح شده با CMC اندازه گیری و با مقادیر متناظر خمیرکاغذهای تیمارشده با کربوکسی متیل سلولز به صورت مرسوم و خمیرکاغذ شاهد (اصلاح نشده) مقایسه شد. نتایج نشان داد که تیمار با CMC، شاخص مقاومت به کشش و مقاومت به ترکیدن کاغذ دست ساز حاصل از خمیر اصلاح شده را نسبت به کاغذ دست ساز حاصل از خمیرکاغذ اصلاح نشده افزایش داد. بهترین ویژگی های مقاومتی در دمای 120 درجه سانتی گراد و مدت زمان 90 دقیقه حاصل شد، درحالی که زمان زهکشی در اثر اصلاح تحت تاثیر قرار نگرفت. برخلاف انتظار، قابلیت نگهداری آب توسط خمیرکاغذ اصلاح شده در مواردی کاهش یافت. بررسی ساختار با استفاده از طیف بینی FTIR و تفرق پرتو X افزایش پیوندیابی هیدروژنی و کاهش اندک درجه بلورینگی الیاف اصلاح شده را تایید کرد. می توان نتیجه گرفت که با وارد کردن گروه های اسیدی از طریق اصلاح توپوشیمیایی سطح الیاف باگاس توسط CMC، می توان بسیاری از ویژگی های خمیرکاغذ نهایی را متاثر ساخت.

    کلیدواژگان: خمیرکاغذ سودای باگاس، زمان زهکشی، کربوکسی متیل سلولز، ماندگاری آب، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به کشش
  • محرم حضرتی*، حمید زارع حسین آبادی، پیام مرادپور، اصغر وطنی اسکویی صفحات 63-75

    امروزه میلگردهای پلیمری به علت مقاومت ویژه زیاد و وزن کم در ساخت سازه های کامپوزیتی کاربرد بیشتری یافته است. از این رو در این تحقیق، رفتار میلگردهای پلیمری با آرایش سطح متفاوت (صاف و آجدار) در مقایسه با میلگردهای فولادی از نظر طول اتصال (200 و 300 میلی متر) و نوع چسب (اپوکسی و پلی استر) در جهت موازی الیاف در چوب سپیدار (Populus alba) به صورت تجربی بررسی شد. بدین منظور، پس از تهیه نمونه های آزمونی براساس تیمارهای مختلف، مقاومت بیرون کشیدگی میلگردهای متصل شده به بلوک های گلولم، تنش های برشی در فصل مشترک چوب- چسب و میلگرد- چسب و همچنین مدهای شکست بررسی شدند. نتایج نشان دادند که بیشترین مقاومت بیرون کشیدگی میلگرد، مربوط به میلگردهای آجدار پلیمری متصل شده با چسب اپوکسی با طول اتصال 300 میلی متر برابر با 5/82 کیلونیوتن بود. براساس نتایج، با افزایش طول اتصال، ظرفیت بار محوری جهت بیرون کشیدن میلگرد افزایش پیدا کرد، اما مقاومت برشی اسمی در فصل مشترک چوب- چسب از 8/6 به 8/2 مگاپاسگال و برای فصل مشترک میلگرد- چسب از 9/8 به 7/4 مگاپاسگال کاهش یافت. شایان ذکر است که مد شکست غالب، بیرون آمدگی میلگرد همراه با دسته های چوبی ناشی از شکست برشی چوب در راستای موازی با الیاف بود.

    کلیدواژگان: تنش برشی در فصل مشترک، چوب سپیدار، مد شکست، مقاومت بیرون کشیدگی، میلگرد پلیمری
  • حسن سام دلیری، مقداد جورغلامی*، جعفر فتحی، حامد زال نژاد صفحات 77-86

    به منظور بررسی فاکتورهای موثر بر خسارت ناشی از برف زودرس در پارسل 10 بخش پاتم جنگل آموزشی خیرود، آماربرداری به روش تصادفی منظم با ابعاد شبکه (100 در 100 متر) با قطعات نمونه دایره ای 1000 متر مربعی به تعداد 46 قطعه نمونه انجام گرفت. در هر قطعه نمونه عواملی موثر شامل شیب عمومی قطعه نمونه، جهت جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا و عمق خاک، قطر برابرسینه و ارتفاع همه گونه های درختی بیشتر از 5/7 سانتی متر برداشت شد. خسارات به درختان به چهار نوع دسته ریشه کن شدن، شکستگی تنه، شکستگی تاج و خم شدن طبقه بندی و ثبت شد. نتایج تحقیق نشان داد که 1/28 درصد درختان خسارت دیدند که درصد هر یک از انواع خسارت های ریشه کن شدن، شکستگی تنه، شکستگی تاج و خم شدن به ترتیب 3، 4، 10 و 11 درصد بود. نتایج نشان داد که بین نوع خسارت و عوامل جهات جغرافیایی، شیب، ارتفاع از سطح دریا و عمق خاک اختلاف معنی داری وجود دارد. بیشترین خسارت درختان در دامنه شمالی، شیب کمتر از 15 درصد، ارتفاع (380-330 متر) و خاک های کم عمق و کمترین آن در دامنه های جنوبی رخ داده است. خسارت در دامنه های شرقی و غربی تقریبا برابر بوده است. بیشترین و کمترین درصد خسارت به ترتیب مربوط به گونه های توسکا و افرا است. عملیات پرورشی با تاثیر بر ساختار افقی و عمودی توده ها جهت کاهش ضریب قطری درختان، نقش موثری در کاهش شدت و وسعت خسارت برف بر درختان خواهد داشت و پایداری توده و درخت را بهبود می بخشد.

    کلیدواژگان: خسارات برف، خم شدگی، شکستگی تنه، صدمه به تاج، ضریب قدکشیدگی
  • حامد آقاجانی*، سید محمد حجتی، محمدعلی تاجیک قنبری، محمدرضا پورمجیدیان، علی برهانی صفحات 87-96

    قارچ های اکتومیکوریز تاثیر مهمی در سلامت و پایداری جنگل و حفظ درختان در مقابل بیمارگرها در اکوسیستم جنگل دارند. این پژوهش به منظور رسته بندی رویشگاه راش با عوامل محیطی و قارچ های اکتومیکوریز در راشستان های جنگل سنگده مازندران انجام گرفت. 45 قطعه نمونه 1000 متر مربعی به روش تصادفی در سه طبقه ارتفاعی 300 متری یعنی محدوده ارتفاعی 1200 تا 2100 متری از سطح دریا پیاده شد و عوامل ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت دامنه، قطر برابرسینه، ارتفاع درخت، درجه تاج پوشش، نوع لاشبرگ، عمق لاشبرگ، اسیدیته خاک، هدایت الکتریکی، فسفر، کربن، نیتروژن و پتاسیم بررسی شدند. در محل مورد نظر، همزمان با برداشت ریشه، یک نمونه خاک در کنار همان محل به عمق 10 سانتی متر برای بررسی ویژگی های شیمیایی خاک برداشت شد. نتایج همبستگی متغیرها با مولفه ها مشخص شد. بر این اساس، قارچ های اکتومیکوریز با مولفه اصلی اول شامل ارتفاع از سطح دریا، نیتروژن، پتاسیم، فسفر، کربن، هدایت الکتریکی و ارتفاع درخت همبستگی مثبت و با مولفه اصلی دوم شامل متغیرهای ارتفاع از سطح دریا، تاج پوشش، عمق لاشبرگ، نیتروژن، کربن همبستگی مثبت و معنی داری (1 درصد) داشتند. نتایج آنالیز مولفه های اصلی نشان داد که طبقه اول ارتفاعی (1800 تا 2100 متر) با ارتفاع از سطح دریا، اسیدیته خاک، عمق لاشبرگ، فسفر و پتاسیم، طبقه دوم ارتفاعی (1500 تا 1800 متر) با درصد تاج پوشش جنگل، عمق لاشبرگ، نیتروژن و کربن همبستگی و طبقه سوم ارتفاعی (1200 تا 1500 متر) با ارتفاع درخت و هدایت الکتریکی همبستگی مثبتی داشته است. همچنین نتایج همبستگی پیرسون نشان داد که قارچ های Tomentella sp.، Cortinarius sp. وRussula delica  همبستگی معنی داری با متغیرهای محیطی داشتند. بنابراین اعمال شیوه های مدیریت جنگل بر آشیان اکولوژیک برخی قارچ ها که به عوامل محیطی وابسته اند اثرگذار است و در نتیجه سلامت اکوسیستم جنگل تغییر می کند.

    کلیدواژگان: جنگل شناسی، سلامت جنگل، فسفر، قارچ های اکتومیکوریز، مولفه های اصلی
  • محمدواثق الحاجی خلف، شعبان شتایی*، رقیه جهدی صفحات 97-110

    تهیه نقشه دقیق شدت آتش سوزی برای مدیریت ریسک آتش در اکوسیستم های جنگلی حایز اهمیت است. شاخص های طیفی از سنجنده های نوری به عنوان یکی از باندهای قابل قبول برای طبقه بندی و نشان دادن تفاوت طیفی طبقات مختلف پوشش گیاهی شناخته شده است. در این تحقیق قابلیت مجموعه ای از شاخص های استخراج شده از تصاویر ماهواره های Sentinel-2 و Landsat-8 با اندازه تفکیک مکانی مختلف برای تهیه نقشه دقیق شدت آتش سوزی با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی در منطقه دچار آتش سوزی سال 1397 جنگلکاری های عرب داغ استان گلستان بررسی شد. بعد از پیش پردازش های لازم، شاخص های تک و دوزمانه مناسب از تصاویر سنجنده های تحت بررسی ایجاد شد. مقادیر شاخص بهینه برای باندها در فضای دوبعدی قبل و بعد از آتش سوزی برای بررسی حساسیت این باندها به تغییرات اتفاق افتاده درون طبقات آتش سوزی محاسبه شد. بهترین نتیجه مربوط به باندهای NIR-SWIR2 با مقدار شاخص بهینه 77/0 برای سنجنده Sentinel-2 و 68/0 برای سنجنده Landsat8-OLI به دست آمد. براساس مقادیر شاخص بهینه، بهترین شاخص ها انتخاب شد و مقادیر این شاخص ها پس از آتش سوزی و همچنین شاخص های دوزمانه (قبل و بعد آتش سوزی) استخراج شدند. نقشه واقعیت زمینی نمونه ای طبقات شدت آتش سوزی با استفاده از روش نمونه گیری انتخابی با بازدید میدانی از طبقات شدت دچار آتش سوزی در منطقه تهیه شد. طبقه بندی با شاخص های مختلف با الگوریتم جنگل تصادفی انجام گرفت و نتایج با نقشه واقعیت زمینی نمونه ای ارزیابی شد. بهترین نتیجه با تلفیق شاخص ها از همه باندهای استخراج شده از سنجنده Landsat8-OLI به روش شاخص دوزمانه با ضریب کاپای 96/0 به دست آمد.

    کلیدواژگان: الگوریتم جنگل تصادفی، تصاویر ماهواره ای، شاخص طیفی دوزمانه، شاخص بهینه، شدت آتش سوزی
  • فرهاد غیاثی، جهانگیر محمدی*، اصغر فلاح، داوود مقدسی صفحات 111-120

    دستیابی به اهداف و اجرای جنگلداری پایدار، نیازمند داده های پایه ای مستند و دقیق است تا بتوان برنامه ریزی های لازم را انجام و راهکارهای بهینه برای جنگلداری پایدار ارایه داد. هدف این تحقیق، انتخاب مناسب ترین مساحت و شکل قطعه نمونه برای برآورد تعداد و حجم سرپای درختان در هکتار است. بدین منظور 60 هکتار از جنگلکاری های منطقه عرب داغ شهرستان کلاله در استان گلستان، به صورت صددرصد آماربرداری شد. سپس مشخصه حجم سرپا و تعداد درختان در هکتار برای قطعات نمونه با مساحت های (200، 400، 600، 800 و 1000 متر مربع) و شکل های دایره و مربع به روش منظم تصادفی و همچنین برای روش آماربرداری صددرصد محاسبه شد. نتایج حاصل از اندازه گیری قطعات نمونه با مساحت و شکل های مختلف، با مقدار عددی حجم سرپا و تعداد درختان در هکتار به دست آمده از آماربرداری صددرصد با استفاده از آزمون تی تک نمونه ای مقایسه شد. نتایج نشان داد که تفاوت درصد خطای آماربرداری قطعه نمونه 400 متر مربعی دایره ای (9/1 درصد) و مربعی (2/1 درصد) با قطعه نمونه 1000 متر مربعی بسیار کم است. همچنین شاخص  قطعه نمونه 400 متر مربعی دایره ای (89604) و مربعی (94979) نسبت به قطعه نمونه 1000 متر مربعی کمتر است. بنابراین می توان بیان کرد که قطعه نمونه 400 متر مربعی برای مشخصه حجم سرپا و تعداد درختان در هکتار مناسب تر است. نتایج نشان داد که شاخص  قطعه نمونه دایره ای با مساحت 400 متر مربع در مقایسه با قطعه نمونه مربعی با همان مساحت بسیار کمتر است و همچنین تفاوت درصد خطای آماربرداری آنها نیز بسیار کم است. بنابراین قطعه نمونه دایره ای نسبت به قطعه نمونه مربعی برای مشخصه حجم سرپا و تعداد درختان در هکتار مناسب تر است. به طور کلی نتایج نشان داد که مناسب ترین مساحت و شکل قطعه نمونه برای آماربرداری در جنگلکاری ها در منطقه مساحت 400 متر مربع و شکل دایره است.

    کلیدواژگان: جنگلکاری، شکل قطعه نمونه، عرب داغ، مساحت قطعه نمونه
|
  • Zahra Nowrouzi, Behbood Mohebby *, Morteza Ebrahimi, Marko Petrič Pages 1-12

    Wood coating with clear coats such as polyacrylate have a short service life since solar radiations pass through the coat and cause subsequent discoloration of wood surface. These phenomena can be decreased by using suitable UV absorbants in the coats. Therefore, in this research, olive leaf extract in combination with nano-particles of titanium dioxide (TiO2) and zinc oxide (ZnO) were added to the polyacrylate coat as the substrate to study the possible effects of different formulated coats on surface properties of the thermally modified wood after exposure to the natural weathering for a long period. The surface properties of the coated wood such as color change, surface roughness and wettability of the coated wood were studied during the weathering period. The microscopy was carried out on the coated wood to evaluate any morphological changes of wood surface as well as any mold growth. The results showed less color changes in the coated thermally modified wood. Also, surface roughness increased due to the weathering in all coats. However, roughness increased in all samples including control and treated ones, showing the highest roughness in uncoated samples. The result of contact angle showed that the polyacrylate coated samples kept their low wettability during the weathering periods. However, the wettability was increased in the control samples. It could also be concluded that olive leaf extract caused less mold growth and less color changes due to its anti-oxidant and bioresistance properties.

    Keywords: Polyacrylate, Thermally treated wood, Olive leaf extract, ZnO nanoparticles, TiO2 nanoparticles, Natural weathering
  • Sogand Naghavi *, Shirin Roustaei Pages 13-25

    Historical documents represent the national, religious, and artistic values of each nation and are its historical identity. Understanding factors that make up a paper can help to identify past cultures and maintain true techniques. One of the oldest known collection of documents of the Islamic period of Iran is the Sheikh Safiuddin Ardebili monument's documents which despite its unique historical values, has not been thoroughly studied in terms of technical knowledge of its constituents. In this study, in order to identify the type of used fibers, liner, and filler in the paper, colorimetric identification, optical microscopy, and scanning electron microscopy equipped with X-ray diffraction spectroscopy (SEM-XRD) were used. The results showed that flax and hemp fibers were used in the fabrication of the specimens and only in three specimens, the ramie fibers were observed. In addition, the results of the pulp identification indicated that the pulp used in the study samples was of an old fabric type that was made by hand. Based on the liner identification test, it was found that the liner in the samples was polysaccharide (starch) and the fillers in the samples were calcium carbonate, gypsum and kaolin.

    Keywords: Sheikh Safiuddin Ardebili tomb paper documents, fiber, sizing, Filler, Paper
  • Ahmadreza Zahedi Tabarestani, Ahmadreza Saraeyan *, Hossein Resalati, Ali Ghasemian Pages 27-38

    The objective of this study was to investigate the production of bisulfite pulp from Carpinus betulus species to enhance the strength properties of the chemical mechanical pulp (CMP). CMP pulp prepared according to the industrial standards (Mazandaran wood and paper industry) and bisulfite pulp was prepared by direct injection of sulfur dioxide (SO2) gas into a sodium hydroxide solution. The results of cooking bisulfite pulp showed that by increasing of cooking time from 1 to 3 hours the kappa number decreased. The results of mixing bisulfite pulp (10, 30 and 40%) with CMP pulp showed that the mechanical properties of the paper improved with increasing the contribution of bisulfite pulp. By adding 40% bisulfite to CMP, the tensile index, burst index, tear index and folding strength improved by 24%, 16.2%, 13.7% and 84.2%, respectively. Finally, combining 40% bisulfite pulp and 60% CMP pulp showed the highest strength in terms of total paper properties. Therefore, the use of bisulfite pulp up to 40% mixed with CMP paper pulp leads to the desired production of newspaper and is recommended.

    Keywords: CMP pulp, Bisulfite process, Newsprint, Carpinus betulus
  • Mohammad Bahrami, Saeed Reza Farrokhpayam *, Hamid Reza Mansouri, Mohammad Shamsian, Ehsan Saneii, Abdollah Karimi Pages 39-49

    Light weight, good thermal and sound insulation, easy installation, high strength and low price are characteristics of sandwich panels that have found numerous applications in industry and construction today. In this composite two thin faces enclose a thick core layer that resists shear forces, which can be made of wood or wooden products. In this work, the improvement of the sandwich panel strength was investigated through changes on the material and cross-sectional shape of the core layer made from waste paper with square hollow shape. For the fabrication of the samples, it was necessary to design and manufacture a metal mold to form raw materials with specific ratios and hollow shaped. Different quantities of crushed paper with specified dimensions and two types of common resin in wood composites industry were used to prepare the core layers. The square honeycomb cores were sandwiched between the face layers from medium density fiber board. The first results of this study showed that compressed waste paper in the form of a core layer was an acceptable function in the structure of a lightweight sandwich panel. The density of the paper core had a significant effect on the improvement of flexural strength, which increased with increasing density. In addition, the type of adhesive had a significant effect on the flexural strength of the sandwich panel. Phenol formaldehyde adhesive further improved flexural strength, compared with the urea formaldehyde.

    Keywords: Sandwich panels, core layer, Recycled paper, Adhesive, Mechanical properties
  • Zahra Gholami Barzoki, Mohammad Azadfallah *, Soheila Izadyar, Mehdi Roohani Pages 51-62

    Topochemical engineering of fiber surfaces is an attractive strategy to fabricate a product with desired surface properties especially by using reactions with organic molecules in aqueous medium. In this study, the bagasse soda pulp was treated with carboxymethyl cellulose (CMC) in order to introduce more charged groups on the surfaces of fibers. The carboxymethylation of fiber surface was carried out under temperatures of 85, 95, and 120°C at 60, 90 and 120 minutes in the presence of calcium chloride as an electrolyte. The drainage time, water retention value (WRV), tensile index, and burst strength of CMC-modified pulps were measured and compared with corresponding values of untreated pulp and CMC-treated pulps by conventional methods. The results indicated that the treatment of fibers with CMC markedly increased the tensile index and burst strength of the modified pulp hand-sheets in comparison with unmodified pulp ones. The maximum strength properties were achieved at the reaction conditions of 120 ᵒC and 90 min between fiber and CMC. However, drainage time was not impaired by modification of the pulp. Water retention value of CMC-modified pulps decreased unexpectedly in some conditions. Further characterization using FTIR spectroscopy and XRD demonstrated hydrogen bonding development and a slight decrease in crystallinity due to fiber modification process. It is concluded that introducing acidic groups via topochemical modification of bagasse fiber surfaces may influence the most properties of the final pulp.

    Keywords: Bagasse soda pulp, carboxymethyl cellulose, water retention, drainage time, Tensile Strength, Burst strength
  • Moharam Hazrati *, Hamid Zarea Hosseinabadi, Payam Moradpour, Asghar Vatani Pages 63-75

    Nowadays, using of fiber reinforced plastic (FRP) rods in composites structures has been increased due to their light weight and high specific strength. In this research, the behavior of steel and glass-FRP rods with different surface patterns (plain, ribbed) were experimentally investigated in the points of bonding length (200, 300 mm) and adhesive type (unsaturated polyester, epoxy) view, parallel to poplar (Populus alba) wood grain. In this regards, after specimens preparation based on the above mentioned situations, tensile pull-out strength, shear stress, as well as failure modes in wood-adhesive and rod-adhesive interfaces were investigated. The maximum value for poll-out strength, i.e. 82.5 kN was achieved for ribbed glass-FRP rods, and 300 mm anchorage length. In addition, while pull-out load carrying capacity increased with increasing bonding length, nominal shear stresses were decreased from 6.8 to 3.8 MPa, and 8.9 to 4.7 MPa, respectively for wood-adhesive, and rod-adhesive interfaces. Worth noting, the most common failure mode was pull-out of rods with attached wood, due to shear failure parallel to the wood grains.

    Keywords: Glass- FRP rod, poplar wood, Pull- out strength, Interface shear stress, Failure mode
  • Hassan Samdaliri, Meghdad Jourgholami *, Jafar Fathi, Hamed Zalnezhad Pages 77-86

    In order to investigate the factors affecting damage caused by early snow in the compartment no. 10 in Patom district of Kheyrud forest research station, the sampling was conducted on a random grid (100 × 100 m) with 46 m 1000 circular sample plots. In each plot, effective factors including slope gradient of the plot, aspect, altitude (elevation), soil depth, diameter at breast height, and height of all tree species greater than 7.5 cm were recorded. Damages to trees were classified into four types including uprooting (tree throw), trunk fracture, crown fracture, and bending. The results showed that 28.1% of the trees were damaged, with damage of 3, 4, 10 and 11% for each type including uprooting (tree throw), trunk fracture, crown fracture, and bending, respectively. The results showed that there was a significant difference between the types of tree damage and some factors including aspect, slope, elevation, and soil depth. The highest percentage of tree damage occurred in the northern aspect, slope less than 15%, altitude of 330-380 m, and shallow soils depth, and the lowest occurred in the southern aspect. The damage on the eastern and western slopes was approximately similar. The highest and the lowest percentages of damage were related to alder and maple tree species, respectively. Thinning treatments affected the horizontal and vertical structure of the stands by reducing the slenderness coefficient of trees, which has a key role in reducing the severity of snow damage on trees, and improves tree and stand stability.

    Keywords: Snow Damage, Bending, Trunk Fracture, Crown Damage, H, D Index
  • Hamed Aghajani *, Seyed Mohammaf Hodjati, Mohammad Ali Tajick Ghanbary, Mohammad Reza Pourmajidian, Ali Borhani Pages 87-96

    Beech trees is one of the most important species of Hyrcanian forests that plays an important role in the process of forest ecosystem succession and the ectomycorrhizal fungi play an important role in forest health and sustainability and protecting trees against pathogens in forest ecosystems. This study was conducted to classify beech habitat with environmental factors and ectomycorrhizal fungi in Sangedeh forest. A total of 45 sample plots of 1000 square meters were randomly assigned to three 300 m altitude classes, namely altitude range of 1200 to 2100 m above sea level and elevation factors (m), slope, slope direction, breast diameter, tree height, Degree of canopy cover, litter type, litter depth, stand type, soil acidity, electrical conductivity, phosphorus, carbon, nitrogen, potassium were investigated. The results of correlation of variables with components were determined and ectomycorrhizal fungi with first principal component included variables such as altitude, nitrogen, potassium, phosphorus, carbon, electrical conductivity and tree height and the second principal component of altitude variables, canopy cover, depth Litter, nitrogen, carbon and stand type had a significant positive correlation (1%). Principal component analysis results showed that first floor height (1800 to 2100 m) with sea level elevation, soil acidity, litter depth, phosphorus and potassium, second floor height (1500 to 1800 m) with forest cover canopy percentage, litter depth There was a positive correlation between mass type, nitrogen and carbon and height of third class (1200 to 1500 m) with stand type, tree height and electrical conductivity.

    Keywords: Silviculture, forest health, Phosphorus, Ectomycorrhizal fungi, principal components
  • Mhd.Wathek Alhaj Khalaf, Shaban Shataee *, Roghaye Jahdi Pages 97-110

    Fire severity mapping is very important for managing the fires in forest ecosystems. The extraction of spectral indices from optical sensors is recognized as one of the most effective bands for the classification of vegetation classes. In this study, the ability and sensitivity of some spectral indices extracted from Sentinel-2 and Landsat 8-OLI images with different spatial resolutions have been investigated for fire severity mapping using the Random Forest algorithm in a burned area located in the reforested area of Arabdagh, Golestan province. After necessary preprocessing on the bands, the appropriate mono and bi-temporal spectral vegetation indices were created. The optimal index values for bands in the bi-spectral spaces pre/post-fire were calculated to evaluate the sensitivity of bands to the changes occurring within the fire classes. The best results were obtained for the NIR-SWIR2 bands with an optimal index value of 0.77 for Sentinel-2 and 0.67 for Landsat8-OLI. The best indices were selected based on values of optimality index. The values of these indices were calculated after the fire as well as the differential (pre/post-fire) ones. The ground truth of fire severity classes map was prepared by a selective sampling method through field surveying. The classification was done with different indices by random forest (RF) algorithm and the results were assessed by the ground truth points. The result showed that the best results were obtained for a combination of many differential indices from all bi-bands of Landsat 8-OLI with kappa coefficient (0.96).

    Keywords: Bi-Spectral indices, Optimality, random forest algorithm, Satellite images, wildfire severity
  • Farhad Ghiasi, Jahangir Mohammadi *, Asghar Fallah, Davood Moghadasi Pages 111-120

    Achieving the goals and implementation of sustainable forestry requires accurate data in order to do necessary planning and provide optimal solutions. The aim of this study was to select the optimal sample plots size and shape for estimating stand volume and tree density in Arabdagh forests, Golestan province. For this purpose, 60 ha forest area of Arab Dagh in Kalaleh city was surveyed with 100% inventory. Then, stand volume and tree density were calculated form 100% inventory and all sample plots with areas of 200, 400, 600, 800 and 1000 m2 and circular and square shapes were calculated in a Systematic Random Sampling. Also, the results were compared with stand volume and tree density obtained from 100% inventory using one-sample t-test. The results showed that the E% (square of sampling error) difference between circular plot (1.9%) and square plot (1.2%) with 400 m2 area plot is very low. Moreover,  index of circular plot (89604) and square plot (94979) with the area of 400 m2 are lower than the 1000 m2 area plot. Therefore, sample plots with the area of 400 m2 are appropriate for stand volume and tree density. Also,  index of circular plot with the area of 400 m2 is lower compared with the square plots with the same area and the differences between them are also lower. Therefore, circular plots are appropriate for stand volume and tree density. In general, the results showed that circular sample plots with the area of 400 m2 can be optimal sample plot size and shape in afforestation inventory.

    Keywords: Sample plot shape, Sample plot area, afforestation, Arab-Dagh