آزمایش چوب DIN 52185 - تعیین مقاومت فشاری موازی با جهت الیاف

استاندارد "DIN 52185 تست چوب - تعیین مقاومت فشاری موازی با جهت الیاف" که توسط موسسه استاندارد آلمان (DIN) تدوین شده است، روشی را برای تعیین مقاومت فشاری چوب موازی با الیاف آن با استفاده از نمونه‌های کوچک و بی‌عیب و نقص توصیف می‌کند. مقادیر مقاومت فشاری تعیین شده طبق این استاندارد را نمی‌توان به راحتی برای اجزای سازه‌ای اعمال کرد زیرا مقاومت آنها به ابعاد و کیفیت چوب (ویژگی‌های رشد، نقص‌های چوب) بستگی دارد. یک روش آزمایش برای تعیین مدول یانگ از این استاندارد حذف شده است.

برای اهداف این استاندارد، مقاومت فشاری به حداکثر نیروی ایجاد شده تحت بار فشاری نسبت به سطح مقطع اولیه نمونه اشاره دارد.

برای تعیین مقاومت فشاری چوب در جهت الیاف، تجهیزات آزمایش زیر مورد نیاز است:

• وسیله اندازه‌گیری طول (میکرومتر یا مشابه آن) که امکان تعیین ابعاد نمونه را با دقت 0,1 میلی‌متر فراهم می‌کند.
• دستگاه تست فشار (به عنوان مثال، دستگاه تست فشار یک دستگاه تست کشش مطابق با استاندارد DIN 51 221 یا دستگاه تست فشار کلاس 1 مطابق با استانداردهای DIN 51223 و DIN 51220) وسیله‌ای است که در آن یک نمونه بین دو صفحه فولادی سخت مسطح که به صورت مرکزی قرار گرفته‌اند، فشرده می‌شود. حداقل یکی از دو صفحه فولادی باید به صورت متحرک روی یک بدنه کروی نصب شده و در جهت عمودی قابل حرکت باشد.
• دستگاه اندازه‌گیری نیرو باید بتواند تا ۱ درصد از حداکثر نیروی فشاری را اندازه‌گیری کند.

برای تعیین مقاومت فشاری، در صورت امکان باید از نمونه‌های مکعبی با سطح مقطع مربع و طول ضلع 20 میلی‌متر استفاده شود. برای چوب با رگه‌های بسیار نامنظم، به ویژه آنهایی که دارای نواحی رگه درهم تنیده گسترده هستند، در صورت امکان باید از ابعاد مقطع بزرگتر (طول ضلع تا 50 میلی‌متر) استفاده شود، به طوری که حداقل پنج حلقه رشد یا ناحیه رشد ثبت شود. طول (ارتفاع) نمونه در جهت رگه باید بین 1,5 میلی‌متر و 3 میلی‌متر باشد. سطوح نمونه باید به اندازه کافی صاف و هموار باشند تا ابعاد با دقت 0,1 میلی‌متر قابل تعیین باشند. تولید باید در محیطی با آب و هوای کنترل شده انجام شود و از موازی بودن سطوح مقابل، به ویژه سطوح انتهایی، و عمود بودن سطوح مجاور اطمینان حاصل شود.

قبل از آزمایش، نمونه‌ها باید در یک محیط مرطوب نگهداری شوند تا در شرایط آب و هوایی استاندارد (20 درجه سانتیگراد +/-1 درجه سانتیگراد و 65٪ +/-3٪ رطوبت نسبی، مطابق با DIN 50014) به وزن ثابت برسند. در یک محیط کنترل شده با آب و هوا، اگر وزن نمونه در فواصل 24 ساعته بیش از 0,1٪ نسبت به وزن قبلی تغییر نکند، وزن ثابت حاصل شده در نظر گرفته می‌شود.

در دنیای مهندسی مواد و جنگلداری، رویه‌های آزمایش استاندارد برای اطمینان از کیفیت، قابلیت اطمینان و ایمنی محصولات چوبی مورد استفاده در ساخت و ساز، مبلمان و کاربردهای مختلف صنعتی ضروری است. یکی از این استانداردهای اساسی، DIN 52185 است. این استاندارد یک روش دقیق برای ارزیابی مقاومت فشاری چوب در امتداد جهت الیاف آن ارائه می‌دهد. در حالی که استانداردهای مدرن اروپایی و بین‌المللی برای گنجاندن یا جایگزینی عناصر این استاندارد تکامل یافته‌اند، DIN 52185 همچنان یک مرجع اساسی است.

استاندارد DIN 52185 برای رفع نیاز به یک روش یکسان برای ارزیابی خواص مکانیکی چوب تحت فشار، که یک عامل حیاتی برای کاربردهای سازه‌ای مانند تیرها، ستون‌ها و عناصر باربر در ساختمان‌ها است، ایجاد شد. قبل از این استانداردها، روش‌های آزمایش بسیار متنوع بودند و منجر به ناهماهنگی در خواص مواد و ارزیابی ایمنی می‌شدند.

اگرچه این استاندارد رسماً لغو نشده است، اما گذار به استانداردهای جدیدی مانند «DIN EN 408 سازه‌های چوبی - چوب سازه‌ای و چوب چسب-لایه - تعیین برخی خواص فیزیکی و مکانیکی» را پیشنهاد می‌کند که بر اساس رویه‌های اصلی ساخته شده و آنها را بهبود می‌بخشد. با این حال، DIN 52185 همچنان وجود دارد.

هدف اصلی این استاندارد تعیین مقاومت فشاری چوب به موازات الیاف آن است، یک ویژگی مکانیکی اساسی که میزان باری را که یک نمونه چوب می‌تواند قبل از شکست تحت فشار محوری تحمل کند، اندازه‌گیری می‌کند. این آزمایش برای موارد زیر حیاتی است:

• طراحی سازه: مهندسان از داده‌ها برای محاسبه ظرفیت بار ایمن برای اعضای چوبی در پل‌ها، سقف‌ها و قاب‌ها استفاده می‌کنند.
• کنترل کیفیت: تولیدکنندگان با ارزیابی ثبات دسته‌ای در تولید الوار، از رعایت مقررات ساختمانی اطمینان حاصل می‌کنند.
• تحقیق و توسعه: دانشمندان تفاوت‌های گونه‌های چوبی، اثرات فرآوری (مثلاً خشک کردن یا اشباع شیمیایی) و تأثیرات محیطی بر استحکام را بررسی می‌کنند.

این استاندارد در مورد نمونه‌های چوب جامد، که معمولاً از چوب‌های نرم یا سخت به دست می‌آیند، اعمال می‌شود و محصولات مهندسی شده مانند تخته سه لا یا الوار روکش لمینت شده را پوشش نمی‌دهد، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این استاندارد بر آزمایش در امتداد جهت رگه طولی تأکید دارد، که به دلیل هم‌ترازی الیاف سلولز، قوی‌ترین جهت چوب است.

با استانداردسازی متغیرهایی مانند ابعاد نمونه، نرخ بارگذاری و معیارهای شکست، استاندارد DIN 52185 خطاهای آزمایشی را به حداقل می‌رساند و نتایج قابل مقایسه‌ای را در آزمایشگاه‌ها و کشورهای مختلف تضمین می‌کند.

استاندارد DIN 52185 یک پروتکل تست فشار ساده اما دقیق را برای دستگاه‌های تست جهانی که معمولاً در آزمایشگاه‌های مواد یافت می‌شوند، تشریح می‌کند. این روش عمدتاً شامل مراحل زیر است:

• آماده‌سازی نمونه: نمونه‌های چوب تمیز و بی‌عیب و نقص با ابعاد 20 میلی‌متر در 20 میلی‌متر در 300 میلی‌متر (طول در مقطع) انتخاب می‌شوند، به طوری که طول آنها موازی با جهت الیاف باشد. نمونه‌ها در یک محفظه آب و هوای کنترل‌شده تا رسیدن به رطوبت استاندارد (معمولاً 12 درصد برای چوب ساختمانی) آورده می‌شوند تا شرایط کاری شبیه‌سازی شود. ابعاد و جرم اولیه به طور دقیق اندازه‌گیری می‌شوند.
• آماده‌سازی: نمونه به صورت عمودی بین صفحات بارگذاری دستگاه آزمایش قرار می‌گیرد و اطمینان حاصل می‌شود که سطوح انتهایی صاف و عمود بر جهت الیاف هستند. یک پیش‌بار سبک (تقریباً ۱ درصد از حداکثر بار مورد انتظار) برای قرارگیری ایمن نمونه اعمال می‌شود.
• بارگذاری و آزمایش: نیروی فشاری با سرعت ثابت ۱ میلی‌متر در دقیقه تا زمان شکست اعمال می‌شود، که به صورت کاهش ۱۰ درصدی بار پس از رسیدن به حداکثر یا سطح ظاهری کمانش/خردشدگی تعریف می‌شود. داده‌های بار-تغییرشکل به طور مداوم ثبت می‌شوند تا منحنی تنش-کرنش رسم شود. سرعت آزمایش، شرایط شبه‌استاتیک را تضمین می‌کند و از اثرات دینامیکی جلوگیری می‌کند.
• محاسبه و گزارش: مقاومت فشاری را با تقسیم حداکثر بار بر سطح مقطع اولیه محاسبه کنید. نتایج به همراه مدول الاستیسیته، در صورتی که از یک منحنی مشتق شده باشد، گزارش می‌شوند. جزئیات مربوط به گونه چوب، چگالی و هرگونه ناهنجاری نیز گنجانده شده است.

برای جلوگیری از خطرات ناشی از ریزش تراشه، باید اقدامات احتیاطی ایمنی مانند استفاده از سپرهای محافظ در اطراف دستگاه انجام شود.

استاندارد DIN 52185 با ارائه داده‌های قابل اعتماد برای مقررات طراحی حاکم بر سازه‌های چوبی در اروپا، تأثیر عمیقی بر صنعت چوب گذاشته است. به عنوان مثال، مقادیر مقاومت فشاری حاصل از این آزمایش، تنش‌های مجاز در کدهای ساختمانی را تعیین می‌کند و باعث کاهش مهندسی بیش از حد و ضایعات مواد می‌شود.

این استاندارد در زمینه‌های کاربردی زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• ساخت و ساز: به منظور تأیید تیرهای چوبی چند لایه برای ساختمان‌های چوبی بلند مرتبه.
• تولید مبلمان: برای اطمینان از اینکه پایه‌های میز یا قاب صندلی در برابر بارهای روزانه مقاوم هستند.
• تحقیق: مطالعات تطبیقی ​​روی درختان مناطق گرمسیری و معتدل برای استفاده پایدار از منابع.

در نهایت، استاندارد DIN 52185 نمونه‌ای از قدرت استانداردهای مختصر و کاربردی در پرورش نوآوری و ایمنی است. این استاندارد با استانداردسازی آزمایش فشار مطابق با بافت، به مهندسان این امکان را داده است که با اطمینان خاطر با چوب بسازند. چه در یک کارخانه چوب‌بری سیار و چه در یک آزمایشگاه تحقیقاتی پیشرفته، اصول آن همچنان زیربنای تمامیت ساختاری جهان است.

سازمان ما که سال‌هاست در خدمت شماست و با دقت پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کند، با بهره‌گیری از تیمی ماهر و زیرساخت‌های گسترده، آزمایش، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل را در طیف وسیعی از زمینه‌ها برای مشاغل در تمام بخش‌ها انجام می‌دهد. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش مطابق با استاندارد DIN 52185 "آزمایش چوب - تعیین مقاومت فشاری موازی با جهت الیاف" ارائه می‌دهیم.