Chương Vật liệu gỗ Chương VẬT LIỆU GỖ 7.1 Khái niệm chung cấu tạo gỗ 7.1.1 Khái niệm chung : Gỗ vật liệu thiên nhiên sử dụng rộng rãi xây dựng sinh hoạt ưu điểm sau : cách âm, cách nhiệt cách điện tốt, dễ gia công (cưa, xẻ, khoan ) có giá trị mỹ thuật cao Tuy nhiên, gỗ chưa qua chế biến tồn nhược điểm lớn : cấu tạo tính chất lý khơng đồng nhất, thay đổi theo loại gỗ, dẽ hút nhả nước làm cong vênh sản phẩm, nứt tách, dễ bị sâu nấm, mục mối phá hoại, dẽ cháy 7.1.2 Cấu tạo gỗ Nước ta có nhiều loại gỗ, chủ yếu thuộc loại rộng, loại kim Gỗ rộng có cấu tạo phức tạp gỗ kim 7.1.2.1 Cấu tạo thô Quan sát mặt cắt ngang thân ta nhìn thấy lớp : vỏ, libe, lớp hình thành, lớp gỗ bìa, lớp gỗ lõi lõi gỗ + Vỏ: gồm lớp tế bào chết lớp libe bên trong, có tác dụng bảo vệ gỗ khỏi tác động học + Libe: lớp tế bào mỏng vủa vỏ, tác dụng truyền dự trữ thức ăn ni + Lớp hình thành: lớp tế bào có khả sinh trưởng, lớp gỗ sinh trưởng vào mùa hè, thu, đơng có thành dày, đóng vai trị chịu lực + Lớp gỗ bìa: màu nhạt, chứa nhiều nước, dễ mục nát, cường độ thấp + Lớp gỗ lõi: màu sẫm, cứng hơn, chứa nước, khó mục nát + Lõi (tủy cây): nằm trung tâm, phần yếu nhất, dễ mục nát Các vịng trịn hình thành mặt cắt ngang vòng tuổi (mùa xuân gỗ phát triển mạnh, làm thành vòng dày, màu nhạt, mùa lại phát triển chậm, nước, vịng có màu sẫm mỏng – kết hợp vòng ta tuổi cây) 7.1.2.2 Cấu tạo vi mô Qua kính hiển vi nhìn thấy tế bào sống chết gỗ có kích thước hình dáng khác gồm có: + Tế bào chịu lực + Tế bào dẫn + Tế bào tia lõi + Tế bào dự trữ Mỗi tế bào chi làm phần: vỏ cứng, nguyên sinh chất nhân tế bào 7.2 Tính chất gỗ 7.2.1 Tính chất vật lý 7.2.1.1 Độ ẩm tính hút ẩm Nước gỗ có dạng: nước mao quản (tự – nằm ruột tế bào, khoảng trống tế bào, bên ống dẫn), nước hấp phụ (nằm vỏ tế bào khoảng trốngd tế bào) nước liên kết hóa học (nằm thành phần hóa học chất tạo gỗ) 83 Chương Vật liệu gỗ Trong phát triển có nước hấp phụ, nước tự có nước hấp phụ.Trạng thái gỗ chứa nước hấp phụ gọi giới hạn bão hòa thớ (Wbht) dao động từ 23 – 35% tùy loại gỗ 7.2.1.2 Độ co ngót Là độ giảm kích thước thể tích sấy khơ Ngun nhân gỗ bị nước hấp phụ Độ co gỗ (%) tính theo cơng thức: yd a a1 100 phương dọc thớ a1 (7-1) Trong đó: a - kích thước gỗ theo phương dọc thớ trước sấy khô a1 – sau sấy đến trạng thái khô tuyệt đối Tương tự ta có độ co ngót gỗ theo phương pháp tuyến tiếp tuyến V V1 100 V1 Mức độ co thể tích : y (7-2) Hệ số co thể tích K0: kim: 0.5, rộng : 0.6 K0 y0 W (7-3) Trong đó: W - độ ẩm gỗ (%) khơng vượt q giới hạn bão hịa thớ Co ngót xảy không giống theo phương 7.2.1.3 Trương nở Là khả gỗ tăng kích thước thể tích hút nước vào thành tế bào Gỗ bị trương nở hút nước đến giới hạn bão hòa thớ Trương nở không giống theo phương 7.2.1.4 Khối lượng riêng Đối với loại gỗ thường nhau, vào khoảng 1.54 g/cm3 7.2.1.5 Khối lượng thể tích: Phụ thuộc vào độ rỗng Dựa vào khối lượng thể tích chia gỗ làm loại : nhẹ (v < 400 kg/m3), nhẹ (v = 400 – 500kg/m 3), nhẹ vừa (v = 500 – 700 kg/m 3), nặng (v = 700 – 900 kg/m 3), nặng (v > 900 kg/m3 – gỗ nghiến (1100 kg/m3), gỗ sến ((v =1080 kg/m3)) 7.2.1.6 Tính dẫn nhiệt Khả dẫn nhiệt gỗ không lớn, phụ thuộc vào độ rỗng, độ ẩm thớ, loại gỗ, nhiệt độ Trung bình hệ số dẫn nhiệt gỗ 0.14 – 0.26 kCal/m.oC.h 7.2.1.7 Tính truyền âm: Gỗ vật liệu truyền âm tốt, nhanh khơng khí – 17 lần Gỗ truyền âm dọc thớ nhanh nhất, theo phương tiếp tuyến chậm 7.2.2 Tính chất học Gỗ cấu tạo khơng đẳng hướng nên tính chất học theo phương khơng giống Tính chất học gỗ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ ẩm, khối lượng thể tích, phần trăm lớp gỗ sớm muộn, tình trạng khuyết tật 7.2.2.1 Cường độ chịu nén 84 Chương Vật liệu gỗ Gồm có nén dọc thớ nén ngang thớ (tiếp tuyến pháp tuyến), nén xiên thớ Cường độ chịu nén dọc, ngang thớ (pháp tuyến tiếp tuyến) xác định theo công thức : Pmax , kg/cm2 Fw nw (7-4) Trong đó: Pmax - tải trọng phá hoại, kg; Fw - tiết diện chịu nén, cm2 (ở độ ẩm W); 7.2.2.2 Cường độ chịu kéo Cũng có trường hợp chịu kéo dọc, kéo ngang thớ tiếp tuyến pháp tuyến Kéo dọc thường lớn nén dọc thớ làm việc đến đứt, cịn nén thớ bị tách phá hoại cục Cường độ chịu kéo gỗ tính theo cơng thức : Pmax kg/cm2 W F kw (7-5) 7.2.2.3 Cường độ chịu uốn Gỗ có cường độ chịu uốn cao Cường độ chịu uốn gỗ tính theo mơ men uốn M (kg.cm) mômen chống uốn W (cm3) M uw W kg/cm2 W (7-6) 7.2.2.4 Cường độ chịu trượt Cường độ chịu trượt phân : trượt dọc thớ, trượt ngang thớ (tiếp tuyến xuyên tâm) cắt đứt thớ Công thức chung xác định cường độ chịu trượt (dọc thớ ngang thớ) độ ẩm W% sau : W Pmax , kg/cm2 W F (7-7) Trong : Pmax - tải trọng phá hoại, kG; FW – tiết diện chịu trượt độ ẩm W, cm2 7.2.2.5 Cường độ chịu tách Gỗ chịu tách kém, tách liên kết thớ bị phá hoại không đồng thời Sức chịu tách tính theo cơng thức : S tW Fmax , kg/cm aW (7-8) Trong : Fmax - lực tách lớn nhất; aW - chiều rộng mặt chịu tách Bài tập ơn tập chương 1) Trình bày cấu tạo, tính chất vật lý vật liệu gỗ 2) Tính chất học vật liệu gỗ 85