مجله تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال نوزدهم شماره 2 (پیاپی 21، پاییز 1383)

این بررسی به منظور استفاده بهینه از حجم زیاد پسماند الیاف کارخانه چوب و کاغذ مازندران در ساخت تخته خرده چوب انجام گرفت. دو نوع تخته همسان و سه لایه که در نوع لایه ای الیاف پسماند در لایه های سطحی بکار رفته است، ساخته شد. مقدار چسب اوره فرمآلدیید، 10 و 12 درصد و نسبت پسماند الیاف به خرده چوب در چهار سطح، صفر: 100، 85:15، 70:30، 55:45 درصد به عنوان عوامل متغیر و دمای پرس 160 درجه سانتیگراد، زمان پرس 6 دقیقه، رطوبت کیک 12 درصد، دانسیته تخته ها 0.75 گرم بر سانتیمتر مکعب به عنوان عوامل ثابت در نظر گرفته شد. خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه های آزمونی از این تخته ها شامل: مقاومت خمشی، مقاومت برشی، جذب آب و واکشیدگی ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب اندازه گیری شد. نتایج این بررسی نشان می دهد که با افزایش پسماند الیاف خواص مکانیکی تخته های مورد مطالعه کاهش یافته، ولی واکشیدگی ضخامت آنها بهبود می یابد. مقدار جذب آب با مصرف 15 درصد الیاف پسماند کاهش یافته و با زیاد شدن الیاف پسماند، افزایش می یابد. تخته های همسان مقاومت خمشی بالاتری نسبت به تخته های سه لایه داشتند، ولی از لحاظ مقاومت برشی تفاوت معنی داری بین دو نوع تخته مشاهده نشد. تخته های سه لایه نسبت به تخته های همسان واکشیدگی ضخامت کمتری داشتند.

هدف از این تحقیق، بررسی امکان استفاده از سرشاخه های حاصل از هرس درختان انگور در صنایع تخته خرده چوب به ویژه در استانهای شمال غربی کشور بوده است. بنابراین با این ماده لیگنوسلولزی و با استفاده از 2 سطح مصرف چسب 10 و 12 درصد از نوع اوره فرمآلدیید (UF) و سه زمان پرس 4، 5 و 6 دقیقه اقدام به ساخت تخته های آزمایشگاهی گردید و خواص فیزیکی و مکانیکی آنها اندازه گیری شده و نتایج حاصل مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت.
مقاومت خمشی (MOR) و مدول الاستیسیته (MOE) تخته ها با افزایش میزان مصرف چسب و زمان پرس در سطح معنی داری بهبود یافت. به طوری که این دو ویژگی برای تخته های ساخته شده در شرایط مصرف چسب 12 درصد و زمان پرس 5 و 6 دقیقه در حد استاندارد DIN آلمان بوده است. نتایج حاصل از اندازه گیری چسبندگی داخلی (IB) تخته ها نشان داد که میزان مصرف چسب و زمان پرس دارای رابطه ای خطی با این ویژگی بوده است. به طوری که زیادترین چسبندگی داخلی در شرایط مصرف چسب به مقدار 12 درصد و زمان پرس 6 دقیقه مشاهده شد. مطلوب بودن چسبندگی داخلی تخته ها باعث شده است که مقدار واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب تخته ها (T.S2, T.S24) مناسب و در حد استاندارد باشد. با این وجود حداقل واکشیدگی ضخامت در تخته های ساخته شده با مقدار 12 درصد مصرف چسب مشاهده شد.
بنابراین می توان بیان داشت که سرشاخه های حاصل از هرس درختان انگور از توان خوبی به عنوان ماده لیگنوسلولزی مناسب و ارزان قیمت در صنایع تخته خرده چوب برخوردار بوده و می تواند به صورت خالص و مخلوط با دیگر منابع لیگنوسلولزی در این صنعت مورد استفاده قرار گیرد.

راش ایران (Fagus orientalis Lipsky) یکی از مهمترین پهن برگان تجارتی جنگلهای خزری است. چوب این گونه به دلیل کیفیت بسیار خوبی که دارد پیوسته مورد توجه صنایع چوب کشور به ویژه صنعت مبلسازی می باشد.
در این تحقیق ویژگی های مهندسی چوب راش جنگلهای سنگده ساری با رعایت آیین نامه D143-52 استاندارد ASTM در دو حالت سبز (تر) و خشک اندازه گیری شده و برای تعیین تاثیر عوامل رطوبت، جهات جغرافیایی و ارتفاع تنه، داده های حاصل از آزمایشات مختلف با استفاده از روش آماری فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کاملا تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با استفاده از گروه بندی دانکن گروه بندی شدند.
نتایج تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که ویژگی های مکانیکی راش تحت تاثیر ارتفاع رویشگاه، رطوبت نمونه های آزمونی، ارتفاعات مختلف درختان نمونه و به نسبت خیلی کمتر جهات جغرافیایی و تنه درخت بوده است. همچنین مقایسه مقاومتهای بدست آمده با نتایج حاصل از آزمایشهای مکانیکی صورت گرفته در مورد راش منطقه ویسر مازندران و اسالم گیلان نشان داد که راش منطقه سنگده از مقاومتهای کمتری برخوردار است.

نمونه های آزمونی از گونه های راش ((Fagus orientalis، بلند مازو (Quercus castaneafolia)، ممرز (Carpinus betulus)، توسکا (Alnus subcordata)، چنار (Platanus orientalis)، اکالیپتوس کاملدولنسیس (Eucalyptus camaldulensis) و کرت (Acacia Arabica)، به ابعاد 20×75×1.5×200 میلیمتر تهیه و به روش بتل با مواد حفاظتی کرئوزوت و سلکور 5% اشباع شدند. نمونه های اشباع شده همراه نمونه های شاهد این گونه ها در سواحل بندر ماهشهر، بندر ترکمن و بندر بوشهر در داخل دریا نصب شدند. دوام نمونه های آزمونی در مقابل حفاران دریایی (marine borers) در ساحل ماهشهر پس از 8، 17، 23، 28، 35 و 49 ماه، در ساحل بندر ترکمن پس از 8، 14، 22، 29 و 39 ماه و در بندر نوشهر پس از 8، 18، 25، 31 و 40 ماه استقرار در آب دریا، براساس دستورالعمل شماره M19-67 و دستورالعمل شماره 4432 انجمن جهانی حفاظت چوب (IRG/WP-4432)، (1985، مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد که نمونه های شاهد بلوط، راش، ممرز و توسکا پس از 23 ماه، چنار پس از 35 ماه و کرت پس از 49 ماه کاملا تخریب شدند. نمونه های شاهد اکالیپتوس کاملدولنسیس پس از 49 ماه تخریب نشدند. همه نمونه های اشباع شده با سلکور و کرئوزوت گونه های بلوط، راش و ممرز پس از 49 ماله و گونه های توسکا، چنار، اکالیپتوس و کرت پس از 35 ماه استقرار در آب دریا بدون علایم تخریب بودند. نمونه های آزمونی شاهد و اشباع شده در سواحل بندر ترکمن و نوشهر در دریای خزر پس از حدود 4 سال استقرار در دریا، به وسیله حفاران دریایی تخریب نشدند. براساس بررسی های انجام شده سواحل جنوب دریای خزر فاقد حفاران دریایی مخرب چوب می باشد.

ساخت چوبهای لایه ای (L.V.L) از دو گونه جنگلی توسکا و افرا مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی سه ضخات لایه 2، 3 و 4 میلیمتر نیز مورد توجه قرار گرفته است. اندازه گیری مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته، مقاومت به فشار موازی الیاف و مقاومت به ضربه بر طبق دستورالعمل استاندارد DIN انجام شده است.
نتایج این بررسی نشان داده است که ویژگی های مقاومتی چوب لایه ای از گونه توسکا بهتر از گونه افرا بوده است. تجزیه و تحلیل آماری نشان داده است که تاثیر گونه چوبی بر ویژگی های مقاومتی اندازه گیری شده در سطح 1% معنی دار است. همچنین نتایج این بررسی نشان داده است که ضخامت لایه ها تاثیر معنی داری بر ویژگی های مقاومتی داشته است. با افزایش ضخامت لایه ها از 2 به 4 میلیمتر در ضخامت ثابت تخته لایه ای مدول الاستیسیته خمشی کاهش و مقاومت به ضربه افزایش یافته است. با توجه به اثر متقابل بین گونه و ضخامت مشخص شده است که استفاده از گونه توسکا در ضخامت 4 میلیمتر باعث حداکثر شدن مقاومت به ضربه در چوبهای لایه ای گردیده است.

جهت ساخت تخته فیبر نیمه سنگین از نی های منطقه هورالعظیم (Phragmites australis) استفاده شد. به منظور تهیه الیاف از دو درجه حرارت بخارزنی 170 و 180 درجه سانتیگراد (مقدار فشار 7 و 9 بار) و سه زمان بخارزنی 5، 10 و 15 دقیقه استفاده شد. سایر عوامل جهت ساخت تخته فیبر نیمه سنگین ثابت در نظر گرفته شد.
خواص آناتومیکی نی شامل طول الیاف، قطر الیاف، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره سلولی و خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها شامل مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت چسبندگی داخلی و واکشیدگی ضخامتی پس از 2 و 14 ساعت غوطه وری در آب مورد بررسی قرار گرفت.
ضریب لاغری الیاف نی 73.69 محاسبه گردید. نتایج حاصل از اثر درجه حرارت بخارزنی و زمان بخارزنی بر ویژگی های مکانیکی تخته فیبر نشان داد که حداکثر مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و مقاومت چسبندگی داخلی در درجه حرارت بخارزنی 170 درجه سانتیگراد و زمان بخارزنی 5 دقیقه بدست آمد. همچنین با بررسی اثر متغیرهای مذکور بر واکشیدگی ضخامتی پس از 2 و 24 ساعت تخته ها مشخص شد که با افزایش درجه حرارت و زمان بخارزنی مقدار واکشیدگی ضخامتی پس از 2 و 24 ساعت کاهش یافت. کاهش مذکور به دلیل تخریب زنجیرهای همی سلولز در اثر افزایش درجه حرارت و کاهش ویژگی های آبدوستی الیاف نسبت داده شد.

نیاز روزافزون صنایع چوب و کاغذ کشور به منابع چوبی و محدودیتهای اعمال شده برای استفاده از جنگلهای موجود، چالشهایی را بدین منظور طلب می کند که بهینه سازی الگوی بهره برداری از آن جمله می باشد. دنیا در سالهای اخیر به سمت استفاده از چوب درختان کم قطر و شاخه ها روی آورده است. درخت ممرز با توجه به وسعت پراکنش، مقام اول را در میان سایر درختان جنگلی در کشور ما داراس و استفاده صنعتی از شاخه های این درخت شاید بتواند بخشی از کمبود فعلی را جبران کند. این بررسی نشان داد که ابعاد فیبرهای چوب شاخه ممرز دارای اختلاف معنی داری با چوب تنه ممرز است. میانگین کلی طول فیبر تنه ممرز در ارتفاع برابر سینه سه درخت- 1.763 میلیمتر و برای دو شاخه- 1.429 میلیمتر بدست آمد. فیبرها در قسمتهای پایین چوب تنه و نیز مجاور پوست بلندتر هستند. لیکن تغییرات طول فیبر با جهت طولی این درخت فقط دارای همبستگی منفی و معنی دار بوده و با جهت شعاعی آن به دلیل دامنه کمتر تغییرات، همبستگی معنی داری ندارد. طول فیبرهای تنه ممرز تا سنین نزدیک به 30 سال به حداکثر می رسد و از آن به بعد کوتاهتر می شود. روند تغییرات طول فیبر شاخه ها از پایین به طرف نوک شاخه دارای الگوی منطمی نمی باشد. مقایسه ضرایب کاغذسازی فیبرهای تنه با شاخه ها نشان داد که به رغم وجود اختلاف معنی دار بین ابعاد فیبرهای این دو قسمت و بیشتر بودن تمامی این ابعاد برای تنه درخت ممرز، ضریب درهم رفتگی و رانکل (پاره شدن) فیبرهای شاخه، بیش از تنه می باشد.

در میان گونه های مختلف پهن برگان جنگلهای شمال ایران، گونه ممرز Carpinus betulus L. از مهمترین گونه های جنگلی بوده که دامنه انتشار وسیعی دارد و درصد قابل توجهی از سطح جنگلهای شمال را می پوشاند. دراین بررسی از دو ارتفاع 700 و 1200 متری مناطق جنگلی استان گلستان نمونه برداری شده و ویژگی های مقاومتی چوب گونه ممرز با آیین نامه D143-52 استاندارد ASTM، در دو حالت سبز و خشک (خشک شده در هوای آزاد) اندازه گیری شده است و برای تعیین تاثیر عوامل موثر رطوبت، جهات جغرافیایی، ارتفاع تنه و ارتفاع رویشگاه، مشاهدات حاصل از آزمایشهای با استفاده از طرح فاکتوریل در قالب بلوکهای کاملا تصادفی مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفته و با استفاده از گروه بندی دانکن گروه بندی شدند.
با توجه به اندازه گیری مقاومتهای مکانیکی در منطقه استان گلستان در کل دارای مقاومتهای مکانیکی متوسطی است.