تاریخچه ترمووود

تاریخچه عملیات حرارتی

اولین مطالعات علمی در مورد عملیات حرارتی چوب در سال 1930 توسط دانشمندان آلمانی Stamm و Hansen و در سال 1940 توسط دانشمند آمریکایی وایت انجام شد. در دهه 1950 آلمانی ها باوندام، رانکل و بورو به کار روی این موضوع ادامه دادند. کولمن و اشنایدر در دهه 1960، روشه و برمستر در دهه 1970 دوباره روی این موضوع کار کردند. در دهه 1990 دانشمندان هلندی، فنلاندی و فرانسوی کارهای زیادی در این زمینه انجام دادند.
اگرچه اثرات محافظتی چوب های عملیات حرارتی قرن ها شناخته شده است، این موضوع به طور گسترده ای توسط دانشمندان به عنوان یک پدیده تحقیقاتی در 15 سال گذشته مورد بحث قرار گرفته است.
فرآیند ThermoWood به سه مرحله اصلی تقسیم می شود:

مرحله 1
عملیات حرارتی مرحله ای است که به بیشترین زمان برای استفاده نیاز دارد. مرحله اول مرحله خشک کردن با دمای بالا نیز نامیده می شود. در طی این مرحله (قبل از شروع مرحله عملیات حرارتی)، میزان رطوبت چوب تا 0 درصد کاهش می یابد. مدت زمان مرحله خشک کردن بستگی به نوع چوب، ضخامت چوب و میزان رطوبت چوب دارد. ماده اولیه می تواند چوب تازه یا خشک شده باشد.
خشک کردن موفقیت آمیز برای جلوگیری از ترک های داخلی مهم است. از آنجایی که چوب در دماهای بالا خاصیت ارتجاعی به دست می آورد، در مقایسه با روش سنتی خشک کردن کوره، مقاومت در برابر تغییر شکل بهتری از خود نشان می دهد.

پیشنهاد می شود: خرید ترمووود

مرحله 2 – مرحله
عملیات حرارتی عملیات حرارتی با افزایش دما به 185-215 درجه سانتیگراد در یک اتاق بسته بسته به سطح فرآیند اعمال می شود. با رسیدن به دمای مورد نظر، بسته به هدف عملیات حرارتی، دما به مدت 2-3 ساعت ثابت نگه داشته می شود. مرحله عملیات حرارتی بلافاصله پس از مرحله خشک شدن در دمای بالا شروع می شود. از گاز محافظ برای جلوگیری از اثرات تغییرات شیمیایی در چوب در طول عملیات حرارتی و جلوگیری از سوختن چوب استفاده می شود.

مرحله 3 – خنک سازی و یکسان
سازی پس از عملیات حرارتی، یک دوره تهویه برای خنک کردن چوب به صورت کنترل شده اعمال می شود. اختلاف دمای بالا بین چوب و هوای بیرون که باعث ایجاد ترک می شود در این مرحله به حداقل می رسد. علاوه بر این، رطوبت مجدد برای رساندن رطوبت چوب به سطح رطوبت مورد نیاز برای محل استفاده نهایی انجام می شود. سطح رطوبت نهایی چوب بر خواص کاری آن تأثیر بسزایی دارد. به عنوان مثال، پردازش چوب خشک دشوار است. پس از تهویه، رطوبت چوب باید 5-7٪ باشد. مرحله تهویه، که به دمای پردازش و چوب بستگی دارد، 5-15 ساعت طول می کشد.

تجهیزات عملیات حرارتی

در عملیات حرارتی از آب، بخار و دماهای بالا استفاده می شود. تجهیزات عملیات حرارتی از فولاد بدون رنگ ساخته شده اند، زیرا شرایط عملیات حرارتی با فعال کردن ساختارهای ترکیبی فرار در چوب باعث خوردگی می شود. علاوه بر این، دمای بالا؛ به راه حل های تهویه و رادیاتور و ابزار ایمنی نیاز دارد. سیستم‌های گرمایش با روغن داغ و سیستم‌های گرمایش الکتریکی مستقیم در کاربردهای عملیات حرارتی با استفاده از سوخت زیستی، نفت کوره یا گاز استفاده می‌شوند. علاوه بر اینها، یک سیستم تولید بخار ویژه برای تولید بخار مورد نیاز برای عملیات حرارتی مورد نیاز است. تبخیر گاز از چوب در طی عملیات حرارتی به روش پخت انجام می شود. هدف اصلی روش پخت به حداقل رساندن آسیب محیطی ناشی از تبخیر ترکیبات از چوب است.

ویژگی های ترمووود

خواص ترمووود به دما و زمان عملیات حرارتی بستگی دارد. دمای عملیات حرارتی بر بسیاری از خواص چوب بیش از زمان عملیات حرارتی تأثیر می گذارد. با عملیات حرارتی طولانی تر در دماهای پایین تر، خواص چوب را بهبود نمی بخشد.

1. تراکم:
ترمووود چگالی کمتری نسبت به چوب تصفیه نشده دارد. این عمدتا به دلیل تغییر در جرم چوب در طول عملیات حرارتی است. دمای عملیات حرارتی بالا باعث کاهش چگالی می شود.

2. مقاومت:
بین چگالی و مقاومت همبستگی قوی وجود دارد. چوب ترمووود دارای مقاومت کمتری است. با این حال، نسبت وزن به مقاومت بدون تغییر باقی می ماند. استحکام چوب به رطوبت نسبی و میزان رطوبت آن در زیر نقطه اشباع فیبر (LDN) بستگی دارد. ترمووود رطوبت کمتری دارد.
*  مقاومت خمشی:عملیات حرارتی اعمال شده در دمای کمتر از 220 درجه سانتیگراد بر مقاومت خمشی چندان مؤثر نیست. اما در صورت استفاده از مواد حاوی گره، مقادیر مقاومت ترمووود تا 40 درصد کاهش می یابد. این به دلیل افتادن گره ها و بالا آمدن رزین به سطح است. با این حال، این تفاوت کاهش در استحکام خمشی را می توان زمانی که عملیات حرارتی در دماهای پایین تا 190 درجه سانتیگراد اعمال شود حذف کرد. ترمووود نباید در مصارف سازه ای که نیاز به تحمل بار دارند ارزیابی شود.

* مدول الاستیسیته : تفاوت بین مدول الاستیسیته چوب ترمووود و مدول الاستیسیته چوب تیمار نشده قابل توجه نیست.
*  مقاومت در برابر فشار:طبق تحقیقات انجام شده عملیات حرارتی تاثیر منفی بر مقاومت فشاری ندارد. در برخی موارد، حتی 40٪ ارزش مقاومت بهتری نسبت به چوب معمولی خشک شده در کوره دارد. ترمووود معمولاً مانند چوب خشک شده در کوره خاصیت ارتجاعی ندارد. در واقع، مقادیر مقاومت فشاری چوب ترمووود بهتر از چوب های تصفیه نشده است، حتی زمانی که دماهای بالا اعمال می شود.
* مقاومت برشی: در عملیات حرارتی. هنگامی که دماهای بالا (> 230 درجه سانتیگراد) و زمان پردازش طولانی (> 4 ساعت) اعمال می شود، 25٪ کاهش در مقاومت برشی در نمونه های شعاعی و تا 40٪ کاهش در مقاومت برشی در نمونه های مماسی وجود دارد. در دمای معمولی عملیات حرارتی (190 درجه سانتیگراد)، کاهش مقاومت بسیار کم است.
* مقاومت برش: بسته به دمای عملیات حرارتی، مقاومت در برابر ترک 30-40٪ کاهش می یابد. با افزایش دما، کاهش مقاومت بیشتر می شود.
* مقاومت نگه داشتن پیچ: مقاومت در برابر نگه داشتن پیچ بیشتر از عملیات حرارتی تحت تأثیر تغییرات کلی در چگالی چوب است. مواد با چگالی کم، نگه‌داشتن پیچ بهتری را نشان می‌دهند.
*مقاومت در برابر ضربه: مقاومت ضربه ای ThermoWood تا 20% کمتر از چوب خشک شده معمولی است.

همچنین بخوانید: مزایا و معایب ترمووود

1. سختی:
با افزایش دمای عملیات حرارتی، مقدار سختی بهبود می یابد. اما تغییر نسبی بسیار ناچیز است و در عمل تاثیر چندانی ندارد.

2. مقدار رطوبت تعادلی (DRM) :
عملیات حرارتی در دماهای بالا مانند 220 درجه سانتیگراد رطوبت چوب را 40-50% کاهش می دهد. هنگامی که رطوبت نسبی بالا باشد، تفاوت در میزان رطوبت چوب بیشتر می شود.

3. پایداری (انقباض و انبساط):
به دلیل DRM کم، عملیات حرارتی انبساط مماسی و شعاعی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به دلیل کاهش میزان گروه های هیدروکسیل در چوب، دیواره های سلولی چوب آب کمتری جذب می کنند.

4. نفوذپذیری:
عملیات حرارتی جذب آب چوب را 10-12 درصد کاهش می دهد. هنگامی که صحبت از استفاده از چسب ها و رنگ های مبتنی بر آب برای درمان سطح چوب می شود، باید کاهش جذب آب را در نظر گرفت.

5. رسانایی حرارتی:
20 تا 25 درصد کاهش رسانایی حرارتی ThermoWood در مقایسه با چوبی که با عملیات حرارتی عملیاتی نشده است، وجود دارد.

6. ایمنی در برابر آتش:
مقاومت ThermoWood در برابر سوختن تفاوت زیادی با چوب تصفیه نشده ندارد.

7. دوام بیولوژیکی:
دوام بیولوژیکی ThermoWood به دما و زمان عملیات حرارتی بستگی دارد. به خصوص زمانی که از 220 درجه سانتیگراد فراتر رود، این دوام بهتر است. ThermoWood هرگز نباید با زمین مرطوب تماس داشته باشد

8. مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی در فضای باز:
در مقایسه با چوب ThermoWood که عملیات حرارتی نشده است، میزان رطوبت به نصف کاهش می یابد. ThermoWood رنگ اصلی خود را در برابر اشعه UV خورشید حفظ می کند.

پیشنهاد می شود: خرید چوب سونا خشک

9. خواص شیمیایی:
چوب عملیات حرارتی شده حاوی مقدار کمتری همی سلولز است. همی سلولز تقریباً در دمای 200-260 درجه سانتی گراد و سلولز در دمای 240-350 درجه سانتی گراد تجزیه می شود. هنگامی که دما از 200 درجه سانتیگراد بیشتر شود، جرم لیگنین کاهش می یابد. ThermoWood یک ماده استریل است و حاوی بقایای غیر سمی است.

ترمووود دارای طیف گسترده ای از کاربردها مانند پارکت، تخته کف، ساخت سونا خشک، مبلمان آشپزخانه، پانل های دیوار و کف، آلات موسیقی، مبلمان باغ، در، پنجره، مواد پوشش بیرونی ساختمان است با توجه به سهم بازاری که در کشورهای توسعه یافته دارد، ایجاد امکانات و تشویق به تحقیقات در کشور ما امری اجتناب ناپذیر است.