Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép tới một số tính chất của ván LVL sản xuất từ gỗ keo lai

Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ép tới số tính chất ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI NĨI ĐẦU Nhân dịp hồn thành khố luận tốt nghiệp em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo : Phan Duy Hưng Cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa chế biến lâm sản, trung tâm thực nghiệm chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng, trung tâm thông tin thư viện - Trường Đại học Lâm Nghiệp, Xưởng chế biến - Viện khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam, Lâm trường Lạc Thuỷ , nhà máy chế biến gỗ Cầu Đuống…Cùng bạn bè người thân hết lòng giúp đỡ em hồn thành khố luận Hà Tây - 2004 Sinh viên: Nguyễn Đức Vaxi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẶT VẤN ĐỀ Đồ gỗ vật liệu gỗ sử dụng từ lâu nhu cầu ngày tăng nhiên gỗ tự nhiên ngày khan hiếm, người ta phát triển mọc nhanh rừng trồng song đáp ưng phần Còn phần lớn dùng từ gỗ tự nhiên Hiện số loài gỗ quý khơng thể khai thác, vấn đề đặt tìm vật liệu để thay loài gỗ này, ván nhân tạo hướng Cây Keo lai loài lai tạo hai loài keo :Keo tràm Keo tai tượng Keo lai có nhiều ưu bố mẹ sinh trưởng tính chất vật lý Ván LVL (Laminted Veneer Lumber) loại ván dán đặc biệt, lớp ván xếp song song, ván mỏng có chiều dầy lớn chiều dầy ván lớn Ván LVL có cường độ lớn dùng xây dựng, đồ mộc, kiến trúc…Đặc biệt ván LVL có nhiều tính chất tương đương với số loại gỗ quý như: Đinh, Lim, Sến, Táu…Do đócó thể sử dụng loại ván để thay thế, đặc biệt tỏ hiệu dùng xây dựng kiến trúc Ván LVL loại hình ván Keo lai loài mới, việc thử nghiệm loại cho loại hình sản phẩm khơng làm phong phú tập đồn cho cơng nghiệp chế biến mà cịn làm đa dạng loại hình sản phẩm ván nhân tạo Để hoàn thiện phải tìm thơng số cơng nghệ hợp lý cho loại ván này.Chính lý tơi nghiên cứu thông số ép nhiệt loại ván song điều kiện thưc thi có hạn tơi nghiên cứu thông số nhiệt độ ép với thông số khác cố định Đươc đồng ý môn ván nhân tạo khoa Chế Biến Lâm Sản, trường Đại học Lâm Nghiệp nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ép tới số tính chất ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai" LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1.Lược sử nghiên cứu 1.1.1.Trên giới Cây Keo lai Hepbuon Shim phát năm 1972 Sook, Sabah, Malaysia.Năm 1976 chứng minh sản phẩm lai tạo chéo hai loại Keo thuộc chi thực vật họ đậu(Leguminose);Họ phụ trinh nữ(Mimosoideae) Keo tai tượng (Acacia mangium Will) Keo tràm (A.auriculiformis) Trong trình sinh trưởng phát triển hai dịng Keo(Acacia) sảy tượng lai tự nhiên, kết tạo lai có nhiều đặc tính khả phát triển hẳn bố mẹ ( ) Hiện Keo lai phân bố số nước như: Malaysia, Thái Lan, Quảng Châu - Trung Quốc, Canada… Ván LVL (Laminated Veneer Lumber) loại hình sản phẩm sản xuất với công nghệ đại với mục đích tạo ván có chiều dầy sản phẩm lớn để thay gỗ tự nhiên Nó đưa vào sản xuất thập kỷ gần Bắc mĩ Châu Âu Ván LVL khác với ván dán thơng thường ngồi chiều dày ván LVL lớn mà lớp ván mỏng xếp song song với Trong 20 năm trở lại loại hình sản phẩm trở thành vấn đề đặc biệt quan tâm tỏ phù hợp với thực tế, đặc biệt chi tiết chịu lực như: dầm, xà, khung cửa… chiều dày ván tới 0.075 m, chiều rộng : 1.8m, chiều dày lý thuyết khơng có giới hạn Sản phẩm ván LVL giới thiệu vào năm 70 kỉ XX Dây chuyền 1- sản xuất vào năm 1981 Dây chuyền 2- sản xuất vào năm 1986 Dây chuyền 3- sản xuất vào năm 1997 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ngày có hai dây chuyền sản xuất ván LVL với sản lượng 60.000 m3/ dây chuyền/ năm, 75-80% xuất Thị trường tiêu thụ loại hình sản phẩm nước Trung Âu.Lượng tiêu hao nguyên liệu :2.7 m3 gỗ /m3 sản phẩm Theo tác giả nghiên cứu ván LVL sản xuất từ Keo tai tượng gỗ Cao su(11) Các ván mỏng sau bóc sấy xuống độ ẩm < 6% nhiệt độ 150 - 170 oC Có thể sử dụng loại keo làm chất kết dính: U-F, P-F, MUF Cấu trúc ván LVL theo nguyên tắc đối xứng ( ván mỏng xếp mặt phải với mặt phải mặt trái với mặt trái ) không đối xứng(trái - phải).Ván LVL sau xếp ép nguội khoảng 20 phút với P = 10 kgf/cm2, sau ép nhiệt với thời gian 50 phút với nhiệt độ 125, 120, 110 oC tương ứng với loại keo: MUF, PF, UF 1.1.2 Trong nước: Cây Keo lai phát vào năm 1970 đưa vào nghiên cứu phát triển nhiều vùng nước ta như: Hà Tây, Hồ Bình, Tun Quang, Thái Ngun… Hiên nay,đã có số cơng trình nghiên cứu Keo lai nhu:  GS Lê Đình Khả(1999): "Nghiên cứu sử dụng giống Keo lai tư nhiên keo tai tượng keo tràm Việt Nam".Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội  Bùi Đình Tồn (2002):Luận văn thạc sỹ:"Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu keo lai định hướng sử dụng công nghệ sản xuất ván ghép thanh"  Bạch Công Nam (2002): Luận văn tốt nghiệp: "Nghiên cứu cấu tạo, tính chất chủ yếu gỗ keo lai đề xuất hướng sử dụng " Đây có nhiều mạnh nguồn nguyên liệu to lớn cho nghành công nghiệp chế biến gỗ đầu tư nghiên cứu Ngoài LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nguồn keo lai tự nhiên, keo lai nhân giống hom từ mẹ lai tự nhiên trung tâm nghiên cứu lâm trường Từ nghiên cứu gỗ keo lai cho thấy loại sử dụng làm ván LVL tương lai nguồn nguyên liệu để phục vụ cho sản xuất ván LVL Như biết nhu cầu gỗ xây dựng hiên lớn gỗ tự nhiên ngày cạn kiệt, với gỗ tư nhiên đường kính lớn Để đáp ứng nhu cầu gỗ xây dựng, giảm thiểu khai thác gỗ tự nhiên nghiên cứu đưa ván LVLvào sản xuất cần thiết Hiện có số cơng trình nghiên cứu ván LVL dùng cho đồ mộc với loại keo sử dụng keo UF như:  Lê Công Nam - Luận văn tốt nghiệp: "Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ép tới số tính chất ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều dầy ván mỏng mm "  Lê Vũ Thanh - Luận văn tốt nghiệp :"Nghiên cứu ảnh hưởng áp suất ép tới số tính chất ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều dầy ván mỏng mm"  Nguyễn Văn Nam - L uận văn tốt nghiệp :"Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ép tới số tính chất ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều dầy ván mỏng mm" Và số nghiên cứu khác đồng nghiệp Để sản xuất ván LVL cần có nhiều nghiên cứu cụ thể loại ván 1.1.3.Những vấn đề tồn hướng đề xuất: Tuy hiên có số cơng trình nghiên cứu ván LVL tựu chung lại phần nhỏ Với nghiên cứu tập chung cho đồ mộc lĩnh vực nhu cầu khả tiêu thụ loại ván lớn ván dùng xây dựng kiến trúc lại chưa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ý nhiều Đối với ván LVL sử dụng xây dựng u cầu phải có khả chống chịu mơi trường, chịu nước, nhiệt…Ván LVL sản xuất với chất kết dính keo PF phù hợp, khơng chất lượng sản phẩm mà hiêu kinh tế Do tơi chọn chất kết dính keo PF cho loại hình sản phẩm ván LVL với chiều dầy ván mỏng mm Đề tài " Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ép tới số tính chất ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai " Là hướng nghiên cứu thăm dò cho khả sản xuất ván LVL nước ta 1.1.4.Tính cấp thiết đề tài Việt nam nước nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều, khí hậu thay đổi theo mùa, điều kiện bất lợi cho vật liệu có nguồn gốc từ kim loại điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật phá hoại sản phẩm có nguồn gốc từ gỗ tự nhiên làm giảm độ bền vật liệu, tuổi thọ cơng trình Việc nghiên cứu tìm loại vật liệu chịu lực có khả khắc phục hạn chế cấp bách cần thiết Một hướng giải sử dụng số loại gỗ quý như: Đinh, Lim, Sến, Táu…Tuy nhiên, thực tế nhữnh loại gỗ bị cấm khai thác, sử dụng gỗ nhập loại giá thành lại lớn (16 - 18 triệu/m3 gỗ thành khí) Tronh ván LVL với chất kết dính keo PF cho ta loại ván có khả chống chịu môi trường cường độ ván lại lớn phù hợp với chi tiết chịu lực đặc biệt chi tiết dùng xây dựng kiến trúc Hơn ván LVL cải thiện số nhược điểm gỗ tư nhiên : tính chất đồng gỗ nguyên, tạo chi tiết có kích thước độ lớn khắc phục hạn chế đường kính chiều cao Sản xuất ván LVL từ gỗ keo lai hướng tắt đón đầu loai nguyên liệu cho loại hình sản phẩm mới, điều có ý nghĩa lớn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khơng làm phong phú tập đồn cơng nghiệp mà đáp ứng mục tiêu sử dụng gỗ đa mục đích đa dạng hố loại hình sản phẩm từ gỗ Nghiên cứu thông số ép nhiệt vấn đề quan trọng trình sản xuất ván nhân tạo nói chung ván LVL nói riêng Do đó, để tạo loại hình sản phẩm phải đặc biệt ý tới vấn đề Tuy nhiên, thực tế điều kiện thực thi có hạn đề tài nghiên cứu ảnh hưởng thông số nhiệt độ ép đến số tính chất cuả ván LVL sở khống chế thông số khác 1.2 Mục tiêu 1.2.1 Mục tiêu tổng quan Nhằm tạo loại ván có chất lượng tốt thay số loại gỗ tự nhiên có chất lượng tốt khả cung cấp chúng tương lai bị hạn chế 1.2.2 Mục tiêu cụ thể: Xác định ảnh hưởng nhiệt độ tới số tính chất Ván LVL từ gỗ Keo lai Xác định thông số nhiệt độ ép hợp lý ép ván Ván LVL phương pháp ép nhiệt ( hai phương pháp Single step step by step) 1.3 Nội dung nghiên cứu phạm vi nghiên cứu: 1.3.1.Nội dung Tạo Ván LVL (dày 30mm, 11 lớp  nằm khoảng 0,65 – 0,7g/cm3 ) Bằng phương pháp Single step step by step nhiệt độ ép khác Kiểm tra tính chất ván theo phương pháp chế độ ép LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đánh giá mức độ ảnh hưởng phương pháp ép nhiệt độ ép tới tính chất ván Bước đầu lựa chọn trị số nhiệt độ hợp lý phương pháp 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3.2.1 Các phương pháp cố định  Nguyên liệu: gỗ Keo lai (8-10 tuổi)  Phương pháp step by step  Áp suất ép P = 13kgf/cm2  Thời gian ép:  = 0,2 phút/1mm chiều dày sản phẩm  Phương pháp Single step +  = 1,4 phút/mm chiều dày sản phẩm  Áp suất ép P = 17kgf/cm2  Lượng keo tráng: G = 200g/m2 ( keo PF) 1.3.2.2 Yếu tố khảo sát: Đề tài lựa chọn yếu tố nhiệt độ ép thông số khảo sát với cấp nhiệt độ là: 120 , 130, 140, 1500c Phương pháp ép: Đề tài dùng hai phương pháp ép để so sánh - Single step - Step by step 1.4- Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp kế thừa - Phương pháp thực nghiệm ( sử dụng phương pháp thực nghiệm thăm dị, xử lý số liệu theo thống kê tốn học sau đánh giá kết quả) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.5- ý nghĩa: 5.1 ý nghĩa khoa học: Trên sở kết thực sở khoa học cho cơng trình nghiên cứu 5.2 ý nghĩa thực tiễn: Kết thu áp dụng cho sở sản xuất sản xuất ván LVL Kết tốt việc sản xuất ván LVL nâng cao hiệu sử dụng gỗ nâng cao hiệu kinh tế Chương :Cơ sở lý thuyết 2.1 Nguyên liệu: 2.1.1 Những vấn đề chung gỗ Keo lai a Cấu tạo gỗ Keo lai: - Cấu tạo thô đại: Gỗ Keo lai (8 - 10 tuổi) vỏ có mầu nâu xám, có nhiều dạn dọc nhỏ chạy dọc thân cây, lớp vỏ ngồi khơ mủn, lớp xốp Gỗ Keo lai có giác, lõi phân biệt, lúc chặt hạ chưa rõ ràng để sau mọt thời gian phân biệt giác lõi trở lên rõ ràng Vịng năm khơng rõ ràng, thớ gỗ thẳng thô, khối lượng thể tích trung bình - Cấu tạo hiển vi: Gỗ sớm, gỗ muộn không phân biệt, mạch gỗ xếp phân tán, hình thức tụ hợp đơn kép - lỗ mạch/mm2 Đường kính lỗ mạch trung bình theo phương tiếp tuyến ( 0.1- 0.2)mm Trong lỗ mạch không bít Tia gỗ nhỏ (< 0.1mm ) số lượng tia gỗ từ - 10 tia/mm Tế bào mơ mền có hình thức phân bố phân tán, hìng thức tụ hợp vây quanh mạch kín, lỗ thơng ngang xếp so le kích thước nhỏ có đường kính từ 0.6- 0.8 mm, gỗ Keo lai khơng có cấu tạo lớp khơng có ống dẫn nhựa dọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b.Một số tính chất vật lý - học gỗ Keo lai: Các thơng số tính chất vật lý học gỗ Keo lai xác định nghiên cứu gỗ keo lai 9- 10 năm tuổi [13] ghi bảng 02: Bảng 02: Một số tính chất vật lý học gỗ Keo lai Tính chất Trị số  = 0,466 Khối lượng thể tích Đơn vị g/cm3  12  0,549  18  0,553 Hút nước sau 24 ngâm 21,2 % 2,0 % +Dọc thớ 0,59 % +Xuyên tâm 3,73 % +Tiếp tuyến 7,61 % nước Hút ẩm sau 24 Độ co rút Độ dãn dài sau 30 ngày ngâm nước % +Dọc thớ 0,37 % +Xuyên tâm 3,41 % +Tiếp tuyến 7,94 Giới hạn bền nén dọc 62,35 MPa 12,07 MPa 7,289 MPa 126,8 MPa (MC=12%) Giới hạn bền nén cục (MC=12%) Giới hạn bền nén toàn (MC=12%) Giới hạn bền kéo dọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thớ (MC=12%) 10 Giới hạn bền kéo ngang 3,764 MPa 88,6 MPa 7500 MPa 13,25 MPa 12,3 MPa 5,17 MPa 7,68 Mpa thớ (MC=12%) 11 Giới hạn bền uốn tĩnh (MC=12%) 12 Mô đun đàn hồi uốn tĩnh 13 Giới hạn bền trượt dọc thớ xuyên tâm (MC=12%) 14 Giới hạn bền trượt dọc thớ tiếp tuyến (MC=12%) 15 Giới hạn bền trượt ngang thớ xuyên tâm (MC=12%) 16 Giới hạn bền trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC=12%) 17 Sức chống tách xuyên tâm 14,25 Kgf/cm 17,57 Kgf/cm (MC=12%) 18 Sức chống tách xuyên tâm (MC=12%) Để xác định xem gỗ Keo lai đáp ứng làm nguyên liệu sản xuất ván mỏng hay không, đặc biệt ván mỏng dùng cơng nghiệp sản xuất ván LVL thường có chiều dày tương đối lớn, cần dựa sở yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván dán (Hiện chưa có yêu cầu cụ thể nguyên liệu sản xuất ván LVL) Yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván mỏng theo TCVN 1762-75 thể bảng 03 Bảng 03: Yêu cầu nguyên liệu dùng cho sản xuất ván dán LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Stt Thông số u cầu Đơn vị Đường kính gỗ trịn > 18 cm Độ tròn > 70 % Độ cong chiều Độ cong nhiều chiều Độ thót Xoắn thớ < 10 Dẹt thân, u bướu, vạnh vè loại Mắt gỗ Mục, nấm mốc loại 10 Xốp, rỗng ruột hạn chế 11 Khối lượng thể tích gỗ (0,4 – 0,7) 12 Dầu nhựa chất chiết hạn chế < 2-3 tuỳ loại