خواص فیزیکی ومکانیکی چوب
رنگ چوب یکی از مهمترین خواصهای فیزیکی است ومواد استخراجی درچوب باعث ایجاد رنگ چوب می شود مواد استخراجی به مقدار کم در چوب وجود داشته ودر رنگ بو و طعم تاثیر دارد البته به دلیل تجمع بیشتر مواد استخراجی چوب درون تیره تر از چوب برون است هرچه چوب تیره تر باشد معمولا بادوام تراست مثل خرمندی وبلندمازو به دلیل وجود مواد تاننی تیره وبا دوام هستند وچوبهای روشنی مثل نمدار و پلت و بید و صنوبرکم دوام هستند
البته چوب روشنی مثل سروخمره ای به دلیل مواد اولورزین آن بادوام است و چوبی مثل توسکا در اثر تماس با اکسیزن هوا و اکسداسیون تغییر رنگ میدهد
. برخی از چوبها مثل مرکبات و مخصوصا نارنج دارای رنگ زرد ثابتی هستند
تلالو چوب:
به حالت درخشندگی مخصوص تلالو گفته می شود که اکثر چوبها این حالت را ندارند
و به آنها چوبهای مات گفته می شوددر حالی که چوب زبان گنجشک وکاتالپا جوالدوز دارای درخشندگی وتلالو می باشد.
بو و طعم چوب
این دو خاصیت نیز از خواص فیزیکی بوده وبه مواد استخراجی وابسته است وبه طور کلی وجود مولکولهای بیشتری از جسم جدا شده ودر هوا منتشر شود بوی بیشتری از آن ماده ایجاد خواهد شد .به دلیل تغییر ساختار مواد استراجی در چوبهای مختلف بو و طعم های مختلفی وجود دارد که برخی از آنها برای انسان
قابل تشخیص است و موارد استعمال مختلفی دارند مثلا چوب سرو خمره ای و
زربین و چوب کافوروچوب صندل و چوب عود دارای بوهای خاصی هستند که جهت تشخیص و شناسایی وکاربرد خاصی استفاده می شوند وچوب بداغ بوی نامطبوعی دارد
مداد های گران قیمت را از چوب ارس ویرجینا درست میکنند وچوب صندل را در ساخت وسایل تزئینی و سوزاندن در معابد از عود و صندل و .. استفاده میکنند برای
لایه های بسیار نازک چوب سدرلا به دلیل بو و طعم خوب در سیگار برگ استفاده می شود وبرخی از چوبها مثل زربین خاصیت حشره گریزی داردند ودر کمد لباس استفاده میشوند و بادوام هستند.
چوبهای مختلفی مثل انجیلی وصنوبر وغیره از نظرشامه انسان بو ندارد.
قابلیت هدایت الکتریکی(مقاومت الکتریکی چوب)
چوب خشک ماده ای است عایق و قابلیت رسانائی در آن وجود ندارد یعنی مقاومت الکتریکی بالائی دارد در حالی که با افزایش رطوبت رسانائی چوب بیشتر می شود. رسانائی به جهت الیاف و مخصوصا به مقدار رطوبت چوب بستگی دارد و در رطوبتهای زیر 7% چوب مقاومت الکتریکی بسیار زیادی داشته در حالی که در رطوبت 25% مقاومت الکتریکی آن کم می شود البته خود آب در صورت خالص بودن مقاومت الکتریکی زیادی داشته و عایق می باشد ولی به دلیل وجود املاح در آب رسانائی در آب ایجاد شده وچوب مرطوب به همین صورت رسانا می شود.
قابلیت هدایت حرارت:
چوب به طور کلی یک عایق حرارتی است و هرچه وزن مخصوص چوب کمتر باشد مقدارهدایت حرارتی آن کمتر می شود و به طور کلی هدایت حرارتی در گونه های مختلف جهت الیاف و مقدار رطوبت متفاوت است رابطه هدایت حرارتی به صورت زیر میباشد
H=KAT(T2-T1)/d
هرچه هوای موجود در چوب بیشتر باشد هدایت حرارتی آن کمتر می شود یعنی چوبهای سبک ومتخلخل هدایت حرارتی کمتری دارند و اگر و اگر رطوبت در چوب زیاد شود به دلیل کاهش هوای موجود درچوب هدایت گرمایی بیشتر می شود
(*حرارتی چوب) قابلیت انبساط در چوب
چوب نیز مانند سایرمواد با حرارت جنبش مولکولی آن در اثر افزایش انرزی بیشتر شده و به دلیل جنبش و برخورد مولکولها فاصله متوسط بین آنها بیشتر شده ودرنتیجه ابعاد چوب افزایش می یابد ولی در چوب انبساط در جهتهای مختلف یکسان نیست در حالی که اکثر اجسام انبساط حرارتی جهتهای مختلف آنها یکسان است و انبساط وانقباض چوب در اثر حرارت ناچیز است وافزایش طول چوب در اثر انبساط حرارتی به صورت زیر بدست می آید.
∆L=LλΔθ
قابلیت سوخت چوب:
به علت وجود مواد هیدروکربن ومواد استخراجی آلی چوب قابلیت سوخت دارد ولی داشتن رطوبت باعث کاهش انرزی سوخت چوب می شود چون بخشی از انرزی باید مصرف تبخیر آب از چوب شود .قدرت وکارائی چوب در حالت مطلق عبارت است ازمقدار کالری یا انرزی ایجاد شده دراثر سوخت یک واحد وزنی از چوب وقدرت مخصوص انرژی ایجاد شده از یک واحد حجمی چوب است وحدودا نقطه اشتعال275 درجه سانتیگراد است ورطوبت به شدت گرمازائی راکم کرده ومواد استخراجی آلی و صمغ ورزین قدرت گرمازائی را بیشتر می کند ودر شرایط رطوبت یکسان پوست از چوب قدرت گرمازائی بیشتری دارد و سوزنی برگان به علت صمغ بیشتر قدرت گرمازائی بیشتری دارند
برای احتراق به اکسیزن نیاز است واز همین خاصیت برای ذغال گیری استفاده میکنند وچوب را در کوره های ذغال گیری وبه وسیله جلوگیری ازورود اکسیزن عمل ذغال گیری انجام می شود.
خاصیت طنین چوب:
چوب دارای خاصیت طنین یا تشدید صوت است ودر بیشتر سازه های موسیقی به عنوان وسیله تشدید صوت استفاده می شود وصوت از طریق سیم یا تار ساز اغلب ایجاد شده وفرکانس صوتی با ضربه به سیم ایجاد می شود وچوب وظیفه تشدید و تقویت آنرا دارد و زیبائی خا صی به صوت میدهد البته فقط در یک نوع سنتور چوبی ضربه به قطعات چوب وارد شده و چوب هم نقش تشدید آنرا دارد ولی در اکثر سازهای موسیقی چوب وظیفه طنین و تشدید را دارد.
خاصیت آکوستیک چوب:
چوب خاصیت آکوستیک یا جذب صوت را داشته و می تواند بخشی از انرژی صوتی را جذب کند و شدت صوت را کاهش دهد و چوبهای سبک و تخته فیبر عایق به عنوان عایق استفاده می شود و در سالنهای اجتماعات و سینماها و غیره از چوب یا تخته فیبر عایق در سقف ودیوار استفاده می شود و باعث جذب و عدم انعکاس صوت و گاهی به منظور جلوگیری ازنفوذ صدا از اتاقی به اتاق دیگر استفاده می شود. میشود
هر چه تخلخل بیشترو وزن مخصوص کمتر باشد جذب صوت بیشتر بوده و خاصیت اکوستیک بهتری دارد.
رطوبت:
رطوبت چوب به طور کلی سه حالت دارد:
آب آزاد: که در وسط حفره ها و خللو فرج است
آب آغشتگی: که جداره های دیواره های سلولی را مرطوب کرده است .
آب نهادی یا بنیادی: در ساختار مولکولی چوب می باشد
اگر چوب مرطوب را خشک کنیم ابتدا آب آزاد به راحتی خارج می شود وتغییرات ابعادی دیده نمی شود ولی زمانی که آب آزاد خارج شدبه نقطه اشباع الیاف میرسیم که آب آغشتگی در حداکثر حالت خود است وباتبخیر آب از چوب آب آغشتگی کم شده و همکشیدگی در چوب دیده می شود و تا رطوبت صفر درجه ادامه می یابد.
و آب نهادی یا بنیادی با خشک شدن از چوب خارج نمی شود وفقط با احتراق و تجزیه ازبین می رود.
چوب مرطوب تر باشند رسانائی بیشتر و جریان عبوری بیشتری ایجاد شده و عقربه عدد بیشتری را نشان می دهد البته در محدوده 6 تا 25% رطوبت سنج الکتریکی قابل استفاده است چون در رطوبتهای کمتر از 6% چوب عایق الکتریسیته و دررطوبتهای بالای 25% چوب رسانای جریان الکتریسیته است وقطر چوب و روش خشک کردن آن در این روش خطا ایجاد می کند چون معمولا الکترودها فقط چند میلی متر نفوذ می کنند.
مشکل اگر جهت الیاف است و در جهت الیاف رسانائی و هدایت بیشتر از جهت عمود بر الیاف است و باید به نحوه زدن الکترود دقت شود و معمولا الکترودها طوری ذره می شود که برق در جهت عمود بر الیاف حرکت کند شکل دیگر حرارت و دما است چون هر مادهای با افزایش دما و افزایش جنبش مولکولی آن مقاومت الکتریکی بیشتری خواهد داشت و بنابراین رسانائی کم شده و رطوبت سنج الکتریکی عدد کمتری را نشان می دهد.در حالی که در واقعیت چوب رطوبت بیشتری داشته ولی به علت گرما و افزایش مقاومت چوب رطوبت سنج عدد کمتری را نشان می دهد و حتی گونه های در رطوبت سنج الکتریکی شرایط متفاوتی داشته و هر گونه ای بر اساس نوع خود مقاومت متفاوتی داردو به همین دلیل در رطوبت سنج های الکتریکی دکمه ها و درجه هایی برای نوع چوب و سیستمهای تصحیح حرارتی ایجاد شده است تا کمترین خطا را داشته باشند.
در اثر تغییرات رطوبت همکشیدگی در چوب ایجاد می شود و همکشیدگی با کاهش رطوبت همراه است و مهمتر از واکشیدگی است و واکشیدگی بزرگ شدن بزرگ شدن ابعاد با افزایش رطوبت است و معمولا همکشیدگی شکل تی را به همراه دارد مثل ترک و شکاف و معایب دیگر به طور کلی همکشیدگی یا واکشیدگی با رابطه بدست می آید ودر حالت حجمی تغییر حجم بر حجم اولیه تعیین کننده است.
همکشیدگی و واکشیدگی کلی در کل محدوده صفر تا نقطه اشباع الیاف است در حالی که در همکشیدگی و واکشیدگی جزئی محدوده ای از تغییر رطوبت در نظر گرفته می شود . همکشیدگی و واکشیدگی در جهت های طولی و شعاعی و مماسی ودر حالت حجمی حساب میشود که با حروف مشخصی رابطه های آنها تعریف می شود که عبارتند از
همکشیدگی کلی حجمیβν=(VsVo)/Vs *100
همکشیدگی کلی طولی βν=(LsLo)/Ls *100
همکشیدگی جزئی مماسی βν=(TsTo)/Ts *100
واکشیدگی جزئی شعاعی αν=(RhRo)/Ro *100
همکشیدگی در حالت کلی به سه دسته تقسیم می شود
چوبهایی مثل لور و بلوط همکشیدگی زیادی داشته و همکشیدگی کلی حجمی آنها در حدود 20 درصد سوزنی برگان و نمدار و پلت همکشیدگی متوسطی داشته که در حدود10 تا 15 درصد دارند است ولی که پس از خشک شدن ترکهای ریزی خواهد داشت ولی چوبهایی مثل گردو همکشیدگی کمی داشته ودر حدود10
درصد همکشیدگی حجمی آن است
میزان همکشیدگی نیز تقریبا همین مقدار می باشد و به طور کلی اگر همکشیدگی و واکشیدگی در حالت کلی بر 30 تقسیم شود حدودا ضریب همکشیدگی بدست می آید و ضریب همکشیدگی در جهت های طولی و شعاعی و مماسی نیز حساب شده و عبارتند از تغییر بعد در اثر تغییر یک درصد از رطوبت است.
میزان همکشیدگی و واکشیدگی در حالت کلی در جهت طولی ناچیز است و در حدود0.1 تا0.2 در صد است ودر جهت شعاعی 2 تا 9 درصد بوده وبین چوبهای مختلف متفاوت ودر جهت مماسی 4 تا 14 درصد تا درصد می باشد و علت اصلی تاب و قوس در چوبها و تخته ها اختلاف همکشیدگی شعاعی و مماسی و گاهی بین اختلاف با همکشیدگی طولی است و در محدوده صفرو نقطه اشباع الیاف با افزایش رطوبت تغییر ابعاد بیشتر می شود ولی قبل از نقطه اشباع الیاف با افزایش رطوبت تغییر ابعاد بیشتر می شود ولی پس از نقطه اشباع الیاف تغییر ابعاد ثابت است.
تخته های شعاعی تغییر شکل کمتری دارند ولی تخته های مماسی به علت تفاوت همکشیدگی در جهت های مختلف بیشتر تاب وقوس بر می دارد.
برای تعیین همکشیدگی و واکشیدگی باید به دقت دید وحداقل دقت از میلیمتر ابعاد اندازه گیری شده و طول آنها مشخص می شود ودر روابط گذاشته شود و برای حجم از حاصل ضرب ابعاد استفاده می شود از نظر ضریب همکشیدگی چوبها به چهار دسته تقسیم می شوند.
ضریب همکشیدگی .0.15 تا 0.35 مخصوص نجاری بوده و اصطلاحا چوب کم بازی می کند مثل ملچ گردو و سوزنی برگان چوبهای با بازی متوسط برای ساختمان مناسب است و ضریب آنها 35/0 تا 55/0 می باشد.
چوبهایی که بازی می کنند باید در جهت شعاعی بیشتر بریده شده و در موارد کم اهمیت از آنها استفاده گردد و ضریب آنها 0.55 تا 0.75 داشته و بلوط و ممرز از این دسته اند.
چوبهایی که در ضریب آنها 0.75 تا 1 می باشد مثل بعضی اکالیپتوسها اصطلاحا خیلی بازی می کنند و بهتر فقط در داخل آب از آنها استفاده شود چون ترک وشکاف زیادی خشک شدن دارد
وزن مخصوص:
وزن مخصوص اصطلاحاتی مثل جرم ویزه جرم حجمی چگالی دانسیته و غیره داشته که
جرم مخصوص از نظر فیزیکی تعریف آنها متفاوت بوده ولی از نظر اصطلاحات این رشته تقریبا مترادف
هستند , 12%.وزن مخصوص در حالت صفر درصد رطوبت به نام ایندرودر حالت استاندارد با رطوبت
البته اصطلاح دیگری به نام وزن مخصوص واقعی وجود داشته که بر اساس اجزا تشکیل دهنده چوب بین بین تمامی چوبها وزن مخصوص واقعی را در حدود تعیین کرده اند و تخلخل موجود در چوبها باعث می شود که عدد وزن مخصوص به طور ظاهری کمتر از شود مثلا سنگین ترین چوب دنیا کایاک و کلیسانتوس و.... 1.2 سبک ترین چوب دنیا بالزا0.125 و وزن مخصوص داشته و به زیر آب می رود
است , در ایران سنگین ترین چوب کهور بوده که1.175 وزن مخصوص دارد.
اهمیت اندازه گیری وزن مخصوص برای محاسبه وزن چوبها برای خواص مکانیکی و فیزیکی چوبها جهت موارد استعمال آنها و همچنین شرایط لازم آنها وغیره اهمیت دارد. روش اندازه گیری وزن مخصوص آنها تعیین حجم و جرم آنهاست. حجم با حجم سنج جیوه ای و یا وسایل دیگری بدست می آید ولی رایج ترین روش تعیین حجم ابعاد نمونه مکعب مستطیل و حاصل ضرب سه بعد آن
می باشد جرم چوب با ترازو با دقت گرم تعیین می گردد که از حاصل تقسیم آنها وزن مخصوص بدست می آید هر چه چوب وزن مخصوص کمتری داشته باشد تخلخل بیشتری داشته و آب یا هوای بیشتری می توانند در آن قرار بگیرد و وزن مخصوص سوزنی برگان و پهن برگان در دو جدول تعیین شده اند برای سوزنی برگان وزن مخصوص ها کمتراز0.4 بسیار سبک و 0.4 تا 0.5 نیمه سبک است مثل چوبهای نوئل و نراد و0.5 تا0.6 نیمه سنگین مثل کاج جنگلی و سنگین مثل سرخدار0.6 تا 0.7 ,
و بسیار سنگین بیش از0.7 است که در سوزنی برگان کمتر گونه ای دیده می شود که حالت بسیار سبک یا بسیار سنگین داشته باشد و اغلب در سه گروه وسط هستند
جدول پهن برگان به صورت ذیل متفاوت است:,
بسیار سبک مثل افرا و انواع بید و صنوبر 0.2 تا 0.5
0.5 تا 0.6 سبک بوده مثل نمدار و توس.
نیمه سنگین 0.65 تا 0.8 که گونه های راش و ون در این بخش است .
چوبهای سنگین از 0.8 تا 1 مثل انجیلی و شمشاد .
و از چوبهای بسیار سنگین 1.2 تا 1 مثل بعضی از چوبهای استوایی و کهور.
همبستگی رطوبت چوب باعوامل مختلف
نسبت به وزن مخصوص رابطه مستقیمی بین رطوبت و وزن مخصوص وجود دارد و از نظر خواص الکتریکی و حرارتی وجود دارد با افزایش رطوبت چوب
هدایت الکتریکی یا رسانائی بیشتر می شوددر حالی که هدایت حرارتی بر اساس تخلخحل و خلل و فرج چوب است یعنی هوای موجود در چوب باعث عایق شدن
می شود بنابر این اگر آب در این خلل و فرج خاصیت حرارتی کم و رسانائی حرارتی بیشتر می شود و همچنین عوامل دیگری مثل دوام طبیعی و غیره به رطوبت چوب مربوط است.
به غیر از روش وزنی و رطوبت سنج الکتریکی روش تقطیر به کمک ((گزیلن)) وجود دارد که بر اساس تبخیر آب چوب و میعان مجدد آن و اندازه گیری جرم آنها رطوبت چوب تعیین می شود .
وزن مخصوص حقیقی یا واقعی چوب :
اجزای مختلف چوب وزن مخصوص مشخصی دارند مثلا لیگنین وسلولز 1.4
در کل چوب در حدود 1.5 تا 1.55 وزن مخصوص دارد و تمامی چوبهای دنیا حدودا همین مقدار وزن مخصوص دارند و همه از آب سنگین تر بوده و باید به زیر آب برود ولی به علت خلل و فرج و هوای موجود در چوب آسان روی آب قرار گرفتن بسیاری از چوبها بوجود می آید وبه همین ترتیب وزن مخصوصهای کمتر از یک پیدا می کند که به این وزن مخصوصها وزن ظاهری گفته می شود.
همبستگی وزن مخصوص به عوامل مختلف:
معمولا با افزایش وزن مخصوص همکشیدگی و واکشیدگی بیشتر می شود و با افزایش وزن مخصوص به علت کاهش فضاهای خالی راندمان الیاف بیشتر می شود ومعمولا چوبهای سنگین تر الیاف بلندتری دارند این توضیح بین سوزنی برگان و پهن برگان صادق نیست چون سوزنی برگان الیاف بلند هستند و اکثر خواص مکانیکی چوبهای سنگین بهتر است و همچنین از نظر مقدار رطوبت و انرزی لازم برای تبخیر آب از چوب وزن مخصوص اهمیت دارد .
روش اندازه گیری وزن مخصوص:
بدست آوردن حجم و وزن مخصوص راتعیین می کند که می توان از طریق هندسی وحجم مکعب مستطیل یک قطعه چوب را تعیین حجم کنیم و یا می توان از حجم سنج جیوه ای استفاده کرد . روشهای دیگری برای وزن مخصوص وجود دارد که عبارتند از روش هیدرواستاتیک روش واشباع کردن چوب روش رادیوگرافی , در روش رادیوگرافی با استفاده از پرتو های XوB و مقدار نفوذ این اشعه درچوب و یا براساس انعکاس یا جذب آن خلل و فرج چوب را تشخیص داد
که بر این اساس می توان تشریح و شناسائی چوب تعیین و تغییرات وزن مخصوص مشخص کردن درصد بافت چوب و چوب درون و برون و مقایسه رویشگاهای جنگلی و عوامل اقلیمی با رویش درخت و تعیین رویش سالیانه چوب وچوب دهی را حساب کرد با این روش بسیاری از مشخصات تعیین شده با ضخامت های نازک از چوب و بارطوبت 10 درصد و تابش اشعه در جهت الیاف و با ولتاز و آمپر زیاد در مدت چند دقیقه بسیاری از مشخصات های چوب در دستگاه رادیوگرافی تعیین می شود.
تغییرات وزن مخصوص :
وزن مخصوص در بین چوبهای مختلف بسیار متفاوت است و به علت شرایط مختلف آب وهوائی حتی در یک چوب خالص وزن مخصوص های متفاوتی دیده می شود این تغییرات به دلیل کوچک یا بزرگ شدن چوب تابستانه و بهاره است .
چوبهای پهن برگ پراکنده آوند تغییرات وزن کمتری دارند در حالی که چوبهای سوزنی برگ و پهن برگ یخش روزنه ای تغییرات نسبتا بیشتری دارند هر چه منطقه سرد سیر تر باشد و یاشرایط رشد نامساعد تر باشد در سوزنی برگان چوب سنگین تر و در پهن برگان بخش روزنه ای چوب سبک تر می شود و در شرایط اقلیمی مناسب و دوره رویش طولانی سوزنی برگان کمی سبک تر و پهن برگان بخش روزنه ای کمی سنگین تر خواهد شد که به این دلیل است که در این مناطق چوب بهاره سوزنی برگان بیشتر رشد کرده در حالی که در پهن برگان بخش روزنه ای چوب تابستانه فرصت بیشتری داشته است.
خواص فیزیکی و مکانیکی:
(1-1) همبستگی وزن مخصوص باعوامل مختلف
(1-1-1) محاسبات کاربردی وزن مخصوص
مقدمه:
علم فیزیک به معنای عمومی بخش های مختلفی دارد وآن یکسری دستورالعملهایی گفته می شود. فیزیک چوب بخشی از فیزیک می باشد در این مبحث به یکسری فاکتورهایی جهت شناسایی برخورد کرده که اولا چوب را بشناسیم ثانیا کاربرد آن را شناخته و موارد مصرف آن را بدانیم در بحث فیزیک چوب به بررسی وزن مخصوص , رطوبت چوب , تغییر ابعاد چوب, خواص حرارتی ,خواص صوتی و الکتریسیته می پردازیم و بعد تغییراتی که این ماده خام با محیط اطراف به وجود می آورد در نهایت کاربرد چوب را مشخص می کند.
تعریف چوب از لحاظ فنی : چوب ماده ای است جامد متخلخل , فیبری شکل که دارای ساختمانی سازمان یافته هرسو نایکسان و ناهمگن میباشد و باتوجه به این موضوع و این که این ماده حاصل زندگی درخت دستخوش تغییرات محیطی است و در یک گونه بخصوص هر خواص را در زمان و مکان تغییر می یابد از این تعریف مشخص می شود که این ماده مانند هر موجود زنده ازسلولهای بی شماری که هر دسته از آنها به راسته معینی اختصاص دارند تشکیل شده , از این رو خویشاوندی علم چوبشناسی به زیست شناسی نزدیک تر می باشد تا به علم مهندسی یا فیزیک که در مباحث شناخت مواد معدنی وسایر جامدات همگن به کار می رود با توجه به تعاریف فنی چوب وخواص ویزه آن این جسم دارای اختلافاتی با سایر مواد جامد می باشد.
(1) چوب ناهمگن:چون اجزای تشکیل دهنده آن از انواع مختلف سلولها مثل فیبرواشعه چوبی (پارانشیم)آوندهاو... می باشدبه علاوه هر یک از این عناصر در مواقع مختلف فصول روشنی شکل خاصی دارند(نظیر چوب بهاره و چوب تابستانه)
(2) چوب هرسونایکسان( ایزوتروپی ان ): چون بافتهای مختلف در جهات مختلف متفاوت میباشد عده ای در راستای درخت قرار دارند مانند آوندها و الیاف و عده ای در جهت عمود الیاف راستای درخت قرار دارند (اشعه از خاصیت هرسونایکسان بودن و ناهمگن چوب نتیجه گیری می شود که چوب دارای سه جهت می باشد.
جهت طولی
که در جهت الیاف آوندها و فیبرها در پهن برگان و تراکئید در سوزنی برگان می باشد که در واقع موازی طول درخت است .
جهت مماسی
برای توجیه مهمتر می توان گفت که چنان که بخواهیم یک جز تشکیل دهنده چوب نظیر فیبر چوبی را ازلحاظ ضخامت اندازه گیری کنیم جهت خط اندازه گیری ها به طور موازی با خط مماس بر دوایر سالیلنه قراردارد .
جهت شعاعی:
که هم جهت با خط فرضی مستقیمی است که از ناحیه پوست به ناحیه مغز درخت متصل می باشد
جرم یا وزن مخصوص چوب عبارت است از رابطه بین حجم معینی از چوب که در رطوبتهای مختلفی تغییر می کند مانند وزن مخصوص سایر جامدات که نسبت به آب سنجیده می شود.
فرمول وزن مخصوص کل اجسام:
وزن مخصوص ظاهری عبارت است از خارج قسمت جرم چوب به حجم آن با تمام خلل وفرج دیواره سلولی و حفره های سلولی و یا به عبارت دیگر نسبت جرم چوب به حجم مجموعه خلل وفرج و حجم ماده چوبی بنابراین هر چقدر جرم ماده چوبی در واحد حجم بیشتر باشد به همان نسبت جرم مخصوص بزرگتر شده بدست می آید با درصد رطوبتی است که اندازه گیری شده است
وزن مخصوص بحرانی Db
Db از جرم خشک چوب به حجم آن وزن مخصوص بحرانی یا پایه)) عبارت است از نسبت وزن خشک چوب به حجم چوب در حالت کاملا اشباع از آب یعنی هر دو کمیت در حالت بحرانی خود قرار دارند به همین دلیل به آن وزن مخصوص بحرانی می گویند جرم ویزه بدون واحد است.
وزن مخصوص حقیقی Dw))
عبارت است از متوسط وزن مخصوص غشا سلول که تقریبا برای کلیه گونه ها ثابت است از آنجا که وزن مخصوص سلولزبرابر با 1.58 و وزن مخصوص لیگنین 1.4 می باشد متوسط وزن مخصوص حقیقی چوب در نظر گرفته می شود 1.5
اهمیت وزن مخصوص با عوامل مختلف:
وزن مخصوص عبارت است از مقدار ماده چوبی که حاصل فعل و انفعالات گیاه در جریان زندگی درخت می باشد و تقریبا کلیه خواص چوب به این عامل بستگی دارد.
همبستگی وزن مخصوص با همکشیدگی تغییرات ابعاد چوب: رابطه مستقیمی وجود دارد بر اثر ازمایشات انجام ß همکشیدگی کلی تقریبا 28برابر وزن بحرانی آن می باشد = 28Db
.
همبستگی با راندمان فیبر:
رابطه مستقیمی وجود دارد به طوری که می توان گفت یک چوب که وزن مخصوص زیادی دارد تقریبا راندمانش در مقایسه با چوب سبک به دو برابر می رسد و این مشخصه از نظر شیمیایی که به درصد الیاف چوب نیازمندند بسیار حائز اهمیت است.
همبستگی با طول فیبر :
به اثبات رسیده که چوبهای با وزن مخصوص زیاد دارای فیبرهای طویل تر از چوبهای
سبک هستند و به عبارت دیگربین این دو عامل رابطه مستقیمی وجود دارد (در مورد یک گونه) این مسئله در کاغذ سازی که به الیاف طویل و راندمان زیاد آنها توجه می کنند حائز اهمیت است.
همبستگی با خواص مکانیکی:
هرچه وزن مخصوص چوب افزایش یابد یا به عبارت دیگر مقدار ماده چوبی در واحد حجم بیشتر شود مقاومت چوب به خصوص در نیروهای کششی و فشاری خمشی و سختی نیز زیاد می شود.
همبستگی با سایر عوامل:
با دانستن وزن مخصوص و مقدار رطوبت چوب می توان مقدار آبی که باید در چوب خشک کنی تبخیر شودودر نتیجه انرزی حرارتی لازم آن را براورد کرد.
باتوجه به تعریف فیزیکی چوب مشخص شد که این ماده دارای خلل وفرج کم و بیش زیادی است که میزان آن در چوبهای مختلف وبا توجه به ویزگی های آناتومی آن متفاوت است به همین جهت است که در بین چوبهای مختلف به لحاظ سنگینی وسبکی تفاوتهایی به چشم می خورد به طوری که عنوان مثال چوب بالزا به عنوان سبکترین چوب و چوب جگ یا ... به عنوان سنگین ترین چوب باکمترین مقدار خلل و فرج قابل ذکر می باشد .منظور از خلل و فرج آن مقدار از فضایی است که در مطالعات میکروسکوپی قابل مشاهده می باشد همان طور که اشاره شد طبق بررسی های انجام شده مشخص شده است که ترکیب شیمیایی در ساختمان فیزیکی چوبهای مختلف تقریبا یکسان می باشد منتها تفاوتهایی که بین جرم مخصوص چوبهای مختلف وجود دارد که ارتباطی به ساختمان آنها نداشته بلکه عامل اصلی در این رابطه خلل و فرج موجود در چوب می باشد به همین دلیل است که جرم مخصوص ظاهری سنگین ترین چوبها به مقدار جرم مخصوص حقیقی نمی رسد دو عامل مهم در تغییرات جرم مخصوص به حساب آمده وطبق رابطه ای که آقای کلمن در سال 1951 ارائه کرد و برای اجسام خلل و قابل استفاده است
نکته قابل توجه در مورد قانون فوق این است که این رابطه برای چوبهای کاملا خشک معتبر است زیرا در اثر جذب رطوبت تغییراتی در وضع خلل و فرج بهوجود می اید که نتیجه آزمایش راتحت تاثیر قرار می دهد . تغییرات جرم ویزه در چوب ها بین گونه های مختلف تغییرات جرم ویزه داریم که امری بدیعی است که بستگی به ساخت چوب دارد.
علت تغییرجرم ویزه در چوب : (الف)
تغییرات عناصر تشکیل دهنده چوب (اشعه چوبی )در سوزنی برگان حجم اشعه چوبی کم است زیر 10 در حالی که در پهن برگان به 20 درصد هم میرسد.
(ب)
مواد استخراجی که می تواند مواد معدنی و آلی باشد که در خلل و فرج چوب ذخیره شده و جای هوا را می گیرد.
(ج)ضخامت دیواره سلول :
این اختلاف در چوب بهاره و پائیزه یک درخت دیده می شود و همچنین در بین گونه
های مختلف هماین اختلاف را می توان دید ,مثلا دیواره ممرز ضخیم تر از تبریزی است .
(د) درصد چوب پائیزه:
هرچقدر مقدار کلی بیشتر باشدوزن مخصوص هم افزایش می یابد .
(ح) عوامل رویشگاهی یااکولوژیک :
مثل,خاک, ارتفاع, شیب, جهت و... منطقه که باعث می شود درخت در یک شرایطی دوایر رویشی بزرگتری داشته باشد نسبت به همان درخت در محل دیگر.
تغییرات جرم ویژه در محورتولید عرضی:
به عنوان مثال تغییرات جرم ویژه در راش کم می باشد واین از نظر کاربرد بسیار عالی است و ممکن است در مورد بلوط در یک منطقه عرض دوایر رویش یک اندازه باشد و در منطقه ای دیگر این عرض بیشتر است . درمحور طولی حداقل مقدار جرم ویزه مربوط به ارتفاع 2 تا 4 متری می باشد در بلوط به دلیل این که چوب پائیزه آن زیاد است همراه با زیاد شدن عرض دایره رویش جرم ویزه آن نیز زیاد می شود که حالت عکس ان در مورد نراد یا نوئل دیده می شود که چوب بهاره این درختان بیش از چوب پائیزه آنها شده است .
در کاج نیز یک حال به وجود آمده است یعنی در سنین بالاتر چوب بهاره این درختان بیش از چوب پائیزه فزونی یافته است.
تغییرات جرم ویژه با بافت چوب:
افزایش جرم ویزه نسبت به افزایش سختی مقاومتهای خمشی فشاری و کششی ومی شود
هرچه بافت چوب بیشتر باشد جرم ویزه آن نیز افزاش می یابد.
تغییرات جرم ویژه در شاخه درختان:
محل اتصال شاخه تنه راگره یا بافت متراکمی تشکیل می دهد که چگالی تر می باشد اما به هر حال همیشه جرم حجمی از میانگین حجمی تنه بیشتر است .
روشهای اندازه گیری حجم:
روش هندسی(کولیس) روش غیر هندسی (آب جیوه) روش دیگری هم برای اندازه گیری حجم وجود دارد که به آن اندازه گیری با امواج می گویند که شامل
x اشعه , ß اشعه مادون قرمز . اشعه است قدرت نفوذ اشعه در چوب
چوب متناسب با طول موج یا فرکانس اشعه می باشد هر چه فرکانس بیشتر باشد قدرت نفوذ بیشتر است در مورد اشعه این فرکانس به ما امکان می دهد نمونه هایی از چوب به ضخامت را اندازه گیری کنیم و میزان جرم ویزه و یا تراکم آن را بدست آوریم اگر از امواجی مثل مادون قرمز استفاده کنیم که قدرت نفوذ کمتری دارد حدود را اندازه گیری می کند . قدرت نفوذ اشعه
دستگاههایی ساخته شده که با معایب چوب را مشخص می کند از قبیل ترک شکاف گره اندازه گیری با استفاده از عبور اشعه ایکس : رادیو دانستیو متری
باشد روش رادیو دانستیومتری می گویند . چوب در معرض تابش اشعه قرار می گیرد و مقدار اشعه ای باشدت ثابت به چوب می تابد . چوب مقداری را جذب و مقداری را عبور می دهد به این ترتیب قدرت نفوذ اشعه در چوب را اندازه گیری می کنیم که از رابطه ای بدست می آید .این رابطه به فرمول lamberq معروف است میزان اشعه ای که جذب می شود با جرم ویزه و ضخامت نمونه و همین طور با ضریب جذب وزنی در نمونه مورد نظر رابطه دارد .
I=شدت اشعه خروجیI0=شدت تابش اشعه =شدت جذب وزنی D=جرم ویزه نمونه T=ضخامت نمونه به میلیمتر =یا ضریب جذب وزنی عبارت است از مقدار انرزی جذب شده توسط 1 گرم حجم با جرم ویزه D در برخورد اشعه با سطح می باشد نمونه چوب در جهت شعاعی ,عرضی و مماسی مورد نظر با ضخامت Tدر نظر گرفته می شود نمونه روی دستگاه قرار می گیرد و مانند رادیولوزی عکس برداری می کند مقدار انرزی خروجی از نمونه متناسب با بافت چوب می باشد .
یا دانسیته اپتیک ارتباط بین انرزی تابانده شده و جذب شده می باشد دانسیته اپتیک با جرم ویزه یا رابطه خطی دارد و با توجه به این رابطه دستگاه دانستیومتری می تواند مقدار اشعه خارج شده از چوب را تجزیه و تحلیل و محاسبه نماید . دستگاههای قدیمی تر در دو مرحله این کار را انجام میدادند و فیلم توسط دانستیو متر خوانده می شود ولی در حال حاضر عکاسی نیاز نیست و این روش دقت زیادی دارد و به شکل پیوسته می باشد.
سنجش غیر مستقیم:
چون بین سختی و جرم ویزه رابطه مستقیمی وجود دارد براین اساس دستگاهی ساخته شده است برای سنجش جرم ویزه که میکرو متر نام دارد که بعد از فرو آوردن دستگیره آن می توان جرم ویزه نمونه را اندازه گیری کرد.
با استفاده از سرعت عبور صوت نیز می توان جرم ویزه چوب و حتی معایب چوب را شناسایی کرد
درصنایع تخته خرده چوب جرم ویزه کم مورد نظر می باشد در صنایع فراورده های لایه ای چوبهایی با جرم ویزه متوسط ترجیح داده می شوند و در صنایع تراورس و راه آهن چوبهایی با جرم ویزه سنگین و دوام طبیعی بالا لازم می باشد
اصلاح جرم ویژه:.
جرم ویژه چوب را می توان برای کارهای مختلف تغییر داد ودر حد پرس کردن و فشردن چوب می تواند باشد اگر چوب خشک باشد می شکند بنابراین خواص آن کاهش پیدا می کند . جهت راحتی کار و بهبود تهیه باید چوب درصد نزدیک به نقطه اشباع ودر حدود 20-25 باشد رطوبت بالاتر ازآن نه تنها نیاز نیست بلکه مزاحم می باشد پس از پرس نباید بلافاصله نمونه راازاد کرد بلکه باید مدتی نمونه زیر فشار بماند .فشار50 تا 100 کافی است به کمک مواد آلی از قبیل رزین ها هم می توان جرم ویزه را افزایش داد موادی مانند مونومرهایی مثل متا متل اکریلیت رادر داخل چوب تزریق می کنند یا چسب فنل فرم آلدئید که به صورت مایع است رادرداخل چوب تزریق می کنند و سپس در دمای150 تا 200 چسب پلی مر شده یاسخت می شود و سختی وقوتش خیلی زیاد می شود .
با تولید چوبهای لایی هم می توان جرم ویزه را افزایش داد چوب حاصله ضد آب ودر صنایع نساجی برای جوب ضربه که به ماکو ضربه می زند از چوب لایه ای اصلاح شده درست می کنند.
با امواج صوتی هم می توان جرم ویزه چوب را بدست آورد که به این روش استراسینک می گویند که می توان با استفاده از خواص دینامیک چوب جرم ویزه را اندازه گرفت مثلا می توان مقاومت خمشی یا مدول الاستیسیته (E ) با توجه به ارتباطات آن اندازه گیری کرد , با توجه به جرم ویزه می توان به ضریب کیفیت آن دست یافت
فیبر منظم بوده و در واقع الیاف چوبی در پرو فیل تخته به صورت یکنواخت قرار گرفته اند در مورد تخته لایه لایه های چوب یک سطح اتصال به هم وصل شده اند جرم ویزه تخته لایه چیزی معادل جرم ویزه چوبی است که در ساختمان آن مصرف شده است منتهی کمی سنگین تر که سنگینی آن به خاطر فشردگی و مصرف چسب می باشد در نئوپان جرم ویزه در ضخامت آن متفاوت است و منحنی آن معمولا متفاوت می باشد مگر این که اشکالی در ساخت آن وجود داشته باشد . مقدار ماده چوبی در قسمت میانی که سست تر است انحنای بیشتری داشته از لحاظ داشتن وزن مخصوص مقدار کمتری نسبت به لایه سطحی دارد.
رطوبت چوب:
مقدار آبی که در واحد وزن چوب وزن چوب موجود است رطوبت چوب می نامند و آن را نسبت به وزن خشک و گاهی نسبت به وزن مرطوب می سنجند.
همبستگی رطوبت چوب با سایر خواص آن :
الف) همبستگی با وزن مخصوص چوب :
تغییر درصد رطوبت مستقیما سبب تغییر وزن مخصوص چوب می شود از این نظر همیشه وزن مخصوص چوب را با مقدار رطوبت ان ذکر می کنند از نظر دانستن درصد رطوبت و وزن مخصوص یک توده جنگلی می توان با تخمین حجم سرپاای آنها در هکتار به وزن خشک موجود در هکتار آن توده جنگلی پی برد و اهمیت این موضوع در کارخانه های کاغذ و فیبر روشن می شود.
ب)همبستگی با تغییر ابعاد چوب:
همواره افزایش ابعاد چوب نتیجه ازدیاد رطوبت آن است و بالعکس ولی در بیشتر از رطوبت معینی به نام نقطه اشباع فیبر که برای گونه های مختلف رویشگاهای گوناگون از 25% تا50 %متغییر است ابعاد چوب ثابت می ماند.
همبستگی با کیفیت مکانیکی:
تغییرات رطوبت چوب مستقیما سبب تغییر مقاومت چوب در برابر نیروهای مختلف می شود با افزایش رطوبت چوب خواص مکانیکی چوب پائین آمده درجه سختی چوب مرطوب پائین میآید و تنها خاصیت الاستیکی افزایش می یابد چسب پذیری پائین آمده و در اشباع چوب بایستی چوب حد مشخصی رطوبت داشته باشد .
د) همبستگی با خواص الکتریکی وحرارتی چوب:
هدایت الکتریکی چوب باافزایش رطوبت آن زیاد شده ولی مقاومت الکتریکی آن کاهش می یابد.
ه)همبستگی با دوام چوب و سایر خواص آن:
فعالیتها و خسارت بعضی عوامل بیو لوزیکی (قارچ)که دوام چوب را پائین می آورد از هنگامی در چوب آغاز می شود که این ماده رطوبت زیادی داشته باشد (بیش از 20%) از این رو عمدتا در مصرف چوب رطوبت آن را باروشهای چوب خشک کنی به کمتر از 20% تنزل می دهند سایر خواص چوب نظیر قابلیت اره کشی ,رنگ پذیری,پرداخت و... نیز همراه تغییر رطوبت این ماده عوض می شود .
اندازه گیری رطوبت چوب:
ر طوبت چوب بر مبنای وزن خشک چوب محاسبه می شود.
درصد مقدار آب به وزن کل(مرطوب) در مقایسه نسبت به وزن خشک چوبر کاملا با هم مختلف است و برای نشان دادن آنها می توان جدول زیر را برای این دو مقدار در مورد 50 گرم چوب خشک ترتیب داد.
وزن چوب و آب محتوای آن درصد رطوبت
MO وزن آب Mh وزن آب (چوب مرطوب) وزن چوب (چوب خشک)
50 50 100 50% 100%
50 30 80 5/ 37% 60 %
50 25 75 5/33% 50 %
50 10 60 7/16 % 20 %
50 5 55 1/9 % 10 %
50 0 50 0 % 0 %
روش اندازه گیری رطوبت:
الف) روش وزنی (معمولی):
در این روش نمونه مکعبی شکل به ابعاد2و2و2و از چوب مرطوب را وزن کرده و در اتوو قرار می دهیم پس از تقریبا 24ساعت و در حرارت 100 چوب به حالت خشک در می آید آن را وزن میکنند و به کمک فرمولی که قبلا ارائه شده درصد رطوبت آن را بدست می آورند البته برای دانستن این که چوب خشک شده است باید چند بار باید آن راعوض اگر وزن آن ثابت مانده باشد معلوم است که چوب خشک می باشد این روش روش طولانی مدتی است ولی بسیار دقیق می باشد.
دقت این روش تا 0.1 گرم می باشد البته وزن کردن چوب نباید به حالت داغ صورت بگیرد بلکه چوب را در می گذاریم تا چوب کمی خشک شود و سپس آن را وزن می کنیم در دیسکاتور مواد جاذب الرطوبتی مثل پیتااکسید فسفر هم وجود دارد که رطوبت هوای مراحل دیسکاتور راجذب می کند
.
ب) روش تقطیر چوب به روش گزیلن:
بدین وسیله پس از تقطیر چوب در محلول گزیلن مقدار آبئ حاصله زیاد است و از این رو روش آزمایشگاهی دقیق و حساسی است ضمنا اگر مواد استخراجی چوب هم زیاد باشد این روش دقیق نخواهد بود مواد محلول درروش تقطیر از مواد زیر نیز می توان رطوبت چوب را اندازه گرفت .
روش تقطیر:
در این روش چوب به صورت تراشه یا خاک اره را با از این محلول مخلوط می کنیم و حرارت می دهیم در این جا ممکن است خود مایع مورد استفاده با آب تبخیر می شود و در لوله جمع می شود و چون جرم حجمی آن با آب فرق می کند به راحتی از آب جدا می شود
. روش الکتریکی:
در این روش از خاصیت مقاومت چوب نسبت به جریان برق استفاده می شود به وسیله دستگاهی که درجات آن مستقیما به درصد چوب نمایش داده شده مقدار رطوبت را اندازه می گیرد مثلا برای مقاومت برابر7 مگا اهم است روش الکتریکی از کلیه روشها سریعتر بوده ودر کارخانه ها وعملیاتی که محتاج دقت زیادی نیست استفاده می شود چوب خشک عایق جریان الکتریسیته و چوب مرطوب هادی آن است طبق این خاصیت دستگاهی یافته شده که می تواند رطوبت چوب را اندازه بگیرد رطوبت سنج الکتریکی نام دارد
اندازه گرفت 22به کمک دستگاههای مربوطه می توان تقریبا رطوبت چوب را از7 تا اندازه گیری الکتریکی نکات اندازه گیری رطوبت عبارتند از
ضخامت نمونه ها جهت برش نمونه ها جنس چوب یکنواختی پراکندگی رطوبت چوب که آیا چوب قبلا یک بار خشک شده است یا نه .
مواردی که باید اندازه گیری کنیم.
(الف)نوع چوب یا جرم ویزه چوب:
معمولا روی دستگاه کلیدی هست که روی آن چند عدد نوشته شده که نشان می دهدوما با توجه به جرم ویزه نمونه کلید راروی عددی که دستور داده شده قرار می دهیم بعضی از این دستگاهها این کلید را ندارند ولی در عوض در مقابل هر گونه ای یک عدد نوشته شده که پس از پایان کار باید عدد بدست آمده را در آن ضرب کنیم .
(ب)حرارت چوب :
در مورد حرارت بعضی از دستگاهها دارای کلیدهایی هستند به مانند کلید جرم ویزه اگر این کلید وجود نداشته باشد باید عدد بدست آمده را در یک عدد ضرب کرد به ازای هر حرارت تعیین می شود حرارت محیط را 20درجه به عنوان مبنا قرار داده می شود و اگر عدد خوانده شده از بیشتر باشد باید آن را کم کنیم واگر از بیست کمتر باشد باید زیاد شود الکترودها باید بر جهت عمود بر الیاف فرو برده شود فقط باید دقت کنیم ضخامت یا عمق نفوذ الکترود متناسب باشد مثلا در 10 درجه باید 1.5 درصد از رطوبت کم کرد
تغیرات رطوبتی چوب.
رطوبت چوب پیوسته در حال تغییر است این کیفیت از یک سو بستگی به ساختمان مخصوص و متخلخل این ماده داشته و از سوی دیگر مربوط به حالت مختلف هوااز لحاظ حرارت و رطوبت می باشد از این صورت باید دید که آب به چه صورتی در چوب قرار می گیرد و وابستگی آن با هوای مجاورش چگونه است .
حالات مختلف آب در چوب :
آب ساختمانی یا نهادی :
در این حالت آب به صورت قسمتی از مولکولهای سلولز و لیگنین در تشکیل این دو جسم جسته است.حذف این مقدار از آب در شرایط عادی ممکن نیست و تنها در حرارتهای خیلی زیاد که خود به خود عناصر ماده چوبی از بین می روند آب نهادی نیز آزاد می شود این آب در اندازه گیری های رطوبت دخالتی ندارد و هیچ نقشی در خواص فیزیکی ندارد.
آب آغشتگی
آبی است که جذب دیواره سلولی می شود و در دیواره سلول وجود دارد می توان این مقدار آب را مشابه آب تبلور در سایر جامدات را نسبت آب آغشتگی همواره مقدارش متغیر بوده و نوسانات وزن مخصوص چوب در شرایط هوای مجاور عوض می شود هنگامی که آب آغشتگی به حداکثر خود برسد چوب به حالت اشباع از آب در می آید و بسیاری از خواصش همانند مقاومت چوب در برابر نیرو های گوناگون و واکشیدگی و همکشیدگی آن که پائین تر از رطوبت اشباع متغیر بوده اند ثابت می ماند حداکثر رطوبتی را که الیاف و عناصر چوبی
می توانند به خود جذب کنند و بیش از این مقدار تغییر بعد بدهند نقطه اشباع فیبر یا نقطه اشباع الیاف دربعضی چوبهای مختلف به اعداد متفاوتی در نقطه اشباع برسند
رطوبت چوب به می رسد چوبهایی که مواد استخراجی کمی دارند نظیر چوبهای جنگل های مناطق مدیترانه ای رطوبت نقطه اشباع الیافشان حدودا بالای 30 است این مقیاس به نسبت وزن خشک است
پائین می آید افزایش حرارت 100 درجه نقطه اشباع الیاف تا 23 درصد
آب آزاد:
مقدار آبی که پس از نقطه اشباع الیاف در چوب ظاهر می شود آب آزاد نام دارد در این حالت چون غشاهای سلولی قابلیت جذب آب را از دست داده اند .آب آزاد در حفرات سلولی و فضای بین آنها جایگزین می شود آب آزاد هیچ تاثیری برخواص مکانیکی و تغییر ابعاد چوب ندارد ولی سبب ازدیاد وزن مخصوص می شود در عملیات چوب خشک کنی قبل از همه آب آزاد از چوب خارج می شود و موقعی که به 30 رسید آب آغشتگی شروع به از بین رفتن می کند آب آزاد ممکن است بصورت بخار یا جامد نیز وجود داشته باشد تنها موردی که آب آزادمی تواند بر روی خواص فیزیکی تاثیر بگذارد آب آزادی است کهئ یخ بزند و گرنه در سایر موارد روی خواص چوب بی تاثیر است مگر در وزن چوب در مورد آب آغشتگی اتصال این آب با جداره های سلول از طریق پیوند هیدروزنی بین مولکول آب و زنجیره های سلولزی دیواره های سلولی که اتصال قوی ایجاد می کند وجود دارد .
در مورد درختان سر پا رطوبت سوزنی برگان بیش از رطوبت پهن برگان است و به دلیل وجود شیره گیاهی رطوبت برون چوب بیشتر از درون چوب است.
رطوبت برون چوب درون چوب نوع چوب
آبیس(نراد) 38 % 167 %
پست (نوئل) 33 % 140 %
بلوط اروپا 82 % 85 %
افرا قندی 65 % 72 %
راش اروپا 67 % 100 %
تعادل رطوبتی چوب Emc :
اگر نمونه ای در چوب را در محیطی که حرارت و رطوبت آن را مشخص کرده ایم قرار دهیم بعد از مدتی رطوبت چوب تغییر کرده و از آن به بع مقدارش ثابت می ماند در این حالت چوب به حال تعادل با محیط مجاورش در آمده است دانستن تعادل رطوبتی چوب در اماکن مختلف از مهمترین مشخصاتی است که در آنها چوب به کار میرود ما را راهنمایی می کند یعنی دانستن رطوبت نسبی هوا خواهیمتوانست در چوب خشک کنی چوبهایی با رطوبت مناسب آن محل تهیه نمائیم و به دین ترتیب از تغییر شکل چوب و حجم چوب در ساختمانها جلوگیری کنیم در واقع بحث تعادل رطوبتی چوب بحث پایه ای فیزیک چوب است و با توجه به شرایط فیزیکی محیط اطرافش این نقطه تعادل مشخص می شود اگر رطوبت را ثابت نگه داریم رطوبت چوب با توجه با رطوبت محیطش مشخص می شود و هیچ وقت رطوبت چوب با محیط یکسان نخواهد بود رطوبت چوب در واقع مولکولهای آبی است که روی زنجیره های سلولزی تثبیت می شود در حالی که رطوبت محیط مولکولهایی است که در هوا وجود دارد.
گرادیان رطوبت:
اختلاف بین مغز چوب و سطح چوب را گرادیان رطوبتی گویند چوبی که گرادیان رطوبتی زیادی داشته باشد یعنی اختلاف بین مغز و سطح آن زیاد باشد (اختلاف رطوبتی)در کاربرد آن چوب دچار مشکلاتی از قبیل ترک
در شرایطی که چوب در دمای زیاد مثل کوره خشک شود گرادیان رطوبت آن زیاد است بلعکس چوبی که در محیط با دمای کم خشک می شود گرادیان رطوبتی آن ضعیف یا کم است گرادیان رطوبتی باعث ایجاد تنش در چوب شده و این تنش باعث ایجاد اشکال در کاربرد چوب می شود
با این که میانگین رطوبت هر دو چوب یکی است اما اختلاف رطوبت زیاد در چوب خشک شده در کوره باعث ایجاد اشکال در کار با این چوب می شود رطوبت تعادل چوب در هر محیطی قرار بگیرد تحت تاثیر دو عامل هوای محیط حرارت محیط و رطوبت نسبی به رطوبتی می رسد که رطوبت تعادل نامیده می شود و در واقع رطوبت چوب است و در محیط های مختلف مقادیر مختلفی دارد
هیسترزیس:.
اگر چوب در محیطی قرار بگیرد که آن محیط رطوبت نسبی متفاوتی داشته باشد رطوبت تعادل چوب نیز در آن محیط تغییر میکند . اگر چوب خشکی راکه رطوبت 5 درصد دارد وارد شیشه سر بسته ای که رطوبت آن 100 درصد است (حرارت ثابت) رطوبت چوب تغییر می کند تا به 30 درصد برسد (رطوبت آغشتگی )چون چوب را در محیط آبی قرار نداده ایم خلل و فرج آن کاملا پر نشده بلکه فقط دیواره های آن تا حد رطوبت آغشتگی مرطوب می شود رطوبت تعادل چوب در حالت جذب و در حالت دفع با هم برابر نیست به این اختلاف هیسترزیس گویند این اختلاف گاهی به 2-3 درصد میرسد
کشش ناشی از واکشیدگی چوب چوبی که رطوبت جذب میکند واکشیده می شود که این تغییر ابعاد در چوب کشش ایجاد می کند که این کشش در حالت جذب رطوبت میزان جذب رطوبت را در چوب کاهش می دهد
همکشیدگی و واکشیدگی:
همکشیدگی عبارت است از تغییر ابعاد در چوب که تحت تاثیر پدیده های گوناگون و تغییرات رطوبتی چوب در در بین دو حد نقطه اشباع فیبرها اتفاق می افتد چون همکشیدگی چوب در جهات مختلف آن فرض می کند این پدیده را حالت هرسو نایکسان آنیزوتروپ می گویند تغییرات ابعادی که در اثر رطوبت ایجاد می شود صرفا بستگی به آب آغشتگی دارد و آب آزاد در این زمینه هیچ نقشی ندارد همانطور که می دانیم دیواره سلولی از رشته های سلولزیفیبریل تشکیل شده است که با نظم خاصی قرار گرفته اند مجموعه زنجیره های سلوازی هستند که به مجموع آنها تار گروه می گویند جذب آب درچوب در این رشته های سلولزی و در محل های مخصوص به نام آمورف که در آنها رادیکالهای یا سایت های هیدروکسیدی قرار دارند صورت می گیرد نفوذ
آب در این قسمتها باعث می شود که حجم دیواره سلولی در آن قسمتها افزایش یابد و دیواره ها از هم فاصله بگیرند و نهایتا با جذب مولکولهای آب چوب متورم می شود و می گوییم واکشیده شده است عکس حالت واکشیدگی همکشیدگی است که هنگام از دست دادن آب در چوب اتفاق می افتد با تغییر رطوبت تعادل یکی از دو پدیده فوق در چوب مشاهده می شود با تغییر رطوبت تعادل چوب که متاثر از رطوبت نسبی است تغییر ابعاد بوجود می آید ضریب مخصوصی را که به نام ضریب همکشیدگی می نامند برای گونه های مختلف در نظر می گیرند این ضریب نشان دهنده مقدار همکشیدگی چوب به ازای تغییرات 1 درصد رطوبت است
تغییر شکل چوب :
پدیده همکشیدگی هرسونایکسان است به همین دلیل چنان چه چوب تازه هنگام اره کشی مقطع مربعی شکل داشته باشد برای اثر از دست دادن رطوبت به صورت لوضی در خواهد آمد
طبقه بندی چوبها:
از آنجایی که همکشیدگی چوب بابسیاری از خواص آن نظیر وزن مخصوص چوب بافت چوب و راست تار بودن همبستگی دارد میتوان کیفیت چوب را بر اثر مصارف با محاسبه همکشیدگی بدست آورد.
در تهیه محصولات لایه لایه کمک زیادی در صنایع تبدیلی مانند فیبر تخته خرده چوب و روکش خواهد بود
.
تفاوت همکشیدگی و واکشیدگی با پدیده انقباض و انبساط
بیشتر تغییر ابعاد چوب وابسته به تغییر رطوبت است به حرارت. تغییر درجه حرارت بر خواص هوای محیطی که چوب در آن قرار گرفته است اثر می گذارد و از این رو باعث تغییر رطوبت چوب گشته و تغییر ابعاد چوب را سبب می شود پدیده همکشیدگی و واکشیدگی در تمام جهات چوب یکسان نیست و در جهت عمود محوری تقریبا قابل گردش است .
اشکال مختلف همکشیدگی :
اگر چوبی مرطوب را در هوای خشک قرار دهیم پس از مدتی آب از دست داده و ابعادش کوچک می شود به طور کلی در روی این قطعه چوب می توان در سه جهت تغییر ابعاد چوب را مشاهده کرد از این نظر سه نوع همکشیدگی در چوب وجود دارد همکشیدگی محوری یا A همکشیدگی مماسی یا T همکشیدگی شعاعی یا R دو نوع همکشیدگی شعاعی و مماسی همکشیدگی عرضی نیز خوانده می شوند.
همکشیدگی محوری یا طولی مقدارش بسیار ناچیز و قابل اغماض است همکشیدگی مماسی از همه بیشتر و تقریبا دو برابر همکشیدگی شعاعی می رسد .
گاهی اوغات نظیر چوب نمدار و مقدار جهت های شعاعی و مماسی با هم برابر می شوند مقادیر به همکشیدگی خطی موسومند و مجموع آنها همکشیدگی حجمی یا همکشیدگی کلی نامیده می شوند و علل نامساوی بودن همکشیدگی در جهات مختلف بسیار زیاد است و به طور کلی بستگی به طرز قرار گرفتن اجزای چوبی و ساختمان مخصوص دیواره های سلولی دارد در نمودار زیر درصد تغییرات همکشیدگی با افزایش درصد رطوبت نشان داده شده است
همکشیدگی و واکشیدگی چوب که نسبت تغییر حجم و شکل این ماده می شود حاصل اثر نیروهایی است که بر اثر تغییر رطوبت در چوب بوجود می آید
روشهای اندازه گیری همکشیدگی :.
براثر اندازه گیری همکشیدگی از نمونه هایی به ابعاد 2 2 2 استفاده می کنند این نمونه ها باید طوری تهیه شود
که چهار سطح جانبی کاملا موازی با جهت الیاف چوبی بوده ودو سطح آن کاملا در جهت مماسی و دو سطح دیگر کاملا در جهت شعاعی باشد
اندازه گیری همکشیدگی حجمی یا کلی :.
در این حالت تغییر ابعاد نمونه را از حالت کاملا مرطوب تا حالت کاملا خشک اندازه گیری می کنیم و آن
را نسبت به حجم خشک سنجیده و به درصد نمایش می دهیم عدد به دست آمده واکشیدگی کلی را به ما نشان میدهد.
چون در همکشیدگی چوب اولیه چوبی بوده که حداکثر رطوبت و حجم را دارد مخرج کسر را در آن حجم اولیه تقسیم می کنیم اگر تغییرات حجم بین 0-30% رطوبتن باشد یعنی از 30 به 0 برسد و بر عکس در آن موقع واکشیدگی و همکشیدگی حجمی خواهد بود که این اندازه ها همکشیدگی و واکشیدگی کلی را از جزئی متمایز می کند.
اندازه گیری همکشیدگی خطی
در اندازه گیری همکشیدگی خطی یعنی در جهات شعاعی مماسی محوری بر روی چوب نقاطی را مشخص کرده و در رطوبت ابعاد بین آنها در هر یک از جهات آن نمونه با کولیس ورنیه های دقیق اندازه گذاری می کنیم سپس رطوبت آن را به حد نقطه اشباع یعنی تغییر داده و دوباره نقاط اندازه گیری شده را اندازه گذاری می کنیم و به کمک فرمولهای زیر همکشیدگی های شعاعی محوری و مماسی را اندازه گیری می کنیم.
بعلاوه با روش مذکور می توان همکشیدگی و واکشیدگی را در مقادیر مختلف رطوبتی بدست آورد مقدار همکشیدگی محوری یا طولی بندرت از 1% تجاوز
می کند مگر در چوبهای واکنشی (کششی و فشاری) در حالی که همکشیدگی شعاعی در حدود 9% و همکشیدگی ممکن است تا 15% برسد.
در واقع همکشیدگی شعاعی و همکشیدگی مماسی همکشیدگی کلی را نشان می دهد.
علت اختلاف همکشیدگی مماسی با همکشیدگی شعاعی:
اشعه های چوبی:اشعه های چوبی که به صورت عمود بر محور طولی سلول قرار گرفته اند یعنی به صورت عرضی می باشد و به دلیل آنکه در جهت شعاعی این اشعه ها بیشتر هستند , باعث کنترل و مهار همکشیدگی و واکشیدگی
در جهت شعاعی می شوند .
وجود پو نکتاسیونها :در مجموع وجود این روزنه ها در سطوح شعاعی بیشتر از سطح مماسی بوده و به دلیل وجود این روزنه ها در این سطح ماده سلولی
کمتر و خلل و فرج آن در این سمت بیشتر و در نتیجه همکشیدگی و واکشیدگی چوب در جهت شعاعی کمتر است.
در بعضی از چوبها دیواره سلول در وجه مماسی ضخیمتر است که همین باعث می شود همکشیدگی و واکشیدگی بیشتری داشته باشد
وضعیت دوایر رویش سالیانه به دلیل این که در چوبهای بهاره خلل و فرج بیشترو ماده چوبی در آن کمتر است مقدار همکشیدگی و واکشیدگی چوب بهاره بیشتر از چوب پائیزه است و در جهت شعاعی که دوایر سالیانه به طور منظم بریده شده است مقدار همکشیدگی و واکشیدگی میانگین است در حالی که برش مماسی چوب بهاره و پائیزه تعیین کننده همکشیدگی و واکشیدگی در چوب می باشد
در شکل زیر سطح بالایی تخته مورد نظر مماسی و سطح زیرین آن شعاعی و در نتیجه فشاری که در سطح بالایی تخته ایجاد می شود بیشتر از فشار سطح پائین می باشد لذا در هنگام خشک شدن معایب فوق در آن دیده می شود .
ضریب همکشیدگی یا واکشیدگی چوب :
همکشیدگی و واکشیدگی چوب به ازای 1% تغییر رطوبت را ضریب همکشیدگی و واکشیدگی چوب می گویند و آن را با (لاندا) نمایش می دهند در عمل مقدار همکشیدگی و واکشیدگی زیاد می شود .اگر مقدار F.S.P را در اختیار نداشته باشیم مقدار آن را 30% فرض می کنیم و در حالی که همکشیده شدن و واکشیده شدن بین 0-30 نباشد به عبارتی تغییرات درصد رطوبتی آن دامنه محدودیتی داشته باشد تغییرات ابعاد جزئی خواهیم داشت برای مثال برای همکشیدگی چوبی که تا حد خشک شده است را حساب کنیم .
تغییر همکشیدگی و واکشیدگی در چوبهای واکنشی فشاری در
سوزنی برگان و کششی در پهن برگان
:در چوبهای واکنشی تغییرات همکشیدگی و واکشیدگی محوری
نسبت به چوبهای نرمال قابل ملاحظه نیست و از آنجایی که این نوع همکشیدگی در تغییر شکل طولی مهم می باشد به ذکر عوامل و حالاتی که باعث این نوع همکشیدگی می شود می پردازیم
چوبهای فشاری :
در این نوع چوبها که در سوزنی برگان تشکیل می شوند و عموما به چوبهای رنگ قرمز معروفند جهت میکرو فیبریلها و دیواره سلولها مورب و زاویه دار است واز این جهت همکشیدگی و واکشیدگی محوری در آنها افزایش می یابد
چوبهای کششی :.
این پدیده که مختص پهن برگان به خصوصدر صنوبر بسیار محسوس و گاهی بیشتر از چوبهای فشاری به چشم می آید و تا 5/1-2% به هم می رسد علاوه بر موضوع فوق در بعضی از موارد در سوزنی برگان با دوایر پهن که نتیجه چوب بهاره در آنها افزایش یافته هنگام خشک شدن خمیدگی در آنها ایجاد می شود و آزمایشات انجام شده بر روی این گونه ها نشان می دهد که این چوبها دارای همکشیدگی محوری شدید می باشد
روشهای پیشگیری از همکشیدگی و واکشیدگی در چوبها.
:به طور کلی برای جلوگیری از همکشیدگی و واکشیدگی چوبها می توان روشهای مختلف و مناسبی را بکار برد که عبارتند از:
انتخاب گونه های مناسب برای مصارف مخصوص به آن مثلا در سازه های مکانیکی ویا مدل سازی چوبها که این گونه ها همکشیدگی و واکشیدگی کمتری داشته باشند نظیر گردو و توسکا.
عایق کردن چوب در برابر تغییر رطوبت محیط به وسیله رنگهای روغنی و پارافین ها .
آغشته کردن چوب با مواد صمغی روغنی انواع چسبها که روش پر هزینه ای است (پلی اتیلن گیلکل)
انتخاب قطعات بریده شده در جهات مناسب و منظور استفاده از تخته های شعاعی به جای تخته های مماسی .
استفاده از فراورده های چوبی مرکب با چسبهای مقاوم به رطوبت به جای چوبهای ماسیو مانند تخته لایه , فیبر .
استفاده از گونه هایی که همکشیدگی کمی دارند در این راستا گونه های سبک همکشیدگی کمتری رانسبتر به گونه های سنگین نشان می دهند .
استفاده از چوبهایی که رطوبت آنها بارطوبت مناسب در شرایط محل مورد مصرف یکسان باشد یعنی چوبها را با رطوبتی که در محل استفاده وجود دارد خشک کنیم.
تغییر ابعاد تخته در حین تغییر شکل :
تعیین مقدار ضریب همکشیدگی در این شرایط از رابطه زیر بدست می آید .
طول اولیه- طول ثانویه = تغییر طول
رطوبت نهایی-رطوبت اولیه = تغییر رطوبت
هدایت الکتریکی چوب :
به علت وجود ماده چوبی بیشتر در جهات مماسی و ارتباط آن با آب و قرار گرفتن ماده چوبی زیادتر در این بخش به مقدار زیادی به مقاومت الکتریسیته افزوده می شود .
در این ارتباط باید گفت که هدایت الکتریکی چوب کاملا خشک به مقدار قابل توجهی پائین می باشد ولی مقدار آن با افزایش رطوبت چوب زیاد شده و جریان برق را بهتر هدایت می کند مطابق نمودار در واقع می توان گفت با افزایش درصد رطوبت چوب مقدار مقاومت الکتریکی کاسته شده و هدایت الکتریکی آن افزایش یافته و در حدود رطوبت اشباع فیبر به مقدار آب نزدیک می شود . مقدار هدایت الکتریکی چوب به طور کلی از رابطه زیر بدست می آید و تحت عنوان ضریب هدایت الکتریکی چوب رنامیده می شود.
در واقع می توان گفت ضریب هدایت الکتریکی عکس ضریب هدایت مقاومت بوده تغییرات آن هم جهت با رطوبت چوب می باشد و ارتباط با میزان هدایت الکتریکی چوب می توان گفت با توجه به پدیده هر سو نایکسانی چوب مقدار این ضریب در در جهات مختلف متغیر می باشد به طوری که می توان گفت مقدار هدایت الکتریکی چوب در جهت موازی الیاف 2 برابر جهت عمود الیاف است و عکس این حالت در مورد مقاومت الکتریکی چوب صادق می باشد .
علاوه بر رطوبت چوب حرارت نیز بر روی مقدار مقاومت الکتریکی و هدایت الکتریکی موثر باشد به طوری که با افزایش درجه حرارت بر مبنای 20 درجه سانتی گراد باعث کاهش مقاومت الکتریکی چوب می گردد اثر جرم مخصوص بر روی مقاومت الکتریکی چوب بسیار ناچیز بوده ولی ساختمان شیمیایی چوب بر روی این فاکتور چوب موثر می باشد از این جهت می توان به مواد استخراجی چوب اشاره کرد.
ضریب نگهداری الکتریکی چوب عبارت است از نسبت ظرفیت نگهداری الکتریکی چوب به ظرفیت نگهداری خلا یا هوا (تقریبا برابر با یک) که به نام ضریب القای مخصوص چوب نامیده می شود .این ضریب رطوبت چوب ساختمان چوب و در جهات مختلف این ماده متفاوت است , باتوجه به این تعریف مهمترین عایق ها کمترین وزن مخصوص چوب دارد از اینم نظر قابلیت عملی این نوع رطوبت سنج ها کمتر از رطوبت سنج های بر مبنای مقاومت الکتریکی می باشد و به طور کلی از این تحت می توان نتیجه گرفت که این ماده می تواند به عنوان عایق جریان الکتریسیته در دستهد ابزار آلات مورد استفاده قرار گیرد به شرطی که رطوبت آن زیاد نباشد . نکته قابل توجه این که با توجه به خواص الکتریکی چوب و گرم شدن آن از قسمت های وقتی در محفظه های در مسیر جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بسیار بالا که معمولا 50- 100 یا 2- 5 میلیارد هرتس می باشد باعث بوجود آمدن روشهای جدید چوب خشک کنی و چسب زدن چوب به کمک جریان متناوب برق شده اند .
امواج متناوب الکتریکی انتقال حرارت به روش مکانیکی
خواص حرارتی چوب در بین خواص فیزیکی خواص حرارتی آن یعنی واکنش این ماده در مقابل اثر حرارت یا گرما از اهمیت قابل توجهی بر خوردار است در این خصوص دو خاصیت عمده حرارتی چوب مورد توجه می باشد هدایت حرارتی چوب انبساط حرارتی چوب
هدایت حرارتی چوب :.
مقدار گرمایی که در مدت یک ساعت از قطعه چوبی به سطح مقطع یک متر مربع و به طول یک متر در بین دو سطح آن جابه جا می شود در صورتی که اختلافات گرمایی دو سطح به یک درجه سانتی گراد برسد مقدار این ضریب از رابطه زیر بدست می آید .
Le = گرمای جابه جا شده در زمان T برحسب کالری یا کیلو کالری D = فاصله بین دو سطح (cm-m) , T = زمان بر حسب ثانیه A = سطح عمود بر جریان حرارت بر حسب اختلاف درجه حرارت در بین دو سطح بر حسب واحد K ضریب هدایت حرارتی بر حسب
ضریب هدایت حرارتی همچون دیگر خصوصیات چوب مقدارش در جهات مختلف متفاوت می باشد و مقدار متوسط آن در جهتهای مختلف در درجه حرارت
باتوجه به مثالهای بالا می شود که ضریب هدایت حرارتی چوب بسیار ناچیز بوده می توان از این ماده به عنوان عایق حرارتی خوبی استفاده کرد به شرطی رطوبت آن کم باشد به دلیل پائین بودن ضریب هدایت حرارتی در چوب کار خشک کردن این ماده همواره با مشکل مواجه است به همین دلیل جهت خشک کردن در کوره ها با پخش سریع آب هدایت گرما را به مغز چوب و خروج رطوبت را نیز افزایش می دهیم و یا می توان از روش جریان متناوب جهت خشک کردن چوب اتفاده نموده به علاوه ضریب هدایت حرارتی چوب باعث افزایش سرعت آتش گیری چوب می شود چون در چنین حالتی حرارت پخش نشده و از قدرت گرما کاسته نمی شود . ضریب هدایت حرارتی چوب با افزایش جرم مخصوص و قبل از آن با افزایش درصد رطوبت مقدارش افزایش می یابد بدین دلیل هر چه چوب سبکتر و رطوبت آن کمتر باشد عایق بهتری در مقابل حرارت خواهد بود به طور کلی رابطه زیر بین ضریب حرارتی چوب و جرم مخصوص آن وجود دارد و این رابطه بر اثر رطوبت 12 درصد و درجه حرارت متعادل صادق می باشد.
با افزایش جرم مخصوص شدت ضریب هدایت حرارتی با افزایش رطوبت با شدت بیشتری صورت می گیرد در خلل و فرج در چوبهای با جرم ویزه بالا کمتر بوده وبا توجه به این که این ماده یک عایق خوبی در مقابل حرارت می باشد در کارهای ساختمانی مثل سقف ها, کفپوش ها , صفحات دیواره ها و اخیرا در خانه های پیش ساخته به خصوص در ساختمان کامیونهای سرد خانه دارد نیز برای مصارف بسته بندی مورد مصرف پیدا کرده است این خاصیت باعث گردیده که حتی از این ماده در قسمتهای خارج از ساختمان و در حرارتهای پائین مورد استفاده قرار می گیرد
انبساط حرارتی چوب
افزایش واحد طول جسمی به طول یک متر را که در اثر گرم شدن ایجاد می شود به طوری که حرارت آن یک درجه سانتی گراد افزایش یابد که معمولا با حرف a نشان داده می شود و تحت عنوان ظریب انبساط حرارتی خطی می باشد در این خصوص تغییر ابعاد در اثر حرارت در مقایسه با کاهش رطوبت بسیار ناچیز است ولی با وجود این چوب مانند سایر مواد با افزایش حرارت ابعاد و حجم آن زیاد می شود لذا با تنوجه به این که چوب در اثر حرارت رطوبت خود را از دست می دهد در نتیجه باعث همکشیدگی آن خواهد شد که این خاصیت انبساطی حرارتی عیوب را که مقدارش بسیار ناچیز است تحتد تاثیر قرار
می دهد به عباتی می توان گفت انبساط حرارتی چوب در دمای پائین تر از صفر اتفاق می افتد پدیده هر سو نایکسانی همچون دیگر خصوصیت چوب در این رابطه نیز مشاهده می شود به طوری که مقدار ضریب انبساط حرارتی خطی در جهت مختلف متفاوت می باشد و مقدار آن از رابطه زیر بدست می آید.
L0 =طول جسم قبل از افزایش حرارت
L = طوا جسم بعد از افزایش حرارت
= ضریب خطی
T2 = درجه حرارت بعد از افزایش آن
T = درجه حرارت قبل از افزایش حرارت
با توجه به این رابطه و پدیده هر سونایکسانی مقدار ضریب انبساط حرارتی خطی چوب در جهات مختلف و برای چوبها به طور متوسط برابر مقادیر زیر می باشد.
آنچه در این ارتباط می توان ذکر کرد مقدار ضریب انبساط حرارتی در جهت مماسی و شعاعی با افزایش جرم مخصوص به طور نسبی افزایش می یابد ولی در جهت طولی چنین رابطه ای مشاهده نمی شود بعلاوه شکاف یخ زدگی در تنه درختان در مناطق سرد همان گونه که گفته شد مربوط به عدم ضریب هدایت حرارتی چوب می باشد ضریب انبساط چوب با ازدیاد رطوبت سریعا افزایش می یابد
گرمای ویزه چوب :.
به طور کلی گرمای ویزه چوب مقدار گرمای است که یک کیلو گرم از یک جسم لازم دارد تا حرارتش یک درجه سانتی گراد افزایش یابد این مقدار را ضریب گرمای ویزه نامند و مقدار آن از رابطه زیر بدست می آید .
Le = مقدار گرما با واحد کیلو کالری
M = جرم جسم T1 وT2 درجه های نهایی اولیه و ثانویه (C)
گرمای ویزه چوب زیاد بوده و در عمل برای این که گرمای یک کیلو گرم چوب به مقدار 1C افزایش یابد به مقدار زیادی انرزی حرارتی نیاز می باشد این پدیده وقتی در مقابل خاصیت هدایت حرارتی چوب قرار گیرد جالب مکملی را بوجود می آورد و باعث می شود سطح چوب بر خلاف فلزات در مقابل خورشید سوزانیده شده و در محیطهای بسیار سرد یخ نزده به منظور گرمای ویزه چوب با سایر مواد مثال های زیر ذکر می شود .
گرمای ویزه چوب با تغییر مقدار رطوبت آن و مقدار حرارت چوب تغییر می کند بنابراین می توان گفت که کلیه چوبها در حرارت و رطوبت معین دارای گرمای ویزه می باشند و مقدار آن برای کلیه چوبها برابر و در رطوبت 12 و حرارت
20% گرمای ویزه چوب برابر است با :
بر اثر آزمایشات انجام شده اگر چوب خشک در (0%) رطوبت را منظور کنیم بین حرارت محیط و گرمای ویزه آن چوب را بطه زیر برقرار است .
قابلیت سوخت و قدرت گرمازایی چوب :یکی دیگر از خواص حرارتی چوب چگونگی واکنش این ماده دئر برابر حرارتهای بالای e 100 می باشد چنانچه چوب در بالا تر از این نقطه قرار گیرد تجزیه و تخریب آن آغاز می شود که به این عمل پیرولیز می گویند با توجه به مواد تشکیل دهنده چوب مقدار رطوبت این ماده ابعاد چوب و نبز مقدار اکسیزن موجود و نحوه انتقال حرارت و آتش گیری آن شروع می شود وبدیهی است در چنین شرایطی خواص مکانیکی چوب و مقاومت آن کم و بیش به حداقل مقدار خود خواهد رسید در محدوده حرارتی 100-105Cیجا رطوبت یا آب آغشتگی خود را از دست می دهد و همکشیده خواهد شد تجزیه چوب از حرارت160C شروع شده و تغییر رنگ این ماده نیز در این حرارت صورت می گیرد گازهایی مانند CO و CO2متساعد شده و به همراه بخار آب مقداری اسید استیک , الکل اتیلپک و قطران وجود دارد که چنان چه در پایان این مرحله مقدار کافی اکسیزن وجود داشته باشد و شعله خارجی در اختیار باشد گازهای متساعد شده از چوب در حرارت 230C شروع به سوختن می کند کهد به آن نقطه شعله ورزی گویند از این مرحله به بعد در حرارت معادل 260 چوب خود به خود و بدون شعله خارجی جهت انتقال حرارت به سوختن خود ادامه می دهد که به آن نقطه سوختن یا آستانه آتش گیری می گویند از این مرحله به بعد خود چوب حرارت ایجاد کرده و مقدار تصعید گازهای COوCO2 کاهش یافته و گازهای اسیدی ,الکل ها , قطران در حرارتی معادل 400e بدون شعله
وحرارت خارجی آتش می گیرد که بهد آن نقطه اشتعال می گویند این عمل همچنان
ادامه یافته تا این که قسمتهای عمیق چوب نیز تجزیه شود و چنان چه چوب خشک باشد حرارتش 1800C و در صورتی که چوب رطوبتی معادل 25 % داشته باشد مقدار حرارتش به 1300C می رسددر اثر دست یافتن به قدرت گرمازایی چوب باید مقدار گرمایی که 1Kg چوب خشک از خود تولید می کند مورد توجه قرار گیرد در عمل این مقدار بر حسب گونه های مختلف متفاوت است به طوری که چوبهای سبک و پهن برگان انرزی حرارتی کمتری نسبت به سوزنی برگان تولید می کند مقادیر زیر برای چوبهای مختلف و دیگر مواد قابل ذکر است
خواص صوتی چوب.
:خواص صوتی چوب یعنی واکنش آن در مقابل امواج صوتی که از نقطه نظر هخای بسیار قابل توجه می باشد به طوری که چوب می تواند در مقابل امواج صوتی به دو صورت عمل نماید صوت را انتشار داده و آن را تقویت نماید که این خاصیت چوب را طنین گویند مثل سازه ها صوت را جذب کرده و باعث تحلیل آن شود که از این خاصیت در محل هایی که به هدف عایق کردن محیط باشد استفاده می گردد . این دو نوع واکنش چوب در مقابل امواج صوتی که در نتیجه ساختمان ماکروسکوپی و میکروسکوپی ساختار این ماده می باشد باعث شده که بین این ماده ودیگر مواد , جامد , مایع وگاز شکل تفاوت آشکاری رعایت شود .انتشار وانتقال صوت در چوب به طور کلی صوت عبارتش از امواج حاصل از ارتعاشات مکانیکی یک محیط قابل ارتعاش در حد و شنوائی انسان در محدوده HZ 20000 -16 لذا چوب چون یک محیط قابل ارتجاع می باشد قادر است صوت تولید کند موهدی که ساختمان آن همگن وهر سو نایکسان باشد امواج صوتی را به صورت نامنظم ویکنواخت و در هم جهات منتشر می کند ولی در چوب که یک ماده ناهمگن و هر سو نایکسان می باشد انتشار صوت به نحوی دیگر است به طوری کلی سرعتی که با آن امواج صوتی در داخل چوب منتشر می شوند اصطلاحا سرعت انتشار صوت نامیده و با حرف C نمایش داده می شود و طبق رابطه زیر قابل محاسبه می باشد.
سرعت انتشار صوت (m/s) E مدول الاستیسیته
Ru = جرم مخصوص چوب و سرعت انتشار صوت بسته به نوع چوب , فرم چوب , جرم مخصوص, جهت الیاف (طولی , عرضی) مقدار رطوبت چوب و نیز حرارت آن ودر نهایت با فرکانس یا امواج صوتی فرق می کند بهد طوری که در رطوبت 5 -7 % مقدار سرعت انتشار صوت در چوب و در جهت موازی با الیاف بین 3200 – 5200 (m/s ) می باشد که با افزایش مقدار رطوبت چوب سرعت انتشار صوت کاسته می شود و هر قدر تارها وئ الیاف چوب موازی یکدیگر باشند (راست تار) و نیز چوب فاقد گره باشد محیط مناسبی برای انتشار صوتد خواهد بود چوبهای مورد استفاده در سازه های موسیقی باید دارای رویش سالیانه یکنواخت و نیز راست تار باشند . چوبهای مناسب ساز سنتور (گردو ) آزاد (سه تاروتار)هماند طور که اشاره شد سرعت انتشار صوت با توجه به پدیده هرسونایکسانی چوب متفاوت بوده ,به طوری که نسبت زیر بین مقدار سرعت انتشار صوت در جهت موازی و عمود وجود دارد (طولی و عرضی)
چنانچه سرعت انتشار چوب با توجه به سرعت صوت در دیگر مواد مثل فلزات مقایسه کنیم مشخص خواهد شد که این مقدار در چوب با توجه به پائین بودن مقدار جرم مخصوص آن در مقایسه با فلزات عدد قابل ملاحظه ای خواهد بود به عنوان مثال در مورد سوزنی برگان و پهن برگان در جهت موازی با الیاف در مقایسه با سایر مواد به صورت زیر می باشد .
راش زبان گنجشک گردو نراد آهن شیشه چوب پنبه
34/2 3900 4400 2256 5000 6000 5343
خاصیت جذب صوت وکاهش صدا در چوب
:در این رابطه می بایست به این نکته اشاره نمود که هر گاه امواج صوتی به مانعی برخورد نماید قسمتی از آن جذب مانع می شود و بعقیه در فضا منعکس می زشود که برای سنجش مقدار انرزی جذب شده امواج جذب شده به مقدار اولیه آنهامحاسبه و نسبت به واحد که عبارت است از ضریب جذب انرزی صوتی توسط یک پنجره کاملا باز به سطح 1m
1 = پنجره باز 3 0/0 = آجر 3 0/0 = شیشه خا لص 6/0 = چوب پرداخت نشده
3 0/0 = چوب پرداخت شده
با توجه به جدول فوق مشاهده می شود که جذب انرزی صوتی از یک طرف به میزان ثواتر امواج تولید شده و از طرف دیگر به جنس آن بستگی دارد . چوبهای سبک که دارای خلل و فرج زیادی می باشند امواج صوتی را زیاد بهتر جذب می کنند از این جهت هرچه سطح چوب ناهمگن تر و مرطوبتر باشد قدرت جذب صوت توسط آن بیشتر خواهد بود به همین جهت چ.بهایی که از یک طرف بهتخته یا یا روکش پوشیده شده نمام امواج صوتی را منعکس می کند و از طرف دیگر ضخامت مانع , نقش عمده ای در کاهش صوت و عایق کردن محیط بازی می کند.
مکانیک چوب:
شرایط کلی تعیین کیفیت مکانیکی :همگن بودن چوب بسیار مهم است و نباید در آزمایش مکانیکی از چوبهایی استفاده شود که ناهمگنی زیادی دارند , مثلا حالت برون مرکزی دوایر بریده چوبهای واکنشی و... تاثیر منفی بر روی تعیین کیفیت مکانیکی دارند و همچنین به مقدار رطوبت که اغلب خواص مکانیکی با افزایش رطوبت کاهش می یابد و فقط آزمایش ضربه با افزایش رطوبت مقداری بیشتر می شود . به همین دلیل رطوبت استاندارد 12% در آزمایشات استفاده می شود . نوع چوب و محل رویش و پهنی دایره سالیانه و وزن مخصوص و دستورالعملها یا استانداردها و شرایط نمونه گیری یا برداری و شرایط لحظه آزمایش از بهترین پارامترها و تعیین کیفیت مکانیکی است . در دستورالعملهای استاندارد یا مختلف شرایط آزمایش قدری تفاوت دارد که می توان از معروفترین استانداردها استاندارد بین المللی ISO , استاندارد DIN آلمان وAFNOR فرانسه از معروفترین استانداردهاذ هستند . ولی مهمترین استانداردها بر روی چوب آلات و محصولات چوبی استاندارد آمریکایی ASIM است که حتی تمامی مواد مرکبی چوب در این استاندارد وجود دارد ولی استانداردهای خمیر کاغذ و کاغذ TAPPI
است شرایط لحظه ای آزمایش در تعیین کیفیت مکانیکی موثر است و میزان افزایش سرعت نیروهای موثر که برای آزمایش مکانیکی لازم است در حد استاندارد می باشد .
سختی چوب و عوامل موثر بر آن : در بسیاری از آزمایشات مکانیکی میزان وزن مخصوص , رطوبت و جهت الیاف موثر است و به طور کلی آزمایشات سختی چوب مقاومتد چوب در برابر نفوذ یک جسم در چوب است و بر اساس استاندارد نیم کره ای به شعاع 5/6 mm برسطح 1Cm فشار ئارد کرده و نیروی این نیم کره در برشهای عرضی , شعاعی ,مماسی سختی چوب گویند و معمولا ابعاد چوب 5.5.15Cm است و پهن برگان از نظر سختی به 5 دسته تقسیم می شوند و سوزنی برگان به سه دسته .
درجه سختی سوزنی برگان 1 تا9 بوده و درجه سختی پهن برگان 2/0 تا20 است و علت این حالت گوناگونی بسیار بیشتر پهن برگان از نظر سختی است و چوبهایی که درجهسختی آزمایش آنها بین 3 تا 6 است برای نجاری مناسب هستند و درجه 6 تا 9 برای تراورس و درجه 9 تا 12 برای پارکت سازی بهتر است با افزایش جرم ویزه سختی بیشتر می شود و با افزایش رطوبت سختی کم می شود ولی بعد از نقطه FSP سختی ثابت است و سختی چوب از مقطع عرضی بیش از مقاطع شعاعی و مماسی است
مقاومت چوب در مقابل فشار.
:چوب در اثر اعمال فشار تحت قوانین مقاومت مصالح در محدوده قانون با افزایش نیروی کشش و فشار دچار افزایش یا کاهش طول می شود و به این ترتیب در اثر اعمال نیروی بیشتر دچار تغییر شکلهای دیگری می شود و در نهایت شکست در آنها ایجاد می شود .به علت خاصیت آنیزوتروپیکیمقاومتها در جهت الیاف یا عمود بر آن متفاوت است .آزمایش فشار به دو نوع موازی و عمود بر الیاف در آزمایش کششی نیز موازی و عمود بر الیاف تقسیم می شود ودر اثر اعمال نیروی زیاد از ضعیف ترین نقطه مثل یک سوراخ با ترک و ... شکست آغاز می شود و چوب شکسته می شود وزن مخصوص و رطوبت به همان صورت مشابه سختی در این آزمایشات مکانیکی تاثیر می گذارد . افزایش دما مقداری مقاومتهای چوب را کم می کند و همچنین
دوایر سالیانه و پهنی آنها به علت تاثیر گذاری تخلخل ووزن مخصوص مقاومتهای چوب را تغییر می دهد که در سوزنی برگان با پهن شدن دایره سالیانه وزن مخصوص کم و به همین ترتیب مقاومت کم می شود و در پهن برگان بخش روزنه ای و بالعکس آزمایش فشار عمود بر الیاف حالتهای خاصی دارد چون اگر نیرو به سطح مماسی یا شعاعی وارد شود همچنان آزمایش فشار عمود بر الیاف است ولی اگر دقت شود اگر نیرو به سطح شعاعی وارد شود یعنی نیرو در جهت محور مماسی است و زاویه بین نیرو و دوایر سالیانه صفر درجه است و در این حالت چوبهای سوزنی برگ مثل نراد مقاومت فشار عمود برالیاف بیشتری دارند در حالی که در پهن برگان حالت اعمال نیرو در جهت شعاعی بیشترین مقدار است و اگر زاویه بین نیرو و دوایر 45 درجه شود همه چوبها کمترین مقاومت را از خود نشان می دهند
روابط تنش کرنش و مدول الاستیسیته:.
تمامی مواد در دنیا خاصیت تغییر شکل در اثر اعمال نیرو دارند ولی براساس ساده شدن محاسبات در استاتیک اجسام صلب فرض می شود . یعنی با اعمال نیرو و تغییر شکلی در آنها ایجاد نمی شود ولی در واقعیت هیچ ماده ای در جهان صلب نیست و با اعمال نیرو اجسام تغییر شکل می دهند برخی از تغییر شکل قابل برگشت و الاستیک است است که محدوده اصلی علم مقاومت مصالح در اینجا است و با اعمال نیروی بیشتر جسم به محدو ده پلاستیک رفته و بر اثر اعمال نیرو ئ تغییر شکل دائمی در آن ایجاد می شود و در اثر نیروی بیشتر شکست در آن رخ می دهد تنش نسبت نیرو به سطح مقطع و کرنش تغییر طول نسبی یا تغییر طول به طول اولیه است و مدول الاستیسیته نسبت تنش به کرنش است و در مکانیک چوب و سازه های چوبی
مدول الاستیسیته را با MOE نشان می دهند و مدول گسیختگی در لحضه شکست MOR است
مثلا چوب نراد مدول الاستیسیته آن 000/100 و مقدار این مدول الاستیسیته تا
000/1400 می شود . در حالی که برای پهن برگان کسب این مقدار 000/90 تا 000/120 است و برای پهن برگان سنگین و نیمه سنگین این مقدار 000/130 تا 000/180 است.
مقاومت چوب در مقابل خمش ناگهانی یا ضربه :برای مقاومت به ضربه چوب از دستگاهها و روشهای خاصی استفاده می شود . مثلال روش سقوط آزاد و روش آونگی از معروفترین که در اثر اعمال ضربه ناگهانی شکستی در چوب ایجاد شود که تعیین کننده مقاومت به ضربه چوب است . در روش سقوط آزاد وزنه یا چکش دستگاه با سقوط آزاد به چوب ضربه می زند در حالی که در روش آونگی چکش مشابه یا ندول رها شده و ضربه ای به چوب وارد می کند که این روش بسیار رایج تر از روشهای دیگر است البته بدون قرار دادن نمونه چوب در دستگاه چکش یا ندولی را رها می کند و زاویه صعود تعین می شود و سپس نمونه در گیره محکم بسته می شود و مجددا همین عمل تکرار می شود که در اثر شکست زاویه صعود کمتر خواهد شد و براین اساس می توان مقاومت به ضربه چوب را تعیین کرد . البته در این روش بهتر است چند بار آزمایش تکرار شود و میانگین نتایج بدست آمده استفاده شود همچنین دقت بر برش نمونه و دقیق بریدن ابعاد آن مهم است . البته در صورت نیاز می توان از رابطه ای استفاده کرد و جواب را برحسب استاندارد بدست آورد .
نمونه استاندارد این آزمایش CM 2.2.28 است .
عوامل موثر در ضربه :کج تاری شیب الیلف یکی از عوامل مهم بوده که با افزایش زاویه انحراف الیاف مقاومت به ضربه چوب کم می شود و ضربه باید در جهت شعاعی و بر سطح مماسی چوب وارد شود و به همین ترتیب جرم ویزه تهثیر مثبتی برمقاومت به ضربه دارد و رطوبت تا نقطه اشباع الیاف باعث کاهش مقاومت به ضربه می شود ولی در مواردی حالت های دیگری دیده می شود .
حرارت پارامتر دیگری است که با افزایش آن مقاومت به ضربه بیشتر می شود و همچنین دوایر سالیانه و ساختمان چوب از نظر تراکم بر مقاومت به ضربه اثر می
گذارد و چوبهای متخلخل تر مقاومت کمتری دارند و به همین دلیل چوبها باخته و پوسیده مقاومت کمتری خواهند داشت
معایب رویش در مکانیک چوب : .
الیاف مورب یا عرضی بر دو نوع قطری یا مارپیچ بوده و برخی از مقاومتهای مکانیکی را کاهش کی دهد و مقدار شیب الیاف بر اساس Tan زاویه الیاف بدست می آید . همچنین الیاف در هم بافته در برخی از گونه ها دیده می شود که به علت افت مقاومت در کاربردهای ساختمانی مناسب نیستندو اکثر مقاومتها و سختی چوب در جهت الیاف در این چوبها کمتر است
گره :.
گره بقایای شاخه متصل به تنه است و گره زنده روشنتر و گره مرده تیره تر بوده و ارتباطی با ساقه اصلی ندارد در نتیجه در اثر همکشیدگی شل شدن و افتادن گره دیده می شود .
گره بافت در هم رفتن الیاف , تغییر کردن محورهای اصلی چوب و تغییر دانسیته و سلولهای موجود در گره و همچنین ناپیوستگی با بافت اطراف خود را ایجاد می کند و معمولا تمامی خواص مکانیکی با وجود گره کم می شود ولی مقاومت فشاری عمود بر الیاف و سختی چوب و برش موازی الیاف با حضور گره معرفی می شود .
چوبهای واکنشی : معمولا چوبهای فشاری دوایر عریض و غیر متوازی دارند و مقطع تراکئید بیضی یا گرد می شود و لیگنین چوب فشاری کمتر و سلولز بیشتر است و به همین دلایل مقاومت و سختی آن کمی با وجود بیشتر بودن وزن مخصوص ضعیف تر است در حالی که در چوبهای کششی لایه میانی مقدار سلولز را بیشتر کرده و مقداغر لیگنین و همی سلولز کمتر از چب عادی است و معمولا چوبهای کششی سنگین تر و با همکشیدگی بیشترند و با خشک شدن مقاومت بیشتری نسبت به چوب عادی دارند و در حالت خوب تقریبا مشابه چوب معمولی را هستند
ترک و گسیختگی :.
انواع ترک و شکاف مقاومتهای چوب را کم می کند و باید عمق ترک یا شکاف را تعیین کرد و ضخامت چوب را در آن مقدار بدون ترک در نظر گرفت معایب دیگری مثل ناپیوستگی مواد شامل, شکست فشاری , حفره رزین شکاف و یخ زدگی و انباشتگی صمغ و رزین و رشد طبیعی گره و دوایر کاذب و آثار حملات حشرات یل قارچها مثل – باختگی – پوسیدگی سوراخ کیفیت مکانیکی را کاهش می دهد.
اندازه گیری خواص مکانیکی و روشهای آزمایش به دو گروه استاندارد و اکتشامی تقسیم می شود و روش استاندارد با رعایت استانداردها معتبر بوده و روش اکتشامی جهت تحقیق و کشف است . معوفترین مراکز استاندارد دنیا
ANS, SDTM TAPP, در آزمایش با اصول تعیین شده باید در چهار چوب استاندارد تحت آزمایش قرار گیرد ولی نمونه برداری باید معرف کل نمونه ها باشد چون شرتیط رویش چوب در جوامع مختلف متفاوت بوده و مقداری تفاوت در بین آنها وجود داشته باشد و باید بر حسب نیاز با در نظر گرفتن اصول آماری نمونه هایی برداشته ودر مورد نظر تحت اندازه گیری و آزمایش قرار بگیرد و معمولا میانگین انحراف معیار از اصول اولیه آمار برداری است . چوب بایدکاملا سالم واز نظرات مختلف نمونه عاری از معایب مختلف باشد . نمونه های کوچکی تهیه شده و در دستگاه کوچکی گذاشته شده و مقاومتهای مختلفی بدست می آورد البته می توان از آزمایش در اندازه واقعی یا در اندازه سرویس در دستگاه بسیار بزرگی نیز استفاده کرد ولی اندازه های بزرگ معمولا معایبی داشته و امکان تهیه دستگاههای بزرگ برای مرکزبری وجود ندارد . بنابراین از نمونه های کوچک استفاده می شود و معمولا تعداد نمونه ها تعریف حاصله و انتخاب تصادفی نموده باید انجام گیرد و ابعاد بر آزمایش مکانیک چوب طبق استاندارد SIN , 2.2 اینچ در مقطع 6 تا 30 اینچ بر حسب نوع آزمایش طول دارند معروفترین آزمایشات مکانیک چوب عبارتند از خمش – فشار عمود بر الیاف – فشار موازی – برش موازی – کشش موازی – کشش عمود بر الیاف – سختی – ضربه – مقاومت به ضربه و نگهداری پیچ و میخ بسیار کاربرد داشته و آزمایشات سختی و شکاف خوردگی مقایسه ای هستند و مقطع اکثر نمونه ها استاندارد در جهت
معمولا رطوبت استاندارد 12 % است ولی گاهی در حالت سبز و مرطوب آزمایشات مکانیک چوب انجام می شود و همچنین مواد مرکب چوبی مثل روکش – تخته چند لا و انواع تخته خرده چوب و کاغذ آزمایشات استاندارد مکانیکی دارند
روش اندازه گذاری :نحوه اعمال نیرو و بارگذاری بر روی چوب در آزمایشات مختلف مقاومت بوده و زمان بارگذاری فرق می کند . برای استاندارد شدن آزمایشات و بدست آوردن جوابهای یکسان باید زمان و روش بارگذاری برای هوا آزمایش تعیین می شود و می توان بر اساس شرایط یا اعمال نیرو و تغییر ابعاد کرنش و یا سایر مشخصات مکانیکی را پیشبینی کرد و سرعت پیش روی بار گذاری باید یکسان و ثابت باشد و طبق استاندارد ASTM چوب در اثر زمان بارگذاری SI در حدود 120 % مقاومتهای خود را نشان می دهد یعنی 20 % بیشتر از مقاومت اصلی عرضی چند دقیقه بارگذاری مقاومت واقعی دیده می شود و در اثر 50 سال بارگذاری حدود 60 %مقاومتهای چوب دیده می شود.
آزمایشات فشار موازی با الیاف :
این آزمایش از آزمایشات معروف بوده که باید دقیقا چوب در جهت الیاف برش خورده و در اثر اعمال فشار موازی الیاف کرنش سنج یا کیج تقییر طولی را ثبت کرده و بر مبتای این اساس می توان بسیاری از مقاومتهای مکانیکی چوب را تعیین کرد و مقدار کرنش و تنش و مدول الاستیسیته و تنش نهایی براحتی از طریق آزمایش بدست می آید . ابعاد چوب 2.2.8 اینچ است ولی پیچ نهایی در طول 6 اینچ بسته می شود . دقیقا زوایای چوب 90 درجه و برشهای آن کاملا صحیح و چوب باید بدون عیب ونقص باشد و در دو طرف باید از تکیه گاه نیم کره گردان باید استفاده شود . دقت ابعاد با0/001 اینچ و طول نمونه با 0/05 اینچ اندازه گیری می شود تکیه گاهی مخصوص نیرو را کاملا موازی الیاف اعمال می کنند.
آزمایش فشار عمود بر الیاف :این آزمایش تقریبا مشابه آزمایش قبل است و فیبر عمود برالیاف است و به سطحی به صورت بار گسترده اعمال می شود . ابعاد نمونه 2.2.6 اینچ و مقادیر و مقادیر مختلف تنش و کنش بدست می آید و ایت آزمایش اهمیت کمتری نسبت به آزمایش قبل دارد .
در این آزمایش جهت برش نمونه های چوبی دقت بیشتری نیاز داشته و برای طراحی سازه های چوبی بسیار اهمیت دارد . باید چوب سالم و راست تار باشد و تنش موازی الیاف و سطح نمونه دارای بخش باریک شده یا بحرانی باشد . کشش شکست از آنجا رخ می دهد و باید دارای گیره های مخصوصی باشد که در اثر کشش چوب از گیره جدا شود .ابعاد نمونه 1.1.18 اینچ بوده و وسط نمونه در
اینچ باید باشد و با دقت بسیار زیاد باید نمونه تهیه شده در اثر اعمال کشش و در نتیجه تنش نهایی بدست می آید در حالی که در آزمایش کشش عمود برالیاف نمونه 2.4.2/5 است و در حالت تیره کاملا متفاوت بوده .
آزمایش برش : این آزمایش فقط در جهت موازی الیاف اجرا می شود و در اثر اعمال نیروی مساوی که خط اثر آنها کمی با یکدیگر فاصله دارند انجام می شود و شکل ابعاد آزمایش به صورت زیر بوده و نیروی برش از جهت های شعاعی و مماسی موجب شکست شده و ابعاد مقطع نمونه 2.2 و طول 5/2 است و دستگاه آن از تکیه گاه نیم کره گردان جهت اعمال برش دقیق برش موازی الیاف استفاده می کنند.
آزمایش خمش
:آزمایش خمش بر روی چوب و بسیاری از مواد مرکب چوبی انجام می شود . و چوب بر روی دستگاه قرار گرفته و طول نمونه چوب 2.2.30 است ولی با احتساب تکیه گاه ها 28 و از طول آن محاسبه می شود . دقت برش و تقارن محورهای چوب و سالم بودن چوب بسیار اهمیت داشته و ابزاری که نیرو به وسیله آن برچوب وارد می شود دارای قوس می باشد کیج یا کرنش در بخشی از طول نمونه بسته می شود وبار باید به سطحی از نمونه وارد شود که به مغز و تنه درخت نزدیک تر شود یعنی نحوه قرار گرفتن دوایر اهمیت دارد به مقدار تنش و مدول الاستیسیته از این آزمایش بدست آمده و برای زنمونه هایی آزمایشات بزرگ روشهای دیگری استفاده می شود .
آزمایشات ثانویه :
در آزمایشات ثانویه چند آزمایش مثل سختی – مقاومت به ضربه و آزمایش اتصال دهنده ها وجود دارد . آزمایش مقاومت به ضربه که قبلا گفته شد آزمایش مقاومت به ضربه در اثر فرو بردن نیم کره در چوب است که در سه برش عرضی پارکت و مبلمان واغلب جهت ارزیابی گره ها و مقایسه استفاده می شود
اتصال دهنده ها و برای نگهداری میخ و پیچ کاربرد زیادی دارد و به صورت قدرت نگهداری و بار جانبی اندازه گیری می شود . قدرت نگهداری نیروی لازم برای بیرون آوردن اتصال دهنده از چوب به ازای واحد طول نفوذ بیان می شودو ظرفیت های جانبی حداکثر باری است که اتصال دهنده به ازای طول نفوذ خود می تواند تحمل کند .اتصال دهنده های میخ و پیچ در چوبهای مختلف قدرت نگهداری و بار جانبی متفاوتی داشته ودر اتصال قطعات چوبی بسیار مهم هستند قدرت نگهداری در امتداد محور آن در جهت طولی و شعاعی و مماسی تعیین می شود البته این آزمایشات ثانویه نسبت به آزمایشات اولی کمتر استفاده می شود و اغلب جهت مقایسه کردن استفاده می شود.
