چوب به عنوان مصالح ساختمانی؛ مزایا و معایب آن است

مزایای چوب

خواص حرارتی:

همانطور که می دانیم بسیاری از مواد با تغییر دما از نظر اندازه و حجم تغییر می کنند. با افزایش دما منبسط می شوند. این به معنای انبساط خطی و حجمی است. گسترش. انبساط باعث کاهش استحکام مواد می شود. فولادی که غیرآلی و غیر قابل احتراق است و به همین دلیل در برابر آتش مزیت دارد، اما در ساختمان ها در اثر افزایش حرارت منبسط شده و فرو می ریزد.

چوب عملاً در برابر گرما منبسط نمی شود. برعکس در اثر گرما خشک می شود و استحکام می یابد. تنها زمانی که چوب کمی منبسط می شود زمانی است که سطح رطوبت زیر 0٪ باشد و این فقط از نظر علمی قابل توجه است. در عمل، سطح رطوبت چوب حتی در خشک ترین آب و هوا کمتر از 5 درصد نمی شود.

ضریب هدایت حرارتی چوب بسیار پایین است. آلومینیوم 7000 بار گرما را منتقل می کند، 1650 بار سرقت می کند، مرمر 90 بار و شیشه 23 برابر سریعتر از چوب. به همین دلیل از چوب برای ساخت کبریت، دستگیره تجهیزات سخت افزاری، سقف و دیوارپوش استفاده می شود.

گرمای ویژه چوب زیاد است. یعنی مقدار زیادی انرژی برای افزایش و کاهش دمای یک کیلوگرم چوب مورد نیاز است. چوب تقریباً دو برابر از سنگ و بتن به انرژی گرمایی نیاز دارد. به طور مشابه، سه برابر انرژی برای گرمایش یا سرمایش فولاد مورد نیاز است.

پیشنهاد: خرید چوب ترمووود

خواص آکوستیک:

جداسازی صدا بر اساس جرم سطح است. چوب، به عنوان یک ماده سبک، برای جداسازی صدا بسیار عالی نیست. اما برای جذب صدا ایده آل است. چوب با جذب صدا از اکو و نویز جلوگیری می کند. به همین دلیل به طور گسترده در سالن های کنسرت استفاده می شود.

سرعت صوت در چوبها سریعتر از گازها و مایعات است و به سرعت صوت نزدیک به فلزات است. اتلاف انرژی صوتی در نتیجه اصطکاک نیز در چوب ها به دلیل سبکی و ساختار آن به میزان قابل توجهی کم است. به دلیل چنین ویژگی هایی، چوب به طور گسترده در آلات موسیقی استفاده می شود.

خواص الکتریکی:

مقاومت یک چوب کاملا خشک در برابر جریان الکتریکی برابر با فنل فرمالدئید است. چوب خشک شده در فر یک عایق الکتریکی بسیار خوب است. تا حدودی چوب خشک شده در هوا همینطور است. متاسفانه مقاومت الکتریکی چوب با افزایش رطوبت کاهش می یابد. مقاومت چوب اشباع شده با آب الکتریسیته ساکن که برای سلامت انسان خطرناک است برخلاف فلز، پلاستیک و سایر مواد در چوب مشاهده نمی شود. به همین دلیل چوب به عنوان یک ماده سالم ترجیح داده می شود.

ویژگی های مکانیکی:

اگرچه چوب ماده ای سبک است، اما استحکام آن بسیار بالاست. به عنوان مثال، در حالی که مقاومت کششی چوب با وزن مخصوص 0.6/cm3 100 N/mm2 است، استحکام کششی فولاد با وزن مخصوص 7.89/cm3 500 N/mm2 است. تقسیم استحکام کششی بر وزن مخصوص، طول شکستگی و کیفیت مواد را نشان می دهد. این رقم به معنای طول شکستن مواد است که در نتیجه وزن خود آویزان می شود. در حالی که طول شکست فولاد برای ساخت و ساز 5.4 کیلومتر، فولاد متحرک کروم 6.8 کیلومتر، فولاد کمان سخت شده 17.5 کیلومتر، طول شکستن چوب صنوبر 19.8 کیلومتر و چوب چند لایه ساخته شده از راش 28.3 کیلومتر است. برای این نوع خواص از چوب و چوب لمینت در سازه های با شکاف وسیع مانند مراکز بهداشتی و سالن های ورزشی استفاده می شود.

ویژگی های زیبایی شناختی:

هنگامی که چوب به عنوان یک ماده زیباشناختی در نظر گرفته شود، یک ماده تزئینی است. هر درخت رنگ، طرح و بوی خاص خود را دارد، طرح درخت با توجه به نحوه برش آن تغییر می کند. با توجه به رنگ و طرح، می توان مواد چوبی مختلفی را پیدا کرد. می توان آن را به رنگ های تیره لاک رنگ کرد و می توان آن را رنگ های روشن یا مات کرد.

خواص اکسیداسیون:

اگرچه چوب به نوعی دارای ویژگی های اکسیداسیون است، اما این نوع اکسیداسیون در فلزات نیست. فلزات زنگ می زنند، چوب زنگ نمی زند. برای چنین ویژگی هایی، استفاده از چوب برای جلوگیری از زنگ زدگی در صورت لزوم ترجیح داده می شود.

خواص کاری:

تعمیر و نگهداری چوب آسان است. در حالی که چوب های قدیمی را می توان با دستکاری های خاص تجدید کرد، سایر مواد برای نگهداری و تعمیر بسیار دشوار و پرهزینه هستند. بنابراین معمولاً دفع می شوند.

تنوع:

بیش از 5000 نوع چوب در جهان وجود دارد. وزن مخصوص، ساختار ماکروسکوپی و میکروسکوپی آنها متفاوت است. بر این اساس خواص فیزیکی، حرارتی، صوتی، الکتریکی و مکانیکی آنها نیز متفاوت است. به دلیل این تنوع، می توان چوبی مناسب برای نیازها پیدا کرد. به عنوان مثال، برای عایق حرارتی و جذب صدا از چوب های سبک وزن استفاده می شود. به طور مشابه، انواع سنگین برای اهداف ساختمانی استفاده می شود.

معایب چوب و راه های از بین بردن آنها

چوب معایبی دارد اما به راحتی می توان آنها را نادیده گرفت و تا زمانی که علت آن مشخص باشد از بین می رود.

انقباض و تورم چوب:

چوب یک ماده مرطوب کننده است. این بدان معنی است که بخارات متراکم اطراف را جذب می کند و رطوبت خود را در هوای زیر نقطه اشباع فیبر از دست می دهد.

خراب شدن چوب:

عوامل زوال و تخریب چوب به دو دسته بیوتیک (بیولوژیکی) و غیر زیستی (غیر بیولوژیکی) تقسیم می شوند.

عوامل بیوتیک شامل قارچ های پوسیدگی و کپک زدگی، باکتری ها و حشرات هستند.

عوامل غیر زنده شامل خورشید، باد، آب، برخی مواد شیمیایی و آتش است.

زوال بیوتیک چوب:

چوب ها کالاهای ارگانیک هستند. مانند هر کالای ارگانیک، چوب یک محصول غذایی برای برخی از گیاهان و حیوانات است. انسان قادر به هضم سلولز و سایر مواد الیافی چوب نیست، اما برخی از قارچ ها و حشرات می توانند آن را هضم کرده و به عنوان یک محصول تغذیه ای استفاده کنند. حشرات سوراخ می کنند و خطوط را به چوب می کشانند. خطرناک تر از آن، قارچ ها باعث پوسیدگی جزئی و حتی کامل چوب می شوند.

زوال بیولوژیکی چوب در اثر حمله قارچ‌های پوسیده، حشرات چوب‌بر و حفره‌های دریایی در طول فرآوری و استفاده از آن از اهمیت فنی و اقتصادی برخوردار است.

قارچ:

لازم است اطلاعات کوتاهی در مورد عوامل قارچی ارائه شود تا اقداماتی در جهت جلوگیری از پوسیدگی چوب صورت گیرد.

الزامات فیزیولوژیکی قارچ های تخریب کننده چوب و چوب ساکن:

دمای مطلوب

برای رشد بهینه اکثر قارچ های پوسیده چوب، دما باید بین 25 تا 30 درجه سانتیگراد باشد. اما برخی از آنها می توانند دمای بین 0-45 درجه سانتیگراد را تحمل کنند.

تامین اکسیژن کافی

اکسیژن برای رشد قارچ ها ضروری است. در غیاب اکسیژن هیچ قارچی رشد نمی کند. به خوبی شناخته شده است که نگهداری چوب در زیر آب از آنها در برابر حملات قارچ ها محافظت می کند.

رطوبت

به طور کلی چوب در رطوبت زیر نقطه اشباع الیاف توسط قارچ های معمولی مورد حمله قرار نمی گیرد. نقطه اشباع فیبر (FSP) برای چوب های مختلف بین 20 تا 35 درصد است اما 30 درصد به طور کلی پذیرفته شده است.

توصیه می شود که چوب در خدمت باید حداقل 3 درصد رطوبت کمتر از FSP داشته باشد تا ایمنی مطلوب در برابر قارچ ها ایجاد شود.

مواد مغذی

چوب یک ترکیب آلی است و از 50 درصد کربن تشکیل شده است. این بدان معناست که چوب یک ماده مغذی بسیار مناسب برای قارچ ها است زیرا قارچ ها انرژی خود را از اکسیداسیون ترکیبات آلی به دست می آورند. قارچ های پوسیده می توانند از پلی ساکاریدها استفاده کنند در حالی که قارچ های لکه دار ظاهراً به اشکال ساده مانند کربوهیدرات های محلول، پروتئین ها و سایر مواد موجود در سلول پارانشیم چوب صنوبر نیاز دارند. علاوه بر این، وجود نیتروژن در چوب برای رشد قارچ ها در چوب ضروری است.

حشرات:

حشرات از نظر ضرر اقتصادی که به الوار و چوب در سرویس وارد می کنند، بعد از قارچ های پوسیده در رتبه دوم قرار دارند. حشرات را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: موریانه ها، سوسک های پودری، مورچه های نجار و کرم های دریایی.

موریانه ها

دو نوع موریانه وجود دارد: موریانه های زیرزمینی به چوب هایی که تصفیه نشده، مرطوب، در تماس مستقیم با آب ایستاده، خاک و سایر منابع رطوبتی هستند آسیب می رسانند.

موریانه‌های چوب خشک به چوب‌هایی که تا رطوبت 5 تا 10 درصد خشک شده‌اند حمله می‌کنند و در آن ساکن می‌شوند. آسیب موریانه های چوب خشک کمتر از موریانه های زیرزمینی است.

سوسکها:

سوسک های پودری به چوب های سخت و نرم چوب حمله می کنند. چوب های چاشنی شده و چوب های تازه برداشت شده و خشک نشده در معرض خطر هستند.

مورچه ها:

مورچه های نجار از چوب تغذیه نمی کنند. آنها از میان چوب تونل می زنند و سرپناه ایجاد می کنند. آنها اغلب به چوب در تماس با زمین یا چوبی که به طور متناوب خیس می شود حمله می کنند.

زنبور:

آنها با ایجاد تونل بزرگ به منظور تخم گذاری در درجه اول به چوب های رنگ نشده آسیب می رسانند.

پیشنهاد: انواع چوب در صنعت معماری

به حداقل رساندن مشکلات چوب:

بیشتر استراتژی‌های رایج برای محافظت از چوب شامل خشک کردن، پوشش دادن و یا آغشته کردن چوب است.

انتخاب دقیق چوب

برخی از گونه ها به طور طبیعی چوب مقاوم در برابر پوسیدگی دارند. چنین گونه هایی عبارتند از شاه بلوط شیرین (Castanea sative Mill.)، بلوط (Quercus spp.)، ارس (Juniperus spp.). چوب صنوبر هرگز به طور طبیعی گونه‌ای بادوام نیست و مقاومت کمی در برابر پوسیدگی دارند و اگر دوام طولانی‌مدت مورد نظر باشد باید فرآوری شوند.

پوشش

پوشش از چوب مورد استفاده در داخل و خارج از خانه محافظت می کند. پوشش از جذب سریع و از دست دادن رطوبت جلوگیری می کند و انقباض و تورم را کاهش می دهد که می تواند منجر به ترک خوردن سطح و سایر مشکلات شود. اما پوشش به طور کامل از تغییر در میزان رطوبت جلوگیری نمی کند. پوشش کند می شود، اما سطح رطوبت را متوقف نمی کند. پوشش با رنگ ثابت یا لکه های رنگدانه از چوب در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند.

افزودن قارچ‌کش‌ها به پوشش، محافظت در برابر پوسیدگی و قارچ‌های کپک‌زا را فراهم می‌کند.

خراب شدن لایه رنگ در واقع خطر پوسیدگی را افزایش می دهد. رنگ ترک خورده اجازه می دهد تا رطوبت با سطح چوب تماس پیدا کند و مانعی در برابر خشک شدن سریع و کامل چوب می شود.

خشک کردن

به طور کلی چوب در رطوبت زیر نقطه اشباع فیبر (FSP) توسط قارچ های معمولی مورد حمله قرار نمی گیرد. FSP برای چوب های مختلف بین 20-35٪ است، اما 30٪ به طور کلی پذیرفته می شود: قارچ ها نمی توانند به چوب های مورد استفاده در داخل خانه و اتاق های گرم حمله کنند، زیرا رطوبت تعادلی (EMC) بسیار کمتر از FSP است. مثلا 6%

اگر چوب در آب خیس شود، چوب آب را جذب می کند و از آن اشباع می شود. در نهایت دیگر اکسیژنی در چوب وجود نخواهد داشت. در این شرایط قارچ ها نمی توانند در آنها رشد کنند. این دلیل اصلی نگهداری چوب ها برای مدتی در آب است. علاوه بر ساخت و سازهای زیر آب، استفاده از چوب به طور کامل مرطوب غیرممکن است. بنابراین هنگامی که آنها خارج از آب استفاده می شوند، باید به طور کامل در EMC خشک شوند تا از آنها در برابر حمله قارچ محافظت شود. در اتاق های گرم، که EMC بین 5-10٪ قرار دارد، قارچ ها نمی توانند روی آنها زنده بمانند.

یکی از موثرترین راه ها برای جلوگیری از تخریب چوب، خشک کردن کامل آن و خشک نگه داشتن آن است. مورد آخر بسیار مهم است زیرا حتی چوبی که در کوره خشک شده است اگر در یک محیط مرطوب قرار گیرد به راحتی رطوبت را به دست می آورد.

چوب را می توان در هوا یا در برخی از انواع کوره های خشک خشک کرد. خشک کردن هوا به تنهایی برای وسایل چوبی که در اتاق های گرم استفاده می شود کافی نیست. بنابراین خشک کردن کوره ضروری است. خشک کردن در کوره مزایای زیادی دارد: یکی از آنها از بین بردن قارچ ها یا حشرات لکه دار یا تخریب کننده چوب است که ممکن است به چوب حمله کرده و عیار آن را کاهش دهند.

چوبی که در داخل خانه استفاده می شود فقط برای محافظت طولانی مدت در برابر پوسیدگی باید خشک شود.

مراقبت با نگهدارنده چوب

ما می توانیم با استفاده از مواد نگهدارنده چوب از پوسیدگی آن جلوگیری کنیم. اما برخی از مواد نگهدارنده چوب ممکن است به انسان و سایر موجودات آسیب برساند. به همین دلیل اگر چوب در فضای باز در شرایطی که اغلب خیس است یا در مجاورت آب مایع استفاده می شود، برای دستیابی به دوام طولانی مدت، چوب باید با مواد شیمیایی نگهدارنده چوب درمان شود.

مواد نگهدارنده چوب به دو گروه تقسیم می شوند: مواد شیمیایی موجود در آب و روغن.

حدود 75 درصد از چوبی که امروزه به صورت تجاری درمان می شود با نمک های موجود در آب تصفیه می شود و CCA ترکیبی است که در تصفیه بیشترین حجم چوب استفاده می شود.

فقط کرئوزوت و پنتاکلروفنل از چوب در تماس مستقیم با زمین محافظت می کنند. اینها همچنین تنها دو ماده نگهدارنده نفتی هستند که محافظت کلی در برابر قارچ ها، موریانه ها، کرم دریایی و سایر حشرات ایجاد می کنند.

نگهدارنده های روغنی یا روغنی معمولاً برای درمان چوب مورد استفاده در خارج از منزل در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. مانند کراوات، شمع و میل.

در شرایط جدی، چوب با مواد نگهدارنده موجود در آب، به عنوان مثال آرسنات مس کروم دار، درمان می شود و پس از چاشنی کامل، با کرئوزوت عقب نشینی می شود.

تغییرات اصلاحی

چوب در حال خدمت باید به طور دوره ای با برس زدن یا انواع روش های دیگر عقب نشینی شود.

فرآوری مجدد قاب پنجره های چوبی، چهارچوب درها و الوارها و تیرهای چوبی گاهی اوقات با حفر سوراخ در مناطقی که پوسیدگی شروع شده و پر کردن این سوراخ ها با ترکیب تصفیه مناسب انجام می شود. ترکیب تیمار شده به شکل میله های جامد بیشتر ترجیح داده می شود زیرا آزادسازی آهسته مواد فعال را فراهم می کند.

فرآوری مجدد چوب مورد استفاده در تماس با زمین باید با استفاده از خمیرها و بسته بندی با باندهای نگهدارنده اشباع انجام شود.

پیشنهاد: تفاوت ترمووود با چوب پلاست

آتش:

یکی دیگر از معایب چوب این است که به راحتی آتش می گیرد. چوب از ترکیبات آلی تشکیل شده است که عمدتاً از کربن و هیدروژن تشکیل شده است. آنها می توانند با اکسیژن و سوختگی ترکیب شوند. به دلیل این خواص، چوب به عنوان یک ماده قابل احتراق طبقه بندی می شود.

اگر دمای یک گاز قابل اشتعال بین 225-260 درجه سانتیگراد باشد، با لمس شعله می سوزد. پس از برداشتن شعله، سوختن آن متوقف می شود. اگر دما به 250-270 درجه سانتی گراد افزایش یابد، با یک لمس شعله می سوزد و بدون شعله می سوزد. اگر دما به 330-520 درجه سانتیگراد افزایش یابد، چوب شروع به سوختن خود به خود می کند. مواد شیمیایی به ویژه مواد استخراجی در ساختار چوب باعث تغییر نقطه سوختگی می شود. به عنوان مثال، یک قطعه صمغی چوب کاج می تواند در دماهای پایین تر آتش بگیرد. علاوه بر این، وزن مخصوص و جرم سطحی (m2/kg) بر مدت زمان شعله تأثیر می گذارد. هنگامی که وزن مخصوص و جرم سطحی و میزان رطوبت افزایش می یابد چوب سخت تر می سوزد و بالعکس.

استفاده از چوب ضخیم به عنوان عنصر سازه یکی دیگر از راه های گسترش نقطه سوختن است. سطح بیرونی می سوزد و به زغال چوب تبدیل می شود. زغال چوب که در هنگام سوختن روی سطح چوب تشکیل می شود یک عایق حرارتی بسیار موثر است. بنابراین الوارهای بزرگ بسیار آهسته می سوزند. علاوه بر این، چوب عایق حرارتی بسیار خوبی نیز می باشد. سطح بیرونی چوب 1000 درجه سانتیگراد است و قسمت داخلی هنوز 40 درجه سانتیگراد است که یک تکه چوب ضخیم در حال سوختن است. به همین دلیل ساختمان هایی با عناصر ساختاری ضخیم مانند تیرها و ستون ها به راحتی در آتش فرو نمی ریزند. از طرفی در سازه های فولادی با افزایش گرما، فولاد با تغییر شکل مواجه می شود و مقاومت آنها کاهش می یابد و فرو می ریزد، در جایی که از چوب استفاده می شود باید اقدامات پیشگیرانه برای ایمنی در برابر آتش سوزی انجام شود. در این مورد چوب ماده خطرناکی نیست.

بازدارنده آتش:

غیرممکن است که چوب مانند مواد معدنی غیر قابل احتراق باشد. به منظور جلوگیری از خطرات احتمالی، چوب را می توان در برخی از مواد بازدارنده آتش فرآوری کرد.

بازدارنده های آتش را می توان به دو دسته تقسیم کرد: پوشش و مواد شیمیایی- نمک های محلول در آب- که در ساختار چوب آغشته می شوند.

پوشش ها برای کاهش تشکیل گازهای فرار و قابل اشتعال با ترویج تجزیه سریع سطح چوب به زغال چوب و آب استفاده می شوند. آنها همچنین از سطح چوب در برابر نمک های محلول در آب با دمای بالا محافظت می کنند، مانند دی آمونیوم فسفات، تترابورات آمونیوم، استات سدیم، سیلیکات های قلیایی، بوراکس در برابر خطرات آتش سوزی در چوب استفاده می شود. چوب را می توان با این مواد شیمیایی آغشته کرد. این نوع فرآیند می تواند به افزایش نقطه اشتعال و تاخیر در انتشار و نفوذ شعله کمک کند.

بازدارنده های آتش فقط اشتعال پذیری چوب را کاهش می دهند و احتراق تدریجی را کند یا از بین می برند. آنها از سوختن کامل در حضور منبع خارجی آتش جلوگیری نمی کنند. در این حالت، پس از حذف منبع خارجی شعله، چوب دیگر نمی سوزد.

در این مقاله با ویژگی های چوب و مزایا و معایب چوب به عنوان مصالح ساختمانی بیشتر آشنا شدیم و امیدواریم که برای شما مفید بوده باشد.