فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: در دهه‌های اخیر، تیرهای مهندسی لایه‌ای نظیر  Laminated Veneer Lumber(LVL) به‌دلیل یکنواختی خواص مکانیکی، قابلیت طراحی مهندسی‌شده و کاهش اثر عیوب طبیعی چوب، جایگاه ویژه‌ای در صنعت ساخت‌وساز یافته‌اند. ساختار چندلایة این تیرها امکان جهت‌دهی کنترل‌شده الیاف چوب را فراهم کرده و منجر به بهبود مقاومت خمشی، کششی و مدول الاستیسیته در مقایسه با چوب ماسیو می‌شود. با وجود مزایای فنی، تولید LVL و سایر تیرهای لایه‌ای مهندسی‌شده با چالش‌هایی نظیر مصرف بالای مواد اولیة مرغوب و ایجاد حجم قابل‌توجهی از ضایعات چوبی در فرآیندهای روکش‌گیری، لایه‌گیری و کناره‌بری همراه است. مطالعات نشان داده‌اند که بین ۱۵ تا ۳۰ درصد از حجم اولیة چوب به‌صورت ضایعات غیرقابل استفاده باقی می‌ماند. این ضایعات در گونه‌های تندرشد مانند صنوبر به‌دلیل دانسیتة پایین، پایداری ابعادی محدود و حساسیت به عیوب طبیعی، اهمیت بیشتری دارند. بر این اساس، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی امکان تولید تیرهای LVL با سطح مقطع بزرگ از ضایعات کناره‌بری روکش و لایه‌های صنوبر و بررسی تأثیر تقویت با پارچه و میلگردهای GFRP بر خواص مکانیکی و مد شکست این تیرها انجام شد. انتظار می‌رود نتایج این تحقیق ضمن ارائة راهکاری عملی برای بازیافت ضایعات چوبی، به توسعة دانش فنی در زمینة تقویت تیرهای چوبی مهندسی‌شده و کاربرد گسترده‌تر آنها در سازه‌های پایدار کمک نماید.روش پژوهش: لایه‌های چوب صنوبر (Populus deltoides) مورد استفاده در این پژوهش از ضایعات کارخانة روکش و تخته‌لایه در نیشابور تأمین شدند. لایه‌ها به ابعاد 500 در 2 میلی‌متر (به‌ترتیب طول و ضخامت) و حداقل عرض 250 میلی‌متر برش داده شدند . در فرآیند ساخت صفحه‌های LVL از چسب اوره-فرمالدهید با 60 درصد مادة جامد (شرکت سامد) مورد استفاده قرار گرفت. پس از دوربری، صفحه‌های LVL به ابعاد 450 در 2 میلی‌متر و عرض‌های متفاوت (حداقل عرض 250 میلی‌متر) تهیه شدند. به‌منظور تولید تیرهای با ابعاد بزرگ‌تر، چهار بلوک LVL با سطح مقطع 20×20 میلی‌متر و طول 450 میلی‌متر کنار یکدیگر قرار داده شدند و تیرهایی با سطح مقطع مربعی 40×40 میلی‌متر و طول 450 میلی‌متر ساخته شد. نحوة اتصال چهار تیر کوچک به این صورت بود که در هر تیمار، تیرهای مجاور از پهلو صرفاً با چسب اپوکسی به یکدیگر متصل شدند، در حالی‌که در سطوح روبه‌روی تیرها، علاوه بر چسب اپوکسی، عامل تقویتی نیز به‌کار رفت. در تیمار تقویت با الیاف شیشه، یک لایه پارچة GFRP به‌صورت پیوسته در سراسر سطح مقطع میانی قرار داده شد، در حالی‌که در تیمار تقویت با میلگرد کامپوزیتی، دو میلگرد GFRP با قطر 6 میلی‌متر در شیارهای از پیش تعبیه‌شده جای‌گذاری و پس از آغشته شدن به چسب اپوکسی، تیرهای مقابل به‌صورت دو به دو به یکدیگر متصل شدند آزمون‌های مقاومت خمشی و فشاری مطابق با استاندارد EN 408 انجام شدند.نتایج: نتایج آزمون خمشی نشان داد که تقویت با پارچه GFRP و میلگرد کامپوزیتی به‌ترتیب موجب افزایش 11 و 19 درصدی مقاومت خمشی نسبت به نمونه شاهد شد. همچنین، تغییر پارچه از نوع یک‌جهته به دو‌جهته باعث کاهش 26 درصدی مقاومت خمشی گردید که حاکی از نقش تعیین‌کنندة جهت‌گیری الیاف در مسیر تنش‌های خمشی است. مدول الاستیسیته نیز در نمونه‌های تقویت‌شده با پارچه و میلگرد GFRP به‌ترتیب حدود 11 و 19 درصد بهبود یافت. در مجموع، پارچه یک‌جهته عملکرد بهتری نسبت به نوع دو‌جهته و میلگرد آجدار عملکرد بهتری نسبت به نوع صاف از خود نشان دادند. در آزمون مقاومت فشاری موازی الیاف، تقویت با پارچة GFRP و میلگرد GFRP به‌ترتیب افزایش 17 و 33 درصدی را نسبت به نمونه شاهد به‌همراه داشت. این نتایج نشان می‌دهد که میلگردهایGFRP، به‌ویژه نوع آجدار، تأثیر چشمگیرتری در بهبود هر دو خاصیت خمشی و فشاری دارند.نتیجه‌گیری: این مطالعه به‌وضوح نشان داد که ضایعات حاصل از لایه‌گیری چوب صنوبر پتانسیل بالایی برای تولید LVL با کارایی قابل قبول دارند و تقویت با کامپوزیت‌های GFRP می‌تواند خواص مکانیکی این فرآورده را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد. بهترین عملکرد در نمونه‌های تقویت‌شده با میلگرد آجدار GFRP مشاهده شد که افزایش 19 درصدی در مقاومت خمشی و 33 درصدی در مقاومت فشاری را فراهم کرد. با توجه به یافته‌ها، استفاده از پارچه یک‌جهته و میلگردهای آجدار GFRP برای کاربردهای سازه‌ای این نوع LVLها توصیه می‌شود. این رویکرد می‌تواند گامی مؤثر در جهت بازیابی ضایعات چوبی و تولید محصولات با ارزش افزوده بالا در صنعت کامپوزیت‌های چوب-پلیمر باشد.