بخشی از مقاله
چکیده
یکی از راه های پیشنهادی برای استفاده از ضایعات اسکناس باطله که غیر قابل بازیافت است درتولید کمپوزیتهای چوب گچ می تواند باشد. در این بررسی مقدار ضایعات اسکناس نسبت به جرم خرده چوب صنوبر در سه سطح 30 , 20 و 40 درصد و مقدار گچ در سه سطح 2/75 ,2/5 و 3 برابر نسبت به جرم مواد چوبی به عنوان عامل متغیر در نظر گرفته شد. ماده گچ مورد استفاده در ساخت کمپوزیت چوب گچ از نوع جبل گچ بود و ضخامت پانل های تولیدی 16 میلیمتر و دانسیته ان 1 در نظر گرفته شد.
نتایج نشان داد که استفاده از این ضایعات تا 40 درصد نسبت به جرم خشک خرده چوب صنوبر سبب کاهش مقاومت های خمشی و چسبندگی داخلی و بهبود واکشیدگی ضخامت تخته ها پس از 24 ساعت غوطه وری در آب گردید. مقدار گچ 2/75 برابر نسبت به جرم خرده چوب حد مناسب مصرف می باشد. به طورکلی استفاده از 20 تا 30 درصد ضایعات اسکناس باطله در ساخت تخته های چوب-گچ می تواند برای مصارف داخلی ساختمان به عنوان پارتیشن بندی فضاهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدی: کمپوزیتهای چوب گچ، ضایعات، مواد لیگنوسلولوزی، خواص فیزیکی و مکانیکی
مقدمه
استفاده از فرآورده های مرکب چوبی ساخته شده با چسبهای شیمیایی از قبیل تخته لایه, تخته خرده چوب, تخته فیبر و سایر این چند سازه ها در تولید مسکن در خیلی از کشورها رایج می باشد.این کامپوزیت ها با توجه به ویژگی های مناسبی که دارند از قبیل برش ساده و قابلیت پوشش آنها با انواع روکش های طبیعی و مصنوعی با طرح ها و رنگ های مختلف به علت متصاعد شدن گاز فرمالدهید که در اثر استفاده از چسب اوره فرمالدهید می باشد نمی تواند تمام ویژگی های مناسب مصالح ساختمانی را دارا باشد.
گاز فرمالدهید بر سلامتی انسان تاثیر منفی گذاشته و در دراز مدت باعث سرطان می شود. از طرف دیگر فرآورده های فوق در برابر رطوبت, حرارت - آتش - و قارچ ها و حشرات پایداری ندارند و نمیتوانند طول عمر پایداری را داشته باشند لذا استفاده آنها را در ساختمان سازی محدود می نماید. در این خصوص پانلهای گچی خالص که در پارتیشن بندی فضای داخلی ساختمان کاربرد فراوان دارد ترد و شکننده بوده و مقاومت خمشی و ضربه کمی دارند.
یکی از مصالحی که میتواند جایگزین خوبی برای فرآورده های ذکر شده باشد کمپوزیت های تخته خرده چوب گچ است که در عین سبکی ویزگی های مناسبی دارند.[1] کمپوزیت های تخته خرده چوب گچ از مخلوط خرده چوب و گچ و مواد افزودنی ساخته می شود که با توجه به کمبود منابع جنگلی برای تهیه چوب مورد نیاز در ساخت آن استفاده از سایر مواد لیگنوسلولزی و ضایعات حاصل از آن جهت جایگزین شده خرده چوب امری ضروری به نظر می رسد.
در این میان ضایعات اسکناسهای باطله که بر اساس گزارش بانک مرکزی سالانه سالانه حدود 700 تن میباشد می تواند در ساخت کمپوزیت های تخته خرده چوب گچ مورد استفاده قرار گیرد. ضایعات اسکناس باطله در حال حاضر بلا استفاده بوده و پس از امحا شدن سوزانده می شوند که علاوه بر هدر رفتن این ماده لیگنوسلولزی باعث الودگی محیط زیست می شود. تحقیقات متنوعی در خصوص استفاده از مواد لیگنوسلولزی حاصل از مازاد محصولات کشاورزی در ساخت کمپوزیت های تخته خرده چوب گچ صورت گرفته است.
رنگ آور و همکاران - 2014 - در بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی کمپوزیت چوب گچ ساخته شده از پسماند حاصل از درختان انگور نتیجه گرفتند که استفاده از گچ به میزان 2/75 برابر نسبت به جرم خشک مواد چوبی و همچنین افزودن 5 درصد سیمان پرتلند سفید نسبن به جرم گچ مصرفی میتوان کمپوزیت های چوب گچ مناسب تولید نمود.[2]
Deng و - 2002 - Furunuo اثر مقدار و طول الیاف کنف را در ساخت کمپوزیت چوب گچ مورد بررسی قرار دادند. نتایج این بررسی نشان داد که مقدار و طول الیاف کنف تأثیر معنی داری بر روی مقاومت های خمشی و چسبندگی درونی تخته های ساخته شده دارد و افزایش آن سبب افزایش مقاومت های یاد شده میشود .لیکن افزایش الیاف کنف تاثیری بر مدول کشسانی - الاستیسیته - و خواص فیزیکی تخته ها - جذب آب و واک شیدگی ضخامت - ندارد .
بیشترین مقدار مقاومت خمشی مربوط به تخته هایی با 15 درصد الیاف کنف و طول 12 میلیمتر بودند؛ در حالیکه بیشترین مقاومت چسبندگی درونی در نمونه های 12-9 درصد الیاف کنف با طول 3 میلیمتر دیده می شود.[3]
رنگ آور - 1394 - در بررسی تأثیر ماده افزودنی آرد سریش در کاهش زمان گیرایی گچ و بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی چند سازه چوب گچ ساخته شده از خرده چوب صنوبر و پسماند ساقه کلزا نتیجه گرفت که استفاده از پسماند ساقه کلزا سبب افزایش میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت تخته های چوب گچ گردیده و مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته تخته ها تا مقدار استفاده از 25 درصد کلزا نسبت به جرم خشک خرده چوب صنوبر افزایش می یابد اما چسبندگی داخلی تخته ها باافزایش مقدار کلزا کاهش پیدا می کند.[4]
پور جوزی کله سرا و ابراهیمی - 1375 - در بررسی تاثیر نوع الیاف - الیاف چوب مورد استفاده در تخته فیبر و الیاف حاصل از باگاس - در ساخت چند سازه چوب-گچ با درصدهای وزنی 10، 15، 20، 25 و 30 نسبت به جرم گچ اعلام داشتند که بین الیاف تخته فیبر و باگاس از نظر مقاومت های خمشی، چسبندگی داخلی و فشار موازی سطح تفاوت معنی داری وجود دارد و تخته های با الیاف باگاس نسبت به تخته های با الیاف تخته فیبر دارای مقاومت های بیشتری بودند. لیکن در خصوص خواص فیزیکی - جذب آب و واکشیدگی ضخامت - تفاوت معنی داری بین تخته های ساخته شده وجود نداشت.[5]
در این بررسی امکان استفاده از مواد لیگنوسلولزی حاصل از ضایعات اسکناس باطله در ساخت کمپوزیت های چوب گچ مورد بررسی قرار گرفت.
روش مطالعه
در این تحقیق ضایعات اسکناس باطله به صورت خرد شده از بانک مرکزی تهیه گردید. خرده چوب صنوبر مورد استفاده در این بررسی از کارخانه تولید پوشال کولر تهیه شد. گچ مورد استفاده از نوع گچ ساختمانی - جبل گچ - بوده و مقدار آب لازم به میزان 50 درصد بر مبنای جرم خشک گچ در نظر گرفته شد. کمپوزیت های چوب گچ آزمونی با ضخامت 16 میلیمتر و دانسیته 1 گرم بر سانتیمتر مکعب ساخته شدند.
میزان اسکناس باطله در سه سطح 30،20 و40 درصد بر مبنای جرم خشک خرده چوب صنوبر و مقدار گچ در سه سطح 2/5، 2/75 و 3 برابر جرم خشک مواد چوبی - مجموع جرم خرده چوب و اسکناس باطله - به عنوان عوامل متغیر در نظر گرفته شدند. برای ساخت کمپوزیت ها از یک قالب فولادی به ابعاد 50× 50 سانتیمتر استفاده شد که پس از پر شدن ان با مخلوط گچ و مواد چوبی بوسیله دستگاه پرس هیدرولیک آزمایشگاهی به حالت سرد و با فشار 90 بار و سرعت بسته شدن 4 میلیمتر بر دقیقه تا حصول 16 میلیمتر ضخامت فشرده گردیدند.
از ترکیب عوامل متغیر و سطوح آنها 9 تیمار بدست آمد که از هر تیمار 3تکرار و جمعاً 27 تخته ساخته شد. تخته های ساخته شده در محیط آزمایشگاه تا رطوبت تعادل محیط 8 درصد متعادل سازی شدند و نمونه های آزمونی جهت بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی شامل مقاومت خمشی , - MOR - چسبندگی داخلی - IB - و واکشیدگی ضخامت تخته ها پس از 24 ساعت غوطه وری درآب مطابق استانداردENتهیه گردیدند7 ,6] و .[8 نتایج این تحقیق با استفاده از آزمون فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. مقادیر هر ویژگی با استفاده از نرم افزار SAS آنالیز شد و اثرات مستقل و متقابل در سطوح اطمینان 95 و 99 درصد مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت.
نتایج
تجزیه و تحلیل اماری اثر عوامل متغیر بر مقاومت خمشی و مقاومت چسبندگی داخلی تخته ها و همچنین واکشیدگی ضخامت و جذب اب تخته ها پس از 24 ساعت غوطه وری در اب نشان داد که مقدار اسکناس ,30 , 40 - و 20 درصد نسبت به جرم خرده چوب صنوبر - در سطح اعتماد 99 درصد بر روی مقاومت خمشی کمپوزیت های چوب گچ معنی دار می باشد. شکل 1 اثر مقدار اسکناس بر مقاومت خمشی را نشان می دهد.
شکل 1 نشان می دهد که استفاده از اسکناس باطله سبب کاهش مقاومت خمشی می گردد. در این خصوص، مقاومت خمشی تخته های با 20 و 40 درصد اسکناس باطله به ترتیب 9/33 و 8/01 مگاپاسکال می باشد که در مقایسه با تیمار شاهد - نمونه های چوب گچ ساخته شده از 100 درصد خرده چوب - 4/8 و 8/25 درصد کاهش یافته است. نتایج بدست آمده با تحقیقات به عمل آمده توسط عنایتی و حسینایی - 1386 - درخصوص استفاده از ضایعات اسکناس باطله در ساخت تخته خرده چوب مطابقت دارد.
تجزیه واریانس اثر مستقل مقدار گچ بر مقاومت خمشی نشان داد که این اثر در سطح 99اعتماد درصد بر مقاومت خمشی تخته ها معنی دار است. شکل 2 اثر مقدار گچ بر مقاومت خمشی را نشان می دهد. همانطور که ملاحظه می شود بیشترین مقاومت خمشی را تخته های ساخته شده با 2/75 برابر گچ نسبت به جرم خشک خرده چوب و اسکناس باطله داشته است و مقدار آن 9/177 مگاپاسکال می باشد. همچنین کمترین مقدار مقاومت خمشی را تخته های ساخته شده با 2/5 برابر گچ با مقدار 8/179 مگاپاسکال دارا بودند.
نتایج حاصل از اندازه گیری چسبندگی داخلی تخته های ساخته شده نشان می دهد که اثر مستقل مقدار ضایعات اسکناس باطله بر چسبندگی داخلی تخته ها در سطح یک درصد معنی دار می باشد. به طوری که افزایش مقدار ضایعات اسکناس باطله سبب کاهش مقاومت چسبندگی داخلی می گردد.
