خواص و تغییرات فیزیکی ترموود: مشخصات فنی کامل ترمووود
پاسخ کوتاهحرارتدهی، همیسلولز چوب را تجزیه میکند و خواص فیزیکی آن را تغییر میدهد: چگالی چند درصد کاهش مییابد، رطوبت تعادلی تا حدود نصف پایین میآید، تورم و انقباض بهشدت کم میشود و رسانایی گرمایی کاهش پیدا میکند. در مقابل، مقاومت خمشی و ضربهپذیری چوب کمی افت میکند.
این صفحه، مشخصات فنی و خواص فیزیکی چوب ترموود را بر پایهی دادههای آزمایشگاهی VTT، CTBA و استانداردهای EN و ISO ارائه میکند: چگالی، استحکام خمشی، مقاومت فشاری، سختی، رطوبت تعادلی، نفوذپذیری، رسانایی گرمایی، رفتار در آتش، دوام بیولوژیکی و رنگ. اگر میخواهید بدانید عملیات حرارتی دقیقاً چه چیزی را در چوب تغییر میدهد، همینجاست.
خلاصهی تغییرات فیزیکی ترموود در یک نگاه
| ویژگی | جهت تغییر | مقدار و مرجع |
|---|---|---|
| چگالی / تراکم | کاهش | متناسب با افزایش دمای تیمار |
| مقاومت خمشی | کاهش | تا ۴۰٪ در ۲۳۰°C / ۴ ساعت — در زیر ۱۹۰°C بسیار ناچیز |
| مقاومت فشاری موازی دانه | افزایش | حدود ۳۰٪ بیشتر از چوب معمولی (VTT، ۱۹۵°C / ۳ ساعت) |
| مقاومت به ضربه | کاهش | حدود ۲۵٪ (صنوبر، ۲۲۰°C / ۳ ساعت — CTBA) |
| مقاومت برشی | کاهش | شعاعی ۱–۲۵٪ و مماسی ۱–۴۰٪ در ۲۳۰°C؛ در ۱۹۰°C فقط ۱–۲۰٪ |
| قدرت خمکن / تقسیم | کاهش | حدود ۳۰ تا ۴۰٪ |
| سختی (EN 1534) | افزایش جزئی | با افزایش دما بالا میرود ولی در عمل اثر محسوسی ندارد |
| رطوبت تعادلی | کاهش شدید | در بالای ۲۲۰°C نصفِ چوب عادی |
| تورم و انقباض | کاهش شدید | مماسی و شعاعی هر دو کاهش مییابند |
| نفوذپذیری آب | کاهش | ۲۰ تا ۳۰٪ کمتر از چوب طبیعی (CTBA) |
| رسانایی گرمایی | کاهش | ۰٫۰۹۹ در برابر ۰٫۱۲ W/(m·K) |
| دوام بیولوژیکی | افزایش | مقاوم در برابر حشرات و موریانه (CTBA، دانشگاه کوپیو) |
۱. چگالی و استحکام
تراکم: چگالی از وزن و ابعاد نمونه به دست میآید. چوب ترموود چگالی کمتری نسبت به چوب عادی دارد، چون در فرایند حرارتی جرم نمونه کاهش مییابد؛ با افزایش دما، چگالی به همان نسبت پایینتر میرود.
استحکام: قدرت چوب رابطهی مستقیمی با چگالی دارد، بنابراین ترموود در بیشتر موارد مقاومت کمتری از چوب عادی دارد. اما اگر نسبت وزن به استحکام را در نظر بگیرید، این کاهش عملاً بیاثر است. استحکام و صلابت همچنین به رطوبت و سطح نسبی آن زیر نقطهی اشباع بستگی دارد.
۲. مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته
چوب از حدود ۱۵۰ درجه شروع به از دست دادن قدرت خود میکند. استحکام صنوبر در ۲۳۰ درجه به مدت ۵ ساعت طبق EN 408 مطالعه شد و نمونه در رطوبت نسبی ۴۵ و ۶۵ درصد مشروط گردید.
مقادیر مرجع برای صنوبر عادی در رطوبت ۱۲ درصد: مقاومت خمشی ۴۰ تا ۲۵۰ N/mm² و مدول الاستیسیته ۹۷۰۰ تا ۱۲۰۰۰ N/mm².
در آزمایش روی چوب بدون گرید و دارای نقص با طول ۱۸۰۰ میلیمتر، تحت ۲۳۰ درجه به مدت ۴ ساعت، مقاومت خمشی ۴۰ درصد نسبت به چوب طبیعی کاهش یافت؛ علت، تضعیف مناطق اطراف نقص بود. اما در چوب حرارتدیده زیر ۱۹۰ درجه، تفاوت مقاومت خمشی با چوب طبیعی بسیار کم است. مقاومت چوب گرهدار بهمراتب کمتر از چوب سالم است.
۳. مقاومت فشاری، برشی، ضربه و نگهداری پیچ
مقاومت فشاری موازی دانه
طبق آزمون VTT روی چوب تیمارشده در ۱۹۵ درجه به مدت ۳ ساعت (نمونهها پیش از آزمون در آب غوطهور بودند)، مقاومت فشاری موازی دانه حدود ۳۰ درصد بیشتر از چوب نرمال بود. عملیات حرارتی اثر منفی بر قدرت فشردهسازی ندارد و حتی چوبهای تیمارشده در دماهای بالاتر هم بهتر از چوب عادی عمل کردند.
قدرت نگهداشتن پیچ
تغییر در قدرت نگهداری پیچ ناشی از تغییر کلی در تراکم چوب بر اثر عملیات حرارتی است. مطالعات نشان میدهد در چوبهای با چگالی پایینتر، نتیجه بهتر است وقتی حفرهی پیشسوراخ کوچکتری استفاده شود. جزئیات اجرایی را در راهنمای پیچ ترموود ببینید.
مقاومت به ضربه
طبق CTBA، مقاومت ترموود در برابر ضربه کمتر از چوب خشکشده در کورهی طبیعی است؛ در صنوبر تیمارشده ۳ ساعت در ۲۲۰ درجه، حدود ۲۵ درصد کاهش دیده شد.
مقاومت برشی
آزمون VTT در ۲۳۰ درجه / ۴ ساعت: کاهش ۱ تا ۲۵ درصد در آزمون شعاعی و ۱ تا ۴۰ درصد در آزمون مماسی. اما در دماهای پایین (حدود ۱۹۰ درجه) اثر روی کاج و صنوبر تنها ۱ تا ۲۰ درصد بود.
سختی
طبق EN 1534، با افزایش دمای عملیات حرارتی سختی ماده افزایش مییابد، اما این تغییر آنقدر کم است که در عمل اثری ندارد. در تمام گونههای چوب، سختی به تراکم بستگی دارد.
۴. رطوبت، تورم و نفوذپذیری
رطوبت تعادلی: عملیات حرارتی بهوضوح رطوبت تعادلی چوب را کاهش میدهد؛ در دماهای بالاتر از ۲۲۰ درجه، رطوبت تعادلی نصف حالت عادی است. هرچه رطوبت نسبی محیط بالاتر باشد، این اختلاف بیشتر میشود.
تورم و انقباض: عملیات حرارتی تورم مماسی و شعاعی را کاهش میدهد؛ در نتیجه تغییرات ابعادی ترموود بسیار پایین است — همان ویژگیای که آن را برای نما و کف مناسب میکند.
نفوذپذیری آب (CTBA): نمونهها در آب غوطهور و سپس ۹ روز در اتاق با رطوبت نسبی ۶۵٪ و دمای ۲۰ درجه نگهداری و وزن شدند. نفوذپذیری آب ترموود ۲۰ تا ۳۰ درصد کمتر از چوب طبیعی بود.
نفوذپذیری بخار (VTT، EN 927-4): رطوبت صنوبر عادی حدود ۲۲ درصد بود، در حالی که همان چوب پس از تیمار در ۱۹۰ و ۲۱۰ درجه بهترتیب به ۱۲ و ۱۰ درصد رسید.
۵. رسانایی گرمایی؛ ترموود بهعنوان عایق
آزمایشها نشان داده انتقال حرارت در چوب ترموود نسبت به چوب عادی ۲۰ تا ۲۵ درصد کاهش مییابد. هدایت حرارتی (لاندا) ترموود کلاس Thermo-D برابر ۰٫۰۹۹ W/(m·K) اندازهگیری شد، در حالی که همین مقدار برای چوب معمولی ۰٫۱۲ W/(m·K) است. به همین دلیل ترموود در سونا و نمای ساختمان مزیت عایقی هم دارد.
۶. رفتار ترموود در آتش؛ نتایج آزمونها
آزمون SBI (EN 13823)
نمونهای با دو بال عمودی (ارتفاع ۱٫۵ متر، عرض ۰٫۵ و ۱٫۰ متر) روی مشعل گاز قرار گرفت و حملهی حرارتی حداکثر ۴۰ kW/m² به گوشهی آن اعمال شد. نتیجه: سطح PHR (نرخ حرارت آزاد) کاج ترموشده حدود ۱۰ کیلووات بیشتر از کاج عادی بود، THR حدود ۱۵ درصد افزایش یافت، مقدار دود تقریباً دو برابر شد و زمان جرقهزنی ۳۰ درصد کوتاهتر شد.
آزمون ISO 5660 (VTT)
روی دو نمونهی صنوبر و کاج، نرخ حرارت آزاد ۳۲ درصد کاهش یافت و میزان دود تولیدشده در ترموود با چوب معمولی برابر بود.
NF B52 T501 (CTBA) و BS 476 part 7
همهی نمونهها در کلاس M3 قرار گرفتند و آزمون نشان داد تفاوتی میان مقاومت آتش ترموود و چوب عادی وجود ندارد. در آزمون بریتانیایی، چوب تیمارشده در کلاس ۳ قرار گرفت.
کد ملی ساختمان فنلاند (بخش E1، ۱۹۹۷)
ترمووود میتواند در کلاس دوم اشتعال طبق این کد قرار گیرد.
جمعبندی صادقانه: تعداد نمونههای آزمونشده کم بوده و نتایج آزمونها یکدست نیستند؛ اما در مجموع میتوان گفت تفاوت بزرگی میان ترموود و چوب معمولی از نظر مقاومت در برابر آتش وجود ندارد. ترموود ضد حریق نیست — بیشتر در مقاومت ترموود بخوانید.
۷. دوام بیولوژیکی، حشرات و موریانه
ترموود در برابر پوسیدگی — بهویژه پوسیدگی قهوهای — عملکرد خوبی دارد، هرچند در مورد دو گونه قارچ نتایج متفاوتی نشان داده است. بر اساس نتایج آزمون FA 252 توصیه میشود ترمووود در پروژههایی که عمق دفن در زمین زیاد است و عملکرد سازهای حیاتی دارد استفاده نشود.
با این حال تجربه نشان داده استفاده از مادهی Thermo-D در جایی که خشکشدن مداوم از سطوح ممکن است، وخامت قابل توجهی ایجاد نمیکند — بهویژه وقتی زمین زهکشی خوبی داشته باشد یا از شن و ماسه ساخته شده باشد. این همان نکتهای است که در روف گاردن و محوطهسازی اهمیت پیدا میکند.
حشرات: آزمایشهای CTBA در فرانسه نشان داد ترموود در برابر همهی حشرات و سوسکهای رایج جنگلی مقاوم است؛ نتایج دانشگاه کوپیو نیز همین را تأیید کرد.
موریانه: موریانهها از زیر زمین حمله میکنند و میتوانند از چوب و حتی مواد پایهبتنی تغذیه کنند (راهکار کنترلی رایج، غشای پلیاتیلن در پایههای ساختمان است). تحقیقات تاکنون نشان داده ترمووود در برابر حملهی موریانه مقاوم است، هرچند گونهی موریانه در هر منطقه متفاوت است و مطالعات بیشتری لازم است.
۸. هوازدگی، رنگ و پوشش سطح
در آزمون هوازدگی طبیعی، موادی که ۶ ساعت در ۲۲۵ درجه حرارت دیده بودند حدود نیمی از رطوبت چوب اصلاحنشده را داشتند و این تفاوت پس از ۵ سال همچنان باقی بود.
مانند هر مادهی در معرض محیط، روی سطح ترموود هم ممکن است کپک رشد کند؛ در چوب عادی این لایه را میتوان با تراشیدن حذف کرد. نکتهی مهم این است که اگرچه انقباض و تورم با فرایند ترمو تا حد زیادی کاهش مییابد، اما چوب بدون پوشش در معرض اشعهی UV دچار تغییر و لرزش سطح پانل میشود. راهحل روشن است: استفاده از رنگ و محافظ سطحی بهشدت توصیه میشود.
در آزمون ۵ سالهی VTT (سریبندی طبق ISO 4628)، رنگ اکریلیک پایهآب روی پانلهای ترموود عملکرد بهتری نسبت به پانلهای عادی داشت.
رنگ طبیعی ترموود
رنگ ترموود با دما و زمان عملیات حرارتی تعیین میشود: هرچه دما بالاتر، رنگ تیرهتر. رنگ طبیعی علاوه بر گونه، به تراکم چوب هم بستگی دارد و در کنترل کیفیت با مؤلفهی L اندازهگیری میشود. برای حفظ رنگ، رنگ ترموود پیگمنتدار لازم است.
۹. گازهای گلخانهای و ترکیبات فرار
تولید گازهای گلخانهای در تولید ترمووود از چوب کاج اندازهگیری شد؛ نمونهها ۴ ساعت در دمای ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه قرار گرفتند و آزمایش ۷ تا ۸ هفته بعد از فرایند انجام شد. VTT با روش KET 3300495 انتشار شیمیایی را سنجید. کاج معمولی بیشترین مقدار ترکیبات فرار را با ۱۴۸۶ میکروگرم/m²h نشان داد که عمدهی آن و باقی شامل مقادیری آلفا-پینن، کامفن و لیمونن بود — یعنی چوب ترمو در این شاخص وضعیت بهتری دارد.
پرسشهای پرتکرار
مهمترین تغییرات فیزیکی ترموود چیست؟
کاهش چگالی و رطوبت تعادلی، کاهش شدید تورم و انقباض، کاهش نفوذپذیری آب ۲۰ تا ۳۰ درصد، کاهش رسانایی گرمایی ۲۰ تا ۲۵ درصد، افزایش حدود ۳۰ درصدی مقاومت فشاری موازی دانه، و در مقابل کاهش مقاومت خمشی و ضربهای.
آیا ترموود از چوب معمولی ضعیفتر است؟
در مقاومت خمشی و ضربه بله؛ اما در مقاومت فشاری موازی دانه حدود ۳۰ درصد قویتر است و اگر نسبت وزن به استحکام را در نظر بگیرید، کاهش استحکام عملاً جبران میشود. برای نما، کف و دکوراسیون کاملاً کافی است، اما برای سازه باربر مناسب نیست.
رسانایی گرمایی ترموود چقدر است؟
هدایت حرارتی ترموود کلاس Thermo-D برابر ۰٫۰۹۹ وات بر متر کلوین اندازهگیری شده، در برابر ۰٫۱۲ برای چوب معمولی — یعنی حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد انتقال حرارت کمتر.
رطوبت تعادلی ترموود چقدر کاهش مییابد؟
در دماهای بالاتر از ۲۲۰ درجه سانتیگراد، رطوبت تعادلی چوب ترمو تقریباً نصف چوب عادی میشود و هرچه رطوبت نسبی محیط بالاتر باشد این اختلاف بیشتر میشود.
مقاومت خمشی ترموود چقدر کم میشود؟
در چوب دارای نقص و تیمار ۲۳۰ درجه به مدت ۴ ساعت، تا ۴۰ درصد کاهش مشاهده شد. اما در تیمار زیر ۱۹۰ درجه، تفاوت با چوب طبیعی بسیار ناچیز است. مقادیر مرجع صنوبر عادی: ۴۰ تا ۲۵۰ نیوتن بر میلیمتر مربع.
ترموود در برابر موریانه و حشرات مقاوم است؟
بله. آزمایشهای CTBA در فرانسه و نتایج دانشگاه کوپیو نشان داد ترمووود در برابر حشرات و سوسکهای رایج جنگلی مقاوم است و تحقیقات موجود مقاومت آن در برابر موریانه را هم تأیید میکند، هرچند گونهی موریانه در مناطق مختلف متفاوت است.
ترموود را میتوان در تماس با خاک و عمق زیاد استفاده کرد؟
بر اساس آزمون FA 252 توصیه میشود ترمووود در پروژههایی که عمق دفن زیاد است و عملکرد سازهای حیاتی دارد استفاده نشود. در سطوحی که خشکشدن مداوم ممکن است و زمین زهکشی خوبی دارد، Thermo-D وخامت قابل توجهی نشان نمیدهد.
چرا باید روی ترموود رنگ زد؟
چون با وجود کاهش تورم و انقباض، اشعهی UV روی چوب بدون پوشش باعث تغییر و لرزش سطح پانل میشود. در آزمون پنجسالهی VTT، رنگ اکریلیک پایهآب روی پانل ترموود عملکرد بهتری از پانل عادی داشت.
رنگ طبیعی ترموود از کجا میآید؟
از دما و زمان عملیات حرارتی. هرچه دما بالاتر باشد رنگ تیرهتر است. گونه و تراکم چوب هم مؤثرند و در کنترل کیفیت با مؤلفهی L اندازهگیری میشود.
سختی ترموود بیشتر است یا کمتر؟
طبق EN 1534، با افزایش دمای تیمار سختی کمی بالا میرود اما این تغییر آنقدر جزئی است که در عمل تفاوت محسوسی ایجاد نمیکند. در همهی گونهها، سختی تابع تراکم چوب است.