عوامل تخریب کننده چوب

یک تحقیق کامل از عوامل تخریب کننده چوب برای دانش آموزان ...

در ادامه مطلب .......

مقدمه

چوب ، بدون هیچ تردیدی ، یکی از باشکوه ترین و مفیدترین مواد خامی است که توسط طبیعت در اختیار ما قرار گرفته است ، که بدون آن انسان به این سطح از پیشرفت و زندگی که امروزه از آن لذت می برد ، به هیچ عنوان نمی رسید .در ابتدا این ماده بعنوان یک ماده حیاتی برای ساخت ابزار ، خانه ها و قایق ها برای جابجایی بر روی رودخانه ها محسوب می گردید. بعدها، چوب بعنوان ماده ای اصلی برای ساخت بسیاری از وسایل و ابزار مفید بکار گرفته شد که بشریت برای قرنها از آن برای پیشرفت و توسعه زندگی خود تکیه کرده بود. بخشی از تکنولوژی چوب و صنعت آن در زیر دستان استادکاران باقی ماند ، ولی بسیاری از آنها کاملا از بین رفتند، و توسط سایر مواد و روشها جایگزین شدند ، که میوه آن انقلاب صنعتی بود. به هر صورت ، این مطلب اشتباه خواهد بود که از این ماده به خوبی محافظت ننماییم.

رویش درختان نو رسته و جوان و پوسیده شدن درختان کهنه و پیر فرایندهای ضروری برای حفظ توازن طبیعی می باشد. درختان به وسیله ی حشرات و قارچ ها مورد حمله قرار می گیرند و طی این فرایند مواد پیچیده ای همچون سلولز که توسط گیاه زنده و به وسیله ی عمل فتوسنتز ساخته شده است به مواد ساده تری شکسته می شود دی اکسید کربن به هوا و آب و مواد غذایی به خاک برمی گردند و تمام اینها برای رویش درختان تازه آماده می شود.

  تخریب چوب ( Deterioration of Wood ) تحت دو عنوان بررسی می شود:

پوسیدگی بیولوژیکی ( Biological Decay )

تخریب فیزیکی و شیمیایی ( Physical & Chemical Degradation )

تخریب بیولوژیکی

·        قارچ ها:خسارت ناشی از پوسیدگی قارچی در سراسر جهان زیاد است قارچ ها باعث آلودگی و فساد درختان سرپا گرده بینه های قطع شده در جنگل یا انبار کارخانه ها چوب آلات استحصال شده و در طی عملیات خشک کنی آنها و حتی چوب آلات به کار رفته در مصارف نهایی می شود. تمامی قارچ های مولد پوسیدگی برای رشد به غذا (یعنی چوب) دمای مناسب و مقدار کافی آب و اکسیژن نیاز دارند. اگر هر یک از این شرایط وجود نداشته باشد قارچ یا می میرد و یا به صورت خواب یا نهفته باقی می ماند تا شرایط مناسب به وجود آید. البته در عمل مهمترین فاکتور برای به وجود آمدن پوسیدگی مقدار رطوبط چوب است . به طور کلی هر چه چوب مرطوب تر باشد احتمال بروز پوسیدگی بیشتر می شود. در حقیقت محیط هایی که رطوبطشان کمتر از 20 درصد باشد برای رشد قارچ ها بسیارخشک می باشد. قارچ ها برای رشد به اکسیژن نیز نیاز دارند از این رو اگر چوب به طور کامل در آب قرار بگیرد و یا در زمین های اشباع از آب پوسیدگی به وجود نخواهد آمد. معمولا هرچه هوا گرمتر باشد قارچ ها نیز سریع تر می رویند در منطقه ی بین 100 میلیمتری بالای زمین و 300 میلیمتری زیر زمین شرایط برای رشد قارچ ها کاملا مطلوب است. قارچ های مولد پوسیدگی بر طبق نوع پوسیدگی که تولید می کنند دسته بندی می شوند و به سه نوع عمده ی پوسیدگی قهوه ای پوسیدگی سفید و پوسیدگی نرم تقسیم بندی می گردد.

1-    پوسیدگی قهوه ای:قارچ های مولد پوسیدگی قهوه ای شامل برخی از مهمترین نابود کننده های چوب آلات نهایی و در حین کار هستند. پوسیدگی قهوه ای در وهله ی اول به سلولز حمله می کند و همچنانکه پیشروی می کند رنگ چوب به دلیل باقی ماندن نسبت بیشتری مواد رنگین از جمله تانن و مواد استخراجی تیره تر می شود.

پوسیدگی قهوه ای به دو دسته تقسیم می شود:

1.    پوسیدگی خشک : توسط قارچ گریان یا خانگی ( مرولیوس = Merulius Lacrymans ) و یا پوریا ( Poria Incrasata ) ایجاد می شود. در ساختمانهای مناطق معتدل جهان بوجود می آید. این قارچ در محیط گرم و جایی که تهویه هوای ضعیف و رطوبت بالا داشته باشد ، بهتر می روید.

2.    پوسیدگی تر یا مرطوب ( Wet Rot ) : توسط قارچ خزینه یا قارچ سردابها یا قارچ معادن ( Coniophora Puteana ) یا سربلا (  Coniophora Cerebella ) ایجاد می گردد. شایعتر از پوسیدگی خشک می باشد.( 50 – 40 % رطوبت به بالا ) . چوب بسیار تیره و در واقع سیاه می شود. خیلی از مواقع پوسیدگی درونی و سطح چوب دست نخورده می باشد.

 2-    پوسیدگی سفید:قارچ مولد پوسیدگی سفید از تمامی مواد ساختمانی چوب استفاده کرده و رشد می کند همچنانکه پوسیدگی پیشرفت می کند چوب سبک تر روشن تر و ظاهر بافتش رشته ای تر می شود. پهن برگها بسیار مستعد حمله ی این قارچ ها هستند. . چوب مورد حمله قرار گرفته بندرت همکشیده شده و یا در هم می ریزد.

 3-    پوسیدگی نرم:وقتی که چوب در محیط های فوق العاده مرطوب نظیر برج های خنک کننده ی آب و یا روی زمین واقع شود تمایل بیشتری دارد که توسط قارچ های مولد پوسیدگی نرم مورد حمله قرار گیرد. دانشمندان کشف کرده اند که قارچ های مولد پوسیدگی نرم دامنه ی گسترده تری از چوب ها را نسبت به قارچ های مولد پوسیدگی سفید و قهوه ای از نظر حمله به آنها دربرمی گیرد و پهن برگها مستعد برای حمله می باشند . چوب هایی که مورد حمله قرار می گیرند شکل اولیه ی خود را حفظ می کند ولی سطح چوب تغییر رنگ داده نرم شده و احتمالا نشانه های خردگی و ساییدگی در خود بروز می دهد

 ·        کپک ها و باختگی ها: قارچ هایی که باعث بروز کپک ها و باختگی ها می شوند خود چوب را مورد حمله قرار نمی دهند بلکه از کربوهیدرات های موجود در سلول های پارانشیمی تغذیه می کنند. این عوامل مخرب در رطوبت زیاد گرما و آب و هوای شرجی پیشرفت می کنند. سوزنی برگ ها مستعدتر از پهن برگ ها برای حمله ی کپک ها و باختگی ها می باشند.کپک ها و باختگی ها به ندرت تاثیر قابل توجهی بر روی مقاومت چوب می گذارند و تغییر رنگ حاصله از آنها معمولا آنقدر شدید نیست که مانع استفاده از چوب های آلوده برای مصارفی که نمای ظاهری اهمیت چندانی ندارد شود. کپکهای سبز و سیاه بی خطرند و باعث صدمه چوب نمی شوند.

 ·        باکتریها: این عوامل مخرب ارگانیسم های بسیار کوچکی می باشند که به تعداد زیاد و تقریبا همه جا یافت می شوند. آنها فقط به چوبی که به طور کامل خیس و مرطوب است حمله می کنند. محیط هایی همچون حوضچه های نگه داری گرده بینه, عمق های زیاد خاک, تیرهای نسب شده در آب, شمع های معادن, برج های خنک کننده ی آبی و همچنین در آبشخورها و کاریزهای کهن یافت می شوند. باکتری های معینی در چوب های واقع در زمین های اشباع از آب می رویند چرا که این عوامل مخرب نیاز به اکسیژن ندارند و از این لحاظ با قارچ هایی که در این چنین شرایطی از بین می روند تفاوت دارند.

 ·        حشرات: 5 برابر گونه های جانوران دیگر حشرات وجود دارند حشرات تقریبا در همه جا یافت می شوند. بعضی برای زندگی در قطب شمال برخی در گرمای شدید صحراها و برخی دیگر در شرایط غیر قابل تصور زندگی می کنند. بسیاری از حشرات برای ادامه ی زندگی به گیاهان وابسته اند زیرا فقط گیاهان با عمل فتوسنتز غذا تولید می کنند.چوب در هر حالتی باشد به وسیله ی حشرات مورد حمله قرار می گیرد. خواه بخشی از نهال کاری جنگل باشد و یا یک تکه از چوب بریده شده و به کار رفته در چهارچوب یک پنجره. برخی حشرات فقط در پوست رشد می کنند برخی دیگر پهن برگان را به سوزنی برگان ترجیح می دهند و گاهی نیز حشراتی یافت می شوند که تنها به چوب های خشک شدهحمله ور می شوند. گاهی حشراط بالغ باعث ایجاد خسارت می شوند ولی اغلب لاروها هستند که خسارت می زنند. به طور کلی حمله ی حشرات باعث خسارت بیشتری در مناطق گرمسیری نسبت به پوسیدگی قارچی می شود در حالی که در اقلیم های معتدل عکس این قضیه حاکم فرماست. مهمترین حشره ی مخرب در سرتاسر جهان موریانه های چوب خوار زیر زمینی می باشند.

 ·        موریانه ها: بیشر موریانه ها در جنگل زندگی می کنند و به طور عادی از درختان خشکیده یا در حال خشکیدن تغذیه می کنند. با این حال گونه هایی هستند که به نهالستان ها و درختان سر پا حمله کرده و برخی نیز محصولات کشاورزی را تهدید می کنند.

چهار نوع مختلف موریانه وجود دارد :

1-    موریانه های زیر زمینی یا ساکن در خاک

2-    موریانه های چوب خشک

3-    موریانه های چوب تر

4-    موریانه های کشاورز یا موریانه های غیر چوب خوار (این نوع موریانه ها از برگ ها و بقایای گیاهان درون خاک تغذیه کرده و به چوب آلات آسیبی نمی رساند)

در هر مجموعه یک شاه و یک ملکه وجود دارد. چند تخم اولیه تبدیل به موریانه های نابالغ یا پوره  ( Nymph ) شده و از ملکه مراقبت می نمایند. موریانه ملکه بزرگترین حشره می باشد و 50 سال عمر می کند. بعضی از نیمه بالغها ، بالغ شده بالدار می شوند و قدرت تولید مثل می یابند. از گروه نیمه بالغها موریانه های کارگر ( نازا – بی بال – کور – عامل اصلی تخریب در چوب ) و موریانه های سرباز ( با آرواره های بزرگ برای دفاع از کلونی ) نیز پدید می آیند.

یک یا دو بار در سال موریانه های کامل کوچ می کنند. موریانه های چوب خشک و تر پس از جفت گیری واقع در منطقه ی بالا تر از سطح زمین را سوراخ می کنند در حالی که موریانه های زیر زمینی مجتمع های خود را در خاک و یا چوب های واقع در سطح یا زیر زمین تشکیل می دهند.

چندین وجه تمایز بین گونه های زیر زمینی و غیر زیر زمینی وجود دارد. گونه های زیرزمینی برای رشد به رطوبت نیاز دارند آنها دالانها و راهرو های سر پوشیده از سطح زمین تا چوب که معمولا بالاتر از پی ریزی ساختمان است می سازند اما گونه های غیر زیر زمینی در چوب زندگی می کنند و هرگز به زمین وارد نمی شوند. چوبهای مورد حمله ی موریانه های چوب خشک ممکن است خیلی خشک و حتی فقط 5 تا 6 درصد رطوبت داشته باشد. چوب های تر و در حال پوسیدگی برای موریانه های چوب تر مناسب می باشد.

چوب های مورد حمله به وسیله ی موریانه ها نشانه ی خاصی بروز نمی دهند و حتی سوراخ هایی که ممکن است در اثر پیشروی موریانه ها در سطح چوب به وجود می آید به سرعت مسدود می شود بر اثر مرور زمان چوب خورده می شود تا زمانی که یک فشار یا تنش ناگهانی بر پوشش نازک خارجی باعث فرو پاشی آن می شود.

·        سوسک ها: این حشرات از دسته حشرات بسیار تکامل یافته اند و تنوع زیاد آنها باعث شده تقریبا در هر محیطی رشد کرده و تقریبا هر غذایی را مصرف کنند. میزان خسارت ناشی از گونه های مختلف سوسک های چوب خوار از منطقه به منطقه تفاوت می کند. ممکن است دریک کشور گونه ی بخصوصی آفت اصلی به شمار رود ولی همین گونه درمنطقه ی دیگر از اهمیت قابل توجهی برخوردار نباشد. بسیاری از این حشرات به نام کرم چوب شناخته می شوند چرا که حالت کرمی شکل یا لارو این حشرات است که به چوب صدمه وارد می آورند. بزرگترین سوسکهای دنیا : گولیاتوس غول پیکر ( Goliathus Gigateus ) و سوسک هرکولس ( Dynastes Hercules ) می باشند  .شش خانواده یا تیره مهم سوسکهای چوب شناخته شده عبارتند از:

1)خانواده لیکتوسها ( Powder Post Beetle ) یا سوسک آردی چوب

2)خانواده آنوبیوم : آفتهای مهم چوب آلات ساختمانی محسوب می شوند
3)خانواده سرامبیسیده ( سوسکهای واقعی ) یا سوسکهای شاخک دراز

4)خانواده بوستریکیده : به مته چوبها یا سوسک حفار دکلها معروف است. ( در مناطق گرمسیری )

5و6 ) خانواده پلاتیپودیده و خانواده اسکولیتیده ( سوسکهای پوستخوار )

 ·        دیگر حشرات چوب خوار: گونه های بسیاری از مورچه ها, زنبوران عسل, زنبوران معمولی, مگس های مرداب و شاپرک ها چوب را حفر می کنند ولی خسارت ناشی از آنها بسیار کمتر از موریانه ها و سوسک های چوب خوار است.مورچه نجار ( Carpenter Ant ) = نام علمی = کامپونوتوس : از چوب تغذیه نمی کند بلکه در چوب لانه حفر می نماید.زنبور نجار یا گزیلوکوپا از چوب بعنوان پناهگاه استفاده می نماید.شاپرکهای چوبخوار ( کاسیده ها ) و یک گونه مگس مرداب ( پوویلا ) از دیگر حشراتی هستند که به چوب آسیب وارد می نمایند .

 ·        چوب خواران دریایی: این جانوران بیشتر به نام حفاران دریایی معروفند و به تیر, اسکله ها قایق ها و هر وسیله ی دیگری که در دریا یا آب های شور باشد حمله می کنند ولی نمی توانند در آب های تازه و شیرین زندگی کنند. بعضی از این جانوران حتی داخل صخره ها را نیز حفر می کنند این جانوران در سراسر جهان پراکنده اند و به ویژه در آب های مناطق گرمسیری فعال می باشند. دو دسته ی عمده ی حفاران دریایی وجود دارد: نرم تنان و سخت پوستان. استفاده از این مواد بصورت فشاری برای محافظت در برابر چوبخاران دریایی مفید می باشد:

1.    کرئوزوت

2.    کرئوزوت با قطران ذغال سنگ

3.    مخلوط کربوهیدراتها مانند تری بوتیل تین

4.   نفتانات مس

 تخریب فیزیکی و شیمیایی

  آتش: در مقابل فساد نسبتا آهسته توسط قارچ ها, حشرات و حفاران دریایی تخریب به وسیله  آتش بسیار سریع می باشد. هنگامی که چوب می سوزد ترکیب پیچیده ی سلولز, همی سلولز, لیگنین و مواد استخراجی به خاکستر تبدیل می شوند. با اطلاع از اینکه چوب در دمای 500 درجه ی سانتی گراد بر اثر اکسید شدن به خاکستر تبدیل می شود جالب است ببینیم چرا اجازه ی استفاده از چوب آلات در ساختمان ها داده می شود در حالی که می بینیم دمای آتش ظرف 10 دقیقه ی اول به 500 درجه بالغ می گردد.

دلیل این است که وقتی چوب آلات با ضخامت بیش از 15 میلیمتر در آتش قرار می گیرد نمی تواند به سوختن ادامه دهد مگر گرمای اضافی به کار گرفته شود. این امر خود به دلیل این است که بر روی سطح چوب ذغال تشکیل می شود که به عنوان عایقی برای لایه های زیرین نسبت به گرما عمل می کند.

هوازدگی: در محیط های سر بسته چوب برای سالیان دراز شکل ظاهری خود را حفظ می کند ولی در محیط های سرباز به سرعت تغییر شکل می دهند. سطح زیبا و گیرای چوب به وسیله ی نور خورشید, باد, باران و رطوبت تخریب می شود در ابتدا رنگ چوب تغییر می کند. چوب های تیره روشن می شوند و چوب های روشن تیره می شوند به مرور زمان چوب فرسوده می شود سطح چوب خشن می شود فیبرها از هم جدا شده به وسیله ی باران شسته و دور ریخته می شود. خشک و تر شدن باعث همکشیدگی و واکشیدگی شده و این خود به همراه عامل فرسایش باعث لاشه لاشه شدن الیاف در سطح چوب می شود سرانجام سطح چوب پر از ترک و گسیختگی شده که اینها خود به افزایش خطر پوسیدگی قارچی منتهی می شود.

·        فرسودگی مکانیکی: تخته بندی های تراورس ها ی راه آهن و کف پوش های چوبی گردشگاهها در نهایت فرسوده می شوند و این امر عمدتا مولد عمل سمباده و سایشی گونه ی حرکت مداوم وسایل نقلیه بر روی آنها می باشد. در این سایش الیاف سطحی فرسایش می یابند. در محیط های سر باز فرسودگی مکانیکی اغلب به کمک نرم شدگی های چوب توسط پوسیدگی قارچی تسریع می شود پس از این جهت تیمار چوبها باعث جلوگیری از نرم شدگی می شود.

·        تخریب شیمیایی: چوب آلات هنوز برای ساختن تانکرها, تغارها و کارخانه های شیمیایی به کار می رود چرا که نسبت به تخریب مقاوم است و به سادگی می توان با آن کار کرد. با این وجود بر اثر اسیدها و قلیاهای قوی چوب تجزیه می گردد. میزان خسارت بستگی به گونه ی چوبی, نفوذ پذیری آن و نوع مواد شیمیایی دارد. اغلب مواد شیمیایی باعث تغییر رنگ چوب می شوند ولی اگر در معرض طولانی مدت مواد قلیایی قرار بگیرند به شدت ضعیف شده و الیافش شروع به جدا شدن می کند زیرا مواد قلیایی همی سلولز و لیگنین را در خود حل کرده و باقی مانده ی نرم و خمیری شکلی به جا می گذارد. در حقیقت از این موضوع در تولید اقتصادی خمیر کاغذ در صنایع کاغذ سازی استفاده می شود.