خشب رقائقي ملصق

الخشب الرقائقي المُلصق (يُختصر غالبًا إلى glulam) هو منتج خشبي هندسي إنشائي ، يُصنع عن طريق ربط طبقات من الأخشاب ذات الأبعاد المحددة باستخدام مواد لاصقة إنشائية مقاومة للرطوبة، بحيث يكون اتجاه ألياف الخشب في كل طبقة موازيًا لطول العنصر. ويمكن تصنيع العناصر الناتجة بأحجام وأشكال متنوعة، بما في ذلك العناصر المستقيمة والمكونات المنحنية مثل الأقواس والإطارات المستخدمة في هياكل المباني.

في أمريكا الشمالية، يُطلق على الخشب المستخدم في صناعة الألواح الخشبية اسم "خشب الترقق" (أو "لامستوك"). يُصنع خشب الترقق الرقائقي (Glulam) من خلال تجهيز وتصنيف الأخشاب، وربط الألواح لتكوين طبقات أطول، ووضع المادة اللاصقة وضغط الطبقات في ظروف مضبوطة، ثم تشطيب الأجزاء المعالجة لتلبية المواصفات الهيكلية والجمالية.

يستخدم الخشب الرقائقي المصفح في التطبيقات التي تستفيد من المسافات الطويلة والعناصر الهيكلية الجاهزة، بما في ذلك أنظمة الأسقف والمباني العامة والجسور، ويتم تصنيعه لتلبية معايير البناء والمنتجات المعمول بها.

يُعتقد أن مبادئ بناء الخشب الرقائقي المُلصق تعود إلى ستينيات القرن التاسع عشر، في قاعة اجتماعات كلية الملك إدوارد السادس ، وهي مدرسة في ساوثهامبتون ، إنجلترا. ^{[ 2 ]} ظهرت أول براءة اختراع في عام 1901 عندما حصل أوتو كارل فريدريش هيتزر، وهو نجار من فايمار ، ألمانيا، على براءة اختراع لهذه الطريقة في البناء. وقد تمت الموافقة على براءة اختراع هيتزر في سويسرا، حيث استكشفت إمكانية إنشاء عارضة مستقيمة من عدة طبقات مُلصقة معًا. وفي عام 1906، حصل على براءة اختراع في ألمانيا للأجزاء المنحنية من الخشب الرقائقي المُلصق. وسرعان ما بدأت دول أوروبية أخرى في الموافقة على براءات الاختراع، وبحلول عام 1922، كان الخشب الرقائقي المُلصق يُستخدم في 14 دولة.

أُدخلت هذه التقنية إلى الولايات المتحدة لأول مرة على يد ماكس هانيش الأب، الذي كان يعمل لدى شركة هيتزر عام 1906 قبل هجرته إلى الولايات المتحدة عام 1923. وبسبب عدم وجود دعم مالي، لم يتمكن هانيش من استخدام الخشب الرقائقي المصفح (glulam) في الولايات المتحدة إلا عام 1934. استغرق مشروع بناء مدرسة وصالة رياضية مجتمعية في بيشتيغو، ويسكونسن ، وقتًا للبدء نظرًا لصعوبة العثور على مصنّعين، ولكن في النهاية تولّت شركة تومسون براذرز لتصنيع القوارب المشروع. إلا أن لجنة ويسكونسن الصناعية رفضت الأقواس لعدم امتلاكها خبرة سابقة في العمل مع الخشب الرقائقي المصفح. وتم التوصل إلى حل وسط يسمح باستخدام الأقواس بشرط استخدامها مع مسامير، ودبابيس تثبيت، وأشرطة معدنية، وزوايا لتقوية الهيكل. ورغم أن هذه التقوية لم تكن ضرورية، فقد بدأ العمل أخيرًا في أواخر عام 1934، حيث تميز المشروع بأربعة أقواس ثلاثية المفصلات بمسافات صافية تبلغ 20 مترًا (64 قدمًا) . أدت الشراكة في هذا المشروع إلى إنشاء شركة Unit Structures Inc.، وهي شركة بناء متخصصة في الخشب الرقائقي المصفح مملوكة لعائلتي هانيش وتومسون. 

في عام ١٩٣٦، حصلت شركة "يونيت ستراكشرز" على براءة اختراع لكلٍ من معدات التشكيل المستخدمة في إنتاج أقواس الخشب الرقائقي المُلصق، وأقواس الخشب الرقائقي المُلصق نفسها. أتاح مشروع ثانٍ، هذه المرة لصالح مختبر منتجات الغابات (FPL)، لشركة "يونيت ستراكشرز" فرصة إثبات قوة وصلابة عناصر الخشب الرقائقي المُلصق للمهندسين المعماريين والمهندسين. تجاوزت اختبارات التحميل واسعة النطاق، التي أُجريت بوضع ١٤.٣ طنًا (٣١٥٠٠ رطل) من أكياس الرمل على السطح، مواصفات التصميم بنسبة ٥٠٪. كما كانت الانحرافات الملحوظة في صالح النظام. وبينما استغرق نشر النتائج بعض الوقت، مكّن الاختبار شركة "يونيت ستراكشرز" من مواصلة البناء باستخدام الخشب الرقائقي المُلصق. في ذلك الوقت، شاعت المقاطع على شكل حرف I، التي تتميز بألواح خشبية وألواح خشبية مُلصقة، في أوروبا، بينما أصبحت المقاطع المستطيلة هي السائدة في أمريكا. وفرت المقاطع على شكل حرف I في الأخشاب، وهو ما كان مفيدًا للأوروبيين نظرًا لارتفاع تكلفة الأخشاب لديهم، ولكنها كانت تتطلب عمالة أكثر، وهو ما كان مكلفًا في الولايات المتحدة. أثار نظام الخشب الرقائقي اهتمام أولئك الموجودين على الساحل الغربي، وبدأت العديد من الشركات في التعامل معه. 

في عام ١٩٤٢، مكّن طرح مادة لاصقة من الفينول والريزورسينول المقاومة للماء تمامًا من استخدام الخشب الرقائقي المصفح (glulam) في البيئات الخارجية المكشوفة دون القلق من تدهور خط اللصق، مما وسّع نطاق استخدامه. وخلال الحرب العالمية الثانية، ازداد انتشار استخدام الخشب الرقائقي المصفح في البناء نظرًا للحاجة إلى الفولاذ في المجهود الحربي. وفي عام ١٩٥٢، تضافرت جهود كبرى شركات تصنيع الأخشاب الهندسية والصلبة لتأسيس المعهد الأمريكي للبناء الخشبي (AITC) بهدف توحيد معايير الصناعة وتعزيز استخدامها. ^{[ ٣ ]} ونُشر أول معيار تصنيع أمريكي للخشب الرقائقي المصفح من قِبل وزارة التجارة الأمريكية عام ١٩٦٣. ومنذ ذلك الحين، انتشر تصنيع الخشب الرقائقي المصفح داخل الولايات المتحدة وكندا، واستُخدم أيضًا في هياكل أخرى، مثل الجسور. ويخضع الخشب الرقائقي المصفح لمعيار ANSI A190.1. ^{[ ٤ ]}

مزايا استخدام الخشب الرقائقي المصفح في البناء:

• الحجم والشكل - من خلال دمج عدد من قطع الخشب الصغيرة في عنصر إنشائي كبير واحد، فإن أبعاد عناصر الخشب الرقائقي المصفح (glulam) لا يحدها سوى النقل والمناولة، وليس حجم الشجرة كما هو الحال في الخشب المنشور. وهذا يتيح أيضًا استخدام أشجار أصغر حجمًا يتم حصادها من الغابات الثانوية والمزارع، بدلًا من الاعتماد على الغابات القديمة . ^{[ 12 ]} كما يمكن تصنيع الخشب الرقائقي المصفح بأشكال متنوعة، مما يمنح المهندسين المعماريين حرية فنية دون التضحية بالمتطلبات الإنشائية. ^{[ 13 ]}
• تعدد الاستخدامات - نظرًا لأن حجم وشكل العناصر الخشبية المصفحة يمكن أن يكونا متغيرين للغاية، فإنه يمكن استخدامها كعوارض وأعمدة. ^{[ 13 ]}
• القوة والصلابة - يتميز الخشب الرقائقي المصفح (Glulam) بنسبة قوة إلى وزن أعلى مقارنةً بالخرسانة والفولاذ. كما يقلل من تأثير عيوب الخشب على قوة العنصر، مما يجعله أقوى من الخشب المنشور. ^{[ 14 ]} وقد ثبت أيضًا أن الخشب الرقائقي المصفح يتمتع بمقاومة أعلى للانبعاج الجانبي الالتوائي مقارنةً بالفولاذ. ^{[ 15 ]}
• صديق للبيئة - يتميز الخشب الرقائقي المصفح (Glulam) بانخفاض الطاقة الكامنة فيه مقارنةً بالخرسانة المسلحة والفولاذ ، وذلك لأن عملية الترقق تسمح باستخدامه في مسافات أطول بكثير، وتحمل أحمالًا أثقل، وتصميم أشكال أكثر تعقيدًا من الخرسانة المسلحة أو الفولاذ. وتُقدّر الطاقة الكامنة لإنتاجه بسدس الطاقة الكامنة لإنتاج فولاذ ذي قوة مماثلة. ^{[ 16 ]} كما أن الخشب الرقائقي المصفح، كونه منتجًا خشبيًا، يمتص الكربون بشكل طبيعي ، مما يمنع انبعاثه في الغلاف الجوي. ^{[ 17 ]} وطالما أن الخشب المستخدم في تصنيع عناصر الخشب الرقائقي المصفح يأتي من غابة تُدار بشكل مستدام، فإنه يُعد موردًا متجددًا. ^{[ 18 ]}
• السلامة من الحرائق - على الرغم من أن الخشب الرقائقي المصفح قابل للاشتعال بطبيعته لأنه مصنوع من الخشب، إلا أنه في حالة اشتعاله تتشكل طبقة متفحمة تحمي الجزء الداخلي من العنصر وبالتالي تحافظ على قوته لبعض الوقت. ^{[ 19 ]}

• تكلفة المواد - قد يكون الخشب الرقائقي المصفح أغلى من الخرسانة عند الأحمال المحورية العالية، مع العلم أن هذا يعتمد على الموقع وتوافر/وفرة أي من المادتين. ^{[ 17 ]} في حين أن عوارض الخشب الرقائقي المصفح قد تكون أرخص من عوارض الصلب عالية الأداء في بعض الحالات، إلا أن الفرق ليس كبيرًا. ^{[ 15 ]}
• الرطوبة - يُعدّ الخشب الرقائقي المُلصق، وخاصةً عند استخدامه في مشاريع الجسور، عرضةً لتغيرات الرطوبة التي قد تؤثر على قوته. وقد تنخفض قوة انحناء الخشب الرقائقي المُلصق المُعرّض لعدد من دورات الترطيب والجفاف بشكلٍ كبير (بنسبة 43.5% في إحدى الدراسات). ^{[ 20 ]}
• الأبعاد - بالمقارنة مع الفولاذ، يتطلب الخشب الرقائقي المصفح عمومًا عناصر أكبر لتحمل نفس الحمل، على الرغم من أن أحجام عناصر الخشب الرقائقي المصفح قد تكون مماثلة للخرسانة المسلحة. مساحة المقطع العرضي وارتفاع عناصر الخشب الرقائقي المصفح أكبر بكثير من تلك الخاصة بالفولاذ لأداء نفس الوظيفة. ^{[ 15 ]} بالمقارنة مع الخرسانة المسلحة، يعتمد الحجم النسبي لعناصر الخشب الرقائقي المصفح على الحمل المطبق. ^{[ 17 ]}
• التحلل البيولوجي - يُعدّ الخشب الرقائقي الملصق (glulam) منتجًا خشبيًا، وهو عرضة للتحلل البيولوجي . في المناطق ذات المخاطر العالية، يجب اتخاذ تدابير لحماية هذا النوع من الخشب. ^{[ 21 ]}

في عام ٢٠٠٥، اكتشف باحثون في جامعة لوند بالسويد عددًا من حالات انهيار الهياكل الخشبية المصفحة في الدول الاسكندنافية. وخلصوا إلى أن أخطاءً في البناء أو التصميم هي السبب. ^{[ ٣٠ ]} في يناير ٢٠٠٢، انهار سقف حلبة سيمنز للدراجات في كوبنهاغن عندما انكسرت وصلة بين دعامات خشبية مصفحة عند نقطة تثبيت المسامير . ^{[ ٣٠ ]} في فبراير ٢٠٠٣، انهار سقف قاعة معارض حديثة البناء في يوفاسكولا بفنلندا. وتبين أنه أثناء البناء، كان عدد المسامير المحدد عند وصلات الأخشاب المصفحة مفقودًا أو موضوعًا بشكل خاطئ. ^{[ ٣٠ ]}

كان انهيار جسر بيركولو في سيوا ، النرويج، عام 2016 نتيجة خطأ في حساب الإجهادات عند الوصلات في التصميم. ^{[ 31 ]} في أعقاب هذا الحادث، تم فحص ثلاثة عشر جسراً للطرق مبنية من الخشب الرقائقي المصفح، ولم يتم العثور إلا على عيوب طفيفة.

في 15 أغسطس/آب 2022، انهار جسر تريتن في غودبراندسدالن ، النرويج، أثناء عبور مركبتين. كان الجسر مصنوعًا من الخشب الرقائقي المصفح والفولاذ، وقد شُيّد عام 2012، وكان من المفترض أن يدوم "100 عام على الأقل". لم يتضح سبب الانهيار على الفور، إلا أنه خلال فحص عام 2016، تبيّن أن أحد الوصلات يحتوي على مسامير تثبيت قصيرة جدًا. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

• لوح الطاقة
• أنا أرفع
• ماسونايت
• لوح مضغوط موجه
• بارالام
• لوح الخشب المضغوط

• إصلاح/تقوية عوارض الخشب الرقائقي المصفح - مقال (نُشر في مجلة STRUCTURE، سبتمبر 2006) بقلم غاري دبليو. غراي وبول سي. غيلهام
• هندسة الأخشاب في أوروبا - الخشب الرقائقي المصفح
• مجلس الأخشاب الكندي - الخشب الرقائقي