تبلیغات
وبلاگ حرفه و فن مدرسه شاهد حکیم - کار با چوب
تاریخ : چهارشنبه 10 فروردین 1390 | 10:51 ب.ظ | نویسنده : sadegh dashti

چوب


تفاوت درونچوب و برونچوب در مقطع یک درخت ۲۷ ساله

چوب، از نظر گیاه‌شناسی، بخش جامد و سخت زیر پوست ساقه درخت یا دیگر گیاهان چوبی است که به شکل بافت آوندی وجود دارد.



بقیه را در ادامه ی مطلب مشاهده کنید......

                                                        با تشکر از سید جسین مرعشی


رچه در باور عموم چوب تنها در درخت و بوته یافت می‌شود، از نظر علمی‌در همه گیاهان آوندی وجود دارد. در چوب مجراهای زیر قابل مشاهده اس ت:

1.                        بافت چوبی یا مجراهای چوبی، که شیره خام، آب و نمک‌های معدنی محلول را از ریشه به برگ‌ها و غنچه‌های هوایی می‌برد.

2.                        آوند آبکشی یا مجراهای لیبر، که غذای آماده برای برگ‌ها (شیره تولیدی) به شکل محلول از طریق آنها برای تغذیه بقیه گیاه به گردش در می‌آید.

مجراهای چوبی به‌وسیله یاخته‌های مرده و دیواره‌های چوبی شده بوجود می‌آیند. در هر دو حال پروتوپلاسم سلولی پدیدار می‌گردد و دیوارها به‌وسیله ته‌نشین شدن ماده لیگنین (که سختی چوب از آن است) افزایش می‌یابند.

سطوح تار و آوندی در نخستین سال رشد خود را در فاصله‌ای معین در بافت میان آوندهای چوبی و آبکشی قرار می‌دهند، این لایه کامبیوم نامیده می‌شود. کامبیوم به دو بخش درونی (آوند چوبی) و بیرونی (آوند آبکشی) تقسیم می‌شود. همچنانکه سلولهای پیر با رشد پیوسته تنه فرو می‌ریزند، لایه‌های تازه آوند آبکشی کار خود را انجام می‌دهند.

چوب بی گمان یکی از بهترین و سودمندترین مواد خام طبیعت است و بی آن بشر هرگز به سطح پیشرفت و رفاه کنونی نمی‌رسید.


مقطع ساقهٔ یک گیاه کتان:
۱. مغز ساقه (
Pith)‏
۲. چوب زودرس (
Protoxylem)‏
۳. بافت چوبی (
Xylem)‏
۴. بافت آبکش (
Phloem)‏
۵. بافت سخت (
Sclerenchyma)‏
۶. پوسته (
Cortex)‏
۷. روپوست (
Epidermis)

چوب ابتدا، ماده‌ای حیاتی برای ساخت ابزارهای اولیه، خانه و قایق برای حرکت در رودها بود. سپس، برای ساخت اکثر اشیا و ابزارهای سودمندی که انسان قرنها برای پیشرفت زندگی خود به آنها متکی بود، به کار رفت. بخشی از فناوری چوب بر اثر تلاش صنعتگران باقی مانده، ولی بیشتر آن ناچار از بین رفته و با مواد و روشهای دیگر که نتیجه انقلاب صنعتی بشر است، جایگزین شده‌است.

چوب تنها منبع طبیعی تجدیدپذیر است. نفت و زغال و دیگر معادن سرانجام روزی تمام خواهد شد، ولی جنگلی که خوب نگهداری شود (حتی گاه بدون نگهداری) بطور نامحدود به تولید چوب ادامه خواهد داد. چوب جایگاه برجسته‌ای در اقتصاد جهانی دارد. تولید سالانه چوب در جهان ۲۵۰۰ میلیون متر مکعب است. خواص فیزیکی و شیمیایی و نیز مکانیکی چوب آن را فعلاْ بی جانشین کرده‌است.

 

  • خشک کردن چوب پارفیکا

چوب

چوب یکی از قدیمی‌ترین و ابتدایی‌ترین مصالح ساختمانی موجود در طبیعت است که بشر در طول تاریخ از آن بهره برده‌است. چوب تنها مصالح ساختمانی است که از منبع قابل تجدید بدست می‌آید و از مصالح خوبی برای مناطق زلزله خیز می‌باشد.

داریوش در فرمان بنیاد شهر شوش می‌گوید: «تخته و چوب یکا از گاندرا و کرمانیا آورده شد)». واژه (یکا) در زبان فارسی همان درخت جگ است که چوبی قهوه‌ای رنگ و سخت دارد. از این نقش برجسته قصر آپادانا در دوره هخامنشی آشکار می‌شود که چوب را برای استفاده کاربردی و تزئینی در دوران مادها نیز به کار می‌گرفتند. در قسمتی از این نقش برجسته یک درباری ماد در حال حمل یک صندلی چوبی مشاهده می‌شود که مربوط به سده پنجم پیش از میلاد است.

از جمله مهم‌ترین کاربردهای چوب، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: استفاده از چوب در ساخت مصنوعات چوبی

استفاده از چوب برای اعضای باربر

استفاده از چوب برای نماسازی و تزئین

استفاده از چوب برای کارهای کمکی در ساخت و ساز، مانند قالب سازی، چوب بست و...

نکته قابل توجه این است که در تعیین مشخصه‌های مکانیکی چوبها باید مواردی همچون جهت الیاف چوب، مقدار رطوبت، نوع چوب، محل رویش، پهنی دایره سالانه، درجه حرارت، تعداد گره‌های روی چوب، شرایط نمونه گیری، شرایط لحظه‌ای آزمایش و دستورالعمل آزمایشی را در نظر گرفت.

چوب یک ماده ناهمگون است بنابراین مقاومت چوب در هر نقطه از آن متفاوت بوده و به خواص آن نقطه بستگی دارد. مقاومت کششی چوب در جهت عمود بر الیاف کمتر از آن در جهت الیاف می‌باشد. معمولاً چوب را به ندرت در جهت عمود بر الیاف تحت بار کششی قرار می‌دهند.

درباره مقاومت فشاری چوب، این مقاومت در امتداد تارها افزایش می‌یابد و هر چه چوب فشرده تر گردد، مقاومت آن افزایش می‌یابد. بیشترین مقاومت چوب در حالت متراکم و زمانی که حجمی حدود ۳/۱ حجم اولیه را داراست، به وجود می‌آید. گاهی اوقات در حالت متراکم چوب، می‌توانیم به ۱۰ برابر مقاومت فشاری در جهت عمود بر الیاف برسیم. مقاومت چوب در جهت مایل بر الیاف تقریباً برآیندی از مقاومت آن در دو جهت عمود بر هم است. جهت تأثیر نیرو در مقایسه با جهت الیاف سه حالت دارد:

  • نیرو در جهت الیاف (در امتداد محور درخت)
  • نیرو در جهت عمود بر الیاف
  • نیرو در جهتی که با جهت الیاف، ایجاد زاویه کند.
  • وسایل مورد نیاز جهت آزمایش:
  • کولیس
  • متر نواری
  • سه عدد چوب با ابعاد گوناگون
  • ترازو
  • گرمچال
  • دستگاه اندازه گیری مقاومت فشاری
  • دستگاه اندازه گیری مقاومت خمشی

شرح روش آزمایش

در ابتدا ابعاد سه قطعه چوب (نمونه‌های آزمایش که باید فاقد ترک باشند) را توسط متر و کولیس اندازه گیری می‌کنیم. از متر برای اندازه گیری ابعادی که نمی‌توانیم با کولیس اندازه گیری کنیم، استفاده می‌کنیم. نتایج این مرحله از آزمایش به صورت زیر می‌باشد:

  • نمونه ۱ (کوچک): :مقطع: mm ۵۴٫۱ ۵۷ mm * ارتفاع : ۱۵۳ mm
  • نمونه ۲ (متوسط) :

مقطع : ۵۷ mm ۵۷ mm * ارتفاع : ۲۰۴ mm

  • نمونه ۳ (بزرگ) :

مقطع : ۵۴٫۲ mm * ۵۶ mm ارتفاع : ۶۵۲ mm

در این قسمت از چوب‌های نمونه ۱ و ۲ برای آزمایش مقاومت فشاری استفاده می‌کنیم. (باید دقت کنیم نمونه، بدون هر گونه ترک باشد.)

الف- آزمایش فشار در جهت موازی با الیاف:

نمونه ۲ را در امتداد الیاف تحت تست فشاری قرار می‌دهیم. نکته‌ای که وجود دارد این است که اگر نمونه چوب ما سالم باشد، باید با زاویه ۴۵ درجه در آن گسستگی رخ بدهد و هیچ گونه جدا شدگی نباید اتفاق بیافتد. نمونه مورد آزمایش ما، نیروی ۱۱۵٫۶ KN را تحمل کرد. نمونه مورد آزمایش پس از بارگزاری دچار جدا شدگی شده و در نتیجه نمونه ما ناسالم بوده و از این آزمایش رد می‌شود.

ب- آزمایش فشار در جهت عمود بر الیاف:

چوب نمونه ۱ را در جهت عمود بر امتداد الیاف در دستگاه سنجش مقاومت قرار می‌دهیم. باید دقت کنیم تا نمونه فاقد هر گونه ترک یا جدا شدگی باشد. به تدریج فشار را افزایش می‌دهیم و سرعت افزایش فشار را در نظر می‌گیریم. روند افزایش فشار تا فشار ۸۲ KN به طور تقریبی ثابت می‌ماند ولی بعد از این فشار، سرعت افزایش بار وارده بر چوی کم شده و عملاً چوب مورد آزمایش ما از نقطه تسلیم خود عبور کرده‌است. چوب در این حالت هم‌زمان با افزایش فشار، دچار لهیدگی می‌شود و در حقیقت از ۸۲ KN به بعد در اثر ایجاد لهیدگی، شاهد بار کاذب در دستگاه هستیم.

در عمل در هنگام کاربرد چوب به عنوان مصالح ساختمانی، بار وارده نباید ار بار مجاز که خود درصدی از حد جاری شدن می‌باشد بیشتر شود (نوعی ضریب اطمینان داریم). در این آزمایش جداشدگی ایجاد شده در نمونه، در جهت گره‌هایی است که قبلاً در داخل چوب وجود داشته‌است.

یکی از معایب چوب، گره‌های موجود در آن است. زیرا باعث به هم خوردگی و حتی انحراف در شیب الیاف می‌شوند که نتیجه آن کاهش مقاومت چوب است. نحوه توزیع و میزان و اندازه این گره‌ها در هر دو جهت درازا و پهنای مقطع چوب اهمیت دارد. سایر جدا شدگی‌ها در اثر محل و نحوه عمل آوری چوب، جنس چوب و اینکه از چه درختی است، می‌باشند.

ج- آزمایش مقاومت خمشی چوب:

چوب سوم با ابعاد استاندارد را در داخل دستگاه مربوطه قرار می‌دهیم. حال شروع به وارد کردن نیرو به چوب می‌کنیم. حال اگر نمونه چوب ما سالم باشد باید از وسط چوب یعنی محل اثر سومین تکیه گاه دستگاه به صورت عمود بر جهت الیاف شکسته شود و باید بین الیاف چوب فاصله‌ای نباشد.

با افزایش نیرو چوب مورد آزمایش تا ۱۰٫۵ KN را تحمل می‌کند اما بعد از آن شروع به شکستگی می‌کند. در این حالت شکستگی چوب با جداشدگی الیاف همراه است که این وضعیت از ویژگی‌های خوب و مطلوب برای چوب نیست. اگر نمونه ما سالم بود می‌بایست از وسط و به صورت عمودی و متقارن می‌شکست و عدد بدست آمده برای آن حدود ۲۰ KN می‌شد. در نتیجه نمونه ما از آزمایش مقاومت خمشی رد شد.

د- آزمایش تعیین درصد رطوبت چوب:

وقتی که چوب خشک باشد، از محیط اطراف رطوبت جذب می‌کند و چنانچه تر باشد، در محیط خشک از خود رطوبت دفع می‌کند. رطوبت چوب درختان زنده بین ۳۰ تا ۹۰ درصد متغیر می‌باشد. روش انجام آزمایش به این صورت است که ابتدا چوب‌ها را وزن می‌کنیم و مقادیر بدست آمده را ثبت می‌کنیم.

W۱ = ۲۲۵٫۲ gr

W۲ = ۱۷۲٫۷ gr

حال آنها را در داخل گرمچال در دمای ۸۰ درجه سانتی گراد قرار داده و بعد از ۲۴ و ۴۸ ساعت، مجدد آنها را وزن می‌کنیم. لازم به ذکر است که درصد رطوبت استاندارد برای آزمایشهای چوب ۱۲٪ می‌باشد. وزن نمونه‌ها بعد از ۲۴ ساعت:

W۱ = ۲۱۲٫۳ gr

W۲ = ۱۶۱٫۲ gr

وزن نمونه‌ها بعد از ۴۸ ساعت:

W۱ = ۲۰۸٫۹ gr

W۲ = ۱۵۸٫۶ gr

حال درصد رطوبت را از رابطه مقابل بدست می‌آوریم: u = ۱۰۰ * (M-m) / m u : درصد رطوبت M : جرم چوب مرطوب m : جرم چوب خشک درصدهای رطوبت بدست آمده به قرار زیر است: برای ۲۴ ساعت : u۱ = ۶٫۰۷ ٪ u۲ = ۷٫۱۳ ٪ برای ۴۸ ساعت: u۱ = ۷٫۸۰ ٪ u۲ = ۸٫۸۹ ٪ در نتیجه نمونه‌های ما، چوب‌هایی خشک بودند.

انواع چوب

چوب سخت

عموماً چوبهای سخت به خوبی و به آرامی میسوزند و ذغالهای بادوامی را به جا میگذارند. درختهای آنها پهن برگ هستند. برگ اکثر آنها در پاییز می ریزد. چوبهای سخت لزوماً همیشه محکمتر و مقاومتر از چوبهای نرم نیستند.

 

 

 

چوب نرم

آتش تولید شده آنها دارای حرارت زیادی است ولی عمر کوتاه دارد. این درختها برگهای سوزنی دارند. اکثراً همیشه سبز هستند (در پاییز برگهایشان نمی ریزد)، البته غیر از انواع کاج اروپایی، سرو و سیاه کاج با میوه های مخروطی شکل.

چوب مناسب آتش

باید از موارد زیر اطلاع حاصل کنید:

حرارت تولیدی انواع مختلفی از چوبها هر چوب سبز و تازه چگونه میسوزد؟

ذغال کدامیک بادوام بوده و چه چوبی سریعاً به خاکستر تبدیل میشود؟

آتش گرفتن چه چوبی با جرقه همراه است؟

این امر میتواند باعث سوراخ شدن کیسه خواب، لباسها و چادر شده و یا منجر به آتش سوزی در جنگل شود.

درجه سختی انواع چوب در ایجاد برش درجه سهولت و سرعت در آتش گرفتن.

خشکاندن چوب

از قطعه قطعه کردن یک درخت سبز و زنده چوب سبز بدست می آید. یعنی هنوز شیره گیاهی در سلولهای آنها وجود دارد. و وقتی که این چوبها خشک میشوند به آنها کنده گفته میشود که این نوع چوب معمولاً آتش بهتری ایجاد میکند. زمان خشک شدن چوب هر درخت به سن درخت هنگام قطع شدن (درختان پیرتر شیره کمتری دارند)، فصل بریده شدن و آب و هوای منطقه رشد درخت بستگی دارد. مدت زمان متوسط برای خشکاندن چوب درختان سیب، بلوط و گردوی آمریکایی تقریباً یک سال و (زیر تابش نور خورشید تنها چند ماه) میباشد.
چوب سبز: این چوبها هنوز خشک نشده اند. همه چوبها خاصیت خشک شدن را ندارند پس نمیتوان از آنها به عنوان سوخت استفاده کرد. از چوبهای سبز میتوان به عنوان بازتابنده و یا محافظ ظروف استفاده کرد.

چوب خشک: انقباض سبب میشود این چوبها از مرکز دچار ترک خوردگی شوند ولی این مسئله به این معنی نیست که الزاماً راحت تر تکه تکه میشوند. خاصیت تکه تکه شدن هر چوب به مشخصات آن برمی گردد.

چرا چوب می‌سوزد؟ ... تغییرات شیمیایی

برای اینکه مقادیر مختلف چوب بسوزد به میزان کافی اکسیژن و حرارت کافی نیاز هست. درصورت فقدان یکی از این عوامل چوب آتش نخواهد گرفت. میزان اکسیژن مورد نیاز و دمای مورد نیاز بنا به نوع چوب متغیر است. تغییر و تحولات شیمیایی در داخل چوب، در غیاب اکسیژن و با درجه حرارت بالا اتفاق می افتد که درنتیجه چوب شکسته شده، گازهایی آزاد میشوند که باعث آتش گرفتن بیشتر چوب میشود. هرچه درجه حرارت بیشتر باشد میزان گازهای تولیدی بیشتر است.

چوبهایی که به آتش اضافه میشوند، قبل از آتش گرفتن به دمای 282 سانتی‌گراد می‌رسند. درعین حال تحولات درونی شیمیایی گازهای ذکر شده را آزاد کرده و درنتیجه چوبها آتش میگیرند. گازها برای سوختن اکسیژن کافی و درجه حرارت 537 درجه سانتی‌گراد. یک جرقه برای شعله ور شدن این گازها کافیست.

ذغال سنگ

ذغال سنگ انباشته ای از باقیمانده گیاهان است که هزاران سال در باتلاقها و لجنزارها روی هم جمع شده اند. کمبود اکسیژن مانع تجزیه کامل باقیمانده گیاهان میشود. ذغال سنگ را میتوان با تراشیدن، مانند قالبهای برفی، از زمین جدا نمود. در طول زمان استخراج (برداشت ذغال سنگ) به سرعت خشک شده و قابل استفاده میشود. در مناطق مختلف دردسترس است. از آن برای ساختن آتش، به خصوص در زمانهای گذشته، استفاده میکردند.

انتخاب صحیح چوب

مشخصات درختان مختلف جهت درست کردن آتش

نوع مثال مشخصات ویژه

چوبهای نرم وقتی که خوب خشک شوند به عنوان سوخت برای پخت و پز استفاده میشوند. به راحتی می شکنند و خراش برمیدارند و زود آتش میگیرند. چوبهایی که کنار نهرها و رودها میرویند از این دسته هستند. پس از چوبهای شناوری که از آب میگیریم میتوان به عنوان سوخت استفاده کرد.

چوبهای نرم کاج سفید، به سرعت آتش گرفته و سریع خاموش میشوند.

 

 

صنوبر، لاله درختی

کاجها به خاطر چوب سختی که دارند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار میگیرند درصورت خشک بودن مناسب اند..




طبقه بندی: تحقیقات دانش اموزان،