Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu mới từ cây tầm vông và lồ ô sử dụng trong trong kiến trúc, xây dựng và vật liệu nội thất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT VIỆN PHÁT TRIỂN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG •• NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU •••• MỚI TỪ CÂY TẦM VÔNG VÀ LỒ Ô SỬ DỤNG TRONG TRONG KIẾN TRÚC, XÂY DỰNG VÀ VẬT LIỆU NỘI THẤT ••• Mã số: Chủ nhiệm đề tài: Thạc sỹ Lê Cơng Huấn Bình Dương, tháng 11 năm 2018 MỤC LỤC •• DANH MỤC BẢNG • DANH MỤC HÌNH • PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Lồ ô đặc hữu phần Nam Đông Dương gồm Nam Việt Nam, Nam Lào Campuchia có tên khoa học Bambusa procera A.Chev & A.Camus Tại Việt Nam lồ ô phân bố tập trung tỉnh Bình Phước (hai huyện Bình Long -Phước Long) hầu hết tỉnh khác vùng Tây Nguyên, Đơng Nam Bộ Ngồi ra, lồ rải rác mọc tỉnh Trung Bộ, khu vực có lồi tre khác gọi lồ ô lô ô vùng Đông Nam Thân thẳng, cong, chiều cao 14- 18m, đường kính phổ biến 5-6 cm, to 7-8 cm; chiều dài trung bình lóng 40-60 cm, lóng thân dài đến 8090 cm, lóng gốc dài 30-50 cm; vách thân dầy 1,1cm Thân trịn đều, nhẵn Lồ có khối lượng thể tích (khơ kiệt) 785kg/m 3, độ bền nén dọc thớ 598,7 kg/cm2, độ bền uốn xuyên tâm 3448kg/cm Độ bền uốn tiếp tuyến 2499kg/cm2, đáp ứng yêu cầu xây dựng Cây có lóng dài thích hợp để chế biến ván ép, chẻ nan, đan cót Chu kỳ khai thác lồ ô từ 3-5 năm Cây lồ vách nỏng, đường kính nhỏ, có nhiều hạn chế sử dụng nguyên xây dựng sản phẩm nội ngoại thất khác Cây tầm vơng có pháp danh khoa học Thyrsostachys siamensis, thuộc phân họ Tre (Bambusoideae), họ Hòa thảo (Poaceae} trồng sử dụng phổ biến xây dựng nhà cửa, kiến trúc, sản xuất đồ gia dụng vùng Đông Nam Bộ Thân trưởng thành cao khoảng 6-14 m, đường kính 2-7 cm, gần đặc ruột cứng, khơng gai Tuy nhiên, đường kính tầm vơng khoảng - cm nhỏ dần từ gốc lên Vì vậy, sử dụng tầm vơng dạng tự nhiên vào kiến trúc xây dựng có nhiều hạn chế kích thước Mặt khác tầm vơng có độ bền học theo chiều dọc lớn nên khó khăn việc uốn ổn định hình dạng chi tiết cong Để khắc phục khuyết điểm tầm vông lồ ô cần nghiên cứu giải pháp công nghệ để tạo vật liệu giữ ưu điểm vốn có tầm vông lồ ô, đồng thời tạo đặc tính nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng nâng cao giá trị tầm vông, lồ ô kiến trúc xây dựng, thiết kế nội thất chế biến sản phẩm đồ mộc thay gỗ Từ phân tích trên, đề xuất đề tài nghiên cứu : "Nghiên c ứu công nghệ chế tạo vật liệu từ tầm vông lồ ô sử dụng trong kiến trúc, xây dựng vật liệu nội thất ” 1.2 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ Tre, thay gỗ sử dụng kiến trúc xây dựng, trang trí nội thất sản xuất đồ mộc 1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu thông số công nghệ chủ yếu (chiều dày phôi, lượng keo, áp lực ép) ảnh hưởng đến khối nguyên liệu tre (tầm vông) tạo thành 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tạo khối vật liệu từ lồ ô dạng nan - Nghiên cứu tạo khối vật liệu từ tầm vông dạng 1.3.3 Vật liệu nghiên cứu - vật liệu từ lồ ô dạng nan - Vật liệu từ tầm vông dạng - Chất kết dính keo Urefomaldehyde (UF) 1.3.4 Dụng cụ nghiên cứu - Máy ép thí nghiệm khn ép - Dụng cụ quét keo 1.4 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Cách tiếp cận - Trao đổi vấn đề nghiên cứu với chuyên gia, nhà khoa học nước Khảo sát, tham quan, tìm hiểu, thảo luận chun mơn với số trường đại học khu vực Trung Quốc, Đài loan trường đại học nước - Đề tài xây dựng sở tổng hợp, đánh giá phân tích thơng tin nguyên liệu tre tầm vông lồ ô Tham khảo, thành tựu chế biến sử dụng vật liệu composite nói chung để ứng dụng vào nghiên cứu đề tài 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng 1.4.2.1 Phương pháp lý thuyết: Sử dụng lý thuyết kết nghiên cứu vật liệu composite cốt sợi thực vật Phương pháp thực nghiệm: Thực thí nghiệm thăm dị quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố sở kết thí nghiệm thăm dị tổ chức thí nghiệm theo quy hoạch 1.4.2.2 Phương pháp kế thừa: Trên sở kết nghiên cứu nhóm tác giả tham khảo kết nghiên cứu nhà nghiên cứu khác giới tiếp tục nghiên cứu sâu mở rộng nội dung nghiên cứu 1.4.2.3 Phương pháp thực nghiệm Nghiên cứu yếu tố công nghệ: Thực thí nghiệm thăm dị quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố sở kết thí nghiệm thăm dị tổ chức thí nghiệm theo quy hoạch Có phương pháp thực nghiệm sử dụng để nghiên cứu: + Phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố (phương pháp kinh điển): Chọn biến số cần theo dõi cho thay đổi theo dõi yếu tố kiểm tra Theo phương pháp này, yếu tố thay đổi yếu lại cố định Yếu tố kiểm tra kết trung bình lần thí nghiệm lặp lại Số liệu xử lý, lập thành bảng, vẽ đồ thị dựa vào phương pháp gần tìm phương trình tốn học biểu thị q trình sấy Đặt đồ thị biến riêng rẽ vào chung tọa độ tìm điểm hợp lý chung cho yếu tố thay đổi (biến số) Ưu điểm phương pháp thấy rõ tác động yếu tố biến đổi (yếu tố điều khiển) lên yếu tố kiểm tra, nhược điểm phải làm nhiều thí nghiệm, số lượng mẫu lớn, xử lý số liệu nhiều thời gian + Phương pháp thực nghiệm đa yếu tố (lý thuyết quy hoạch thực nghiệm): Phương pháp dựa sở lựa chọn mơ hình tốn học có nhiều yếu tố biến đổi đồng thời Các yếu tố biến đổi chọn để nghiên cứu phải yếu tố điều khiển Căn vào mức biến đổi để lập ma trận thí nghiệm Các thí nghiệm lặp lại lần, kết kiểm tra giá trị trung bình lần lặp lại thí nghiệm Xử lý số liệu phần mềm ứng dụng, tìm phương trình tương quan, tìm giá trị tối ưu Trong chế biến gỗ, đối tượng nghiên cứu thường có đặc điểm phi tuyến bậc 2, nên bỏ qua khảo sát mơ hình tuyến tính (bậc nhất) Kế hoạch thực nghiệm sử dụng nghiên cứu kế hoạch trung tâm hợp thành trực giao (a 1) Mơ hình tốn học bậc cho q trình nghiên sau : Y = bo + bíXí + Xi^j=i buxtXj + buxỉ Chọn yếu tố công nghệ để nghiên cứu yếu tố điều khiển được: Nhiệt độ (X1; 0C); Thời gian (X2; phút); Lượng chất kết dính (X3; %) Mỗi thơng số có mức biến thiên mức bổ sung (+a ; - a) Tính chất sản phẩm kiểm tra theo Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 7756 - - 12: 2007 (Wood based panels - test methods) Sử dụng phần mềm xử lý số liệu Statgraphic 7.0, Microsoft Excel để xử lý số liệu Giải tốn tìm giá trị tối ưu yếu tố nghiên cứu Sau tìm trị số tối ưu yếu tố công nghệ, tạo sản phẩm theo trị số tối ưu thông số nghiên cứu kiểm tra lại tính chất vật liệu Kiểm tra đánh giá chất lượng: Việc kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm thực theo hệ thống tiêu chuẩn: TCVN 1072, TCVN 370 : 1970 nhóm 0; TCVN 7756 - - 12 : 2007; TCVN 7750 - TCVN 7750 : 2007 1.5 Nội dung nghiên cứu 1.5.1 Thiết kế khn thí nghiệm quy cách 300 x 300 x 900 mm khuôn sản phẩm quy cách 450 x 450 x 3600 mm 1.5.2 Nghiên cứu thí nghiệm xác định thông số công nghệ (áp suất ép, lượng keo, chiều dày phôi) công nghệ tạo vật liệu dạng khối từ tre lồ ô dạng nan 1.5.3 Nghiên cứu thí nghiệm xác định thơng số cơng nghệ (áp suất ép, lượng keo, chiều dày phôi) công nghệ tạo vật liệu dạng khối từ tre tầm vông 1.5.4 Kiểm tra tính chất học & vật lý vật liệu dạng khối từ nan lồ ô 1.5.5 Kiểm tra tính chất học & vật lý vật liệu dạng khối từ tầm vông 1.5.6 Chế tạo vật liệu dạng khối từ tầm vông quy cách 450 x 450 x 3600 mm 1.5.7 Nghiên cứu thử nghiệm gia công (cắt, xẻ, tiện, đánh nhẵn ) vật liệu từ tre tầm vông lô ô thiết bị gia công chế biến lâm sản thơng dụng 1.5.8 Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất vật liệu từ lô ô tầm vơng 1.6 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nước 1.6.1 Ngồi nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài giới, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Trên giới có khoảng 1200 loài tre, phân bố tự nhiên tất châu lục, khơng kể châu Âu Một số lồi tre chịu nhiệt độ vượt 40 độ, lồi khác chịu sương giá kéo dài (Liese 1987) Tre phát triển nhanh có tính chất học tương tự gỗ mềm Giá rẻ, dễ gia cơng, có sẵn nhiều vùng nông thôn miền núi nên tre sử dụng phổ biến vật liệu xây dựng truyền thống để làm nhà, đóng cọc móng, trang trí nội thất, sản xuất đồ mộc, chế tác loại vật dụng gia đình nghề nghiệp khác nhiều nước, đặc biệt châu Á châu Mỹ Latin Tuy nhiên, nhược điểm tre lóng có đốt (mấu) liên kết Mỗi mấu lại có mắt làm cho tính chất tre thay đổi đột biến Mặt khác, tre rỗng ruột tính chất cấu tạo tre từ vào thay đổi khiến cho việc sử dụng tre khó khăn gỗ Nhưng tre có điểm riêng biệt độc đáo Trước hết, khác với nhiều loại gỗ cứng cần thời gian từ nửa kỷ đến trăm năm để trưởng thành hoàn toàn, tre cần từ đến năm để trưởng thành Ngồi ra, tính chất học tre so sánh với hầu hết loài gỗ mềm Tương tự vậy, khối lượng thể khô kiệt tre khoảng 500 - 800 kg / m3 (Liese, 1992) Sản phẩm từ tre sản xuất quốc gia có nguồn nguyên liệu phong phú Trung quốc, Ấn Độ, Myanmar, Indonesia, Malaysia, Đài Loan, vài nước khác Tuy nhiên, có Trung Quốc, ngành công nghiệp chế biến tre phát triển mạnh, trở thành phận trụ cột ngành Lâm nghiệp quốc gia chìa khóa nỗ lực Trung Quốc nhằm thiết lập kinh tế có khí thải carbon thấp Để phát triển ngành chế biến tre, Trung Quốc trọng phát triển vùng nguyên liệu Theo Giáo sư Zhu Zhaohua, chuyên gia hàng đầu Trung Quốc ngành tre cho biết, từ năm 1950, Chính phủ Trung Quốc trọng đến phát triển diện tích trồng tre Năm 1980, tổng diện tích tre nguyên liệu toàn Trung Quốc 3,2 triệu ha, 20 năm tiếp theo, diện tích trồng tre tăng trung bình 50 nghìn năm Đến năm 2005, tổng diện tích trồng tre Trung Quốc đạt triệu Tre trở thành ngành công nghiệp quan trọng nông thôn Trung Quốc Giá trị ngành tăng trưởng nhanh chóng Hiện nay, Trung Quốc có 5,38 triệu rừng tre trồng 100.000 rừng tre tăng thêm năm, Trung Quốc quốc gia dẫn đầu ngành công nghiệp tre giới nhiều lĩnh vực khác lượng tre dự trữ sản lượng sản xuất (theo Jiang Zehui đồng chủ tịch Ban quản trị Mạng Quốc tế Mây Tre Trung Quốc INBAR) Mục tiêu phủ Trung Quốc phát triển ngành công nghiệp tre nhằm đáp ứng mục tiêu bảo vệ môi trường phát triển kinh tế xanh Việc trồng tre đạt lợi nhuận thân thiện với môi trường Trong báo cáo đề xuất INBAR, vào năm 2009, chứng minh tre trồng thân thiện với mơi trường có khả hút lượng carbon dioxide cung cấp khí oxy q trình tăng trưởng, nhiều trồng tương đương khác Chính phủ Trung Quốc thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp tre khuyến khích đổi cơng nghệ Gần 200 sáng chế áp dụng để mở rộng việc sử dụng tre nhiều hơn, có nhiều hỗ trợ phát triển ngành công nghiệp Kỹ thuật chế biến tre dẫn đến hàng loạt sản phẩm mới, chẳng hạn nguyên liệu khối từ tre, sản phẩm ván dán ép, ván bóc, ván lạng, sản phẩm trang trí nội thất, vật dụng hàng ngày, hàng thủ công mỹ nghệ, vật liệu kiến trúc xây dựng, giấy than hoạt tính Những sản phẩm sử dụng rộng rãi lĩnh vực khác từ xây dựng, bao bì đóng gói, vận chuyển thuốc dùng cho du lịch Ngành công nghiệp tre Trung Quốc cung cấp 35 triệu việc làm, trở thành xu phát triển kinh tế quốc gia có nơng nghiệp lớn giới Năm 2014 ngành công nghiệp tre đạt doanh số 70 tỉ Nhân dân tệ (khoảng 10,3 tỉ USD) Phát triển ngành công nghiệp tre có ý nghĩa việc bảo vệ môi trường phát triển kinh tế xanh Trung Quốc Mặc dù có nhiều dấu hiệu tích cực ngành công nghiệp tre Trung Quốc cịn vấn đề thách thức Vì hầu hết nhà máy sản xuất tre Trung Quốc có quy mô nhỏ với doanh số hàng năm triệu Nhân dân tệ chiếm 8% tổng số nhà máy ngành cơng nghiệp Ngồi Trung Quốc, nhiều cơng trình tre nghiên cứu nhiều nước khác nghiên cứu Đặc tính sợi gỗ song song từ tre Calcutta (Dendrocalamus strictus) Ahmad, M Kamke, F.A (2011) đăng tạp chí Khoa học Cơng nghệ gỗ, Vol 45, số 1, trang 63-72, Ấn Độ Nghiên cứu tính chất học tre Cai, A trình bày Báo cáo số A12-017 năm 2012 Đại học Công nghệ Sydney, Australia Hoặc Correal, J, Ramirez, F., Gonzalez, S Camacho, J (2010) nghiên cứu “ kết cấu sản phẩm dán nhiều lớp từ loại tre guadua làm vật liệu xây dựng ”, Kỷ yếu, Hội nghị Thế giới Gỗ Kỹ thuật, ngày 20 -24 tháng 2015, Trentino, Ý 1.6.2 Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Việt Nam, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) 1.6.2.1 Nghiên cứu sử dụng Theo số liệu thống kê quốc gia năm 2001, nước ta có 464 lồi tre, thuộc 15 họ Việt Nam có diện tích rừng tre khoảng 1,4 triệu ha, trữ lượng 8,4 tỷ cây, chiếm 15% 10 Hình 11 Là mẫu vật liệu dạng khối chế tạo từ nan tre lồ ô theo thông số cơng nghệ tối ưu Hình 11 Vật liệu dạng khối chế tạo từ nan tre lồ ô 36 2.4 Kiểm tra tính chất học vật lý mẫu sản phẩm từ tre tầm vơng - Vật liệu thí nghiệm: Nan tre lồ ơ: Nan tre lồ có chiều dày trung bình 1,3 - 1,5mm, chiều rộng trung bình 20 - 22mm, thời gian giữ áp lực nén phôi 21 - Keo UF -Thông số công nghệ: lượng keo 14%, áp lực nén 2,6 kG/cm2/1mm chiều dày - Quy cách sản phẩm: 400 x 450 x 650 mm Sau kết thúc thời gian giữ áp lực nén phơi, xả áp hồn tồn Để phơi phịng thí nghiệm 24 Kết kiểm tra tính chất mẫu thí nghiệm Trung tâm kỹ thuật đo lường chất lượng III sau: Ứng suất uốn tĩnh: 13,26Mpa, Ứng suất kéo vng góc: 0,29 Mpa, độ hút nước sau 24 giớ 10,86%, khối lượng thể tich 0,755g/cm3 Hình 12 mẫu vật liệu dạng khối chế tạo từ nan tre lồ ô theo thông số công nghệ tối ưu Hình 12 Vật liệu dạng khối chế tạo từ tre tầm vông 2.5 Nghiên cứu xác định thông số cắt gọt Những công đoạn xác định thơng số: Cắt cạnh, chà nhám, khoan, vít đinh 2.5.1 Cắt cạnh 2.5.1.1 Yêu cầu kỹ thuật cắt cạnh Mục đích cắt cạnh loại bỏ phần phơi chất lượng mặt phôi, làm cho phơi đạt u cầu chất lượng kích thước dự kiến Cắt cạnh phải đảm bảo 37 cạnh (mặt) song song đơi vng góc với cạnh mà mặt cắt ngang qua Sai số theo quy định tiêu chuẩn Tuy nhiên, cắt cạnh cơng đoạn gia cơng nhiều khó nhất, mà cắt nhỏ chi tiết đảm bảo chất lượng cạnh gia cơng quan trọng Vì vậy, thử nghiệm cắt phải thử nghiệm cắt mẫu nhỏ, để kiểm tra tính xác gia cơng chi tiết Phần cạnh (mặt) phôi sau cắt phải phẳng, thẳng, không cho phép xuất vết gia công cháy sém 2.5.1.2 Lưỡi cắt Chất lượng cắt cạnh phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng dao cắt (lưỡi cắt) Ngồi việc đảm bảo dao sắc cịn phải đảm bảo vật liệu chế tạo dao cắt thơng số góc dao hợp lý, phù hợp với vật liệu cắt Trong thử nghiệm sử dụng lưỡi cưa đĩa đơn gắn kim loại cứng đầu mũi cắt để đảm bảo mặt phẳng cắt nhẵn, cạnh cắt thẳng, tuổi thọ lưỡi cắt kéo dài cắt nhiều đối tượng khác Thông số lưỡi cưa đĩa sử dụng hình 13 Hình 13 Răng cưa có gắn hợp kim cứng 2.5.1.3 Máy cắt cạnh Máy cắt cạnh (cịn gọi máy xén cạnh) có nhiều loại thường có cặp cắt dọc cắt ngang để đảm bảo hai cạnh cắt song song Có loại điều chỉnh kích thước, đa phần cố định kích thước theo quy định ván Gia công chi tiết thực máy cắt đơn (cưa đĩa cố định) Máy có thơng số: đường kính lưỡi cưa 350 mm, động 10HP, chiều cao cắt 125 cm 2.5.1.4 Cắt thử nghiệm 38 Vật liệu: Tre dạng khối, quy cách (dài x rộng x dày) 900 x 300 x 100 mm Lưỡi cưa: sử dụng cho máy cưa đĩa cắt đơn cắt thí nghiệm Kết khơng thay đổi sử dụng cắt ván thương phẩm sản xuất sản phẩm gỗ Thông số cụ thể bảng 19 Bảng 19 Thông số công cụ cắt r r Ký hiệu FT11 Thông số Góc trước FT1 • A Y Trị số 20o Góc sau a 15o Góc mài p 55o Đường kính lưỡi cưa ộ 350mm Số Z 60 Yêu cầu chất lượng đường cắt : Cạnh cắt phải thẳng, không vỡ, khơng mẻ cạnh, khơng cháy cạnh, vng góc theo phương thẳng đứng Kết qủa thử nghiệm bảng 20 Bảng 20 Kết thử nghiệm chất lượng cắt Thơng số góc r r rr -> rr -> Tốc độ Tốc độ đẩy cắt Cạnh cắt Cạnh cắt Cạnh cắt Cạnh cắt bị thẳng bị mẻ, vỡ vng góc cháy Thẳng Không vuông Cháy đen vuông Cháy 1/2 vuông Cháy không cắt(m/ 10 phút) 2800 Y= 20o a= mẻ 20 2000 Thẳng mẻ 15o p = 55o Không 30 1400 Thẳng Mẻ Y= 20o 10 a= 20 1400 Thẳng Không vuông mẻ, 2800 Thẳng o 15 Không Cháy phía vng Cháy cạnh mẻ p = 55o 30 2000 Thẳng Mẻ, vỡ vuông Cháy cạnh Y= 20o 10 2000 Thẳng Không vuông Sém cạnh 39 a= mẻ 15o 20 1400 Không vuông mẻ p = 55o 30 2800 Không thẳng Cháy không Mẻ, vuông Cháy cạnh mẻ vỡ Nhận xét: Tất trường hợp cắt thử cháy cạnh, chí vết đen ma sát sinh nhiệt lớn Trường hợp đẩy ván với tốc độ nhanh cạnh cắt thường bị mẻ Trường hợp tốc độ cắt đẩy nhanh vỡ, mẻ, cháy cạnh thời xảy Vì vậy, để tránh cháy cạnh mẻ ván cần giảm bớt ma sát ván lưỡi cắt cách mài nghiêng góc sau - 10o mở rộng me cưa sang bên 1mm Bảng 21 Kết thử nghiệm chất lượng cắt rr Tốc Thông Tốc độ cắt Cạnh Cạnh cắt độ số góc bị mẻ, vỡ cắt cắt đẩy (m/phút) thẳng r 10 2800 Thẳng 20 2000 Thẳng vng góc bị cháy vng Mạch cắt Khơng tốt vuông mẻ p = 55o ạ=8o Cạnh cắt mẻ Y = 20o a = 15o Không Cạnh cắt 30 1400 Thẳng Mẻ Mạch cắt tốt vuông Mạch cắt tốt Y = 20o 10 1400 Thẳng vuông mẻ a = 15o p = 55o Không 20 2000 Thẳng Không tốt vuông mẻ ạ=8o 30 2800 Thẳng Mẻ Mạch cắt Mạch cắt tốt vuông Hơi sém Nhận xét : Cạnh ván đạt yêu cầu, trường hợp không yêu cầu cao chất lượng mạch cắt nên sử dụng tốc độ cắt 2800 vòng / phút tốc độ đẩy 30 m/ phút Ngược lại nên chọn tốc độ cắt 2800 vòng / phút đẩy 20 m/ phút 2.5.2 Đánh nhẵn Đánh nhẵn phương pháp để nâng cao chất lượng bề 40 mặt sản phẩm cơng nghiệp gỗ Mỗi loại vật liệu có yêu cầu đánh nhẵn phù hợp Vật liệu từ tầm vơng, lồ ngồi yếu tố tương tự sản phẩm từ gỗ, có yếu tố riêng nên cần thi cơng thử máy đánh nhẵn gỗ 2.5.2.1 Chọn băng nhám Băng nhám có loại băng vải băng giấy nhám Q trình gia cơng bề mặt gồm cơng đoạn đoạn gia công thô gia công tinh Tuỳ theo mức độ nhẵn phẳng bề mặt mà chọn hạt băng nhám để sử dụng Về có nhóm hạt với nhiều cỡ hạt khác nhóm, tính theo số hạt inch vng Ví dụ băng nhám gia cơng thơ thô 40 hạt/ inch, gia công lại 80 hạt/inch, gia công tinh 100 hạt / inch 2.5.2.2 Máy đánh nhẵn: Chủng loại máy đánh nhẵn phong phú, đa dạng xem phân loại bảng 22 Bảng 22 Phân loại máy Loại hình Phương pháp Đặc điểm phân loại Băng vải nhám quấn quanh trục Thay băng nhám phức tạp Máy đánh nhẵn kiểu lần đánh nhẵn mặt rp Á J /V • /V /V Á 1Á Tốc độ nạp liệu chậm, suất thấp trục Chất lượng đánh nhẵn không máy Phân loại theo đầu đánh nhẵn băng rộng Băng nhám hình chữ nhật dán giáp mối thành vòng tròn, dễ thay băng Máy đánh nhẵn kiểu Đánh nhẵn tốc độ cao băng rộng Tốc độ nạp liệu lớn , suất cao Lượng cắt lớn Tuổi thọ băng nhám dài Phân theo số Máy Máy đánh đánh nhẵn kiểu nhẵn ống lăn Xem máy kiểu ống lăn 41 mặt đánh nhẵn mặt Máy đánh bố trí băng nhẵn kiểu nhám băng rộng băng , Một lần đánh nhẵn mặt, đặc điểm khác giống máy đánh nhẵn băng rộng mặt Máy đánh nhẵn kiểu băng rộng băng , Máy mặt đánh Máy đánh nhẵn nhẵn băng nhiều rộng kiểu mặt băng mặt Máy đánh nhẵn kiểu băng mặt 2.5.2.3 Một lần đánh nhẵn mặt Tiêu hao lượng thấp, giá rẻ, độ xác đánh nhẵn xuất không máy đánh nhẵn kiểu băng rộng nhiều băng Trên bố trí băng nhám lần đánh nhẵn mặt, độ xác, xuất, tiêu hao lượng tương đối cao Mặt băng nhám, mặt băng nhám hoặt bố trí ngược lại, lần đánh nhẵn mặt, độ xác, xuất, tiêu hao lượng tương đối cao Thử nghiệm + Vật liệu: Tre dạng khối, chiều dày 100 x100 x90 mm Vật liệu đánh nhẵn máy trục máy băng rộng, băng nhám thô Kết sai số chiều dày chất lượng bề mặt bảng 23 Bảng 23 Sai số chiều dày chất lượng bề mặt Quy cách dài x rộng x dày (mm) 100 x 90 x 900 Số hạt băng nhám 30 70 90 Độ nhẵn gia công máy trục V2 V3 V4 Độ nhẵn gia công máy băng V3 V4 V5 Vật liệu chế tạo từ tre tầm vơng lồ hồn tồn gia công đánh nhẵn máy đánh nhẵn trục bà băng dùng đánh nhẵn gỗ Tuy nhiên, đánh nhẵn máy trục ván bị đánh nhẵn lượng chiều dày lớn khoảng 10 cm đầu ván, nên cần có lượng dư thích hợp Độ nhẵn bề mặt gia công máy đánh nhẵn trục thấp so với máy đánh nhẵn băng Điều độ mịn hạt băng nhám 42 mà quỹ đạo trục để lại bề mặt gia cơng, phải đánh nhiều lần 2.5.3 Khoan đinh vít 2.5.3.1 Thử nghiệm Vật liệu khối chế tạo từ tre lồ ô tầm vông, dài x rộng x dày = 100 x 100 x 900 mm Mũi khoan gắn kim loại cứng : 05mm ; o 10mm ; o 20mm Vị trí khoan cách đầu 10 cm, mũi khoan cách 15 cm, khoan mũi 2.5.3.2 Kết Các vị trí khoan cho chất lượng đạt yêu cầu: đường kính lỗ mặt phôi, đường khoan thẳng, không mẻ mép lỗ khoan Ngoài ra, thử xẻ rãnh, phay nửa chiều dày phôi cho mặt gia công chất lượng đạt yêu cầu sản xuất sản phẩm gỗ 2.6 2.6 Xây dựng thử nghiệm quy trình cơng nghệ Sơ đồ cơng nghệ Sản xuất vật liệu dạng khối từ tre lồ ô có nhiều sơ đồ công nghệ khác nhau, bản, q trình cơng nghệ có dạng đây: 43 Hình 14 Sơ đồ cơng nghệ 2.6.2 Giải thích bước cơng nghệ Chế tạo vật liệu dạng khối có bước sau: 2.6.2.1 Thiết kế sản phẩm: Công đoạn thiết kế sản phẩm chủ yếu có cơng việc sau đây: Xác định kích thước quy cách loại vật liệu dạng khối cần chế tạo Từ vào kích thước tre nan để bố trí xếp lớp khơng có vết ghép hay nan trùng hai lớp liên tiếp 2.6.2.2 Nguyên liệu xử lý nguyên liệu: công đoạn nguyên liệu xử lý ngun liệu chủ yếu có cơng việc sau đây: * Kiểm tra nguyên liệu : Kiểm tra ban đầu để xác định chiều dày vách tầm vơng, lồ ơ, đường kính ngun liệu để định pha thanh, chẻ nan đạt tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu cao * Xử lý nguyên liệu : 44 + Cắt khúc: Tầm vông lồ ô cắt khúc tươi theo kích thước yêu cầu loại hình sản phẩm thiết kế, loại bỏ khuyết tật + Ngâm đoạn nguyên liệu bể nước lạnh khoảng 24 2.6.2.3 Pha xử lý Tầm vông - lồ ô cắt khúc xử lý xong đưa vào pha thanh, chiều rộng trung bình cm Sau đó, tầm vông loại bỏ phần tinh (lưng) bụng cịn phần thịt tre ngâm tẩm hố chất bảo quản khoảng - Thanh lồ ô chẻ nan phương pháp thủ công 2.6.2.4 Phơi / sấy Các nan phơi - ngồi trời nắng Các tầm vơng kết thúc thời gian ngâm tẩm chuyển sang sấy Thời gian sấy tre phụ thuộc vào chiều dày Thông thường phôi dày - mm sấy nhiệt độ 600C - 700C thời gian 48 Có thể hong phơi cho khơ hồn tồn hong phơi trước sấy Chế độ sấy tre không cần không chế chặt chẽ 2.6.2.5 Xử lý thanh/ nan Sau phơi sấy, đưa vào bào mặt để đảm bảo kích thước đạt độ nhẵn bề mặt để ghép Các nan dán thành lớp mỏng theo bề rộng rải nan theo bề rộng khuôn mà không cần dán 2.6.2.6 Tráng keo Nhiệm vụ công đoạn đưa lượng keo định tráng đồng lên bề mặt nan mỏng Giữa mặt nan mỏng cần có lớp keo đồng liên tục Chọn phương pháp thiết bị đưa keo lên bề mặt nan để đảm bảo lượng keo đủ theo yêu cầu chiều dày lớp keo mặt nan (thanh bản) đạt yêu cầu đồng nhân tố quan trọng đảm bảo chất lượng dán dính Lượng keo đưa lên tốt phải khắp bề mặt ván Sử dụng loại keo cụ thể nan lồ ô tre keo UF kí hiệu Dynochem WG-2888 Các tiêu kỹ thuật keo dán U-F sau: Dạng lỏng, màu trắng đục; hàm lượng khô 50 ±1%; tỷ trọng 1.25^1.27g/ml; độ nhớt kiểm tra máy đo dộ nhớt (Rion Viscoteter VT-04) theo tiêu chuẩn GB/T 14074.7-93 100-180 mPa.s (ở 300C); độ pH 7.0^7.2 (kiểm tra 200C); thời gian gel hoá 67s (ở 100OC); lượng formaldehyde tự nhỏ 0.5%; thời gian bảo quản 02 tháng 300C Lượng keo tráng 150 -200 g /m2 theo chiều dày 0,5 - 1,0 mm Chất đóng rắn : NH4Cl 1% 45 2.6.2.7 xếp phôi mỏng - dán ép phôi - ổn định phôi Trước tiên xếp phôi ván mỏng sau tráng keo, theo yêu cầu thiết kế tổ thành phơi ván, sau nạp khn, sau đưa vào máy ép dán ép 2.6.2.8 Ép ổn định phôi ván Ván mỏng sau tráng keo xếp phơi điều kiện ép đóng rắn thành hộp gỗ kỹ thuật, trình thường gọi dán ép định hình gỗ kỹ thuật Căn gia nhiệt phơi ván hay khơng, dán ép định hình gỗ kỹ thuật có phương pháp ép nhiệt định hình ép nguội định hình Sản xuất gỗ kỹ thuật từ gỗ xà cừ, keo lai, cao su sử dụng phương pháp ép nguội Sau ép phôi ván vào khuôn định hình xong cần giữ thời gian chờ keo đóng rắn hoàn toàn xả áp Nhưng để đảm bảo suất máy ép cần định hình ván khung gông giữ ổn định ván đưa khỏi máy ép Thời gian ổn định ván phụ thuộc vào loại keo số yếu tố công nghệ khác Nếu sử dụng keo UF thời gian giữ ván khung khoảng 48 2.6.2.9 Gia cơng hồn thiện Gỗ kỹ thuật sau keo đóng rắn hồn tồn hộp gỗ, để hoa văn thiết kế trước, phải dùng phương thức xẻ lạng để thành phẩm gỗ kỹ thuật có cơng dụng khác Khi xẻ gỗ để sử dụng dạng ván xẻ hộp cho lạng góc nghiêng xẻ dịnh hình dánh vân Góc nghiêng xẻ : góc nghiêng xẻ lớn hay nhỏ định đến hình dáng vân thớ 2.6.3 Máy thiết bị sản xuất vật liệu dạng khối từ tre lồ ô Bảng 22 danh mục máy thiết bị sản xuất vật liệu dạng khối từ tre lồ ô công ty Chấn Hưng Thành Tân khai, Bình Long, Bình Phước 46 Bảng 24 Danh mục máy thiết bị sản xuất STT Danh mục máy Đvt Số lượng Máy cắt khúc máy 03 Máy pha máy 05 Máy xử lý vuông máy 10 Bể xử lý x x m Bể 06 Lò 10 máy máy 12 15 Lò sấy 10 m Máy bào mặt Máy ép nhiệt 1,2 x 1,2 m ghép ngang Máy ép khối 1,2 x 1,2 m x 1m Thiết bị ngâm tẩm 1m3/mẻ Chiếc 05 Thiết bị diệt nấm tia cực tím Chiếc 03 11 Hệ thống sơn Khung giữ áp 1,35 x 3,35 x 1,0 Chiếc 01 03 Chiếc 05 Khung giữ áp 1,35 x 1,35 x 1,0 Chiếc 05 Khung giữ áp 1,35 x 0,8 x1,0 Chiếc 05 Hệ thống hoàn thiện sản phẩm Chiếc 03 Hệ thống cung cấp dầu nhiệt Các máy lẻ khác 01 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ •• Kết luận - Từ tre, tầm vơng có vách dày trung bình khoảng - 2,5 cm, đường kính khoảng - cm, sử dụng keo UF làm chất kết dính tạo vật liệu giữ nguyên tính chất tre, tầm vơng tạo thêm tính chất khác có ưu kích thước chiều dày chiều rộng lớn nhiều lần (về lý thuyết kích thước tuỳ ý) - Chế độ công nghệ để tạo vật liệu từ tre, tầm vông dạng : Lượng keo (X1): 89,25 g/m2; áp lực (X2): 3.215 kG/cm2/1 mm chiều dày; thời gian giữ phơi (X3): 21,075 Các tính chất mẫu thí nghiệm đạt độ bền uốn tĩnh 14,0 Mpa, độ bền kéo vng góc 0,33 Mpa, cao trị số tiêu chuẩn, độ hút nước sau 24 8,27%, thấp trị số bắt buộc tiêu chuẩn - Từ lồ ô có vách dày trung bình khoảng - mmm, đường kính khoảng - cm, sử dụng keo UF làm chất kết dính tạo vật liệu có tính chất khác có ưu lớn guyên liệu gốc - Chế độ công nghệ để tạo vật liệu từ lô ô dạng nan mỏng: Lượng keo (X 1): 13,925%; áp lực (X2): 2,608 kG/cm2/1 mm chiều dày; thời gian giữ phôi (X 3): 21,075 Các tính chất mẫu thí nghiệm đạt độ bền uốn tĩnh 12.967 Mpa, độ bền kéo vng góc 0,261 Mpa, cao trị số tiêu chuẩn, độ hút nước sau 24 11,75%, thấp trị số bắt buộc tiêu chuẩn - Vật liệu gia cơng máy thiết bị gia công chế biến lâm sản thông dụng sản xuất Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu sản phẩm từ tre, lô ô với chất kết dính khác TÀI LIỆU THAM KHẢO I - Tiếng Việt AS / NZS1080.1 (2007) Gỗ - Phương pháp thử nghiệm, Phương pháp 1: Nội dung độ ẩm, Úc / Mới Hỏi đáp kỹ thuật trồng, chăm sóc, khai thác chế biến tre: Bản dịch từ tiếng Trung Quốc/ Trần Văn Mão, Trần Ngọc Hải, Vũ Văn Dũng, Vũ Văn Cần: biên dịch hiệu đính.-H.: Nơng nghiệp, 2006.- 213 tr Tiêu chuẩn Zealand AS / NZS 4063.1 (2010) Đặc tính gỗ cấu trúc, Phần 1: Phương pháp thử, Úc / Mới Tiêu chuẩn Zealand II Tiếng Anh Ahmad, M Kamke, F.A (2003) Phân tích tre Calcutta cho vật liệu kết cấu tổng hợp: Đặc điểm bề mặt, Khoa học Công nghệ gỗ, Vol 37, trang 233-240 Ahmad, M Kamke, F.A (2011) Đặc tính sợi gỗ song song từ tre Calcutta (Dendrocalamus strictus), Khoa học Công nghệ Wood, Vol 45, số 1, trang 6372 Cai, A (2012) “Đặc tính tính chất học tre”, Báo cáo số A12-017, Đại học Công nghệ Sydney, Australia Chung, K.F Yu, W.K (2002) “Tính chất học tre kết cấu tre”, Cấu trúc kỹ thuật, Vol 24, trang 429-442 Correal, J, Ramirez, F., Gonzalez, S Camacho, J (2010) “Hành vi kết cấu dán nhiều lớp tre guadua làm vật liệu xây dựng ”, Kỷ yếu, Hội nghị Thế giới Gỗ Kỹ thuật, ngày 20 -24 tháng 6, Trentino, Ý 10 Lakkad, S.C Patel, J.M (1980) “Tính chất học tre, hỗn hợp tự nhiên”, Fiber - Khoa học Công nghệ, Vol 14, trang 319-322 11 Liese, W (1987) “Nghiên cứu tre”, Công nghệ khoa học gỗ, Vol 21, trang 189-209 12 Liese, W (1992) "Tre việc sử dụng nó", Kỷ yếu, Hội thảo quốc tế sử dụng công nghiệp Tre, Bắc Kinh, Trung Quốc, 7-11 tháng 12 13 Janssen, J.J.A (2000) “Thiết kế xây dựng tre”, Báo cáo kỹ thuật số 20, Quốc tế - Mạng tre mây, INBAR 14 Mahdavi, M., Clouston, P.L Arwade, S.R (2011) “Phát triển gỗ xẻ nhiều lớp:Xem xét lại trình xử lý, hiệu kinh tế ”, Tạp chí Vật liệu Dân dụng - Kỹ thuật, ASCE, Vol 23, số 7, trang 1036-1042 15 Nath, A.J., Das, G Das, A.K (2009) "Trên sinh khối mặt đất lưu trữ carbon làng tre Đông Bắc Ấn Độ ”, Sinh khối Năng lượng sinh học, Vol 33, trang 1188-1196 16 Nugroho, N Ando, N (2000) “Phát triển sản phẩm kết cấu composite từ tre II: tính chất hội đồng quản trị zephyr ”, Tạp chí Khoa học Wood, Vol 46, trang 68-74 17 Nugroho, N Ando, N (2001) “Phát triển sản phẩm kết cấu composite từ tre II: tính chất gỗ xẻ nhiều lớp ”, Tạp chí Khoa học Wood, Vol 47, trang 237-242 18 Shrestha, R Crews, K.I (2014) “Phát triển tre thiết kế”, Kỷ yếu, Thế giới 19 Hội thảo Kỹ thuật Gỗ (WCTE 2014), 10-14 tháng 8, Quebec, Canada ... - Nghiên cứu tạo khối vật liệu từ lồ ô dạng nan - Nghiên cứu tạo khối vật liệu từ tầm vông dạng 1.3.3 Vật liệu nghiên cứu - vật liệu từ lồ ô dạng nan - Vật liệu từ tầm vông dạng - Chất kết dính... xây dựng, thiết kế nội thất chế biến sản phẩm đồ mộc thay gỗ Từ phân tích trên, đề xuất đề tài nghiên cứu : "Nghiên c ứu công nghệ chế tạo vật liệu từ tầm vông lồ ô sử dụng trong kiến trúc, xây. .. điểm tầm vông lồ ô cần nghiên cứu giải pháp công nghệ để tạo vật liệu giữ ưu điểm vốn có tầm vông lồ ô, đồng thời tạo đặc tính nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng nâng cao giá trị tầm vông, lồ ô kiến