چوب ترمو: نقش درخت در زندگی مدرن

چوب ترمو: نقش درخت در زندگی مدرن

نقش ترموود و مصالح چوب

توسعه موارد کاربرد مصالح چوب، ساخت مصنوعات متنوع و چند سازه‌ای در پناه علم و فناوری طی دهه‌های اخیر پیشرفت قابل ملاحظه‌ای داشته است. با این وجود روی روش‌های حفظ پایداری ظرافت این مصنوعات در محیط نصبشان و تدارک آموزه‌های کارآمد برای ارتقای مهارت‌های پیشگیرانه در بین دست اندرکاران صنایع تولید مصنوعات چوب و ترویج موارد مراقبت از اقلام کار چوبی در فضای زیست محیطی به ویژه در جوامع کشورهای جهان سوم، بسیار کم کار شده است.

معایب و مزایای استفاده از چوب ترمو

لذا عدم وجود آگاهی و شناخت کافی از این صنعت و ترمووود عامل عمده کوتاهی عمر مفید فرآورده‌های چوب در این جوامع می‌باشد. ترمووود به لحاظ تنوع کاربردی که دارد در برخی از موارد به دلیل داشتن یک سری از مشکلات کاربردی مانند تخریب زیستی، تغییر ابعاد در برابر تغییرات رطوبتی هوا و تأثیر پذیری از اشعه ماورای بنفش خورشید به صورت محدود مورد استفاده قرار می‌گیرد.

متخصصین برای بهبود خواص مزبور از شیوه‌های متعددی از جمله آغشتن چوب به مواد سمی، استفاده از پوشش‌های بی رنگ یا رنگی برای محدود کردن جذب و دفع رطوبت و مقابله با اشعه خورشید استفاده نموده‌اند.

علیرغم آثار مثبت این روش‌ها و مواد، بسیاری از شیوه‌ها به دلیل آلایندگی محدود، ممنوع و یا حذف شده‌اند. بدین سبب گرایش به سوی روش‌هایی است که به کمک آن‌ها بتوان چوب را بدون ایجاد آثاری زیانبار بر روی طبیعت تیمار کرد.

اصلاح چوب به این معنی است که با استفاده از مواد و روش‌هایی که آثار مخربی بر محیط زیست نداشته باشند و یا به عبارتی دوستدار طبیعت باشند، خواص چوب را برای بسیاری از کاربردها بهبود بخشید.

اصلاح چوب

اصلاح چوب با شیوه‌های مختلفی اعم از شیمیایی، گرمایی، مکانیکی و آنزیمی انجام می‌شود. اصلاح گرمایی یا حرارتی به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی و سهولت کاربرد طرفداران بسیاری را به ویژه در اروپا پیدا کرده است، به نحوی که صنایع جدیدی نیز احداث و به بهره برداری رسیده‌اند.

تقریباً همیشه برای بشر روشن بوده است که سوزاندن سطح چوب در آتش، آن را برای استفاده در فضای بیرونی مقاوم‌تر می‌کند و از دوران باستان از این روش برای افزایش مقاومت چوب‌هایی که در معرض شرایط آب و هوایی بیرونی قرار داشته‌اند استفاده می‌شده است.

تیمار حرارتی

مطالعه علمی تیمار حرارتی چوب اولین بار در دهه ۱۹۳۰ انجام گرفت. گسترده‌ترین و کامل‌ترین پژوهش‌ها را انجمن ترمووود فنلاند انجام داد. در نتیجه‌ی این تحقیقات انجمن ترمووود فنلاند روشی برای تیمار حرارتی چوب ابداع نمود که با نام ترمووود شناخته می‌شود.

ترمووود

انجمن ترمووود فنلاند با همکاری صنایع محصولات چوبی فنلاند فرایند تیمار حرارتی چوب را در مقیاس صنعتی توسعه داده و مجوز اجرای فرایند ترمووود را به شرکت‌های عضو می‌دهد. ترمووود یا ترمو چوب حاصل فرآیند خشک کردن چوب با حرارت ۲۳۰ درجه سانتی گراد در معرض بخار آب و گردش هوا می‌باشد.

در این فرآیند مغز چوب یا داخلی‌ترین قسمت چوب به دمایی بین ۱۸۵ تا ۲۱۵ درجه سانتی گراد می‌رسد. بسته به ضخامت ، رطوبت اولیه و گونه چوبی که تحت این فرآیند قرار می‌گیرد، پس از رسیدن مغز چوب به این، دما، میزان حرارت به مدت ۲ تا ۳ ساعت ثابت می‌ماند.

فرآیند ترمووود

استفاده از بخار در فرآیند ترمووود ویژگی‌های شیمیایی چوب را تغییر می‌دهد. در نتیجه فرایند ترمووود رنگ چوب تیره می‌گردد و توزیع رطوبت در چوب یک‌نواخت می‌شود و خاصیت عایق حرارتی آن نیز بهبود می‌یابد.

تیمار حرارتی ترمووود

در تیمار حرارتی ترمووود، چوب در مقابل پوسیدگی مقاوم می‌گردد. هم‌چنین بیش‌تر ویژگی‌های نامطلوب چوب تا حد زیادی از بین می‌روند. دمای بالایی که به چوب اعمال می‌شود باعث شکسته شدن زنجیره‌های سلولزی و تجزیه اسیدها و خروج عمده رزین چوب می‌شود و محیط را برای رشد ریز ارگانیسم‌ها، حشرات، انواع قارچ و کپک نامناسب می‌سازد. در فرآیند ترمووود، نخست با اعمال گرمای بالا رطوبت چوب به صفر می‌رسد و در آخرین مرحله با اعمال رطوبت به حدود ۴ تا ۶ درصد می‌رسد. حاصل این رطوبت‌دهی نهایی افزایش مقاومت چوب ترمو در برابر تاب برداشتن، تغییر ابعاد و جا به جا شدن است.

چوب ماده خام طیبعی است که بعد از زغال سنگ و نفت جایگاه سوم را در دنیا به خود اختصاص داده است. به دشواری می‌توان ماده خام دیگری مانند چوب یافت که به طور گسترده در همه جای دنیا در دسترس باشد و با کمترین کار و هزینه به شکل دلخواه آماده شود.

سه فاز اجرای فرآیند ترمووود

فاز ۱: افزایش دما و خشک کردن در دمای بالا

در فاز نخست فرآیند ترمووود دمای چوب با استفاده از گرما و بخار آب یکباره افزایش داده می‌شود، به نحوی که دمای کوره به حدود ۱۰۰ درجه سانتی گراد می‌رسد. سپس به تدریج و به شکل یک‌نواخت دما تا۱۳۰ درجه سانتی گراد افزایش داده می‌شود. در این فاز از فرآیند ترمووود از بخار آب برای جلوگیری از ترک برداشتن چوب در جریان حرارت‌دهی بهره گیری می‌­شود. به علاوه بخار آب مانع بروز واکنش‌های شیمیایی داخل چوب می‌شود. در این مرحله محتوای رطوبت چوب ترمو تقریباً به صفر می‌رسد.

فاز ۲: حرارت‌دهی

وقتی خشک‌سازی چوب در دمای بالا انجام گرفت در فاز دوم فرآیند ترمووود دمای داخل کوره تا حدود ۱۸۰-۲۱۵ درجه سانتی گراد (بسته به استاندارد ترمووود) افزایش می‌یابد. پس از رسیدن به این دما بنا به کاربرد نهایی مورد نظر برای چوب ترمو به مدت ۲ تا ۳ ساعت این دما حفظ می‌شود. در این فاز بخار آب از آتش گرفتن چوب جلوگیری می‌کند.

فاز ۳: رطوبت‌دهی و خنک کردن

در مرحله نهایی فرآیند ترمووود با اسپری کردن آب بر روی چوب‌ها دمای آن‌ها کاهش پیدا می‌کند. وقتی دمای چوب ترمو به حدود ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتی گراد رسید رطوبت‌دهی مجدد برای رساندن چوب به رطوبت مناسب رخ می‌دهد. نتیجه این کار ایجاد ترمو چوب با رطوبتی معادل ۴ تا ۷ درصد است.

ترمو-دی Thermo-D حرف در Thermo-D از واژه یا دوام گرفته شده است. دوام زیست‌شناختی علاوه بر حفظ شکل ظاهری در کاربردهای نهایی این کلاس چوب ترمو اهمیت کلیدی دارد. محصولات ترمووود کلاس بسته به رطوبت محیط ممکن است از ۵ تا ۶ درصد تغییر ابعاد به صورت تورم یا افت حجم داشته باشند. محصولات این کلاس ترمووود از دوام نسبتاً مناسبی نیز برخوردارند و با استاندارد مطابقت دارند.