بررسی اثر نانوسیلیس و نوع مادۀ لیگنوسلولزی بر خواص فیزیکی و مکانیکی پانل‏های چوب-سیمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

2 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

3 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه اثر نانوسیلیس در چهار سطح 0، 1، 2، و 3 درصد وزنی سیمان و اثر نوع مادۀ لیگنوسلولزی بر خواص فیزیکی و مکانیکی صفحات چوب‌ـ‌سیمان ساخته‌شده از کارتن‌‏ کهنه و پوستۀ ‏برنج بررسی شده است. در مجموع، هشت تیمار و از هر تیمار سه تکرار تخته ساخته شد. نمونه‏ها مطابق استاندارد DIN EN 634 تهیه و خواص فیزیکی و مکانیکی آن‏ها شامل مدول‏گسیختگی، مدول‏الاستیسیته، مقاومت برشی موازی سطح، سختی، جذب ‏آب، و واکشیدگی ‏ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطه‏وری در آب اندازه‏گیری شدند. نتایج نشان داد که در حالت استفاده از نانوسیلیس، تخته‏های کارتن‌ کهنه با 1 درصد، و تخته‏های پوستۀ برنج با 2 درصد نانوسیلیس بالاترین مقاومت‏ خمشی و مدول الاستیسیته را داشتند. مقاومت برشی موازی سطح و سختی در تخته‏های حاوی 2 درصد نانوسیلیس بیشتر بوده است. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از پوستۀ ‌‏برنج در ساخت تخته‌ها در مقایسه با کارتن‌‏ کهنه جذب ‏آب را کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effects of Nano-SiO2 and Type of Lignocellulosic Materials on Physical and Mechanical Properties of Wood-Cement Boards

نویسندگان [English]

  • Faranak Mohammadkazemi 1
  • Kazem Doosthoseini 2
  • Ali Akbar Enayati 3
  • Mohammad Azadfallah 3
1 PhD student, Faculty of natural resources, university of Tehran, Karaj, I. R. Iran
2 Professor, Faculty of natural resources, university of Tehran, Karaj, I. R. Iran
3 Professor, Faculty of natural resources, university of Tehran, Karaj, I. R. Iran
چکیده [English]

In this study, the effect of nano-SiO2 in four levels of 0, 1, 2, and 3 percent (weight of cement)
and the type of lignocellulosic materials on physical and mechanical properties of woodcement
boards manufactured by old corrugated container (OCC) and rice husk have been
investigated. Totally 8 treatments were taken that each one had three repetitions. Samples
were provided according to DIN EN 634 and physical and mechanical properties, including
modulus of rupture, modulus of elasticity, shear strength parallel to surface, hardness, water
absorption and thickness swelling after 2 & 24 hours immersion in water, have been measured.
The Results indicated that in case of using nano-SiO2, OCC-cement boards incorporating
1 percent and rice husk-cement boards incorporating 2 percent nano-SiO2 had the highest
bending strength and modulus of elasticity. Shear strength parallel to surface and hardness
were further in boards incorporating 2 percent nano-SiO2. Also, using rice husk in board
manufacturing has decreased the water absorption compared to OCC.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cement
  • nano-SiO2
  • OCC
  • Physical and mechanical Properties
  • Rice Husk
[1]. Cathie, K., and Guest, D. (2001). Guide to Waste Paper, Translated by Mirshokraei, S. A., Aeij
press, Tehran.
[2]. Fuwape, J A. Fabiyi, J S., and Osuntuyi, E O. (2007). Technical assessment of three layered
cement-bonded boards produced from wastepaper and sawdust. Waste Management, 27 (11):
1611-1616.
[3]. Aggarwal, L.K., Agrawal, S.P., Thapliyal, P.C., and Karada, S.R. (2008). Cement-bonded
composite boards with arhar stalks. Cement and Concrete Composites, 30: 44-51.
[4]. Sandermann, W., and Kohler, R. (1964). Studies on inorganic-bonded wood materials. Part 4:
A short test of the aptitudes of woods for cement-bonded materials. Holzforschung, 18: 53-59.
[5]. Zhengtian, L., and Moslemi, A.A. (1985). Influence of chemical additives on the hydration
characteristics of western larch wood–cement–water mixtures. Forest Products Journal, 35(7):
37-43.
[6]. Doosthoseini, K., and Yazdi, M. (1996). The effects of chemical additives on the binding quality
of Portland cement and aspen particles. Iranian Journal of Natural Resources, 48 (1): 47-58.
[7]. Jo, B.W., Kim, C.H., Tae, G., and Park, J.B. (2007). Characteristics of cement mortar with
nano-SiO2 particles. Construction and Building Materials, 21: 1351-1355.
[8]. Naji Givi, A., Abdul Rashid, S., Aziz, F.N.A., and Salleh, M.A.M. (2010). Experimental
investigation of the size effects of SiO2 nano-particles on the mechanical properties of binary
blended concrete. Composites: Part B., 41(8): 673-677.
[9]. DIN EN standard, NO. 634 (1995). Cement-bonded Particleboards. Specifications- general
requirements; German version.
[10]. Doosthoseini, K. (2007). Wood composite materials manufacturing, applications, University
of Tehran press, Tehran.
[11]. Li, H., Xiao, HG, Yuan, J., and Ou, J. 2003. Microstructure of cement mortar with nanoparticles.
Composite. Part B., 35: 185-189.
[12]. Li, H., Xiao, H., and Ou, J. (2004). A study on mechanical and pressure-sensitive properties of
cement mortar with nanophase materials. Cement and Concrete Research, 34(3): 435-438.
[13]. Naji Givi, A., Abdul Rashid, S., Aziz, F.N.A., and Salleh, M.A.M. (2010). Experimental
investigation of the size effects of SiO2 nano-particles on the mechanical properties of binary
blended concrete. Composites: Part B., 41(8): 673-677.
[14]. Ji, T. (2005). Preliminary study on the water permeability and microstructure of concrete
incorporating nano-SiO2. Cement and Concrete Research, 35(10): 1943-1947.
[15]. Wan Jo, B.B., Hyum Kim, C., and Hoon Lim. J. (2007). Investigating on the development of
powder concrete with nano-SiO2 particles. KSCE Journal of Civil Engineering, 11(1): 37-42.
[16]. Jinshu, S., Jianzhang, L., Wenrui, Z., and Derong, Z., (2007). Improvement of wood properties
by urea-formaldehyde resin and nano-SiO2. Frontiers of Forestry in China, 2(1): 104-109