Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo và chất lượng chống cháy đến chất lượng ván LVL chậm cháy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - BÙI MINH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LƯỢNG KEO VÀ LƯỢNG CHẤT CHỐNG CHÁY ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÁN LVL CHẬM CHÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đồng Nai, - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - BÙI MINH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LƯỢNG KEO VÀ LƯỢNG CHẤT CHỐNG CHÁY ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÁN LVL CHẬM CHÁY CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY MÃ SỐ: 60.52.24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC NGƯT.PGS.TS TRẦN VĂN CHỨ Đồng Nai, - 2012 MỞ ĐẦU Tài nguyên thiên nhiên vô tận hay hữu hạn? Đến người bắt đầu hiểu khai thác tàn phá mức nguồn tài nguyên thiên nhiên, làm cho nguồn tài nguyên thiên nhiên cạn kiệt dần, tài nguyên rừng Chính người phải gánh chịu trừng phạt thiên nhiên Một nguồn tài nguyên thiên nhiên quí giá, rừng cánh rừng già khai thác triệt để, nhu cầu gỗ cho sống người ngày gia tăng số lượng chất lượng làm cho nguồn gỗ tự nhiên có tính chất lí cao không nhiều Mặt khác, quan niệm người thay đổi, gỗ trở thành loại vật liệu đặc biệt, có giá trị kinh tế cao nhiều người quan tâm Theo quan niệm nhiều người, nhà làm nhiều vật liệu đồ dùng gia dụng gỗ chứng tỏ chủ nhà giàu có, sành điệu Để đáp ứng nhu cầu ngày cao người, nguồn rừng gỗ già tự nhiên ngày cạn kiệt, nhà khoa học nghiên cứu sử dụng gỗ rừng trồng, gỗ rừng mọc nhanh sử dụng hỗn hợp loại nguyên liệu (đặc biệt phế liệu nông nghiệp, lâm nghiệp) công nghệ sản xuất loại ván nhân tạo năm gần đây, ván nhân tạo dần loại vật liệu góp phần thay cho gỗ tự nhiên sử dụng rộng rãi đồ mộc, xây dựng, kiến trúc… Hiện nay, người tạo loại ván nhân tạo có tính chất vật lý, học đặc biệt (cách âm, cách nhiệt, chịu nước, độ bền học cao…) có giá thành thấp Một loại ván nhân tạo có ứng dụng thực tế rộng rãi xây dựng dân dụng ván LVL (Laminated Venner Lumber) Ván LVL đời sở sản xuất ván dán, có ưu điểm có khả chịu lực, chịu mài mòn vượt trội so với gỗ tự nhiên Chính ván LVL sử dụng để làm chi tiết chịu lực, xây dựng sản xuất đồ mộc Trong qui trình sản xuất ván LVL, phải pha trộn thêm số loại chất chống cháy, chất chống ẩm, … để làm cho giá trị dụng ván LVL nâng cao Tuy nhiên, với tỉ lệ loại hóa chất nào, để ván LVL vừa có nhiều tính tốt (có khả chống ẩm, chống cháy…) lại không ảnh hưởng đến tính chất lý ván? Được đồng ý Trường Đại học Lâm nghiệp Khoa Đào tạo Sau đại học, tiến hành thực luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng lượng keo, lượng chất chống cháy đến chất lượng ván LVL chậm cháy” Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Gỗ, vật liệu thiếu sống người Gỗ sử dụng hầu hết lĩnh vực: xây dựng, trang trí nội thất Trong nhu cầu sử dụng gỗ ngày tăng, gỗ rừng tự nhiên phát triển không kịp ngày khan Chính vậy, gỗ tự nhiên đáp ứng với nhu cầu sử dụng xã hội Để đáp ứng nhu cầu sử dụng gỗ, người phải tận dụng tất phần gỗ chí phụ phẩm trình chế biến gỗ để làm ván nhân tạo Lửa, đóng vai trò quan trọng, cần thiết cho người nhiều lĩnh vực Tuy nhiên, lửa hiểm họa người, ví lửa loại giặc Nếu có hỏa hoạn xảy thông thường, hậu mà để lại khủng khiếp, gây thiệt hại lớn người cải vật chất công tác phòng cháy chữa cháy không chuẩn bị tốt Theo Cục Cảnh sát phòng cháy chữa cháy, tính từ ngày 01-12-2007 đến ngày 25-11-2008, nước xảy 1963 vụ cháy, 1.704 vụ cháy sở nhà dân, 259 vụ cháy rừng, làm chết 52 người, bị thương 195 người, tài sản ước tính 603 tỉ đồng 1.500,67 rừng Năm 2009 nước xảy gần 2.000 vụ cháy, có gần 1.700 vụ cháy sở, nhà dân 271 vụ cháy rừng, làm 62 người chết, 145 người bị thương, gây thiệt hại tài sản trị giá 500 tỷ đồng 1.373 rừng Năm 2010, nước xảy 2.231 vụ cháy làm 60 người chết, 180 người bị thương, thiệt hại tài sản lên tới 617 tỷ đồng 2.543 rừng Riêng tháng đầu năm 2011 nước xảy 1.143 vụ cháy, làm chết 45 người, bị thương 129 người; thiệt hại tài sản ước tính trị giá 360 tỷ đồng; xảy 173 vụ cháy rừng, gây thiệt hại 2.120 rừng Qua vài số, thấy tổn thất hỏa hoạn gây thật khủng khiếp Hình 1.1 Hình 1.2 Gỗ tự nhiên loại vật liệu dễ bắt lửa phát cháy Khi gỗ tự nhiên ngày khan hiếm, gỗ ván nhân tạo sản xuất ngày nhiều để đáp ứng cầu sử dụng gỗ xã hội, đặc biệt ván LVL Khi gỗ tự nhiên trộn thêm lượng keo (hóa chất) thông thường trình cháy xảy mãnh liệt gỗ tự nhiên Với phát triển khoa học kỹ thuật, ngày người áp dụng nhiều biện pháp để phòng cháy chữa cháy, nhiên để giảm thiệt hại cháy gây phải áp dụng biện pháp phòng cháy, tránh để xảy cháy, việc nghiên cứu chế tạo sản xuất nhiều vật liệu không cháy chậm cháy cuối nâng cao lực đơn vị cứu hỏa Để hạn chế tới mức thấp thiệt hại có hỏa hoạn xảy vật liệu chống cháy, chậm cháy cách thức hữu hiệu để chống lại cháy ức chế trình cháy, đảm bảo an toàn cho công trình Đối với gỗ tự nhiên, người ta dùng biện pháp phun, quét, ngâm tẩm chất chống cháy Đối với ván LVL chậm cháy ván ép từ lớp gỗ mỏng tráng keo lại với chất chậm cháy quét phủ bên trộn vào keo với tỉ lệ định làm cho ván có khả chậm cháy Từ thực tế lý luận đó, ta thấy tầm quan trọng việc nghiên cứu ván nhân tạo chậm cháy nói chung ván LVL nói riêng Việc nghiên cứu chống cháy cho vật liệu góp phần thúc đẩy phát triển nhiều ngành liên quan đến vật liệu gỗ xây dựng, trang trí nội thất, đồ mộc gia dụng… Trên giới có số công trình nghiên cứu làm chậm cháy cho ván nhân tạo đạt kết định Nhưng bí mật công nghệ mà tài liệu khoa học người ta không công bố loại hóa chất, điều kiện tỷ lệ dùng để sản xuất ván LVL chậm cháy, mà công bố thông tin chung chung công nghệ sản xuất ván LVL chậm cháy Để đạt hiệu cao việc chống cháy, ta phải pha trộn chất chống cháy vào vật liệu trình sản xuất ván Tuy nhiên, pha trộn chất chống cháy vào vật liệu, vô tình ta làm giảm khả liên kết vật liệu với Khả chậm cháy ván LVL thông số kỹ thuật ván LVL Do vậy, ta pha trộn thật nhiều lượng chất chống cháy ta có ván có chất lượng tốt, đạt yêu cầu xây dựng, trang trí nội thất, đồ mộc gia dụng… Việc nghiên cứu để xác định tỉ lệ lượng keo lượng chất chống cháy làm ảnh hưởng đến chất lượng ván LVL xác định tỉ lệ tối ưu việc làm cần thiết có ý nghĩa thực tế cao 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới So với nhiều ngành công nghiệp khác giới, ngành công nghiệp sản xuất ván LVL loại hình ván nhân tạo xuất muộn Năm 1944, R.F.Luxford - người Mỹ - sản xuất loại ván tương tự gỗ xẻ để chế tạo cánh quạt máy bay Một thời gian sau đó, người Mỹ sử dụng loài gỗ có đường kính nhỏ để sản xuất ván LVL thay cho gỗ xẻ Ngành công nghiệp sản xuất ván LVL thực phát triển từ cuối kỷ 20 phát triển với tốc độ nhanh chóng từ năm 80 trở lại Sau trận động đất năm 1989 Sanfrancisco, người ta chứng kiến độ bền ván dán vật liệu sản xuất từ ván mỏng khác Chính vậy, nhu cầu sử dụng ván dán ngành xây dựng tăng mạnh Ngành công nghiệp ván LVL phát triển mạnh sử dụng rộng rãi ưu điểm vượt trội sau:  Công nghệ sản xuất ván LVL dễ giới hoá, tự động hoá từ cho suất, chất lượng cao, ổn định trình sản xuất kiểm soát điều khiển tính chất ván tuỳ theo mục đích sử dụng  Sản xuất ván có kích thước lớn có chiều dầy từ 27 75mm, chiều rộng lớn 1,8m, dài tối đa 23m, (trên lý thuyết vô hạn) khắc phục hạn chế đường kính, chiều cao gỗ khuyết tật gỗ  Sản phẩm vấn LVL đáp ứng yêu cầu nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác Ván LVL thể ưu vượt trội so với gỗ xẻ phương diện từ khả chịu lực đến kích thước ván Ván LVL có khả chịu lực uốn (do sử dụng làm dầm, xà… xây dựng), chịu mài mòn theo chiều dọc (dùng làm chi tiết chịu lực dọc thoi công nghệ dệt…) Hình 1.3 Khung nhà làm ván LVL Hình 1.4 Khung mái nhà làm ván LVL Hình 1.5 Cầu thang làm ván LVL LVL có xuất xứ từ Bắc Mỹ, có hàng chục nhà máy LVL Âu Châu có vài nhà máy Phần Lan, Thụy Điển Nhà máy Kerto (Phần Lan) có công suất 100.000 m3/năm, nhà máy Malarphy (Thụy Điển) có công suất 20.000 m3/năm Sản lượng ván LVL giới năm 1991 đạt gần triệu m3, năm 2002 đạt xấp xỉ 30 triệu m3 Ván LVL sử dụng kiến trúc xây dựng dạng: dầm xà, khung chịu lực, cột chống, mái nhà, vách ngăn, bậc cầu thang, cánh cửa, khung cửa, ghế ngồi sân vận động Một phần đáng kể khác sử dụng giao thông vận tải như: sàn tàu, container, xây dựng cầu đường Phần lại sử dụng để sản xuất sản phẩm gia dụng bàn, ghế, giường, tủ, dụng cụ thể thao… Làm gỗ trở nên khó bắt lửa rời khỏi nguồn lửa tự tắt? Đó câu hỏi làm nhiều nhà khoa học quan tâm Làm tăng khả chống cháy thân gỗ ngăn cản khả bắt lửa gỗ vấn đề nhân loại quan tâm ý từ sớm Vào năm 83 trước 71 nhanh, màng keo bị “giòn”, chất lượng dán dính không đảm bảo Với dung dịch keo có độ pH cao, keo đóng rắn chậm, chất lượng dán dính không đảm bảo, suất ép thấp Vì vậy, sau hoà trộn chất chống cháy, chất chống ẩm với keo dán cần điều chỉnh lại độ pH Để điều chỉnh độ pH hỗn hợp keo, dùng dung dịch kiềm (NaOH 20%) dung dịch axít oxalic (HOOC-COOH) 20% [3] 3.2.1.3 Thời gian gel hoá hỗn hợp keo dán Thời gian gel hoá keo dán, kiểm tra theo tiêu chuẩn GB/T 14074.793 Phương pháp kiểm tra sau: Rót 01 ml dung dịch keo vào ống thuỷ tinh thí nghiệm Đặt ống thuỷ tinh chứa keo vào nước sôi 1000C Dùng đũa thuỷ tinh khuấy keo liên tục dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian gel hoá keo dán Kết kiểm tra thời gian gel hoá keo dán nồng độ 10% chất chống cháy 55 giây Qua kết quả, ta thấy: hoà trộn chất chống cháy, chất chống ẩm vào keo, ảnh hưởng chất chống cháy đến độ pH keo, thời gian gel hoá hỗn hợp keo có nhiều thay đổi so với thời gian gel hoá keo không hoà trộn chất chống cháy 3.2.1.4 Độ bền liên kết màng keo Nhằm đánh giá ảnh hưởng chất chống cháy đến khả liên kết keo thành phần khác ván LVL, kiểm tra độ bền liên kết màng keo Độ bền liên kết màng keo, kiểm tra theo tiêu chuẩn GB/T 14074.1093 10% chất chống cháy 1.72Mpa Qua kết quả, ta thấy: so với mẫu keo chất chống cháy loại mẫu cho chất chống cháy có độ bền liên kết giảm Qua số liệu thực nghiệm bảng ta thấy: Lượng chất chống cháy cho vào nhiều, ảnh hưởng lớn Khi tỷ lệ chất chống cháy nhỏ 10% giá trị 72 độ pH, thời gian gel hoá, độ bền liên kết đáp ứng yêu cầu theo tiêu chuẩn Khi tỷ lệ chất chống cháy lớn 10%, độ pH, thời gian gel hoá, độ bền liên kết không đảm bảo Tuy nhiên, qua kết cho thấy: hoà trộn chất chống cháy, chất chống ẩm keo dán chất chống cháy không tác dụng với keo theo phản ứng hoá học Vì vậy, tạo ván LVL chậm cháy theo phương pháp trộn chất chống cháy keo dán, cần tiến hành kiểm tra điều chỉnh độ pH hỗn hợp chất chống cháy keo dán cho phù hợp yêu cầu 3.2.2 Chất lượng ván mỏng Kết kiểm tra chất lượng ván mỏng sau bóc ghi Bảng 3.2 Theo quy định tiêu chuẩn GB 4896.8-88, số cho phép ván mỏng:  Chiều sâu vết nứt cho phép Cs  70% chiều dày ván  Tần số vết nứt cho phép Ts  (vết/cm)  Sai số chiều dày với ván dày 2mm cho phép  0,12mm Bảng 3.2 Chất lượng ván mỏng gỗ Keo tai tượng sau sấy Chỉ tiêu Giá trị Max Min TB Chiều sâu vết nứt (%) 54,4 47,4 50,9 Tần số vết nứt (vết/cm) 4,71 3,93 4,12 Sai số chiều dày (%) 11,00 9,06 10,16 Ghi chú: Giá trị trung bình trung bình cộng lần đo đếm theo tiêu chuẩn, giá trị max giá trị lớn giá trị đo, giá trị giá trị nhỏ giá trị đo Các giá trị đo trung bình 10 mẫu đo đếm Qua kết thực nghiệm cho thấy: 73 Ván mỏng với chất lượng hoàn toàn nằm giới hạn cho phép tiêu chuẩn đảm bảo yêu cầu dùng làm nguyên liệu cho ván LVL 3.2.3 Tỷ lệ trưởng nở chiều dày ván LVL Kết kiểm tra tỷ lệ trưởng nở chiều dày ván LVL lượng keo, lượng chất chống cháy thay đổi trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Tỷ lệ trưởng nở chiều dày ván LVL No X1 C (g/cm2) N (%) Ytb +1 X2 +1 190 9,12 1 +1 170 7,32 +1 1 190 8,23 1 1 170 5,83 +1,414 200 7,56 1,414 160 5,89 +1,414 180 10 9,43 1,414 180 5,45 0 180 7,21 Từ kết thu bảng 3.3, qua xử lý số liệu xây dựng phương trình tương quan biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy tỷ lệ trưởng nở chiều dày ván LVL sau: Dạng mã: YTN = 7,2133 + 0,8202X1 – 0,1085X12 + 1,0011X2 – 0,15 X2X1 + 0,249X22 Dạng thực : Với X1 = (N – 180)/10; X2 = (C – 6)/2 YTN = – 51,5666 + 0,5176N + 1,1036C – 0,0075NC – 0,0011N2 + 0,0623C2 74 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy tỷ lệ trưởng nở chiều dày ván LVL trình bày hình 3.8 Ytb C (g/cm2)  Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lượng keo (C), lượng chất chống cháy (N) tỷ lệ trương nở chiều dày Từ kết bảng 3.3, phương trình tương quan đồ thị hình 3.8, có nhận xét sau:  Khi lượng keo tăng lên, tỷ lệ trương nở chiều dày ván LVL có xu giảm lên Tuy nhiên, lượng keo tăng lên đến giá trị gần 190g/m2, tỷ lệ trương nở chiều dày có xu tăng lên Nhìn vào độ thị thấy: lượng keo tăng từ 160180g/m2, tỷ lệ trương nở chiều dầy giảm nhanh chóng Điều cho thấy lượng keo ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ trương nở chiều dày ván LVL Tuy nhiên, lượng keo gần 200g/m2 tỷ lệ trương nở chiều dày có giảm giảm chậm 75  Khi lượng chất chống cháy tăng lên, tỷ lệ trương nở chiều dày có xu tăng lên Tuy nhiên, lượng chất chống cháy tăng lên 6% tỷ lệ trương nở chiều dày ván LVL có xu lại tăng lên mạnh  Nhìn vào đồ thị phương trình tương quan cho thấy: tỷ lệ keo tráng tỷ lệ chất chất cháy hai hàm tỷ lệ nghịch Hàm lượng keo có xu có lợi cho khả chống trương nở, nghĩa khả chịu nước ván tăng Tỷ lệ chất chống cháy ngược lại Càng tăng tỷ lệ chất chống cháy, tỷ lệ trương nở cao Có nghĩa ván chịu nước 3.2.4 Độ bền uốn tĩnh ván LVL Kết kiểm tra độ bền uốn tĩnh ván LVL lượng keo, lượng chất chống cháy thay đổi trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Độ bền uốn tĩnh ván LVL (MPa) No X1 C (g/cm2) N (%) Ytb +1 X2 +1 190 67,23 1 +1 170 59,86 +1 1 190 70,45 1 1 170 68,32 +1,414 200 69,72 1,414 160 68,21 +1,414 180 10 59,43 1,414 180 72,23 0 180 69,87 Từ kết thu bảng 3.4, qua xử lý số liệu xây dựng phương trình tương quan biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy độ bền uốn tĩnh ván LVL sau: 76 Dạng mã: YUT = 69,9133 + 1,4544X1 – 0,7073X12 – 3,7227X2 + 1,31X2X1 – 2,2748X22 Dạng thực: Với X1 = (N – 180)/10; X2 = (C – 6)/2 YUT = –123,996 + 2,2987N – 6,827C + 0,0655NC – 0,0071N2 – 0,5687C2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy độ bền uốn tĩnh ván LVL trình bày hình 3.9 Ytb 80 70-80 70 60-70 60 50-60 50 40 30 20 10 C (g/cm2) 40-50 200 20-30 10-20 180 30-40 0-10 160 10  Hình 3.10 Mối quan hệ lượng keo (C), lượng chất chống cháy (N) độ bền uốn tĩnh ván LVL Từ kết bảng 3.4, phương trình tương quan đồ thị hình 3.9, có nhận xét sau:  Khi lượng keo tăng lên, độ bền uốn tĩnh ván LVL có xu tăng Tuy nhiên, lượng keo tăng lên 180 g/m2 độ bền uốn tĩnh ván LVL có xu tăng lại giảm Nhìn vào đồ thị thấy với lượng keo tráng 160170g/m2 độ bền uốn tĩnh ván tăng nhanh Nhưng từ 180200g/m2 độ bền uốn tĩnh có tăng tăng chậm 77  Khi lượng chất chống cháy tăng lên, độ bền uốn tĩnh ván LVL có xu giảm Tuy nhiên, nhìn vào đồ thị ta thấy tỷ lệ chất chống cháy ván 810% độ bền uốn tính giảm nhanh chóng Còn với tỷ lệ chất chống cháy khoảng 46% độ bền uốn tĩnh giảm không đáng kể 3.2.5 Độ bền kéo trượt màng keo Kết kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo ván LVL lượng keo, lượng chất chống cháy thay đổi trình bày Bảng 3.5 Bảng 3.5 Độ bền kéo trượt màng keo ván LVL No X1 C (g/cm2) N (%) Ytb +1 X2 +1 190 1,48 1 +1 170 1,42 +1 1 190 1,95 1 1 170 1,55 +1,414 200 1,72 1,414 160 1,53 +1,414 180 10 1,32 1,414 180 1,65 0 180 1,76 Từ kết thu bảng 3.5, qua xử lý số liệu xây dựng phương trình tương quan biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy độ bền kéo trượt màng keo ván LVL sau: Dạng mã: YTMK = 1,7667 + 0,0911X1 – 0,0595X12 – 0,1333X2 – 0,085X2X1 – 0,1295X22 Dạng thực: Với X1 = (N – 180)/10; X2 = (C – 6)/2 78 YTMK = – 24,5067 + 0,2488N + 1,0869C – 0,0043NC – 0,0006N2 – 0,0324C2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy độ bền kéo trượt màng keo ván LVL trình bày hình 3.10 Ytb 1,5 0,5 1,5-2 1-1,5 20 0,5-1 0-0,5 160 170 180 190 10 200 C (g/cm2)  Hình 3.11 Mối quan hệ lượng keo (C), lượng chất chống cháy (N) độ bền kéo trượt màng keo ván LVL Từ kết bảng 3.5, phương trình tương quan đồ thị hình 3.10, có nhận xét sau:  Khi lượng keo tăng lên, độ bền kéo trượt màng keo ván LVL có xu tăng lên Tuy nhiên, lượng keo tăng lên 190g/cm2 độ bền kéo trượt màng keo ván LVL có xu không tăng giảm giới hạn 200g/m2 Khi lượng keo đến vượt giới hạn 200g/m2, ép keo thừa lớp ván mỏng, phần bị phá vỡ màng keo hai lớp ván mỏng  Khi lượng chất chống cháy tăng lên, độ bền kéo trượt màng keo ván LVL có xu giảm Tuy nhiên, lượng chất chống cháy tăng lên 79 4% độ bền kéo trượt màng keo ván LVL có xu lại giảm mạnh Điều lý giải lượng chất chống cháy tăng làm độ pH hỗn hợp keo thay đổi, độ bám dính hợp chất keo – chất chống cháy ván mỏng giảm Do không nên pha lượng chất chống cháy nhiều tiêu chuẩn chậm cháy quan trọng độ bền lý ván LVL tiêu chuẩn quan trọng, cần phải dung hoà tiêu chuẩn để ván LVL có chất lượng tối ưu 3.2.6 Tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL Kết kiểm tra tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL lượng keo, lượng chất chống cháy thay đổi trình bày bảng 3.6 Bảng 3.6 Tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL No X1 C (g/cm2) N (%) Ytb +1 X2 +1 190 14,23 1 +1 170 16,43 +1 1 190 18,12 1 1 170 18,98 +1,414 200 15,08 1,414 160 17,21 +1,414 180 10 11,54 1,414 180 20,11 0 180 16,87 Từ kết thu bảng 3.6, qua xử lý số liệu xây dựng phương trình tương quan biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL sau: Dạng mã YTTKL = 16,8233 – 0,7590X1 + 0,1004X12 – 2,32X2 – 0,335X2X1 – 0,2604X22 80 Dạng thực Với X1 = (N – 180)/10; X2 = (C – 6)/2 YTTKL = 49,5413 – 0,3368N + 2,6362C – 0,0168NC + 0,001N2 – 0,0651C2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lượng keo, lượng chất chống cháy tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL trình bày hình 3.11 Từ kết Bảng 3.6, phương trình tương quan đồ thị hình 3.11, ta có nhận xét sau:  Khi lượng keo tăng lên, tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL có xu giảm Tuy nhiên, lượng keo tăng lên đến giá trị 190g/m2, tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL không giảm mà có xu tăng lên 200g/m2  Khi lượng chất chống cháy tăng lên, tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL có xu giảm Lượng chất chống cháy tăng 28% tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL có xu lại giảm mạnh Nhưng tỷ lệ chất chống cháy giới hạn 10% tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL có xu không giảm Ytb 25 20 20-25 C (g/cm2) 15 10 200 180 160 10 10-15 5-10 15-20 0-5  Hình 3.12 Mối quan hệ lượng keo (C), lượng chất chống cháy (N) tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL 81 Bảng 3.7 Tổng hợp giá trị tối ưu STT Chỉ số tối ưu Các thông số tối ưu x1 N(g/m2) x2 C(%) Min(Y1) = 4,62 1,41 165,86 1,41 3,17 Max(Y2) = 71,51 0,37 183,69  0,71 4,58 Max(Y3) =1,90 1,41 194,14  0,98 4,04 Min(Y4) =11,48 1,41 194,14 1,41 8,82 3.2.7 Nhận xét đánh giá kết Từ chế chống cháy hóa chất chống cháy trình bày phần trên, ta thấy: hóa chất có khả chống cháy, trình chịu tác động nhiệt độ, hóa chất phân giải nóng chảy tạo NH3, nước B2O3, P2O5, HPO4 Na2HPO4 dạng màng Các chất NH3, nước B2O3, P2O5, HPO4 có khả chống cháy theo hướng chế chống cháy phân tích Khi nhiệt độ tăng lên, tốc độ chất nhiều, khả chống cháy mà cao Khi có nhiệt chất Na2B4O7.10H2O H3BO3 phân giải tạo B2O3 chất dạng màng ngăn cản cháy Từ phương trình tương quan đồ thị thấy ảnh hưởng chất chống cháy lượng keo tráng ngược chiều (các hệ số giá trị tỷ lệ chất chống cháy lượng keo tráng trái dấu nhau) Trong phương trình tương quan ta thấy: hệ số ảnh hưởng chung tỷ lệ chất 82 chống cháy, lượng keo tráng đến khả chống cháy LVL lớn nhiều so với hệ số khác Điều cho thấy: chất chống cháy lượng keo tráng không tác dụng hóa học với nhau, chúng có quan hệ lớn tác dụng vào khả chống cháy tính chất khác ván LVL Ván LVL xử lý chống cháy khả chống ẩm ván giảm xuống Vì, thân chất chống cháy hòa tan nước mức độ khác Để hòa tan chất chống cháy, theo định luật khuyếch tán, chất phải hút nước, điều dẫn đến kết khả chống ẩm ván LVL chậm cháy ván LVL không xử lý chống cháy có tỷ lệ chống ẩm Chất chống cháy ván LVL nhiều khả hút nước ván LVL tăng tỷ lệ trương nở chiều dày tăng Quá trình hút ẩm ván LVL chậm cháy có liên quan đến thay đổi hóa học ván thay đổi cấu trúc xốp ván LVL Trong ván LVL chất biến tính lấp đầy mao mạch nhỏ chống lại nước thấm qua chất biến tính tạo thành chất không tan nước [11] Cấu trúc xốp vật liệu nhiều nhà khoa học nghiên cứu cho có tới 4/5 lượng nước mà hấp thụ vào ván cấu trúc mao mạch Khả hút nước ván LVL phụ thuộc vào liên kết tồn bên ván LVL Ván LVL có liên kết bền vững, tỷ lệ trương nở chiều dày giảm Khi cho chất chống cháy vào ván LVL dù hay nhiều chất chống cháy ảnh hưởng đến liên kết bên ván Các chất chống cháy tồn ván dăm dạng đơn chất dạng liên kết Nếu chúng tồn dạng liên kết có tác dụng ngăn chặn trình hút ẩm Nếu chất chống cháy tồn dạng đơn chất, 83 chúng hòa tan nước, chúng dễ cho nước “xâm nhập qua” vào ván dăm Hầu hết chất chống cháy cho vào ván LVL dù hay nhiều ảnh hưởng đến liên kết bên ván LVL Điều cho thấy: ván LVL thông dụng có độ bền uốn tĩnh cao ván LVL chậm cháy Hóa chất chống cháy dùng ván LVL chậm cháy dù loại “tinh khiết” dùng phân tích hay loại “công nghiệp” loại 100% nguyên chất Các hóa chất hỗn hợp nhiều chất Keo dán cho vào ván LVL nhằm mục đích liên kết ván mỏng Keo U-F loại keo có urea nên cháy tạo NH3 có lợi cho chống cháy Vì giải thích lượng keo nhiều có lợi cho liên kết chống cháy, chống ẩm Nhưng lượng keo cho vào nhiều tạo màng keo dày, khả liên kết mà Khi tính chất học (độ bền uốn tĩnh, độ bền kéo vuông góc) giảm Các tính chất hút nước, chống cháy lại 84 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu, thực nghiệm tạo ván LVL với tỉ lệ pha trộn keo chất chống cháy, kết hợp với phân tích đánh giá rút số kết luận sau: Đã tìm thông số tỉ lệ tối ưu keo chất chống cháy để sản xuất ván LVL chậm cháy Đã tạo loại ván LVL từ vật liệu gỗ keo tai tượng với tỉ lệ pha trộn keo (loại keo dán: U-F) chất chống cháy (chất chống cháy: Borat (Na2B4O7.10H2O) boric (H3BO3) Tỷ lệ hỗn hợp Borat Boric theo khối lượng 1:1) Xem bảng tổng hợp giá trị tối ưu, phần phụ lục Sản phẩm ván LVL mà đề tài thực nghiên cứu với tiêu đánh giá khả chống cháy ván kiểm tra theo tiêu chuẩn ASTM – E69–70, độ bền uốn tĩnh ván kiểm tra theo tiêu chuẩn GB 9846.8–88, độ bền kéo trượt màng keo kiểm tra theo tiêu chuẩn Nhật Bản JAS S – 11 15.2 (1993) Các kết đạt đề u có các tiń h chấ t nằ m giới ̣n cho phép theo tiêu chuẩn Sản phẩm hoàn toàn đáp ứng yêu cầu tất lĩnh vực xây dựng, trang trí nội thất, đồ mộc gia dụng… Quy trình công nghệ tạo sản xuất ván LVL kết luận văn hoàn toàn áp dụng vào thực tế sản xuất với trang thiết bị dùng sản xuất loại ván dán thông thường Từ thấy không cần đầu tư thêm máy móc, không gây tốn cho doanh nghiệp, không ảnh hưởng đến dây chuyền sản xuất, không tổn hao thêm diện tích nhà xưởng nhân công 85 4.2 KIẾN NGHỊ Vật liệu tự nhiên có tính chất chậm cháy Vật liệu có tính chất chống cháy vật liệu cần thiết người Do cần tiếp tục mở rộng hướng nghiên cứu không cho ván LVL gỗ mà vật liệu khác Mỗi loại nguyên liệu gỗ có tính chất khác nhau, cần nghiên cứu cho loại gỗ, loại keo chất chống cháy khác để tìm nhiều vật liệu chống cháy, giá thành thấp, giá trị sử dụng cao nhằm phục vụ cho nhu cầu người điều kiện vật liệu gỗ từ thiên nhiên ngày khan Cần phải nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lê ̣ pha trô ̣n loại keo khác với chất chống cháy khác đến chất lượng ván LVL Dựa vào kết nghiên cứu Luận văn áp dụng vào thực tiễn sản xuất, để tạo sản phẩm ván LVL chậm cháy có chất lượng cao ... Nghiên cứu ảnh hưởng lượng keo tráng đến chất lượng ván LVL chậm cháy  Nghiên cứu ảnh hưởng lượng chất chống cháy đến chất lượng ván LVL chậm cháy  Đề xuất quy trình công nghệ tạo ván LVL chậm. .. LVL chậm cháy cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Do đó, hướng nghiên cứu luận văn nghiên cứu ảnh hưởng lượng keo lượng chất chống cháy đến chất lượng ván LVL chậm cháy Tạo ván LVL chậm. .. thuyết nghiên cứu tạo ván LVL, trình bày rõ như:  Quá trình công nghệ tạo ván LVL chậm cháy  Các vấn đề kỹ thuật tạo ván LVL, như: ảnh hưởng lượng keo tráng, lượng chất chống cháy đến tiêu chất lượng