إن الغرض من هذا المقال هو عرض ما تعلمته حتى وقت الكتابة. ولذلك فلا شئ يجب الاخذ به كمرجع. أنا أقوم بالكتابة هنا والتعديل بشكل دوري مع حرصي على ذكر المصادر المستخدمه.
المقال يعرض الجانب التقني الصناعي ممزوجا ب الجانب التاريخي للخشب في مصر على مر العصور. مع التركيز بشكل خاص على التاريخ الحديث ل مصر والتاريخ القديم. على مر العصور كان الخشب مادة صناعة مستساغة في يد المصري ف أبدع فيها وبها تحف من الأثاث المنزلي, واستمعلها مادة للبناء والانشاء ف طوعها أبوابا ونوافذ
التكوين الإنشائي للخشب , خصائص الخشب الانشائية , حماية الخشب من الافات والاشتعال, استخدامات الخشب في الانشاءات
التكوين
أنواع الخلايا في الخشب الصلب
قصبة,ممر, Trachea أوعية كبيرة لنقل المياة والمواد المغذية
القصبات المائية Sclerenchyma التكثيف Parenchyma تخزين المواد الغذائية
عيوب ومميزات الخشب في الانشاءات
عيوب | مميزات |
تباين الخصائص تب لإختلاف ظروف النمو | قابلية للتشكيل |
معدلات انكماش عالية | خفة الوزن |
الحاجه لحماية جيدة للمحافظة على العنصر الانشائي الخشبي لفترة طويلة | متانة عالية نسبيا |
القابلية للاحتراق | مادة بناء متجددة |
سلوك انيستروبيك قوي | |
| |
الخصائص
الخشب : أنواع القطع في الخشب - خصائص البناء الفيزيائية - تجفيف الخشب - الخصائص الميكانيكة - سلوك الخشب عند الاحتراق اتجاه القطع في الخشب
٣ أنواع للقطع :
1 قطاع عرضي او cross section
2 قطاع مماسي
3 قطاع قطري : القطع بيبقى في القلب بيتبع دايما نصف المقطع العرضي للجذع
لاحظ شكل الخشب بيختلق مع كل قطع, بص على خطوط الخشب في كل قطع
بحسب نوع القطع تختلف خصائص الخشب وبإختلاف الخصائص يختلف الاستخدام. الخصائص هنا مقصود بيها خصائص البناء الفيزيائية, الخصائص الميكانيكية, الخصائص الهيدروجينية
عند أي قطاع يكون قدرة الخشب على تحمل الضغط أكبر ؟
خصائص البناء الفيزيائية
ما يجب ذكره قبل البدء في نقاش خواص الأخشاب هو الكبير في الخواص وقيم الخصائص ومرده لأسباب يذكر منها مثلا أننا نتعامل مع خشب صلب وخشب لين و لكل منهم قيمة وخواصه سماحياته التي يمنحها لنا في التصميم وأيضا الحدود التي يفرضها علينا التعامل مع خشب لين كان او صلب . أحد الخصائص التي يمتاز بها الخشب والتي تزيد من التأكيد على أن دراسة الخشب دراسة واسعة وأن جذع واحد من الشجرة لها تطبيقات عديدة ودراسات متنوعة دراسات حتى في الخواص الميكانيكية والفيزيائية عند قطع الجذع من اتجاهات مختلفة. هذه الخاصية تعرف ب Anisotropes Verhalten . Anistropes Verhlaten
نتاج بنية الألياف الخشبية
عامل آخر ترتب عليه تباين الخصائص هو اختلاف فترات النمو للأخشاب المختلفة والأسباب ل هذا عديدة: ك المناخ, المياه , وتغذية الشجرة واحتمال حدوث خطأ في مرحلة نمو الشجرة
الكثافة نسبة الكتلة إلى الحجم . الحجم يشمل هنا التجاويف|الفراغات (بين الخلايا مثلا)
التمدد الحراري
قيم التمدد الحراري صغيره جدا بالتالي فإن قيم التمدد والانكماش تكاد لا تذكر
معاملات التمدد الحراري للخشب تعتمد على اتجاه الألياف الخشبية.
التوصيل الحراري
الجسم الخشبي مسامي (المسام جزء من تكوينه) وعليه ف إن التوصيل الحرار ضعيف.
قيمة التوصيل الحراري في الاتجاه ال عرضي = ٢ * قيمة التوصيل الحراري في القطع المماسي او القطري
تزداد قدرة الجسم الخشبي على التوصيل الحراري ب زيادة المحتوى المائي في الخشب.
تجفيف الخشب
الإنكماش والتضخم من الخصائص الفيزيائية للخشب, تتغير نسب الانكماش والتضخم تبعا ل التغيرات في نسب التشبع بالمياه. التغيرات في الشكل تختلف بإختلاف نوع الخشب
أسباب التجفيف الأهم:
١ زيادة المتانة الطبيعية, بتقليل رطوبة الخشب تختفي نسبيا البيئة المناسبة لحياة الأجسام|الكائنات المُتلفة للخشب. ٢ تثبيت الأبعاد
٣ تخفيض الوزن لسهولة النقل
٤ زيادة الالتصاق عند الترابط
٥ تشكيل أساس أفضل للمعالجة السطحية مثل الطلاء
تجفيف الخشب من الرطوبة عن طريق وضع ألواح الخشب في طبقات فوق بعضها البعض مع السماح للهواء بالمرور بين هذه الطبقات وهو ما يعرف بالتجفيف الطبيعي | التجفيف بالتهوية. في الوقت الحاضر يمكن التجفيف بالتهوية (طبيعيا) أو بإستخدام التقنية (صناعيا)
نوعان للتجفيف :
1 التجفيف الطبيعي
عيوب التجفيف الطبيعي:
وقت إنتظار طويل عملية تجفيف غير منتظمة نسبة الرطوبة المطلوبة لا يتم تحقيقها في بعض الأجزاء
2 التجفيف الصناعي (مميزات و أنواع)
يمكن تقدير| قياس الوقت اللازم للتجفيف. إمكانية التخطيط الزمني لعملية التجفيف.
أهم العوامل المؤثرة في عملية التجفيف :
نوع الخشب الرطوبة الإبتدائية درجة الحرارة
قياس الرطوبة في الخشب :
- التجفيف
- اختبار غير متلف : الممانعة الكهربية
الآفات المتلفة للخشب
الفطر : متلف نباتي
الحشرات : متلف حيواني
- خشب القلب(خشب المنتصف) أكثر متانة من خشب السابود(الخشب على الاطراف) - مواد الدفاع الطبيعية موجودة في خشب القلب
-انخفاض رطوبة الخشب في المنتصف وتكوين الخلية يكون اكثر كثافة
الخصائص الميكانيكة
عند أي قطاع يكون قدرة الخشب على تحمل الضغط أكبر ؟
تتوقف الخصائص الميكانيكة على
نوع الخشب رطوبة الخشب
الكثافة
درجة الحرارة
مدة التحميل على العنصر الخشبي
ت
ت
Creep rate increases with wood moisture and temperature
Water molecules cause the fiber cells to slide
Creep deformation especially in compression and bending
Creation number (outdoor climate): 1.5 to 4.0
Consequences:
Excessive deflection of beams
Loosening of wood joints
Reduction of tension forces with bolt connections
الافات الضارة الاشتعال وحماية الخشب
سلوك الخشب عند الاحتراق
يصنف الكود الالماني رقم ٤١٠٢ سلوك المواد أثناء تعرضه ل مصدر احتراق ضمن تصنيفين رئيسين .
أعمل الجدول ماذا يحدث عند احتراق الخشب الصلب .. رابط الخشب الصلب
تظل المقاومة الحراية موجودة حتى درجة حرارة تقريبا ١٠٠ سيليزيوس وحتى ال ١٥٠ سيلزيوس
عن طريق الاشعال البطئ او التدريجي تبدأ القابلية للاحتراق عند 120 سيلزيوس ويتوقف ذلك ويتغير تبعا ل كثافة الخشب الخام ورطوبة الخشب .
يحدث الانحلال الحراري بين درجتي 150 الى 900 سيلزيوس
عملية التفحم .
تظهر ثلاث مناطق مختلفة أثناء التفحم
جزء متفحم
جزء يحدث فيه تحلل حراري وتخرج منه الغازات القابلة للاحتراق (قدرة تحمل أحمال كعنصر إنشائي محدودة)
خشب غير تالف لم تصله تأثيرات الاحتراق بعد (سعة تحميل كاملة)
صور الخشب اثناء الاحتراق
مقاومة الخشب للاشتغال
تزداد قدرة الخشب على مقاومة الاشتعال في حالة
زيادة الكثافة الخام للخشب
زيادة رطوبة الخشب
زيادة الحجم أو المساحة السطحية
تقل قدرة الخشب على مقاومة الاحتراق
مع زيادة كمية الراتنج رابط
مع زيادة معدلات التشوه
FOR LARGE SCHRINKAGE CRACKS AND JOINTS
WITH HIGHER OXYGEN SUPPLY
الحماية من الاشتعال
مثبطات اللهب مثبطات اللهب المستهلكة للطاقة، مثل هيدروكسيد الألومنيوم والمغنيسيوم
مثبطات اللهب الخانقة للحرائق، وعادة ما تكون مركبات الهالوجين التي تحتوي على الكلور أو البروم
تعزيز الكربنة، والطبقة العازلة و مثبطات الحريق المنتفخة (مركبات الفوسفات)
أنواع العناصر الانشائية المصنوعة من
الخشب
الخشب المتدرج القوة
خشب هيكلي صلب مجلفن بالأصابع
الأخشاب الشريحية
يتم لصق حتى خمس طبقات مجففة و لها نفس المتانه و أليافها متوازية - كما هو موضح في الاسكتش ادنى الصوره -
الاستخدام , في أماكن تتطلب مساحات سطحية , مثلا: مبنى سكني متعدد الطوابق
الأخشاب الرقائقية الملصقة
cross laminated Timber
مالا يقل على تلات ألواح فوق بعضهم ولصقهم تستخدم في جدران و أسقف المباني التقليدية
استخدام الخشب في الانشاءات
يتم إستخدام الخشب فعليا في أعمال البناء والتي تتعدد وتختلف أشكالها. ينتشر هذا بشكل خاص في البلاد الشماليه ك الدنمارك, السويد, النرويج و فلندنا. الانشاءات لا تقتصر على المنازل أو المنشآت الخاصة. يستخدم الخشب في المنشات العامة
التطبيقات المعروفة للخشب في البناء
أسطح التراسات
الصالات الخشبية
[1] Das Grabdenkmal des königs Nefertariare, Borchardt PI 10 Spenceb, 14
2 Journal Article, TIMBER IN ANCIENT EGYPTD. M. DIXON
WOOD WORKING IN ANCIENT EGYPTA. Lucas
HE BACKGROUND OF THE CEDAR FOREST TRADITION IN THE EGYPTIAN TALE OF THE TWO BROTHERS IN THE LIGHT OF WEST-ASIAN LITERATURE
Noga Ayali-Darshan
History of Egyptian architecture A.B. - wood 18,19,21,26,41,44,47,50,59,196,199,200 - wooden 10,124,158,193,216,218 Outlook for Cross-Laminated Timber in the United States