Ảnh hưởng của kết cấu đến tích chất vật liệu composite dạng lớp từ tre và gỗ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ********* NGUYỄN THỊ THANH HIỀN ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LIỆU COMPOSITE DẠNG LỚP TỪ TRE VÀ GỖ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Tây, 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ********* NGUYỄN THỊ THANH HIỀN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LIỆU COMPOSITE DẠNG LỚP TỪ TRE VÀ GỖ Người hướng dẫn khoa học: NGƯT TS Phạm Văn Chng H Tõy, 2007 Lời cảm ơn Nhõn dp hon thành luận văn thạc sỹ, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, giáo cán công nhân viên Trung tâm thực nghiệm Chuyển giao công nghệ - Công nghiệp rừng, Trung tâm thí nghiệm khoa Chế biến lâm sản thuộc Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Cơ sở sản xuất Tiến Ninh - Đơng Anh - Hà Nội, tồn thể bạn bè đồng nghiệp tận tình giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn tới NGƢT TS Phạm Văn Chƣơng, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn phƣơng pháp nghiên cứu nhƣ chuyên môn suốt thời gian tiến hành đề tài Tôi vô biết ơn bố, mẹ, chồng, toàn thể anh, chị, em gia đình tơi, ngƣời ln tạo điều kiện, động viên tơi hồn thành tốt luận ny Hà Tây, ngày 25 tháng 06 năm 2007 Tác giả Nguyễn Thị Thanh Hiền i MC LC MC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .1 Chƣơng TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Sơ lƣợc vật liệu composite ứng dụng vật liệu composite 1.2 Sơ lƣợc đặc điểm nguyên liệu Tre gỗ 1.3 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.3.1 Tình hình nghiên cứu, sử dụng tre, gỗ tre gỗ kết hợp giới…… 1.3.2 Tình hình nghiên cứu, sử dụng tre, gỗ tre gỗ kết hợp Việt Nam… 15 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 19 1.4.1 Mục tiêu lý luận: 19 1.4.2 Mục tiêu kỹ thuật: 19 1.5 Phạm vi nghiên cứu 19 1.6 Nội dung nghiên cứu 20 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 2.1 Cơ sở lý thuyết vật liệu composite dạng lớp 21 2.1.1 Nguyên lý hình thành composite dạng lớp 21 2.1.2 Bản chất vật liệu thành phần tre gỗ 23 2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất vật liệu composite tre-gỗ 35 2.2.1 Ảnh hƣởng yếu tố thuộc vật liệu tre gỗ 35 2.2.2 Ảnh hƣởng chất kết dính 38 2.2.3 Ảnh hƣởng kết cấu sản phẩm 39 2.2.4 Ảnh hƣởng yếu tố chế độ ép 45 2.3 Cơ sở lựa chọn thông số chế độ ép 46 ii Chƣơng PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 3.1 Kế hoạch thực nghiệm đơn yếu tố: 50 3.2 Phƣơng pháp xác định tính chất vật liệu 51 3.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu 52 3.3.1 Trung bình mẫu 52 3.3.2 Sai tiêu chuẩn mẫu 52 3.3.3 Hệ số biến động 53 3.3.4 Hệ số xác 53 Chƣơng NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 54 4.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất vật liệu composite tre gỗ 54 4.2 Thực nghiệm tạo vật liệu composite từ tre gỗ 55 4.2.1 Xây dựng kết cấu sản phẩm cho vật liệu thí nghiệm 55 4.2.2 Chuẩn bị nguyên vật liệu 55 4.2.3 Tiến hành thực nghiệm ép sản phẩm 57 4.3 Kết kiểm tra số tính chất vật liệu 59 4.3.1 Kiểm tra tiêu ngoại quan sản phẩm 59 4.3.2 Khối lƣợng thể tích sản phẩm 60 4.3.3 Độ ẩm sản phẩm 63 4.3.4 Ảnh hƣởng tỷ lệ kết cấu đến độ bền uốn tĩnh vật liệu 65 4.3.5 Ảnh hƣởng tỷ lệ kết cấu đến modul đàn hồi uốn tĩnh 73 4.3.6 4.4 Kiểm tra khả dán dính màng keo 76 Đánh giá kết nghiên cứu 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 KẾT LUẬN 80 KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Tt Kí hiệu Tên gọi Đơn vị C(95%) Sai số cực hạn ƣớc lƣợng với độ tin cậy 95% - MOR Độ bền uốn tĩnh MPa MORd Độ bền uốn tĩnh điều kiện khô MPa MORw Độ bền uốn tĩnh điều kiện ƣớt MPa MOE Modul đàn hồi uốn tĩnh MPa MOEd Modul đàn hồi uốn tĩnh điều kiện khô MPa MOEw Modul đàn hồi uốn tĩnh điều kiện ƣớt MPa MC l Chiều dài mm 10 t Chiều dày mm 11 w Chiều rộng mm 12 T Nhiệt độ 13 P Áp suất MPa 14  Thời gian giây 15  Khối lƣợng thể tích g/cm3 16 P-F Keo Phenol-Formaldehyde - 17 U-F Keo Urea-Formaldehyde - 18 U-M-F Keo Urea- Melamine-Formaldehyde - Độ ẩm sản phẩm % o C iv DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Tính chất vật lý học số loại tre 32 4.1 Kết quan sát khuyết tật bề mặt sản phẩm 60 4.2 Độ cong vênh vật liệu thí nghiệm (%) 60 4.3 Khối lƣợng thể tích sản phẩm (g/cm3) 61 4.4 Độ ẩm sản phẩm (%) 63 4.5 Độ bền uốn tĩnh sản phẩm điều kiện khô (MPa) 66 4.6 Độ bền uốn tĩnh sản phẩm điều kiện ƣớt (MPa) 67 4.7 Modul đàn hồi uốn tĩnh vật liệu điều kiện khô (MPa) 74 4.8 Modul đàn hồi uốn tĩnh vật liệu điều kiện ƣớt (MPa) 75 10 4.9 Mức độ bong tách màng keo vật liệu (mm) 77 v DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1a Sử dụng composite tre - gỗ làm mái nhà 1.1b Sử dụng composite gỗ làm khung nhà 1.1c Sử dụng composite gỗ làm dầm chịu lực 1.1d Sử dụng composite gỗ làm cầu đƣờng 1.2a Một số sản phẩm vật dụng đƣợc sản xuất từ tre 12 1.2b Sản phẩm tre sử dụng cơng trình xây dựng nhà cửa 13 2.1 Ký hiệu composite nhiều lớp 21 2.2 Cấu tạo chung họ tre 24 2.3 Cấu tạo thành tre25 25 10 2.4 Mặt cắt dọc phần lóng phần đốt tre 26 11 2.5 Profile phân bố mật độ theo phƣơng chiều dày sản phẩm 42 12 3.1 Sơ đồ lấy mẫu thí nghiệm vật liệu Composite tre-gỗ 52 13 4.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất vật liệu composite tre - gỗ 54 14 4.2 Phƣơng pháp tạo cót mộc từ nan luồng 56 15 4.3 Cấu trúc vật liệu composite tre-gỗ 58 16 4.4 Biểu đồ ép vật liệu composite thí nghiệm 58 17 4.5 Sơ đồ vị trí kiểm tra kích thƣớc mẫu thử khối lƣợng thể tích 61 18 4.6 Biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với khối lƣợng thể tích 62 19 4.7 Biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với độ ẩm sản phẩm 64 20 4.8 Sơ đồ đặt lực thử độ bền uốn 66 21 4.9a Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R1 điều kiện khô 68 22 4.9b Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R3 điều kiện khô 68 23 4.9c Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R2 điều kiện khô 69 vi 24 4.9d Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R4 điều kiện khô 69 25 4.10a Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R1 điều kiện ƣớt 70 26 4.10b Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R3 điều kiện ƣớt 70 27 4.10c Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R2 điều kiện ƣớt 71 28 4.10d Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R4 điều kiện ƣớt 71 29 4.11 Biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với độ bền uốn tĩnh 72 30 4.12 Biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với modul đàn hồi uốn tĩnh 75 31 4.13 Quan hệ tỷ lệ kết cấu với khả dán dính sản phẩm 76 MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, đời sống ngƣời ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng gỗ sản phẩm từ gỗ có chất lƣợng cao ngày tăng Để đáp ứng đƣợc nhu cầu này, ngành công nghiệp chế biến lâm sản ngành công nghiệp sản xuất ván nhân tạo cho thị trƣờng nhiều sản phẩm khác nhau, đƣợc ngƣời ƣa chuộng sử dụng rộng rãi, có vật liệu composite Hiện nay, sản phẩm ván nhân tạo vật liệu composite dạng lớp đƣợc sử dụng nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân nhƣ: Công nghệ sản xuất đồ mộc, xây dựng, giao thơng vận tải, bao bì… Song, gỗ rừng tƣ nhiên ngày cạn kiệt dẫn đến gỗ có đƣờng kính lớn đáp ứng đƣợc yêu cầu nguyên liệu để sản xuất ván nhân tạo ngày khan Bên cạnh việc chế biến sử dụng gỗ rừng trồng chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu nay, đồng thời việc nghiên cứu công nghệ sử dụng hiệu nguyên liệu gỗ rừng trồng chƣa đƣợc đầu tƣ mức Đứng trƣớc tình hình đó, để giải vấn đề cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến lâm sản nói chung chế biến gỗ nói riêng, Nhà nƣớc có nhiều giải pháp trƣớc mắt lâu dài vừa đáp ứng yêu cầu nguyên liệu cho ngành chế biến, vừa phát triển, bảo vệ sử dụng hiệu nguồn tài nguyên rừng có Một giải pháp đẩy mạnh phát triển cơng nghiệp chế biến gỗ lâm sản ngồi gỗ Bên cạnh cần phải nâng cao tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu, đồng thời phải tăng cƣờng tìm kiếm nguyên liệu gỗ để thay gỗ kết hợp với gỗ nhằm tạo sản phẩm có chất lƣợng Trong loại lâm sản ngồi gỗ, loại tài nguyên rừng không nhỏ nƣớc ta chƣa đƣợc khai thác tận dụng nhiều, nguồn tài nguyên tre nứa Tre tài nguyên rừng có khả tái sinh tốt, có độ bền học cao, tỷ lệ độ bền với trọng lƣợng cao gỗ khả chống chịu mài mòn tốt gỗ Đặc biệt, 71 Load (kgf) 220 200 180 Y 160 140 [3] 120 100 80 60 40 BM 20 0 10 Crosshead (mm) Hình 4.10c Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R2 điều kiện ƣớt Load (kgf) 80 Y 70 60 40 [3] 30 20 10 M B 0 10 Crosshead (mm) Hình 4.10d Biểu đồ chịu lực vật liệu tỷ lệ R4 điều kiện ƣớt 72 Từ kết bảng 4.5 bảng 4.6 xây dựng đƣợc phƣơng trình hồi quy quan hệ tỷ lệ kết cấu với độ bền uốn tĩnh sản phẩm nhƣ sau: MORd = 48,45 + 3,04R - 0,029R2; r = 0,95 (4.7) MORw = 55 + 1,82R - 18,8.10-3R2; r =0,95 (4.8) Kiểm tra tính tương thích mơ hình: Theo tiêu chuẩn Fisher Thay kết tính tốn ta đƣợc Fp(MORd) = 4,09 < FB = 4,11 Fp(MORw) = 3,49 < FB = 4,35 Nhƣ mơ hình phƣơng trình 4.7 4.8 tƣơng thích Từ mơ hình tƣơng quan 4.7 4.8 ta lập đƣợc biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với độ bền uốn tĩnh sản phẩm nhƣ hình 4.11 Độ bền uốn tĩnh (MPa) Điều kiện khô Điều kiện ướt 140 120 100 80 60 40 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tỷ lệ kết cấu R (% ) Hình 4.11 Biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với độ bền uốn tĩnh Nhận xét: Qua số liệu thu đƣợc bảng 4.5 bảng 4.6 ta thấy: vật liệu composite sản xuất từ tre gỗ có độ bền uốn tĩnh cao nhiều so với sản phẩm ván dán sản xuất từ gỗ bồ đề Độ bền uốn tĩnh vật liệu có xu hƣớng tăng tỷ lệ kết cấu R tăng từ 20-50%, sau lại giảm R tăng từ 60-100% Điều đƣợc giải thích nhƣ sau: Ứng suất vật liệu uốn tĩnh 73 thực chất ứng suất kéo bề mặt dƣới ứng suất nén bề mặt vật liệu Trị số phụ thuộc vào chất vật liệu thành phần, khả liên kết lớp vật liệu tre-gỗ khả liên kết màng keo Trong trƣờng hợp này, tre có độ bền uốn tĩnh cao gỗ khối lƣợng thể tích tre lớn gỗ, song khả liên kết keo-tre gỗ Hơn nữa, khả chịu lực vật liệu lại phụ thuộc vào khả chịu lực tre, khả chịu lực gỗ khả liên kết màng keo Vì vậy, tỷ lệ kết cấu R nhỏ khả liên kết keo nên ứng suất kéo phá huỷ màng keo thấp, làm cho độ bền uốn tĩnh vật liệu nhỏ Nhƣng tỷ lệ kết cấu R lớn, khả chịu lực gỗ lại thấp tre nên độ bền uốn tĩnh sản phẩm giảm Qua nghiên cứu cho thấy độ bền uốn tĩnh vật liệu đạt trị số cao R=40-60% 4.3.5 Ảnh hƣởng tỷ lệ kết cấu đến modul đàn hồi uốn vật liệu Modul đàn hồi uốn tĩnh đƣợc kiểm tra theo tiêu chuẩn GB/T 13123-2003 hai điều kiện khơ ƣớt - Kích thước mẫu thử: (20t + 50) x 50 x t, t = 10mm (chiều dày mẫu thử), số lƣợng mẫu thử mẫu/1 mức thí nghiệm - Dụng cụ thiết bị: + Máy thử tính chất học MTS Qtest + Thƣớc kép độ xác 0,05mm + Panme độ xác 0.01mm + Tủ sấy đối lƣu - Phương pháp thử mghiệm: Sau cắt mẫu, tiến hành đo kiểm tra chiều rộng chiều dày phần mẫu thử, sau đem mẫu đặt vào vị trí hai gối đỡ máy thử tính chất lý MTS kiểm tra modul đàn hồi uốn tĩnh khô mẫu thử 74 Để kiểm tra modul đàn hồi uốn tĩnh ƣớt, mẫu sau đo lƣờng đƣợc cho vào nƣớc sơi có nhiệt độ (63±2)oC cho mẫu ngập nƣớc 1020mm, ngâm giờ, vớt lau khô bề mặt đƣa vào tủ sấy nhiệt độ (63±2)oC Sau đƣa mẫu làm nguội 10 phút tiến hành kiểm tra modul đàn hồi uốn tĩnh ƣớt máy thử tính chất lý MTS Sơ đồ lắp mẫu đặt tải trọng tƣơng tự nhƣ hình 4.8: - Cơng thức xác định: , MPa Trong đó: (4.9) MOE - modul đàn hồi uốn tĩnh, MPa; P - lực phá huỷ mẫu, kgf; lg - khoảng cách hai gối đỡ, mm; w - chiều rộng mẫu, mm; t - chiều dày mẫu, mm; f - độ võng mẫu, mm Kết kiểm tra modul đàn hồi uốn tĩnh điều kiện khô đƣợc ghi phụ biểu 10-13 điều kiện ƣớt đƣợc ghi phụ biểu 14-17 phần phụ lục Tiến hành xử lý thống kê phần mềm Excel ta đƣợc bảng 4.7 bảng 4.8 Bảng 4.7 Modul đàn hồi uốn tĩnh vật liệu điều kiện khô (MPa) Tỷ lệ kết cấu X S S% P% C(95%) R1 11884,48 734,82 6,18 1,96 525,66 R2 12094,37 630,90 5,22 1,65 451,32 R3 14457,08 1552,23 10,74 3,40 1110,40 R4 8471,86 335,86 3,96 1,25 240,26 75 Bảng 4.8 Modul đàn hồi uốn tĩnh vật liệu điều kiện ƣớt (MPa) Tỷ lệ kết cấu R1 R2 R3 R4 10423,96 11654,21 12524,74 7465,19 X S 405,73 367,68 934,91 335,86 S% 3,89 3,15 7,46 4,50 P% 1,59 1,29 3,05 1,84 C(95%) 425,78 385,86 981,13 240,26 Từ kết bảng 4.7 bảng 4.8 chúng tơi xây dựng đƣợc phƣơng trình hồi quy quan hệ tỷ lệ kết cấu với modul đàn hồi uốn tĩnh sản phẩm nhƣ sau: MOEd = 7740,18 + 227,53R - 2,18 R2; r = 0,92 (4.10) MOEw = 6805,47 + 214,62R - 2,07R2; r = 0,98 (4.11) Kiểm tra tính tương thích mơ hình: Theo tiêu chuẩn Fisher Thay kết tính tốn ta đƣợc Fp(MOEd) = 3,10 < FB = 4,11 Fp(MOEw) = 0,93 < FB = 4,35 Nhƣ mơ hình phƣơng trình 4.10 4.11 tƣơng thích Từ mơ hình tƣơng quan 4.10 4.11 ta lập đƣợc biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với modul đàn hồi uốn tĩnh sản phẩm nhƣ hình 4.12 Modul đàn hồi uốn tính (MPa) Điều kiện khô Điều kiện ướt 15000 13000 11000 9000 7000 5000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tỷ lệ kết cấu R (% ) Hình 4.12 Biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với modul đàn hồi uốn tĩnh 76 Nhận xét: Qua số liệu thu đƣợc bảng 4.7 bảng 4.8 ta thấy: vật liệu composite sản xuất từ tre gỗ có modul đàn hồi uốn cao so với sản phẩm ván dán sản xuất từ gỗ Bồ đề Modul đàn hồi uốn tĩnh vật liệu có xu hƣớng tăng tỷ lệ kết cấu R tăng từ 20-50% có xu hƣớng giảm R tăng từ 60100% Điều đƣợc giải thích nhƣ sau: chất modul đàn hồi uốn thể độ cứng vật liệu chịu kéo nén Modul đàn hồi uốn tỷ lệ nghịch với độ biến dạng vật liệu Khi tỷ lệ kết cấu R nhỏ, tức tỷ lệ tre vật liệu tăng, dẫn đến độ dẻo dai vật liệu tăng độ biến dạng (độ võng) vật liệu lớn, làm cho modul đàn hồi uốn vật liệu nhỏ Khi tỷ lệ kết cấu R lớn, tức tỷ lệ % gỗ lớn, độ dẻo dai vật liệu giảm, nhƣng khả chịu lực gỗ thấp nên modul đàn hồi uốn tĩnh thấp Qua nghiên cứu cho thấy modul đàn hồi uốn tĩnh vật liệu đạt trị số cao R = 40-60% 4.3.6 Kiểm tra khả dán dính màng keo Khả dán dính keo dán trƣờng hợp màng keo không đồng phẳng đƣợc đánh giá thông qua mức độ bong tách màng keo đƣợc kiểm tra theo tiêu chuẩn LY/T 1573-2000 theo phƣơng pháp “lão hố” - Kích thước mẫu thử: 75 x 75 x t, với t chiều dày sản phẩm, số lƣợng mẫu thử mẫu/ mức thí nghiệm - Dụng cụ thiết bị: + Thƣớc kép độ xác 0,05mm + Tủ sấy đối lƣu - Phương pháp kiểm tra: Mẫu sau cắt đƣợc cho vào nƣớc sơi có nhiệt độ (63±2)oC cho mẫu ngập nƣớc 10-20mm, ngâm giờ, vớt lau khô bề mặt đƣa vào tủ sấy nhiệt độ (63±2)oC Sau đƣa mẫu làm nguội 10 tiến hành đo độ dài bong tách màng keo 77 Kết kiểm tra mức độ bong tách màng keo đƣợc ghi phụ biểu 18 phần phụ lục Qua xử lý thống kê phần mềm Excel ta đƣợc bảng 4.9 Bảng 4.9 Mức độ bong tách màng keo vật liệu (mm) Tỷ lệ kết cấu R1 R2 R3 R4 X 24,53 22,72 17,59 0,00 S 1,71 2,45 2,09 0,00 S% 6,96 10,77 11,88 0,00 P% 2,84 4,40 4,85 0,00 C(95%) 1,79 2,57 2,19 0,00 Từ kết bảng 4.9 xây dựng đƣợc phƣơng trình hồi quy quan hệ tỷ lệ kết cấu với khả dán dính (y) sản phẩm nhƣ sau: y = 23,95 + 0,1R - 34.10-4R2; r = 0,99 (4.12) Kiểm tra tính tương thích mơ hình: Theo tiêu chuẩn Fisher Thay kết tính tốn ta đƣợc Fp = 0,019 < FB = 4,35 Nhƣ mơ hình phƣơng trình 4.12 tƣơng thích Từ mơ hình tƣơng quan 4.12 ta lập đƣợc biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết Mức độ bong tách màng keo (mm) cấu với khả dán dính sản phẩm nhƣ hình 4.13 30 25 20 15 10 0 20 40 60 80 100 Tỷ lệ kết cấu R (%) Hình 4.13 Quan hệ tỷ lệ kết cấu với khả dán dính sản phẩm 78 Nhận xét: Qua số liệu thu đƣợc bảng 4.9 ta thấy: khả liên kết lớp ván mỏng gỗ với gỗ tốt khả liên kết tre với tre tre với gỗ Điều đƣợc giải thích nhƣ sau: Tre gỗ hai loại vật liệu khác nhau, khả thấm dẫn khác nên chất lƣợng mối dán khác Khả hút nƣớc keo tre gỗ nên độ bền màng keo giảm Hơn nữa, độ nhấp nhô bề mặt cót mộc cao nên màng keo tạo thành không đƣợc mỏng nhƣ màng keo hai lớp ván mỏng, làm cho chất lƣợng mối dán giảm Chiều dài bong tách màng keo vật liệu sau ngâm, sấy biến thiên từ 17,59-24,53 mm, so sánh với tiêu chuẩn LY/T 15732000 < 25mm Vì vậy, chúng sử dụng để làm ván sàn cơng trình xây dựng 4.4 Đánh giá kết nghiên cứu Với kết nhận đƣợc bảng 4.1- 4.9 biểu đồ quan hệ tỷ lệ kết cấu với tính chất vật liệu ta thấy: - Tính chất vật liệu composite sản xuất từ Luồng gỗ Bồ đề cao ván dán sản xuất từ gỗ Bồ đề Điều khẳng định rằng: tre gỗ hồn tồn dán dính với điều kiện dán ép, việc kết hợp tre với gỗ phát huy đƣợc ƣu điểm tre gỗ đồng thời hạn chế đƣợc nhƣợc điểm chúng - Tỷ lệ kết cấu gỗ tre có ảnh hƣởng đến tính chất vật lý học vật liệu composite sản xuất từ tre gỗ Khi tỷ lệ kết cấu R tăng từ 20-60% khối lƣợng thể tích giảm, độ ẩm sản phẩm giảm, độ bền uốn tĩnh modul đàn hồi uốn tăng, khả dán dính màng keo tăng Sở dĩ có kết nhƣ nguyên nhân chủ yếu sau: 79 + Khi R tăng, tức tỷ lệ gỗ vật liệu nhiều tre Do tre có khối lƣợng thể tích cao gỗ lƣợng keo tráng tre nhiều gỗ làm cho khối lƣợng thể tích vật liệu tăng lên + Độ nhấp nhô bề mặt cót mộc cao ván mỏng (do q trình đan nan chồng lên tạo ra) nên màng keo bề mặt cót mộc dày mỏng không đều, tạo ứng suất tập trung vật liệu, làm khả liên kết lớp vật liệu kém, dẫn đến màng keo dễ bị phá huỷ, độ bền uốn vật liệu giảm tỷ lệ % gỗ giảm khả bong tách màng keo ngâm sấy tăng tỷ lệ kết cấu giảm Hơn nữa, tỷ lệ kết cấu giảm màng keo lớp vật liệu dày ngăn cản q trình ẩm vật liệu làm cho vật liệu sau ép có độ ẩm cao + Theo sở lý thuyết, tre có độ dẻo dai cao gỗ Vì vậy, tỷ lệ % gỗ vật liệu gỗ giảm, tính dẻo vật liệu tăng lên, làm cho modul đàn hồi uốn tĩnh giảm ngƣợc lại - Mặc dù tỷ lệ kết cấu vật liệu thay đổi tính chất vật liệu thay đổi Nhƣng so sánh với tiêu chuẩn ván ép lớp tre sử dụng xây dựng sản xuất đồ mộc GB/T 13123-2003 Trung Quốc tiêu tính chất lý vật liệu tỉ lệ kết cấu cao tiêu chuẩn Vì vậy, chúng sử dụng để làm vật liệu xây dựng nhƣ sản xuất đồ mộc sử dụng trời - Kết cho thấy với chế độ ép: T = 130oC, P = 2,5 MPa,  = 15 phút vật liệu composite sản xuất từ nguyên liệu Luồng (3-5 tuổi) gỗ Bồ đề ba tỷ lệ kết cấu đạt tiêu chuẩn chất lƣợng ván ép lớp tre ván sàn tre Nhƣ sản phẩm hồn tồn có khả đáp ứng đƣợc yêu cầu cƣờng độ độ cứng sản phẩm phục vụ cho công nghiệp đại, đặc biệt xây dựng 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nhận đƣợc, qua phân tích đánh giá chúng tơi đƣa số kết luận sau: - Tính chất lý vật liệu composite sản xuất từ Luồng gỗ Bồ đề cao sản phẩm ván dán sản xuất từ gỗ Bồ đề Điều khẳng định việc kết hợp tre với gỗ để tạo vật liệu composite nâng cao đƣợc tính chất vật liệu - Tỷ lệ kết cấu gỗ tre có ảnh hƣởng lớn đến tính chất vật lý học vật liệu composite sản xuất từ Luồng gỗ Bồ đề Khi tỷ lệ kết cấu R tăng từ 20-60% khối lƣợng thể tích độ ẩm vật liệu giảm, nhƣng độ bền uốn tĩnh, modul đàn hồi uốn tĩnh khả dán dính màng keo tăng lên - Vật liệu composite sản xuất từ Luồng gỗ Bồ đề ba tỷ lệ kết cấu thí nghiệm đạt tiêu chuẩn chất lƣợng ván ép lớp tre ván sàn tre sử dụng xây dựng sản xuất đồ mộc - Kết nghiên cứu xây dựng đƣợc mơ hình tƣơng quan tỷ lệ kết cấu với tính chất vật liệu Với kết làm sở để xác định tỷ lệ kết cấu hợp lý cho ngƣời sản xuất vật liệu composite từ Luồng gỗ Bồ đề, tuỳ theo mục đích ngƣời sử dụng Chẳng hạn: yêu cầu ngƣời sử dụng sản phẩm cần có độ bền uốn tĩnh khoảng 106 MPa modul đàn hồi uốn khoảng 12045 MPa Thay vào phƣơng trình 4.7 4.10, giải hệ phƣơng trình ta đƣợc tỷ lệ kết cấu cần thiết để sản xuất vật liệu đảm bảo yêu cầu ngƣời sử dụng R = 21,48 % 81 KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT - Có thể sử dụng keo P-F với thơng số công nghệ là: nhiệt độ ép 130oC; áp suất ép 2,5MPa; thời gian ép 15 phút; lƣợng keo tráng 150 g/m2 bề mặt ván mỏng 250g/m2 bề mặt cót mộc, để sản xuất vật liệu composite tregỗ sử dụng cơng trình xây dựng nhà tạm, làm sản phẩm chịu lực sản phẩm mộc sử dụng ngồi trời… - Trong q trình thực đề tài, có nhiều cơng đoạn đƣợc thực theo phƣơng pháp thủ cơng Vì vậy, cần có nghiên cứu bổ sung theo hƣớng giới hoá tự động hoá cơng đoạn q trình sản xuất - Hạn chế đề tài lựa chọn thông số cơng nghệ để sản xuất Vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ đến chất lƣợng vật liệu nhằm tìm thơng số cơng nghệ phù hợp để áp dụng vào thực tế sản xuất Việt Nam - Cần tiếp tục nghiên cứu bổ sung mở rộng phạm vi nghiên cứu với nhiều loại tre gỗ khác để sử dụng tốt nguồn tài nguyên tre, gỗ tạo nhiều sản phẩm đáp ứng đƣợc yêu cầu sử dụng - Cần xây dựng tiêu chuẩn kiểm tra chất lƣợng vật liệu composite tre-gỗ sản xuất Việt Nam 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Giang Ngọc Anh (2005), Nghiên cứu tập trung ứng suất composite lớp nhựa - cốt sợi, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Bách khoa, Hà nội Phạm Thị Diệp Ánh (1997), Bước đầu sản xuất thử nghiệm ván dán từ gỗ tre luồng, Luận văn tốt nghiệp, Trƣờng Đại học lâm nghiệp, Hà Tây Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Trần Văn Chứ (2001), Nghiên cứu tạo ván dăm chậm cháy, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện khoa học lâm nghiệp Việt nam, Hà Nội Trần Văn Chứ (2002-2005), Nghiên cứu công nghệ thiết bị biến tính gỗ có khối lượng riêng thấp thành nguyên liệu chất lượng cao, Đề tài trọng điểm cấp bộ, Bộ nông nghiệp PTNT, Hà nội Phạm Văn Chƣơng, Nguyễn Hữu Quang (2004), Công nghệ sản xuất ván nhân tạo, NXB Nông nghiệp, Hà nội Hoàng Thúc Đệ (1997), “Sản xuất ván nhân tạo tre”, Tạp chí Lâm nghiệp, (1), tr.22-25 Hồng Thúc Đệ (1999), “Ván nhân tạo tre”, Thông tin khoa học Lâm nghiệp, (2), tr 33-37 Vũ Văn Dũng Lê Viết Lâm (200), Báo cáo tình hình phương hướng nghiên cứu sản xuất, chế biến tre nứa Việt nam, Viên khoa học lâm nghiệp Việt nam, Hà Nội 10 Dƣơng Văn Giỏi (1994), Bước đầu nghiên cứu xác định khả sử dụng tre luồng vùng hồ bình để sản xuất ván ép lớp, Luận văn tốt nghiệp, Trƣờng Đại học lâm nghiệp, Hà Tây 83 11 Lª Thu HiỊn (2004), “Nghiªn cøu tÝnh chÊt vËt lý học số loại tre, Tp khoa học - công nghệ Bộ nông nghiệp PTNT, (11), tr.1594-1957 12 Nguyễn Trung Hiếu (2006), Xác định trị số áp suất để sản xuất ván coppha từ nguyên liệu luồng (Dendrocalamus barbatus), luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 13 Hứa Thị Huần (1993), Xây dựng nguyên lý công nghệ sản xuất ván sợi với nguyên liệu tre Lồ ô gỗ Bạch đàn dạng bột giấy thô, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Viện khoa học lâm nghiệp, Hà nội 14 Phạm Duy Hƣng (2004), Nghiên cứu sử dụng gỗ keo lai sản xuất ván LVL (laminated veneer lumber), Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đại học lâm nghiệp Việt nam, Hà tây 15 Hoàng Thị Thanh Hƣơng (2002), Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván tre Lô ô gỗ cao su kết hợp, Luận văn tiến sỹ kỹ thuật, Viện khoa học lâm nghiệp, Hà nội 16 Ngô Kim Khôi, Nguyễn Hải Tuất, Nguyễn Văn Tuấn (2001), Tin học ứng dụng Lâm nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 17 Võ Thành Minh (2000), Nghiên cứu ảnh hƣởng cấu trúc ván dán đến độ bền uốn tĩnh chúng số loại gỗ rừng trồng, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đại học lâm nghiệp Việt nam, Hà tây 18 Dƣơng Văn Tài (2003), Nghiên cứu sử dụng cưa xăng để chặt hạ số loài tre thuộc chi Dendrocalamus miền bắc Việt nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện khoa học lâm nghiệp Việt nam, Hà Nội 19 Nguyễn Phan Thiết (1993), Nghiên cứu số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ tre Việt nam, Luận án Phó tiến sỹ, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt nam, Hà Nội 84 20 Trần Ích Thịnh (1994), Vật liệu composite học tính tốn kết cấu, NXB Giáo dục, Hà nội 21 Nguyễn Văn Thuận nhóm sinh viên (2001), Nghiên cứu sản xuất ván dăm hỗn hợp từ gỗ họ tre trúc, Báo cáo nghiên cứu khoa học, Trƣờng Đại học lâm nghiệp Việt nam, Hà tây 22 L­u TÝn (1994), “Kh¶ chế biến tre luồng, Thông tin khoa học kỹ thuật Kinh tế lâm nghiệp, (3), tr 15-17 23 Lê Xn Tình (1998), Khoa học gỗ, NXB Nơng nghiệp, Hà nội Tiếng Anh 24 China national bamboo research center (2001), Cultivation & integrated utilization on bamboo in china, Hangzhou, P R China 25 Leila C America, MediaCore, Pcarrd (2001), bamboo development report 26 Min Zhang, Shuichi Kawai, Hikaru Sasaki, Yasuo Yoshida, Toshiyuki Yamawaki and Masato Kashihara(1994), “Production and Properties of Composite Fiberboard”, Properties and utilization of fast - growing trees, China forestry Publishing Hause Beijing, Nanjing-P.R China, pp 270-279 27 Satish Kumar, KS Shukla, Indra Dev, PB Dobriyal (1994), Bamboo preservation techniques: A review, International Network for Bamboo and Rattan and ICFRE 28 Wang Siqun, Hua Yukun (1994), “Study on The Technology of Composite OSB made of Poplar Wood and Bamboo”, Properties and utilization of fast - growing trees, China forestry Publishing Hause Beijing, Nanjing-P.R China, pp 330-334 85 29 Xiaobo Li (2004), Physical, chemical and mechanical properties of bamboo and its utilization potential for fiberboard manufacturing, 30 Zhang Qisheng, Jiang Shenxue, Tang Yongyu (2001), Industrial utilization on bamboo, Technical report No 26 31 Zheng Qisheng, Jiang Shenxue, Chen Liheng (2005), Container flooring material and method of manufacture, Edmonton, CA, US, FreePatentsOnline.com/20050153150.html Tiếng Trung Quốc 32 Lu Wen Da (2002), Cơng nghệ biến tính gỗ, NXB Đại học lâm nghiệp Đông Bắc, Trung quốc ... nguyên liệu sản xuất vật liệu composite dạng lớp từ tre gỗ - Xây dựng cấu trúc kết cấu vật liệu composite dạng lớp từ tre gỗ - Thực nghiệm tạo vật liệu composite dạng lớp từ tre gỗ Bồ đề theo kết cấu. .. tố ảnh hƣởng đến tính chất vật liệu composite tre- gỗ Tính chất vật liệu composite dạng lớp từ tre gỗ phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ chất kết dính, đặc điểm cấu tạo tính chất vật liệu tre, gỗ, ... theo cấu trúc vật liệu composite ta có: Vật liệu composite dạng mặt (tấm, vỏ, …) vật liệu composite dạng lớp Trong đó, vật liệu composite dạng lớp vật liệu gồm nhiều lớp liên tục, lớp đƣợc liên kết