KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA GỖ XOAN ĐÀO VÀ GỖ HUỶNH TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN, GIẤY VÀ BỘT GIẤY

Gỗ là loại nguyên liệu được con người biết đến từ rất lâu và được con người sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau của xã hội như: xây nhà cửa, nấu nướng, cầu đường, làm tàu thuyến, trang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

****************

HUỲNH TẤN HẠNH

KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA GỖ XOAN ĐÀO

VÀ GỖ HUỶNH TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN, GIẤY VÀ BỘT GIẤY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 7/2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

HUỲNH TẤN HẠNH

KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA GỖ XOAN ĐÀO

VÀ GỖ HUỶNH TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN, GIẤY VÀ BỘT GIẤY

Ngành: Chế Biến Lâm Sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: HOÀNG VĂN HÒA

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 7/2010

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp, tôi luôn nhận được

sự dạy bảo của Thầy Cô, sự quan tâm giúp đỡ và động viên của gia đình và bạn

bè Nhân dịp này, xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

Ban Giám Hiệu và toàn thể Thầy Cô Trường Đại Học Nông Lâm

TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là Quý Thầy Cô Khoa Lâm Nghiệp và Bộ môn Chế Biến Lâm Sản đã tận tâm truyền đạt kiến thức cho chúng em trong suốt khóa học

Trung Tâm nghiên cứu Chế Biến Lâm Sản, Giấy và Bột Giấy- Trường Đại học

Xin cảm ơn Công ty Hòa Bình đã cung cấp gỗ làm thí nghiệm Đồng thời xin cảm ơn anh chị em công nhân của Công ty Trường Tiền đã giúp tôi gia công mẫu Đặc biệt xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Hoàng Văn Hòa và các anh chị trong Trung Tâm nghiên cứu Chế Biến Lâm Sản, Giấy và Bột Giấy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này

Cuối cùng xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên tôi trong suốt quá trình học cũng như trong thời gian thực hiện đề tài

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 07 năm 2010

Huỳnh Tấn Hạnh

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu: “Khảo sát tính chất cơ lý của gỗ Xoan đào và gỗ Huỷnh” được tiến hành tại Trung Tâm nghiên cứu Chế Biến Lâm Sản, Giấy và Bột Giấy, thời gian từ 22/6/2010 đến ngày 30/7/2010

Kết quả thu được:

 Tính chất cơ lý gỗ Xoan đào:

Tính chất vật lý: Dcb = 0,6 g/cm3, độ hút ẩm 14,34 % (40 ngày), độ hút nước 88,45 % (40 ngày) Tỷ lệ co rút tếp tuyến 8,16 %, tỷ lệ co rút xuyên tâm 5,04 % Tỷ

lệ dãn nở tiếp tuyến 9,17 %, tỷ lệ dãn nở xuyên tâm 7,86 % Tỷ lệ co rút thể tích 12,21 % Tỷ lệ dãn nở thể tích 19,59 % Độ ẩm thăng bằng Wtb = 15,79 %, Wbh = 30,76 %

Tính chất cơ học: Ứng suất nén dọc 513,52 (kG/cm2), ứng suất uốn tĩnh xuyên tâm 1148,04 (kG/cm2) và ứng suất uốn tĩnh tiếp tuyến 1104,7 (kG/cm2), ứng suất nén ngang toàn bộ xuyên tâm 80,43 (kG/cm2), ứng suất nén ngang toàn bộ tiếp tuyến 71,69 (kG/cm2), ứng suất kéo dọc 924,39 (kG/cm2), ứng suất kéo ngang thớ tiếp tuyến 27,64 (kG/cm2), ứng suất kéo ngang thớ xuyên tâm 30,26 (kG/cm2), ứng suất trượt dọc xuyên tâm 109,62 (kG/cm2), ứng suất trượt dọc tiếp tuyến 119,04 (kG/cm2), ứng suất tách tiếp tuyến 673,55 (kG/cm2), ứng suất tách xuyên tâm 749,35 (kG/cm) Độ cứng mặt đầu 616,77 kGf, mặt tiếp tuyến 546,75 kGf, mặt xuyên tâm 516,96 kGf

 Tính chất cơ lý của gỗ Huỷnh:

Tính chất vật lý: Dcb = 0,79 g/cm3, độ hút ẩm 14,62 % (40 ngày), độ hút nước 57,7 % (40 ngày) Tỷ lệ co rút tếp tuyến 7,68 %, tỷ lệ co rút xuyên tâm 4,52

% Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến 10,15 %, tỷ lệ dãn nở xuyên tâm 6,36 % Tỷ lệ co rút thể tích 11,39 % Tỷ lệ dãn nở thể tích 18,08 % Độ ẩm thăng bằng Wtb = 13,95 %, Wbh

= 30,03 %

Tính chất cơ học: Ứng suất uốn tĩnh xuyên tâm 1248,94 (kG/cm2) và ứng suất uốn tĩnh tiếp tuyến 1222,54 (kG/cm2), ứng suất nén ngang toàn bộ xuyên tâm 122,87 (kG/cm2), ứng suất nén ngang toàn bộ tiếp tuyến 102,59 (kG/cm2), ứng suất kéo dọc 1342,5 (kG/cm2), ứng suất kéo ngang thớ tiếp tuyến 17,45 (kG/cm2), ứng suất kéo ngang thớ xuyên tâm 26,45 (kG/cm2), ứng suất trượt dọc xuyên tâm 113,78 (kG/cm2), ứng suất trượt dọc tiếp tuyến 121,1 (kG/cm2), ứng suất tách tiếp tuyến 525,69 (kG/cm2), ứng suất tách xuyên tâm 783,18 (kG/cm) Độ cứng mặt đầu 941,43 kGf, mặt tiếp tuyến 958,32 kGf, mặt xuyên tâm 931,4 kGf

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG xi

1.3 Mục đích, mục tiêu nghiên cứu 2 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

2.2 Giới thiệu sơ lược về cây Xoan đào 5 2.3 Giới thiệu sơ lược về cây Huỷnh 6 2.4 Những nghiên cứu có liên quan trong và ngoài nước 7 2.5 Cơ sở lý thuyết của các chỉ tiêu vật lý và cơ học 8

2.5.2 Các chỉ tiêu cơ học 9 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

3.2 Nội dung nghiên cứu 11 3.3 Phương pháp nghiên cứu 11

3.4 Phương pháp khảo sát tính chất vật lý 12 3.4.1 Dụng cụ thí nghiệm 12 3.4.2 Xác định độ hút ẩm 12 3.4.3 Xác định độ hút nước 13

3.5.9 Độ cứng 26 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 4.1 Kết quả xác định tính chất vật lý của 2 loại gỗ Xoan đào và gỗ Huỷnh 27

4.1.2 Độ hút ẩm 28 4.1.3 Độ hút nước 29

4.1.6 Độ ẩm bão hòa thớ gỗ - Độ ẩm thăng bằng 35

4.2 Kết quả xác định tính chất cơ học của 2 loại gỗ Xoan đào và gỗ Huỷnh 36

5.1.1 Đối với gỗ Xoan đào (Pygeum arboretum Endl) 51

5.1.2 Đối với gỗ Huỷnh (Tarrietia paryifolia (Merr) Merr et Chun) 52

5.2 Kiến nghị 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

PHỤ LỤC 57

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

ma Khối lượng sau khi hút ẩm, hút nước g

Yt, Yx, Yl Tỷ lệ co rút, dãn nở tiếp tuyến, xuyên tâm, dọc thớ %

kntt Ứng suất kéo ngang tiếp tuyến (kG/cm2)

knxt Ứng suất kéo ngang xuyên tâm (kG/cm2)

tdtt Ứng suất trượt dọc tiếp tuyến (kG/cm2)

ttt Ứng suất tách tiếp tuyến (kG/cm2)

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG Hình 3.1 Mẫu xác định độ hút ẩm 12

Hình 3.2 Mẫu xác định độ hút nước, dãn nở các chiều, dãn nở thể tích 13

Hình 3.3 Mẫu xác định khối lượng thể tích, co rút các chiều,co rút thể tích 14

Hình 3.4 Mẫu thí nghiệm ứng suất nén dọc thớ, nén ngang thớ 20

Hình 3.5 Mẫu thí nghiệm ứng suất kéo dọc thớ 21

Hình 3.6 Mẫu thí nghiệm ứng suất kéo ngang thớ 22

Hình 3.7 Mẫu thí nghiệm ứng suất uốn tĩnh 23

Hình 3.8 Mẫu thí nghiệm ứng suất trượt dọc thớ 24

Hình 3.9 Mẫu thí nghiệm ứng suất tách 25

Hình 3.10 Mẫu thí nghiệm độ cứng 26

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1 Khối lượng thể tích của gỗ Xoan Đào 27

Bảng 4.2 Khối lượng thể tích của gỗ Huỷnh 27

Bảng 4.3 Bảng phân nhóm theo KLTT theo TCVN 1072 – 71 28

Bảng 4.4 Độ hút ẩm của gỗ Xoan Đào 28 Bảng 4.5 Độ hút ẩm của gỗ Huỷnh 29 Bảng 4.6 So sánh độ hút ẩm của gỗ Xoan đào và Huỷnh với một số loại gỗ 29

Bảng 4.7 Độ hút nước của gỗ Xoan Đào 30 Bảng 4.8 Độ hút nước của gỗ Huỷnh 30 Bảng 4.9 So sánh độ hút nước của gỗ Sao xanh với một số loại gỗ 30

Bảng 4.10 Tỷ lệ co dãn của gỗ Xoan đào 31 Bảng 4.11 Tỷ lệ co dãn của gỗ Huỷnh 31 Bảng 4.12 Bảng phân nhóm gỗ theo độ co rút XT, TT 32

Bảng 4.13 So sánh tỷ lệ TT/XT của gỗ Xoan đào và Huỷnh với một số loại gỗ 33

Bảng 4.14 Sự tương quan giữa khối lượng thể tích và co rút thể tích 33

Bảng 4.15 Hệ số co rút của gỗ Xoan đào 34 Bảng 4.16 Hệ số co rút của gỗ Huỷnh 34 Bảng 4.17 Độ ẩm bão hòa thớ gỗ - Độ ẩm thăng bằng của gỗ Xoan Đào 35

Bảng 4.18 Độ ẩm bão hòa thớ gỗ - Độ ẩm thăng bằng của gỗ Huỷnh 35

Bảng 4.20 Tính chất cơ lý của gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1072 – 71)37

Bảng 4.21 Ứng suất nén dọc thớ của gỗ Xoan đào 38

Bảng 4.22 So sánh ứng suất nén dọc của gỗ Xoan đào với một số loại gỗ khác 39

Bảng 4.23 Ứng suất nén ngang thớ của gỗ Xoan đào 40

Bảng 4.24 Ứng suất nén ngang thớ của gỗ Huỷnh 40

Bảng 4.25 Ứng suất kéo dọc của gỗ Xoan đào 41

Bảng 4.26 Ứng suất kéo dọc của gỗ Huỷnh 41

Bảng 4.27 Ứng suất kéo ngang của gỗ Xoan đào 42

Bảng 4.28 Ứng suất kéo ngang của gỗ Huỷnh 42

Bảng 4.29 Ứng suất kéo của một số loại gỗ 43

Bảng 4.30 Ứng suất uốn tĩnh của gỗ Xoan đào 43

Bảng 4.31 Ứng suất uốn tĩnh của gỗ Huỷnh 43

Bảng 4.32 Ứng suất uốn tĩnh và KLTT một số loại gỗ 44

Bảng 4.33 Phân hạng gỗ theo cường độ 44

Bảng 4.34 Ứng suất trượt của gỗ Xoan đào 45

Bảng 4.35 Ứng suất trượt của gỗ Huỷnh 45

Bảng 4.36 Ứng suất tách của gỗ Xoan đào 46

Bảng 4.37 Ứng suất tách của gỗ Huỷnh 46 Bảng 4.38 Bảng phân nhóm gỗ theo ứng suất tách 47

Bảng 4.39 Độ cứng của gỗ Xoan đào 48 Bảng 4.40 Độ cứng của gỗ Huỷnh 48 Bảng 4.41 Độ cứng tĩnh của 1 số loại gỗ Việt Nam 48

Bảng 4.42 Mối liên hệ giữa độ cứng và sức chịu ép của gỗ 49

Bảng 4.43: Tính chất vật lý của 2 loại gỗ Xoan đào và Huỷnh 49

Bảng 4.44: Tính chất cơ học của 2 loại gỗ Xoan đào và Huỷnh 50

ra, rừng còn góp phần quan trọng vào việc bảo vệ môi trường sống của con người cũng như mang một vai trò kinh tế lớn Một trong những giá trị quí giá mà rừng mang lại cho chúng ta đó là nguồn nguyên liệu gỗ Gỗ là loại nguyên liệu được con người biết đến từ rất lâu và được con người sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau của xã hội như: xây nhà cửa, nấu nướng, cầu đường, làm tàu thuyến, trang trí nội thất, mỹ nghệ…

Khi xã hội này càng phát triển nhu cầu sử dụng gỗ của con người ngày càng tăng, để đáp ứng được nhu cầu đó con người đã khai thác gỗ ngày càng nhiều hơn

và cùng với những nguyên nhân khách quan như cháy rừng, sâu bệnh…đã dẫn đến diện tích rừng ngày càng thu hẹp, trữ lượng gỗ giảm một cách đáng kể Cùng với nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng cao, ngành chế biến lâm sản cũng không ngừng phát triển Đây là một dấu hiệu đáng mừng, song điều đáng lo ngại nguồn nguyên liệu gỗ lại đang thiếu hụt trầm trọng với 80% nguồn nguyên liệu gỗ phải nhập khẩu Một trong những giải pháp mà ngành Lâm Nghiệp đang rất quan tâm đó là việc trồng rừng mới nhằm khôi phục lại nhiều diện tích rừng đã bị mất và tạo nguồn nguyên liệu ổn định hơn cho ngành Chế Biến Lâm Sản Tuy nhiên với mức tiêu thụ gỗ ngày càng tăng thì nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng cũng không đáp ứng đủ cho nhu cầu

sử dụng hiện nay Do vậy, việc tối ưu hóa sử dụng gỗ và tìm ra những nguồn nguyên liệu mới để phục vụ cho sản xuất là vấn đề quan trọng nhất

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Gỗ là loại vật liệu rất được ưa chuộng nhưng lại là vật liệu dị hướng, không đồng nhất, vô cùng khó tính Là nguồn nguyên liệu rất phong phú về chủng loại, bên cạnh các đặc điểm chung thì mỗi loại gỗ có các đặc điểm tính chất đặc thù riêng Tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng, khí hậu, thổ nhưỡng mà đặc tính của từng loài, từng cây, thậm chí các vị trí trên cùng một cây có thể rất khác nhau Các doanh nghiệp chỉ nhận đuợc giới hạn ở một số thông số cơ bản về tính chất của một

số ít loại gỗ Vì vậy, nghiên cứu tính chất cơ lý của gỗ là một việc cần thiết trong tình hình nuớc ta phải nhập hơn 80% nguồn nguyên liệu Qua kết quả khảo sát sẽ đề

ra hướng sử dụng như thế nào cho phù hợp và làm cơ sở để giải thích các hiện tuợng phát sinh trong quá trình gia công chế biến, từ đó đưa ra biện pháp khắc phục hợp lý, hạn chế tối đa khuyết tật là rất cần thiết Ngoài ra, thông qua việc khảo sát còn làm cơ sở so sánh các loại gỗ với nhau hay phân loại xếp hạng gỗ cho loại khảo sát Chính vì vậy chúng tôi đã tiến hành đề tài “Khảo sát tính chất cở lý của gỗ Xoan đào và gỗ Huỷnh tại Trung Tâm nghiên cứu Chế Biến Lâm Sản, Giấy và bột Giấy”

1.3 Mục đích, mục tiêu nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu: Xác định các tính chất cơ, lý, của gỗ Xoan Đào và gỗ Huỷnh làm cơ sở cho việc giải thích bản chất các hiện tượng sản sinh trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ, đồng thời làm cơ sở cho việc xây dựng các công nghệ thích hợp, tính toán các chỉ tiêu sức bền cho kết cấu sản phẩm mộc Từ

đó định hướng sử dụng loại gỗ này một cách hợp lý nhất

Mục tiêu nghiên cứu: Để đạt được mục đích đề ra, đề tài xác định những mục tiêu nghiên cứu sau:

-Phân tích đề xuất định hướng sử dụng gỗ cho hợp lý

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Việc nghiên cứu các tính chất cơ lý của gỗ có ý nghĩa trong định danh và phân loại xếp hạng gỗ trong hệ thống thực vật và tiến hóa và để xác định gỗ trên thị truờng và trong sử dụng

Ý nghĩa thực tiễn: Là cơ sở giải thích bản chất các hiện tượng sản sinh trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ Và trên cơ sở hiểu biết đó thì chúng ta có thể đưa ra phương pháp bảo quản, sấy gỗ sao cho phù hợp Đồng thời cung cấp số liệu cần thiết cho việc tính toán thiết kế hợp lý, xây dựng các phuơng pháp gia công mới nhằm nâng cao khả năng lợi dụng gỗ, đề xuất quá trình công nghệ thích hợp nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao

Chương 2 TỔNG QUAN

Đồng thời với chủ trương tăng 20% lương công nhân trong năm 2010 và đồng nhân dân tệ đang tăng giá sẽ làm giảm tính cạnh tranh của đồ gỗ của nước này Đây là một lợi thế lớn của Việt Nam

Bên cạnh đó thị trường đồ gỗ tăng mạnh trở lại khiến tình trạng tranh mua nguyên liệu tăng mạnh dẫn đến giá nguyên liệu tăng cao Theo thống kê của Trung Tâm Thông Tin thương mại- bộ Công Thương, bốn thàng đầu năm 2010, tình trạng xuất khẩu gỗ nguyên liệu qua sơ chế ( phần lớn là Cao Su) tăng 328% so với cùng

kì năm 2009 Các doanh nghiệp sản xuất đồ gỗ cao su cho biết giá nguyên liệu gỗ cao su liên tục tăng 20-30% Tương tự, giá gỗ nhập khẩu cũng tăng mạnh, nguồn cũng khan hiếm So với đầu năm 2010, giá nhập khẩu từ các thị trường như Mỹ, New Zealand tăng 15-20% Nhìn chung, trong 4 tháng đầu năm 2010, giá nhập khẩu

nhóm, mặt hàng gỗ và sản phẩm gỗ tăng Tháng 4/2010 tăng 0,8% so với tháng 3/2010 và tăng 6,7 % so với tháng 4/2009

Nhóm gỗ cây, giác gỗ hoặc đẽo vuông thô giá tăng 6,6% so với cùng kì năm

2009 Nhóm gỗ cưa, xẻ theo chiều dọc, lạng hay bóc, đánh giấy ráp học ghép nối đầu, có độ dày trên 6mm có giá tăng 6,2% so với 4/2009 Gỗ Bạch Đàn tròn tăng 6,3% so với 4/2009 Gỗ Căm Xe xẻ tăng 17,2% so với 4/2009 gỗ sồi tròn giá giảm 2,6% so với cùng kì 2009 Nhóm gỗ được tạo dáng liên tục dọc theo các cạnh và nhóm gỗ dán, gỗ dán ván lạng tăng 7,3% so với 3/2009 Nhóm ván dăm tăng 13,7% và ván sợi tăng 14,4% so với 4/2009

Theo ông Nguyễn Tấn Bình thiếu nguồn nguyên liệu tại chỗ là nguyên nhân chính làm cho giá nguyên liệu gỗ nhập khẩu không ổn định trong thời gian qua Mỗi năm nước ta phải nhập tới 80% nguyên liệu, trong khi giá nguyên liệu chiếm tới 60% giá thành sản phẩm Điều này ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động xuất khẩu của ngành gỗ nước ta Năm 2007 và 2008, trung bình mỗi năm ta nhập 3,5 triệu m3 gỗ, trong đó chủ yếu là gỗ xẻ với 2,28 triệu m3 , chiếm 65% lượng gỗ nhập khẩu Tính

ra mỗi năm chúng ta nhập hơn 1 tỷ USD gỗ nguyên liệu để phục vụ cho hoạt động xuất khẩu

Như đã trình bày ở trên, nguồn nguyên liệu trong nước đang thiếu trầm trọng, nguyên liệu gỗ nhập đang bấp bênh Vì vậy chúng ta cần tiết kiệm nguyên liệu và sử dụng sao cho hợp lý Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu này nhằm mục đích cung cấp cho các doanh nghiệp có them thong tin

về các loại gỗ để sử dụng sao cho có hiệu quả, góp phần tiết kiệm nguyên liệu cho các doanh nghiệp

2.2 Giới thiệu sơ lược về cây Xoan đào

Tên khoa học: Pygeum arboretum Endl

Họ: Hoa hồng Rosaceae

Bộ: Hoa hồng Rosales

Mô tả: Là cây gỗ lớn, cao 20-25m, đường kính 60cm Vỏ nhẵn, màu tro bạc

Cành non phủ dày lông mịn có màu rỉ sắt, có nhiều lỗ bì, màu nâu nhạt toàn thân có mùi hôi bọ xít Lá đơn nguyên, phiến dày hình trứng đuôi hơi nhọn Hoa mọc thành chùm ở nách lá Hoa màu trắng vàng, cánh đài hình chuông chia thành nhiều thùy, cánh nhỏ phủ nhiều lông Quả hạch hình thận, đường kính 2cm, có 5 hạt Gỗ có lõi màu hồng, giác màu hồng nhạt hơi vàng Vòng năm phân biệt rõ ràng, gỗ muộn

màu sẩm Hạt có tỷ lệ dầu cao

Phân bố: Cây ưa sáng , sinh trưởng nhanh, mọc rải rác trong rừng nguyên sinh và thứ sinh ở các tỉnh miền Bắc

Sinh thái: Phân bố rải rác trong hầu hết các tỉnh miền Bắc, từ độ cao tuyệt

đối 500-600m Cây ưa sáng, mọc nhanh, đất sâu, thoát nước Tái sinh hạt mạnh trong rừng thứ sinh có độ tàn che khoảng 0.3-0.5 Ra hoa tháng 3-4, quả chín tháng 8-9 Được trồng thử nghiệm thành công bước đầu bằng gieo hạt thẳng và trồng bằng

cây con có bầu trên diện hẹp

2.3 Giới thiệu sơ lược về cây Huỷnh

Tên khoa học: Tarrietia paryifolia (Merr) Merr et Chun

Họ: Trôm Sterculiaceae

Bộ: Bông Malvales

Mô tả: Cây gỗ to, thường xanh, than thẳng, cao 30-40m, đường kính thân tới

1 m Vỏ nâu xám hay vàng xám, dày 3-5mm Lá đơn, mọc cách, hình mác bầu dục, dài 6-8cm, rộng 1,5-3cm, mặt dưới phủ đầy vảy, khi bong ra có màu trắng bạc hay màu nâu Cụm hoa ở nách lá dài 3-5cm Hoa đơn tính, màu trắng hay vàng, dài khoảng 4mm Đài xẻ 5 thùy, cả 2 mặt đều phủ lông hình sao Hoa đực, cuống nhị, nhụy dài khoảng 1mm, ở gốc có đĩa mật dày, ở đầu mang 1 vòng bao phấn (8-10 chiếc) Hoa cái, lá noãn 5, dính nhau, mỗi lá noãn có 1 noãn, phủ lông, quả đại, có cánh dài dạng đuôi cá, dài 4-6mm, phần chứa hạt chỉ dài 2mm Gỗ có tỷ trọng

0,79.Gỗ màu đỏ thẫm, thẳng thớ, kết cấu mịn, dai cứng Vỏ có nhiều sợi Hạt nhiều tinh bột

Phân bố: Mọc rải rác trong rừng rậm nhiệt đới thường xanh mưa mùa ẩm Ở

Việt Nam thường có ở miền Trung, Tây Nguyên Ngoài ra còn có ở Malaixia và

Philipin…

Sinh thái: Cây ưa sáng, tốc độ tăng trưởng tương đối chậm, tái sinh bằng hạt mạnh Cây đòi hỏi đất tương đối khắt khe, đát phù sa cổ, đất thịt pha cát màu mỡ, hơi chua Ra hoa tháng 4-5, quả chín tháng 8-9 Cây tái sinh bằng hạt

2.4 Những nghiên cứu có liên quan trong và ngoài nước

Jan F Riisdisk và Peter Laning (1994) với Physical and Properties of 145 timber đã đưa ra các chỉ tiêu về tính chất vật lý của 145 loại gỗ

Nguyễn Đình Hưng (1990) đã nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ một số loài cây gỗ ở Việt Nam để định loại theo các đặc điểm cấu tạo thô đại và hiển vi

Hồ Xuân Các (1994) đã nghiên cứu về việc phân nhóm gỗ sấy và thiết lập chế độ sấy cho các loại gỗ nhóm II (bảng 2.4)

Nguyễn Đình Hưng (2000) đã nghiên cứu giám định nhanh một số loại gỗ đại diện cho họ Dầu và họ Trôm ở Việt Nam

Phùng Ngọc Lan, Phan Nguyên Hồng, Triệu Văn Hùng, Nguyễn Nghĩa Thìn,

Lê Trần Chấn (2006) đã nghiên cứu về hệ sinh thái rừng Việt Nam

Nguyễn Thị Ánh Nguyệt (2007) đã nghiên cứu định danh và định hướng sử dụng cho 50 loài cây gỗ Việt Nam

Phạm Ngọc Nam (1998) đã nghiên cứu một số đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lý của cây gỗ cao su sau trích nhựa cho thấy loại nguyên liệu này nếu được tẩm sấy thì rất thích hợp cho việc sản xuất hàng mộc

Như vậy, với tình hình như hiện nay khi nguồn nguyên liệu gỗ Việt Nam ngày càng cạn kiệt và thiếu hụt trầm trọng, hơn 80% nguồn nguyên liệu phải nhập

khẩu, đồng thời hầu hết các nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo, tính chất các loại gỗ có giới hạn và ít đồng bộ Do vậy, đề tài sẽ tiếp tục đi sâu nghiên cứu các đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ lý của gỗ Xoan đào và Huỷnh nhằm cung cấp tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Chế biến Lâm sản và các số liệu cần thiết phục vụ cho các cơ

sở sản xuất, chế biến gỗ Qua đó đánh giá sát thực hơn về giá trị kinh tế của loại gỗ này

2.5 Cơ sở lý thuyết của các chỉ tiêu vật lý và cơ học

2.5.1 Các chỉ tiêu vật lý

Độ hút ẩm của gỗ: là khả năng hút hơi nước khi gỗ tiếp xúc với môi trường có

độ ẩm cao, là cơ sở quan trọng cho việc tính toán chế độ bảo quản gỗ và các sản phẩm được chế biến bằng gỗ

Độ hút nước: Là khả năng hút lấy nước vào gỗ khi ngâm nó trong nước Gỗ hút nước nhanh hay chậm, ít hay nhiều phụ thuộc vào nhiều nhân tố Trong đó nhân tố ảnh hưởng nhiều nhất là khối lượng thể tích

Khối lượng thể tích: Là một chỉ tiêu rất quan trọng nhằm đánh giá khối lượng vật chất gỗ trong một đơn vị thể tích và vì thế nó có quan hệ mật thiết với nhiều tính chất cơ lý khác nhau của gỗ, ảnh hưởng đến một phần cường độ và giá trị công nghệ Khối lượng thể tích không những tùy thuộc vào loài cây mà trong cùng một loài với các điều kiện sinh trưởng khác nhau (đất đai, độ ẩm, khí hậu, ánh sáng,…), thậm chí trong cùng một cây, giữa phần gốc, thân, ngọn cũng có khối lượng thể tích khác nhau Gỗ tăng trưởng nhanh thì gỗ mềm và nhẹ Gỗ có khối lượng thể tích khác nhau thì sức co dãn cũng sẽ khác nhau

Tỷ lệ co dãn: Khi độ ẩm thay đổi, thể tích gỗ cũng thay đổi, gây nên hiện tượng

co rút và dãn nở Sức co dãn của gỗ được biểu thị bằng tỷ lệ % giữa lượng co rút hoặc dãn nở so với kích thước ban đầu gọi là tỷ lệ co dãn

Hệ số co dãn: để so sánh khả năng co dãn của các loại gỗ với nhau người ta dùng hệ số co dãn, nhằm xác định mức độ mà gỗ sẽ co rút khi thay đổi 1% độ ẩm trong khoảng dưới điểm bão hào thớ gỗ

Điểm bão hòa thớ gỗ: Là ranh giới giữa nước thấm và nước tự do Độ ẩm bão hòa thớ gỗ được xác định bởi lượng nước thấm tối đa trong gỗ Khi nước thấm bão hòa trong vách tế bào và nước tự do bắt đầu xuất hiện thì điểm đó gọi là điểm bão hào thớ gỗ và độ ẩm của gỗ lúc này gọi là độ ẩm bão hòa thớ gỗ

2.5.2 Các chỉ tiêu cơ học

Ứng suất nén dọc: Khi gỗ chịu lực tác động theo chiều dọc thì các bó mixen sản sinh ra nội lực chống lại sự tác động đó Khả năng liên kết giữa các mixen, sức hút tương hổ giữa các phần tử cấu tạo nên gỗ làm cho nó trở thành khối vững chắc tạo

ra ứng lực cho gỗ Gỗ có khối lượng thể tích càng cao thì ứng suát nén dọc thớ càng lớn

Ứng suất nén ngang: Khi chịu ép ngang thớ, gỗ bị biến dạng đàn hồi Trong giới hạn nhất định, sức hút và sức đẩy tương hỗ giữa các mixen cân bằng nhau làm cho khối gỗ vững chắc theo chiều ngang Gỗ được cấu tạo bởi các tế bào hình ống có ruột rỗng, nên khi lực bên ngoài vượt quá giới hạn đàn hồi làm cho các tế bào bị phá hoại Khi vách tế bào bị phá hoại, mẫu gỗ sẽ bị ép dẹp và ngày càng chặt nếu ngoại lực không ngừng tăng lên Vì vậy trong thí nghiệm xác định sức chịu ép ngang thớ

gỗ, không thể tìm được cường độ tối đa, mà chỉ xác định được ứng lực ở giới hạn tỉ

gỗ ở bộ phận chịu kéo Mối lien kết giữa các tế bào, các mixen tạo ra ứng lực cho

gỗ

Ứng suất kéo vuông góc thớ:khi có kực tác động, nhờ sức hút tương hổ giữa các mixen, mối liên kết cơ học giữa các mixen bởi keo licnin và lớp keo nằm giữa các tế bào xắp xếp theo chiều dọc thân cây, các tế bào sắp sếp theo chiều ngang thân cây

và mối liên hệ giữa chúng với nhau sản sinh ứng lực kéo ngang của gỗ

Ứng suất uốn tĩnh: là chỉ tiêu cơ học quan trọng thứ hai sau ứng suất nén dọc thớ trong các chỉ tiêu cơ học của gỗ dùng để đánh giá cường độ chịu lực của gỗ Dạng chịu lực này xảy ra khi lực tác dụng thẳng góc hoặc không song song với trục chi tiết Khi gỗ bị uốn, trong gỗ sản sinh 4 loại ứng lực Mặt trên chịu ép, mặt dưới chịu kéo, ở lớp trung hòa sản sinh ứng lực trượt dọc thớ, tại hai gối xuất hiện lực cắt vuông góc

 Ứng suất trượt dọc thớ gỗ: Khi gỗ chịu lực song song với chiều thớ gỗ nhằm chuyển dời vị trí tương đối giữa hai bộ phận gỗ gần nhau, lực liên kết cơ học của licnin và các mixen cellulose, lớp keo ở màng giữa các tế bào sản sinh ứng lực trượt dọc của gỗ

Ứng suất tách: sức chịu tách là khả năng chống lại tác động của những công cụ dẹt và sắc (dạng nêm) làm cho gỗ tách ra theo chiều dọc thớ

Độ cứng biểu thị cho khả năng chống lại tác dụng của ngoại lực khi ép 1 vật không biến dạng vào gỗ làm cho gỗ lõm xuống Tính chất này có quan hệ đến độ chặt của gỗ Độ cứng của gỗ liên hệ chặt chẽ với sức chịu ép của gỗ

11

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài xác định những nội dung nghiên cứu sau: Khảo sát tính chất vật lý: độ hút ẩm, độ hút nước, khối lượng thể tích cơ bản, khối lượng thể tích khô trong không khí, khối lượng thể tích khô kiệt, điểm bão hòa thớ gỗ, độ ẩm thăng bằng của gỗ, tỷ lệ co dãn các chiều, tỷ lệ co dãn thể tích, hệ số

co dãn

Khảo sát tính chất cơ học: ứng suất nén dọc thớ, ứng suất nén ngang thớ toàn

bộ, ứng suất trượt dọc thớ, ứng suất kéo dọc thớ, ứng suất kéo ngang thớ, ứng suất uốn tĩnh, ứng suất tách, độ cứng

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Quá trình nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp thực nghiệm dựa trên cơ

sở hệ thống tiêu chuẩn trong nước và thế giới

Chọn cây, cắt khúc gia công mẫu và xác định tính chất cơ lý theo TCVN từ

340 – 1970 đến 367 – 1970 và tiêu chuẩn ASTM D143

3.4.1 Dụng cụ thí nghiệm

Tủ sấy có nhiệt độ sấy 100± 5°C

Cân điện tử với độ chính xác 0,01 g

Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm

Bình hút ẩm

3.4.2 Xác định độ hút ẩm

Hình 3.1: Mẫu xác định độ hút ẩm

13

Thí nghiệm xác định độ hút ẩm của gỗ được thực hiện theo TCVN 359 –

1970 Mẫu gỗ có kích thước 30×30×10 mm (10 mm theo chiều dọc thớ) Các mẫu được sấy đến khô kiệt với nhiệt độ tăng dần từ 45°C đến 105°C (mỗi 5 giờ tăng lên 10°C) và cân khối lượng chính xác đến 0,01 g ta được giá trị mo Sau khi cân, cho mẫu vào bình hút ẩm có độ ẩm tương đối 83% (để có độ ẩm tương đối 83%, bình hút ẩm đựng dung dịch Na2CO3.10H2O bão hòa và giữ ở nhiệt độ t  28 ± 2°C) Sau từng thời gian nhất định: 24 giờ cân lần thứ nhất, về sau vào ngày thứ 2, 3, 4, 8, 13,

20, 30 sẽ tiến hành cân, ta được giá trị ma Thời gian theo dõi tối thiểu là 30 ngày Nếu giữa hai lần theo dõi độ ẩm chênh lệch nhau không quá 2% thì có thể kết thúc thí nghiệm

Độ hút ẩm được tính theo công thức:

Wa% = (ma – mo) × 100 / mo (3.1) Trong đó: Wa: Độ hút ẩm (%)

mo: Khối lượng gỗ khô kiệt (g)

ma: Khối lượng gỗ hút ẩm sau mỗi lần cân (g)

3.4.3 Xác định độ hút nước

Hình 3.2: Mẫu xác định độ hút nước, độ dãn nở các chiều, độ dãn nở thể tích

14

Thí nghiệm về khả năng hút nước của gỗ được thực hiện theo TCVN 360 –

1970 Mẫu gỗ có kích thước là 30×30×10 mm (10 mm theo chiều dọc thớ) Mẫu sau khi được sấy đến khô kiệt được lấy ra cân khối lượng với độ chính xác 0,01 g, ta được giá trị mo Cân xong cho vào chậu nước để mẫu hút nước tự do Sau từng thời gian nhất định: 2 giờ cân lần thứ nhất, ngày thứ nhất, 2, 4, 7, 13, 20, 30 sẽ tiến hành cân, ta được giá trị ma Thời gian theo dõi tối thiểu là 30 ngày đêm Về sau cứ 10 ngày cân lại các mẫu gỗ cho đến khi thấy khối lượng không đổi thì kết thúc thí nghiệm

Độ hút nước được tính theo công thức:

Wn% = (ma – mo) × 100 / mo (3.2) Trong đó:Wn: Độ hút nước (%)

mo: Khối lượng gỗ khô kiệt (g)

ma: Khối lượng gỗ hút nước (g)

3.4.4 Xác định khối lượng thể tích

Hình 3.3: Mẫu xác định KLTT, độ co rút các chiều, độ co rút thể tích

Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của gỗ được thực hiện theo TCVN

362 – 1970 Mẫu gỗ có kích thước 20×20×30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ) Dùng thước kẹp đo kích thước 3 chiều để tính thể tích gỗ, sau đó cân khối lượng mẫu

15

Khối lượng thể tích cơ bản:

Dcb = mo / Vt (g/cm3) (3.3) Khối lượng thể tích khô trong không khí:

Dkk = mkk / Vkk (g/cm3) (3.4) Khối lượng thể tích khô kiệt:

Do = mo / Vo (g/cm3) (3.5) Trong đó: mo, mkk : Khối lượng gỗ khô kiệt, khô trong không khí (g)

Vt, Vkk, Vo: Thể tích gỗ tươi, khô trong không khí, khô kiệt (cm3) Khối lượng thể tích cơ bản là chỉ tiêu ổn định nhất vì cả 2 yếu tố để tính là những trị số không thay đổi và phản ánh đúng khái niệm của khối lượng thể tích, do vậy nó thường được dùng để so sánh các loại gỗ khác nhau

Tiến hành đo các kích thước theo các chiều của mẫu và cân khối lượng mẫu

ở 3 trạng thái tươi, khô trong không khí, khô kiệt Gỗ tươi là gỗ mới chặt hạ Gỗ khô trong không khí là gỗ hong phơi tự nhiên trong không khí, mỗi ngày cân 1 lần ở cùng điều kiện nhiệt độ t = 320C và độ ẩm φ = 75%, cho đến khi cân 3 lần liên tiếp

mà khối lượng không thay đổi hoặc sai số nhỏ hơn 0,05 g Gỗ khô kiệt là gỗ được sấy trong tủ sấy đến khô kiệt (3 lần cân liên tiếp mà khối lượng không đổi hoặc chênh lệch không quá 0,02 g) Mẫu phải được bao bọc kỹ không cho tiếp xúc với không khí, phải cân đo ngay lập tức tránh để gỗ hút ẩm trở lại sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác trong quá trình khảo sát

3.4.5 Xác định tỷ lệ co dãn các chiều

 Tỷ lệ co rút

Thí nghiệm để xác định tỷ lệ co rút các chiều được thực hiện theo TCVN

340 – 1970 Mẫu gỗ tươi có kích thước 20×20×30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ)

Đo kích thước ba chiều với độ chính xác 0,02 mm, ta được giá trị l1, a1, b1 Sau đó mẫu được sấy đến khô kiệt và đo lại kích thước ba chiều, ta được giá trị l2, a2, b2

16

Tỷ lệ co rút các chiều được tính theo công thức:

+ Chiều dọc thớ: Yl % = (l1 – l2) × 100 / l1 (3.6) + Chiều xuyên tâm: Yx % = (a1 – a2) × 100 / a1 (3.7) + Chiều tiếp tuyến: Yt % = (b1 – b2) × 100 / b1 (3.8) Trong đó: l, a, b Kích thước chiều dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến

Y1, Yx, Yt: Tỷ lệ co rút tối đa theo ba chiều

 Tỷ lệ dãn nở

Thí nghiệm để xác định tỷ lệ dãn nở các chiều được thực hiện theo TCVN

340 – 1970 Mẫu gỗ khô kiệt có kích thước 30×30×10 mm (10 mm theo chiều dọc thớ)

Đo kích thước ba chiều với độ chính xác 0,02 mm, ta được giá trị l1, a1, b1 Sau đó

gỗ được đem đi hút nước đến bão hòa (kích thước giữa hai lần đo liên tiếp không thay đổi) và đo lại kích thước ba chiều, ta được giá trị l2, a2, b2

Tỷ lệ dãn nở các chiều được tính theo công thức:

+ Chiều dọc thớ: Yl % = (l2 – l1) × 100 / l1 (3.9) + Chiều xuyên tâm: Yx % = (a2 – a1) × 100 / a1 (3.10) + Chiều tiếp tuyến: Yt % = (b2 – b1) × 100 / b1 (3.11) Trong đó: l, a, b: Kích thước chiều dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến

Y1, Yx, Yt: Tỷ lệ dãn nở tối đa theo ba chiều

3.4.6 Xác định tỷ lệ co dãn thể tích

 Tỷ lệ co rút:

Tỷ lệ co rút theo thể tích được xác định theo TCVN 340 – 1970 với mẫu gỗ dùng để thí nghiệm có kích thước 20×20×30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ) Dùng mẫu gỗ tươi, đo kích thước ba chiều, để xác định thể tích V1 Sau đó mẫu được sấy đến khô kiệt và đo lại kích thước ba chiều để xác định thể tích V2

17

Tỷ lệ co rút thể tích được tính theo công thức:

YVcr % = (V1 – V2) × 100 / V1 (3.12) Trong đó: V1 : Thể tích gỗ tươi (cm3)

V2 : Thể tích gỗ khô kiệt (cm3)

 Tỷ lệ dãn nở:

Thí nghiệm để xác định tỷ lệ dãn nở các chiều được thực hiện theo TCVN

340 – 1970 Mẫu gỗ khô kiệt có kích thước 30×30×10 mm (10 mm theo chiều dọc thớ)

Dùng mẫu gỗ đã sấy đến khô kiệt, đo kích thước ba chiều với độ chính xác 0,02 mm, để xác định thể tích V1 Sau đó ngâm mẫu vào nước đến bão hòa và đo lại kích thước ba chiều để xác định thể tích V2

Tỷ lệ dãn nở thể tích được tính theo công thức:

YVdn % = (V2 – V1) × 100 / V1 (3.13) Trong đó: V2 : Thể tích gỗ ngâm nước bão hòa (cm3)

V1 : Thể tích gỗ khô kiệt (cm3)

3.4.7 Xác định hệ số co dãn

Tỷ lệ co dãn cho biết sức co dãn tối đa của một loại gỗ Để so sánh khả năng

co dãn của các loại gỗ với nhau người ta dùng hệ số co dãn, nhằm xác định mức độ

mà gỗ sẽ co rút khi thay đổi 1% độ ẩm trong khoảng dưới điểm bão hào thớ gỗ

Xét H: 0% < H < Wbh

Hệ số co dãn thể tích được tính theo công thức:

Kv = (VH – Vo) × 100 / (Vo × H) (3.14) Trong đó: Vo : Thể tích gỗ khô kiệt (cm3)

VH: Thể tích gỗ ở độ ẩm thí nghiệm (cm3)

18

H : Độ ẩm thí nghiệm Tương tự hệ số co dãn theo các chiều được tính theo công thức:

Kl = (lH – lo) × 100 / (lo× H) (3.15)

Kx = (aH – ao) × 100 / (ao× H) (3.16)

Kt = (bH – bo) × 100 / (bo × H) (3.17) Trong đó: lo, ao, bo: Kích thước gỗ khô kiệt (cm3)

lH, aH, bH:Kích thước gỗ ở độ ẩm thí nghiệm (cm3) H:Độ ẩm thí nghiệm

3.4.8 Xác định điểm bão hòa thớ gỗ

Nếu đặt gỗ tươi, gỗ ướt trong môi trường nào đó (môi trường không khí hay môi trường sấy …) có nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí, nước trong gỗ sẽ thoát ra ngoài khi nước tự do thoát hết, nước thấm còn bão hào trong vách tế bào Điểm đó gọi là điểm bão hào thớ gỗ và độ ẩm của gỗ lúc này gọi là độ ẩm bão hòa thớ gỗ Ngược lại, nếu đặt gỗ khô kiệt hoặc gỗ khô trong môi trường nào đó (môi trường nhân tạo) với nhiệt độ và độ ẩm không khí nhất định của môi trường, gỗ sẽ hút hơi nước Khi nước thấm bão hòa trong vách tế bào và nước tự do bắt đầu xuất hiện thì điểm đó gọi là điểm bão hào thớ gỗ và độ ẩm của gỗ lúc này gọi là độ ẩm bão hòa thớ gỗ Nói cách khác, điểm bão hòa thớ gỗ là ranh giới giữa nước thấm và nước tự do Độ ẩm bão hòa thớ gỗ được xác định bởi lượng nước thấm tối đa trong

gỗ Chúng tôi tiến hành khảo sát độ ẩm thăng bằng và điểm bão hòa thớ gỗ ở nhiệt

độ không khí t = 320C, độ ẩm không khí  = 75%

Độ ẩm bão hòa thớ gỗ được xác định theo công thức:

Wbh% = (YVcr / KV) × 100 (%) (3.18) Trong đó: YVcr: Tỷ lệ co rút thể tích (%)

Kv: Hệ số co rút thể tích (%)

19

3.5 Phương pháp khảo sát tính chất cơ học

Trong việc đánh giá chất lượng vật liệu thì cường độ cơ học là một trong những tiêu chuẩn quan trọng nhất Nghiên cứu tính chất cơ học của gỗ không những cung cấp cho người sử dụng những số liệu cấn thiết làm cơ sở cho việc tính toán thiết kế hợp lý, giải quyết mâu thuẫn giữa việc bảo đảm an toàn và tiết kiệm nguyên vật liệu, làm tiền đề tìm ra các phương pháp gia công mới và nâng cao khả năng lợi dụng gỗ

Trong quá trình gia công chế biến và sử dụng, gỗ thường chịu tác dụng của lực bên ngoài Khi bị tác động, các phần tử bên trong gỗ sản sinh nội lực chống lại,

đó là ứng lực Ứng lực bằng ngoại lực về trị số nhưng ngược chiều Để đánh giá khả năng chịu lực của vật liệu người ta dựa vào ứng suất “Ứng suất là ứng lực trên một đơn vị diện tích chịu lực”

Một vấn đề quan trọng trong việc xác định tính chất cơ học của gỗ là kích thước mẫu thí nghiệm Dùng mẫu lớn sẽ phù hợp với thực tế sử dụng nhưng tốn gỗ, đòi hỏi máy thí nghiệm phải có công suất lớn, đồng thời ít nhiều không thể tránh khỏi khuyết tật làm ảnh hưởng đến độ chính xác của thí nghiệm Do đó hầu hết các nước trên Thế giới đã thống nhất dùng mẫu thí nghiệm nhỏ, không khuyết tật, theo những tiêu chuẩn nhất định

Cường độ cơ học của gỗ có quan hệ chặt chẽ với độ ẩm dưới điểm bão hòa thớ gỗ Vì vậy đối với các chỉ tiêu cơ học, mẫu khảo sát là mẫu khô trong không khí

3.5.1 Dụng cụ thí nghiệm

- Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm

- Máy đo ứng suất

20

3.5.2 Ứng suất nén dọc thớ

Mẫu gỗ được lấy theo TCVN 363 – 1970 với kích thước 20×20×30 mm, (30mm là chiều dọc thớ)

Hình 3.4: Mẫu thử ứng suất nén dọc thớ và ứng suất nén ngang thớ

Nguyên tắc thử ứng suất: Lực P đặt vào mẫu thử phải đúng tâm và vuông góc với mặt phẳng chịu lực, hướng theo phương dọc thớ

Hình thức phá hoại: Thớ gỗ thường bị “sụn” ở vị trí tiếp xúc với tia gỗ

Công thức tính ứng suất nén dọc thớ:

nd = Pmax / (a×b) (kG/cm2) (3.19) Trong đó: Pmax: Lực phá hoại (kG)

a, b : Kích thước tiết diện ngang của mẫu thử (cm)

Công thức tính ứng suất nén ngang thớ toàn bộ:

nntb = P / (a × l) (kG/cm2) (3.20) Trong đó: P: Lực tác dụng trong giới hạn đàn hồi (kG)

a: Bề rộng mẫu thử (cm) l: Chiều dài mẫu thử (cm)

a, b: Kích thước của bộ phận làm việc (cm)

3.5.5 Ứng suất kéo ngang thớ

Mẫu được gia công theo tiêu chuẩn ASTM D143 có hình dạng theo hình và kích thước 50*50*63mm (63mm là chiều dọc thớ) Tùy theo dạng thử, gia công mẫu sao cho mặt phẳng trượt là mặt phẳng xuyên tâm hay tiếp tuyến

Hình 3.6: Mẫu thử ứng suất kéo ngang thớ

Nguyên tắc thử ứng suất kéo ngang thớ: Trong thí nghiệm xác định sức chịu kéo ngang thớ, mẫu gố rất ít khi chịu kéo đứt cùng một lúc, mà thường bị tách trước ở một đầu rồi lan rộng ra khắp bề mặt chịu lực Tốc độ tăng lực 2500 ± 500 N/phút

23

Công thức tính ứng suất kéo ngang thớ:

kd = Pmax / (a ×b ) (kG/cm2) (3.22) Trong đó: P: Lực tác dụng (kG)

a, b: Kích thước của bộ phận làm việc (cm)

3.5.6 Ứng suất uốn tĩnh

Mẫu được gia công theo tiêu chuẩn ASTM D143 có kích thước 25×25×410

mm (410 mm theo chiều dọc)

Hình 3.7: Mẫu thử ứng suất uốn tĩnh

Nguyên tắc thử ứng suất: Mẫu gỗ được đặt trên 2 gối tựa cố định Cự ly 2 gối

là 360 mm Điểm đặt lực tại điểm giữa của dầm Tốc độ tăng lực 7.000 ± 1.500 N/phút Các loại gỗ lá rộng được quy định hướng tác động của lực theo chiều tiếp tuyến

Hình thức phá hủy của mẫu: Sợi gỗ bị phá hủy tại mặt đối diện với mặt tác dụng lực

Công thức tính ứng suất uốn tĩnh:

ut = (Pmax × l) / (b × h2) (kG/cm2) (3.23) Trong đó: Pmax: Lực tác dụng (kG)

l: Cự ly của hai gối (cm) với l = 360 mm

b, h : Bề rộng và chiều cao của mẫu thử (cm)

24

3.5.7 Ứng suất trượt dọc thớ

Hình 3.8 Mẫu thử ứng suất trượt

Mẫu được gia công theo tiêu chuẩn ASTM D143 có hình dạng theo hình và kích thước 50*50*63mm (63mm là chiều dọc thớ) Tùy theo dạng thử, gia công mẫu sao cho mặt phẳng trượt là mặt phẳng xuyên tâm hay tiếp tuyến

Nguyên tắc thử ứng suất: Điều khiển tăng lực P cho đến khi thấy chuyển dời

vị trí tương đối giữa hai bộ phận gần nhau, lực liên kết của lignin và các mixen cellulose, lớp keo ở màng giữa của các tế bào sản sinh ra ứng lực dọc thớ gỗ Tốc

độ tăng lực 12.000 ± 500 N/phút

Hình thức phá hủy của mẫu: Hai bộ phận của mẫu tách rời nhau

Công thức tính ứng suất trượt dọc thớ:

td = Pmax / (b × l) (kG/cm2) (3.24) Trong đó: P: Lực tác dụng (kG)

b, l : Kích thước mặt trượt của mẫu thử (cm)

Nguyên tắc thử ứng suất: Trong thí nghiệm dùng lực kéo hai mép ở đầu mẫu

để phá hoại gỗ Khi lực bên ngoài tác động bằng hoặc lớn hơn ứng lực bên trong của gỗ làm gỗ bị tách ra theo chiều dọc thớ Lúc đầu mặt tách chỉ mới là một đường

về sau lan ra cả bề mặt tách, lúc này ngoại lực không tăng lên nữa Đường tác dụng lực phải vuông góc với mặt phẳng tách Phải tác dụng lực vào trung tâm chiều rộng

a của diện tích tách và tác dụng đều đặn trong suốt thời gian thử với tốc độ tăng lực

600 ± 100 N/phút

Công thức tính ứng suất tách:

t = Pmax / a (kG/cm) (3.25) Trong đó: Pmax: Lực tác dụng (kG)

a: Bề rộng mặt tách của mẫu thử (cm)

27

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả xác định tính chất vật lý của 2 loại gỗ Xoan đào và gỗ Huỷnh

4.1.1 Khối lượng thể tích

Kết quả cân đo, tính toán bằng công thức 3.3, 3.4, 3.5 và phần mềm Excel với dung lượng 30 mẫu được trình bày ở phụ lục 6, 7, 8 Và sau đó được lập vào bảng 4.1, 4.2

Bảng 4.1: Khối lượng thể tích của gỗ Xoan Đào (g/cm3)

TB

Sd Cv%

0,6 0,05 7,87

0,7 0,06 8,62

0,74 0,06 8,53

Bảng 4.2: Khối lượng thể tích của gỗ Huỷnh (g/cm3)

TB

Sd Cv%

0,79 0,09 10,01

0,89 0,09 9,99

0,96 0,09 9,67 Khối lượng thể tích cơ bản là chỉ tiêu ổn định nhất nên có thể dùng để phân nhóm gỗ theo TCVN 1072 – 1971