نحوه تشخیص کیفیت چوب روسی بر اساس شاخص های جهانی

در طول سال ها تحقیق در دانشگاه ها و صنایع مرتبط با چوب، ویژگی هایی برای ارزیابی کیفیت انواع چوب روسیی شناسایی شده‌اند که در قالب هفت شاخص اصلی دسته بندی می‌شوند. این شاخص ها امروزه به عنوان مبنای ارزیابی کیفیت چوب، توسط نهاد ها و استاندارد های معتبر جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه به بررسی این هفت شاخص اصلی تعیین کیفیت چوب، منشا ظهور و پیدایش آن ها و استفاده از این شاخص ها در ارزیابی و مقایسه ی کیفیت چوب روسی ساسنا، یولکا، نراد و چوب بریوزا با یکدیگر خواهیم پرداخت.

پیدایش شاخص های کیفی چوب

اولین استاندارد های کاملا رسمی در اوایل قرن ۱۸ میلادی در سوئد _حدود ۱۷۶۴ و در قرن ۱۹ میلادی در ایالات متحده (رشته مین - حدود ۱۸۳۰) برای درجه بندی چوب آغاز شد. سپس از سال ۱۸۹۸ به بعد NHLA در امریکا استانداردی برای درجه بندی چوب های سخت تدوین کرد.

از دهه ۱۹۳۰، استاندارد های جامع تری برای چوب های نرم توسعه یافتند. استاندارد هایی مانند EN14081-1 و EN338 در اروپا پایه گذاری شدند که امروزه در طراحی و مهندسی سازه های چوبی کاربرد گسترده دارند.

شاخص های تعیین کیفیت چوب روسی

این شاخص ها به هفت عنوان اصلی دسته بندی می‌شوند که در ادامه به شرح آن ها می‌پردازیم:

معرفی اجمالی شاخص های تعیین کیفیت چوب روسی

۱- ویژگی های فیزیکی

• چگالی (دانسیته): چگالی بالاتر معمولا نشان دهنده استحکام و دوام بیشتر است
• رطوبت طبیعی چوب: میزان رطوبت تاثیر زیادی بر تغییر ابعاد، پوسیدگی و کارایی چوب دارد.
• ثبات ابعادی: توانایی چوب در حفظ شکل و اندازه خود در برابر تغییرات رطوبت و دما.
• جمع شدگی و تورم: هرچه کمتر باشد، کیفیت بالاتر است.

۲- ویژگی های مکانیکی

• مقاومت خمشی (Bending strength)
• مقاومت فشاری (Compression strength)
• سختی (Hardness): به ویژه برای کاربردهای کف پوش و مبلمان اهمیت دارد.
• الاستیسیته (Modulus of elasticity): توانایی چوب در بازگشت به شکل اولیه پس از تغییر شکل در اثر اعمال نیرو

۳- ویژگی های آناتومیکی و ساختاری

• درشت ساختار چوب (مانند حلقه های رشد): چوب با حلقه های رشد یکنواخت و متراکم معمولا کیفیت بهتری دارد.
• جهت و نظم الیاف: الیاف مستقیم و هم راستا باعث افزایش استحکام و راحتی در برش می‌شوند.
• گره ها (Knots): وجود گره زیاد یا بزرگ می‌تواند استحکام چوب را کاهش دهد.
• ترک ها یا معایب طبیعی یا مکانیکی

۴- ویژگی های شیمیایی

ویژگی های شیمیایی از دو جهت بررسی می‌شوند:

•  محتوای سلولز، لیگنین و همی سلولز: ترکیب این مواد در تعیین استحکام و مقاومت چوب اهمیت دارد.
• میزان مواد استخراجی (Extractives): برخی مواد استخراجی باعث دوام بیشتر در برابر قارچ ها و حشرات می‌شوند، ولی می‌توانند در برخی فرآیند ها مثل رنگ پذیری یا چسب کاری مشکل ساز باشند.

۵- دوام طبیعی (Natural durability)

مقاومت ذاتی چوب در برابر حمله قارچ ها و حشرات، پوسیدگی، شرایط محیطی (رطوبت، نور، دما)

۶- ویژگی های ظاهری و زیبایی شناختی

ویژگی های ظاهری و زیبایی شناختی چوب از سه جهت بررسی می‌شوند که عبارتند از:

• رنگ چوب
• طرح و بافت (Grain pattern)
• درخشندگی و جلا پذیری

۷- فرآیند پذیری (Workability):

فرآیند پذیری به دو بخش اصلی زیر تقسیم می‌شود:

• آسانی در برش، ماشین کاری، سوراخکاری، سنباده زنی، چسب کاری و رنگ کاری
• حساسیت به ترک خوردگی یا شکاف در حین کار

اهمیت این شاخص ها در تعیین کیفیت چوب روسی

هریک از این شاخص ها نقش مهمی در تعیین کاربرد نهایی چوب دارند. به عنوان مثال، چوبی که مقاومت خمشی بالایی دارد برای استفاده در تیرها مناسب‌تر است، زیرا در اثر فشار نمی‌شکند و به همین منظور تخته های زیرپایی معمولا رطوبت بالایی دارند. در حالی که چوبی با چگالی بالا برای استفاده در فضای باز گزینه بهتری محسوب می‌شود.

بررسی کیفیت چوب روسی یولکا بر اساس شاخص های جهانی

یکی از انواع پر مصرف چوب روسی در بازار ایران، چوب روسی یولکا است. متاسفانه برخی از مصرف کنندگان بدون در نظر گرفتن کاربری ای که از چوب انتظار دارند و تنها بر اساس درجه ی محبوبیت این چوب، آن را بالاترین کیفیت چوب روسی در نظر گرفته و برای هر منظوری از آن استفاده می‌کنند. در ادامه به توضیح مقادیر استاندارد های جهانی در خصوص کیفیت چوب روسی یولکا می‌پردازیم:

مقادیر شاخص های کیفی برای چوب یولکا

ویژگی های فیزیکی:

• چگالی خشک: ۳۸۰ - 450kg/m³
  منظور از چگالی خشک وزن هر یک متر مکعب چوب در رطوبت کمتر از ۱۲ درصد است که این عدد برای چوب یولکای روسی بین ۳۸۰ تا ۴۵۰ می‌باشد. یعنی هر یک متر مکعب چوب یولکای روسی با رطوبت ۱۲ درصد بین ۳۸۰ تا ۴۵۰ کیلوگرم وزن دارد.
• رطوبت طبیعی: متوسط تا بالا
  هر چقدر رطوبت بیشتر باشد احتمال تغییر ابعاد، دفرمگی و پوسیدگی بیشتر است.
• ثبات ابعادی: خوب
  چوب یولکا به دلیل بافت یکنواخت و منافذ ریز، ثبات ابعادی نسبتا خوبی دارد و در فرآیند خشک سازی به مراقبت متوسط نیاز دارد تا ترک و پیچ خوردگی کم تری داشته باشد.

مقاومت مکانیکی:

• مدول الاستیسیته (یا آستانه تحمل بازگشت شکل) عددیست که نشان میدهد جسم چه مقدار نیرویی را می‌تواند تحمل کند بطوریکه پس از برداشته شدن نیرو به شکل اولیه ‌ی خود بازگردد بدون آنکه تغییر شکل دائمی در آن اتفاق بیفتد. هرچقدر این عدد بزرگتر باشد یعنی جسم سفتر و محکم تر است و مقاومت آن در برابر تغییر شکل بیشتر است. به عنوان مثال مدول الاستیسیته ۱۰ یعنی اینکه اگر یک تخته چوب یولکا با (رطوبت ۱۲%) به ابعاد ۲/۵ در ۱۰ و به طول ۱۲۰ سانت داشته باشیم، میتواند وزنی تقریبا معادل ۱۴۱ کیلوگرم را در مرکز خود تحمل کند بدون اینکه دچار تغییر شکل یا شکستگی شود.
• مدول شکست : ۴۰-۶۰ MPa
• مدول شکست (یا آستانه تحمل شکست) عددیست که نشان می‌دهد یک جسم چقدر می‌تواند خم بشود یا فشار را تحمل کند بدون اینکه شکسته شود. هرچقدر این عدد بزرگتر باشد آستانه تحمل جسم در برابر شکسته شدن بیشتر است. به عنوان مثال برای شکتن یک تخته چوب یولکا به ابعاد ۲/۵ در ۱۰ و به طول ۱۲۰ سانت می‌بایست وزنی معادل ۱۴۴ تا ۲۱۰ کیلوگرم در مرکز آن قرار دهیم.

ویژگی های شیمیایی

میزان مواد استخراجی:

میزان مواد استخراجی در چوب یولکا کم است. یعنی مقاومت آن در برابر حشرات و آفت ها کم ولی رنگ پذیری و چسب پذیری خوبی دارد.

دوام طبیعی

دوام طبیعی یا میزان مقاومت طبیعی چوب در برابر حمله قارچ ها، حشرات و شرایط محیطی مثل رطوبت، نور و دما در چوب یولکا متوسط است

قابلیت فرآوری (Workability)

چوب یولکا نرم و سبک است و به راحتی با ابزارهای دستی و ماشینی قابل برش، سنباده زنی و پرداخت است. برای میخ‌زنی و پیچ‌کاری باید پیش‌حفره انجام شود تا از شکافتن جلوگیری شود.

چوب روسی درجه یک یولکا

چوب روسی یولکا درجه یک باید دارای سطح یکنواخت، حدقل گره و بدون ترک های عمیق باشد. رنگ آن معمولاً روشن با بافتی صاف است. این چوب به دلیل وزن سبک و کارپذیری خوب، برای بسیاری از کارهای نجاری گزینه مناسبی است.

بررسی کیفیت چوب روسی ساسنا بر اساس شاخص های جهانی

ساسنا مقاوم ترین چوب روسی است. پراکندگی زیستگاه این چوب تقریبا در تمام مناطق شمالی ناحیه ی زیرین قطب شمال ادامه دارد. در اروپا به آن کاج اسکاتلندی (Scot Pine) و در امریکا کاج کانادایی میگویند. کیفیت چوب روسی ساسنا به منطقه ای که این درخت در آن رشد می‌کند دارد، هرچقدر این منطقه سردتر باشد، چوب آن محکم تر و مقاوم تر خواهد بود. به همین دلیل کیفیت کاج سیبری (Siberian Pine) از دوگونه ی امریکایی و اروپایی بالاتر است. در ادامه به توضیح مقادیر استانداردهای جهانی در خصوص کیفیت چوب روسی ساسنا می‌پردازیم.

مقادیر شاخص های کیفی برای چوب ساسنا

ویژگی های فیزیکی:

• چگالی در وضعیت خشک (Air dey) : رطوبت محیطی بین ۵۳ تا ۶۳ درصد  g/cm³۵۳۰–۶۳۰ kg/m³ گزارش شده که بستگی به منشا چوب دارد. این مقدار نشان‌دهنده چوبی میان‌سنگین بوده و مستقیماً با دوام تأثیرگذار است.
• ثبات ابعادی (Shrinkage): نسبتا خوب. داده‌های مستقیم برای Pinus sibirica محدود است؛ اما چگالی و ساختار حلقه‌های رشد متراکم نشان‌دهنده رفتار ثابت مناسب در برابر تغییرات رطوبتی است، مشابه دیگر کاج‌ها.

ویژگی های مکانیکی:

• مدول الاستیسیته (آستانه تحمل جسم قبل از تغییر شکل): بین ۱۱.۱–۱۴.۱ گیگا پاسکال برای تخته‌های معمولی گزارش شده .یعنی این جسم میتواند بین ۱۴۵ تا ۱۶۰ کیلوگرم وزن در وسط  تحمل کند، بدون اینکه خم شدنش از کنترل خارج شود.
• مدول شکست (آستانه تحمل وزن قبل از شکست): بین ۴۵–۶۷ MPa برای سایزهای استاندارد تخته ۲×۴ مشاهده شد. یعنی اگر تخته ای به ابعاد ۱۲۰×۱۰ سانت و به ضخامت ۲.۵ سانت داشته باشیم، میتواند وزنی معادل ۱۹۰ تا ۲۸۵ کیلوگرم را تحمل کند.
• تنش فشاری طولی (Compression): حدود ۳۳.۷–۴۰.۶ MPa . یعنی اگر یک قطعه چوبی با ابعاد ۲.۵×۱۰ و به طول ۱۲۰سانتیمتری داشته باشیم و آنرا بطور عمودی روی زمین قرار دهیم بطوریکه سطح مقطع ۲.۵×۱۰ آن روی زمین باشد و بخواهیم از بالا مستقیم روی آن بار بگذاریم، (مثل پایه تخت یا ستون)، آن قطعه میتواند وزنی بین ۳۵۷ تا ۵۹۷ کیلوگرم را بصورت فشار مستقیم تحمل کند قبل از اینکه دچار فروپاشی بشود.
• سختی (Hardness): بین ۲.۹–۳.۲ در مقیاس Brinell ذکر شده است. این مقیاس برای سنجش مقاومت سطحی یک ماده استفاده میشود و نشان می‌دهد چقدر جسم در برابر فرو رفتن، خراش یا له شدن سطحی مقاومت دارد؟
  عدد بین ۲.۹ تا ۳.۲ HB خیلی پایین است. معمولاً برای چوب‌های نرم یا مواد خیلی کم‌مقاومت استفاده می‌شود.

دوام طبیعی (Durability):

بسیار مقاوم در برابر پوسیدگی، قارچ و حمله حشرات. گزارش شده که چوب دریایی و بناهای روسی با این چوب بیش از ۱۰۰سال دوام آورده‌اند .بدون نیاز به مواد شیمیایی اضافی مقاوم در برابر شرایط بیرونی .

ویژگی های آناتومیکی

حلقه های رشد متراکم، رنگ قرمز مایل به بنفش زیبا، بافت خوش منظر و بدون مرز واضح بین چوب آب بر و هسته‌ای. دانه ها صاف، ریز و مستقیم هستند که باعث زیبایی و ماشین کاری مناسب می‌شود.

ترکیب شیمیایی

چوب رزین دار و صمغی است که علامه بر دوام بالا، ممکن است در برخی فرآیند ها (رنگ زنی و چسب کاری) نیاز به پیش پردازش داشته باشد.

فرآیند پذیری (Workability):

اره‌کاری، سنباده‌کاری و پرداخت‌کاری آن آسان است. برای پیچ‌کاری و میخ‌زنی پیش‌حفره توصیه می‌شود.

نکات مهم در انتخاب چوب روسی ساسنایی

چوب ساسنای درجه یک باید گره های کوچک داشته باشد و از تنه مرکزی درخت تهیه شده باشد. مواد استخراجی آن باعث مقاومت در برابر پوسیدگی می‌شود. خشک سازی باید با دقت انجام شود تا از ترک خوردگی جلوگیری شود.

بررسی کیفیت چوب روسی نراد مطابق شاخص های جهانی

چوب درخت نراد یا Fir خصوصیاتی شبیه چوب یولکا دارد. درخت نراد به بافت ظریف و یکدست آن شهرت دارد و به همین خاطر بسیار مورد استقبال تولید کنندگان لوازم دکوری چوبی است. همچنین برای کاهش هزینه ها در ترکیب با راش استفاده میشود. از لحاظ ظاهری این درخت بسیار شبیه کاج یولکای روسی است. مهمترین تفاوت آن ها در اینست که برگ های سوزنی شکل کاج نراد سطح مقطعی دایره ای دارد درحالیکه برگ های کاج یولکا سطح مقطعی چند ضلعی دارد مانند دارد و اگر آن را بین انگشتان دست غلت دهید به راحتی متوجه این تفاوت خواهید شد.

مقادیر شاخص های کیفی برای چوب نراد

ویژگی های فیزیکی

• چگالی (Density): چگالی چوب نراد روسی معمولاً بین ۴۵۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب (در حالت خشک) گزارش شده است. چگالی آن مشابه چوب یولکا (Spruce) است و کمی سبک‌تر از کاج ساسنا (Siberian pine) محسوب می‌شود.
• ثبات ابعادی و خشک سازی: چوب نراد روسی به دلیل ساختار سلولی متراکم‌تر نسبت به برخی مخروطیان دیگر، ثبات ابعادی نسبتا خوبی دارد، اما در فرآیند خشک‌سازی باید مراقبت شود تا ترک خوردگی به حداقل برسد.

مقاومت مکانیکی (Mechanical Properties):

• مدول الاستیسیته (MOE): حدود ۸-۱۲ گیگا پاسکال (یعنی یک تخته ۲/۵ در ۵ به طول ۱۲۰ سانتیمتر تحمل وزن ۱۴۱ کیلوگرم را قبل از تغییر حالت دائمی در مرکز خود دارد)
• مدول شکست (MOR): حدود ۴۰ تا ۶۰ مگا پاسکال (یعنی یک تخته ۲/۵ در ۵ به طول ۱۲۰ سانتیمتر تحمل وزن ۱۴۱ تا ۲۱۰ کیلوگرم را قبل از شکست در مرکز خود دارد)
  مقاومت مکانیکی چوب نراد نسبت به کاج ساسنا کمتر است ولی برای کاربرد های ساختمانی سبک و ساخت مصنوعات چوبی مناسب است.

دوام طبیعی (Durability):

دوام چوب نراد در برابر پوسیدگی و حمله حشرات معمولاً متوسط تا پایین است و بیشتر برای استفاده‌های داخلی و یا مواردی که محافظت می‌شود توصیه می‌شود.

قابلیت فرآوری (Workability ):

چوب نراد نرم و سبک است و فرآوری آن نسبتاً آسان است، اما به دلیل وجود رزین کمتر نسبت به کاج، برای چسب‌کاری و رنگ‌آمیزی گزینه مناسبی است.

نکات مهم در انتخاب چوب روسی نراد

نراد به دلیل رزین کم و سطح صاف، برای رنگ‌کاری بسیار مناسب است. بهتر است در شرایط داخلی و خشک استفاده شود. برای کاربردهای سبک، انتخاب اقتصادی خوبی است.

بررسی کیفیت چوب روسی بریوزا بر اساس شاخص ها

درخت بریوزا یا Birch جزو درختان پهن برگ می‌باشد. زادگاه بومی این درخت منطقه قفقاز و بخش هایی از ترکیه است.

مقادیر شاخص های کیفی برای چوب بریوزا

این چوب به دلیل استحکام بالا مورد استقبال مبل سازان در ساخت کلاف مبل قرار گرفته است. استفاده های دیگری که از گرده ی بریوزا میشود، تهیه چوب بریوزا برای دسته بیل و پالت های چوبی می‌باشد.

ویژگی های فیزیکی

• چگالی (Density): چگالی چوب بریوزا معمولاً بین ۶۰۰ تا ۷۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب در حالت خشک گزارش می‌شود که از بسیاری از مخروطیان مانند کاج و صنوبر بالاتر است. این چگالی بالا باعث استحکام و مقاومت خوب چوب می‌شود.

مقاومت مکانیکی (Mechanical Properties):

• مدول الاستیسیته (MOE): حدود ۱۲-۱۶ گیگا پاسکال
• مدول شکست (MOR): حدود ۹۰-۱۳۰ مگا پاسکال
  چوب بریوزا مقاومت مکانیکی بسیار بالاتری نسبت به چوب‌های مخروطی دارد و در صنایع مبلمان، کفپوش و مصنوعات چوبی سنگین کاربرد وسیعی دارد.

ثبات ابعادی و خشک سازی:

چوب بریوزا نسبت به چوب‌های نرم‌تر ثبات ابعادی کمتری دارد و در هنگام خشک شدن ممکن است دچار پیچ‌خوردگی و ترک شود؛ بنابراین خشک‌سازی دقیق و کنترل شده برای آن لازم است.

دوام طبیعی (Durability):

دوام چوب بریوزا نسبتاً پایین است و مقاومت کمی در برابر پوسیدگی و حمله قارچ‌ها دارد؛ به همین دلیل معمولاً برای کاربردهای داخلی یا با پوشش محافظتی استفاده می‌شود.

قابلیت فرآوری (Workability):

چوب بریوزا نسبت به بسیاری از چوب‌های سخت دیگر، قابلیت فرآوری خوبی دارد و می‌توان آن را به راحتی برش داد، سنباده زد، رنگ‌آمیزی و لاک‌کاری کرد.

نکات مهم در انتخاب چوب بریوزا

چوب بریوزا برای ساخت مبلمان و کف‌پوش ایده‌آل است اما برای استفاده در محیط‌های مرطوب مناسب نیست. باید با دقت خشک شود تا از ترک‌خوردگی جلوگیری شود. در فینگر جوینت، به دلیل سختی زیاد، پردازش آن نیاز به تجهیزات قوی‌تری دارد.

جمع بندی

چرا انتخاب چوب مناسب برای هر کاری متفاوت است؟

با توجه به داده‌های ارائه شده، انتخاب نوع چوب برای هر کاربرد خاص باید بر اساس تحلیل دقیق شاخص‌های کیفی انجام شود. اگر به دنبال چوبی با دوام و مقاومت بالا هستید، ساسنا بهترین انتخاب است. اگر وزن سبک و رنگ‌پذیری اهمیت دارد، یولکا و نراد گزینه‌های مناسبی هستند. بریوزا اگرچه مقاومت مکانیکی بالایی دارد، اما باید با دقت بیشتری مورد استفاده قرار گیرد.

موضوعات اضافی

• تاثیر آب و هوا بر کیفیت چوب روسی
• روش های نگهداری و حفظ کیفیت چوب روسی
• جلوگیری از پوسیدگی و افت کیفیت چوب روسی
• نشانه های افت کیفیت چوب روسی
• آفات رایج چوب روسی

منابع

• Rabko, S.U. et al. (2023). Russian Forestry Journal.
• Kretschmann, D.E. (2010). USDA Forest Service.
• Ivanov, V. et al. (2016). Russian Forestry Journal.
• Kharuk, V. et al. (2021). Journal of Forestry Research.
• Nikiforov, S. et al. (2015). Russian Journal of Wood Technology.
• FAO Forestry Statistics (2022)
• Forest Products Laboratory. US Department of Agriculture.