Nghiên cứu công nghệ sản xuất gỗ kỹ thuật chịu tải trọng từ phế liệu bóc ván mỏng (gỗ điều và gỗ rừng trồng) sử dụng trong xây dựng và đồ mộc

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 SẢN XUẤT GỖ KỸ THUẬT CHỊU TẢI TRỌNG TỪ PHẾ LIỆU BĨC •••• VÁN MỎNG (GỖ ĐIỀU VÀ GỖ RỪNG TRỒNG) SỬ DỤNG TRONG XÂY DỰNG VÀ ĐỒ MỘC ••• Mã số: Chủ nhiệm đề tài: Thạc sỹ Nguyễn Văn Thoại Bình Dương, tháng 11 năm 2018 MỤC LỤC •• PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài ? ĩ ' Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Sản phẩm gỗ kỹ thuật chịu tải trọng .2 1.2.2 Tình hình nghiên cứu gỗ kỹ thuật giới 1.2.3 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối tượng nghiên cứu .7 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: Thông số công nghệ tạo gỗ kỹ thuật PSL 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cách tiếp cận 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu .8 1.6 Nội dung nghiên cứu 1.6.1 Thiết kế chế tạo khuôn kim loại quy cách 450 x 450 x 1000 mm 1.6.2 Nghiên cứu thông số công nghệ (lượng keo, thời gian, áp lực) chế tạo gỗ kỹ thuật dạng PSL (Parallel Strand Lumber) từ phế liệu ván mỏng gỗ điều keo MUF 1.6.3 Sản xuất thử nghiệm gỗ PSL từ phế liệu ván mỏng gỗ điều với keo MUF theo thông số công nghệ tối ưu 1.6.4 Kiểm tra tính chất học vật lý gỗ PSL sản xuất từ phế liệu ván mỏng gỗ điều với keo MUF theo thông số công nghệ tối ưu 1.6.5 Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất gỗ kỹ thuật PSL từ phế liệu ván mỏng gỗ điều 1.6.6 Báo cáo tổng kết đề tài PHẦN HAI KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 10 2.1 Thiết kế chế tạo khuôn kim loại 10 2.2 Nghiên cứu thông số công nghệ .11 2.2.1 Cây đào lộn hột 11 2.2.1.1 Nguồn gốc phân bố địa lý .11 2.Ì.Ì.2 Đặc điểm gỗ điều 12 2.2.1.3 Đặc điểm công nghệ chế tạo ván mỏng gỗ điều 13 2.2 Ì.4 Tính chất gỗ điều 2.2.2 Cây keo lai .15 2.2.3 Chế tạo ván mỏng 2.2.3.1 Máy bóc .16 2.2.3.2 Bóc ván mỏng từ gỗ điều .17 2.2.3.3 Bóc ván mỏng từ gỗ keo lai (hình 2.9) 26 2.2.4 Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván PSL 28 2.2.4 Ì Vật liệu thí nghiệm 28 2.2.4.2 Nghiên cứu công nghệ 28 2.2.5 Quy trình công nghệ chế tạo gỗ PSL .34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Glulam Hình 1.2 Cơng trình sử dụng gỗ Glulam .3 Hình 1.3 Gỗ LVL .3 Hình 1.4 LVL xây dựng .4 Hình 1.5 Cách xếp gỗ PSL Hình 1.6 Mẫu gỗ PSL Hình 1.7 LSL Hình 1.8 Sử dụng LSL .4 Hình 1.9 Khung dàn (Open-webbed Hình 1.10 Dạng chữ I (I-Joists ) Hình 1.11 Gỗ kỹ thuật làm kết cấu chịu lực Hình 2.1 Khn gông nén ép gỗ kỹ thuật PSL .11 Hình 2.2 Cây điều 12 Hình 2.3 Gỗ Điều 15 Hình 2.4 Rừng keo lai mặt cắt ngang gỗ keo lai 16 Hình 2.5 Máy bóc dao bóc 17 Hình 2.5 Khuyết tật bề mặt khúc gỗ bóc trịn 22 Hình 2.6 Một số khuyết tật ván mỏng bóc từgỗ điều 24 Hình 2.7 Ván mỏng bóc từ gỗ điều chiều dài từ 0,5- 0,7 m 25 Hình 2.8 Phế liệu sau bóc ván mỏng 26 Hình 2.9 Bóc ván mỏng từ gỗ keo lai .28 Hình 2.10 Máy ép nguội kiểu ép tầng 29 Hình 2.11 Mẫu gỗ PSL 34 Hình 2.12 Sơ đồ cơng nghệ chết tạo gỗ PSL 34 Hình 2.13 Minh hoạ bước chủ yếu công nghệ chế tạo gỗ PSL 35 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Quy cách ép .10 Bảng 2.2 Quy cách buloong neo .10 Bảng 2.3 Góc dao bóc gỗ điều keo lai 17 Bảng 2.4 Tỷ lệ ván mỏng bóc từ gỗ điều chiều dài 1,1 - 1,4 m 18 Bảng 2.5 Tỷ lệ ván mỏng bóc từ gỗ điều chiều dài 0,5 - 0,7 m 19 Bảng 2.6 Tỷ lệ ván mỏng bóc từ gỗ điều chiều dài 0,5 - 0,7 m 20 Bảng 2.7 Tỷ lệ ván mỏng keo lai / nguyên liệu gỗ tròn .27 Bảng 2.8 Khoảng thay đổi thông số 29 Bảng 2.9 Kế hoạch thực nghiệm 29 Bảng 2.10 Kết kiểm tra tính chất phơi gỗ thí nghiệm 30 Bảng 2.11 Các thí nghiệm đạt chất lượng kiểm tra .32 Bảng 2.12 Kết kiểm tra mẫu thí nghiệm theo thơng số hợp lý 33 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Nhu cầu sử dụng gỗ cho ngành kinh tế kỹ thuật nói chung ngành xây dựng, ngành sản xuất đổ gỗ phục vụ thị trường nội địa xuất nói riêng ngày tăng khả cung cấp gỗ từ rừng tự nhiên ngày hạn chế Vì vậy, sử dụng gỗ rừng trồng, gỗ vườn ngày trọng Hiện nay, Bình Phước gỗ vườn gỗ rừng trồng gỗ điều, keo lai, xà cừ, cao su, sử dụng làm nguyên liệu để cưa xẻ bóc ván mỏng để sản xuất ván dán Q trình bóc ván mỏng từ loại gỗ nói thơng thường đạt tỷ lệ 40 50%, gỗ điều tỷ lệ thấp đạt 25 - 30% Vì thế, lượng phế liệu (rác) lớn thải q trình bóc ván Lượng rác nghiền thành dăm, chiều dày ván khơng phù hợp với kích thước chiều dày dăm nên ván dăm có chất lượng thấp Mặt khác, máy thiết bị nghiền dăm thường không tương thích với nghiền ván mỏng nên suất khơng cao Vì phần lớn phế liệu q trình bóc ván mỏng sử dụng làm chất đốt nên hiệu kinh tế hiệu sử dụng không đáng kể Gỗ điều phân nhánh sớm nên đoạn thân cắt ngằn cành nhánh có mắt, cong nên thơng thường gỗ điều có chiều dài khoảng 0,7 - 0,8 m Những khúc sn thẳng dài kích thước không nhiều Chất lượng gỗ điều thấp dễ bị sinh vật phá hại Vì vậy, sử dụng gỗ điều để tạo loại nguyên liệu gỗ có tính vượt trội so với gỗ điều mở rộng phạm vi sử dụng làm tăng giá trị kinh tế gỗ điều loại gỗ có chất lượng thấp khác Nghiên cứu công nghệ triển khai ứng dụng tiến kỹ thuật vào thực tế để tận dụng phế liệu ván mỏng gỗ nhỏ có chất lượng thấp chế tạo thành khối ngun liệu có kích thước lớn sử dụng xây dựng sản xuất đồ gỗ thực nước có trình độ chế biến gỗ phát triển Tuy nhiên tiến kỹ thuật chưa ứng dụng Việt Nam Mặt khác, kết nghiên cứu nước khơng cơng bố đầy đủ q trình cơng nghệ q trình cơng nghệ cụ thể cần phải phù hợp với đặc điểm nguyên liệu mục đích sử dụng Gỗ điều, gỗ cao su loại gỗ có chất lượng gỗ thấp, khả chống chịu trước tác động môi trường tự nhiên sinh vật hại gỗ Vì vậy, để sử dụng lượng phế liệu lớn (trong trình bóc ván mỏng) gỗ trịn có kích thước nhỏ, giá trị kinh tế giá trị sử dụng thấp tạo thành nguồn nguyên liệu có giá trị kinh tế giá trị sử dụng cao, phạm vi sử dụng rộng cần phải nghiên cứu thông số công nghệ xây dựng quy trình cơng nghệ phù hợp với loại gỗ có Bình Phước mục đích sử dụng sản xuất sản phẩm gỗ Công nghệ sản xuất gỗ kỹ thuật chịu tải trọng cho phép tạo khối nguyên liệu gỗ có kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều dày lớn từ miếng ván mỏng phế liệu, gỗ xẻ nhỏ, ngắn Những khối nguyên liệu có tính chất học, vật lý, khả chống chịu môi trường tốt hẳn so với nguyên liệu ban đầu tạo chúng hồn tồn cưa xẻ thành dạng phôi gỗ (thanh, ván ) dùng xây dựng sản xuất đồ gỗ Chất kết dính có nhiều thị trường Việt Nam, giá hợp lý lựa chọn phù hợp với mục đích sử dụng sản phẩm cuối Máy thiết bị để sản xuất gỗ kỹ thuật đơn giản, phù hợp với điều kiện trình độ sản xuất Việt Nam ? ĩ ' Tổng quan vấn đề nghiên cứu Gỗ kỹ thuật (Engineered Wood) gỗ tổ chức xếp lại theo mục đích sử dụng Có hai hình thái sản phẩm gỗ kỹ thuật chủ yếu: Gỗ kỹ thuật sử dụng cơng trình chịu tải trọng (gỗ kỹ thuật chịu tải trọng) gỗ kỹ thuật sử dụng cho trang sức bề mặt sản phẩm gỗ, sản xuất đồ mộc vật liệu trang trí nội thất (gỗ kỹ thuật trang sức) 1.2.1 Sản phẩm gỗ kỹ thuật chịu tải trọng Sản phẩm gỗ kỹ thuật chịu tải trọng sử dụng cơng trình xây dựng (Engineered timber products) gồm loại chủ yếu sau: Glue - Laminated (Glulam); Laminated veneer Lumber (LVL); Parallel strand Lumber (PSL); Laminated strand lumber (LSL) *Glulam: (Glue- laminated timber, glue-laminated beams) gỗ kỹ thuật sản xuất từ gỗ xẻ, bào nhẵn, sấy khô, quét keo, xếp chồng lên nhau, nén ép tạo thành Các ghép dọc theo chiều dài Glulam có dạng thẳng cong, ứng suất chịu uốn cao so gỗ nguyên liệu ban đầu, sử dụng làm cột, kèo, dầm, xà, khung cong, cầu kết cấu khác xây dựng Hình 1.1 mẫu gỗ glulam, hình 1.2 cơng trình xây dựng sử dụng gỗ glulam Hình 1.1 Glulam Hình 1.2 Cơng trình sử dụng gỗ Glulam *LVL (Laminated veneer lumber): gỗ ép lớp sản xuất cách tổ chức lớp ván mỏng tráng keo, xếp chồng lên theo chiều dọc thớ, sau nén ép tạo thành LVL có loại chế tạo sử dụng giống Glulam, có loại chế tạo ván dán, sử dụng sóng radio (RF) để gia nhiệt LVL sản xuất từ loại gỗ nhẹ, chất lượng gỗ thấp Cũng Glulam, LVL sử dụng cho phận nhà bao gồm: xà, cột dầm với nhiều độ dài khác nhau, nhịp dài trước thường dùng sắt bê tông xây dựng nhà cầu Hình 1.3 1.4 gỗ LVL kết cấu sử dụng gỗ LVL xây dựng *PSL (Parallel Strand Lumber) PSL (Parallel Strand Lumber ) sản phẩm gỗ kỹ thuật cấp sáng chế sản xuất Canada Mỹ Hình 1.3 Gỗ LVL Hình 1.4.LVL xây dựng Gỗ PSL sản xuất giống sản xuất gỗ LVL, mảnh ván mỏng có chiều dài, chiều rộng nhỏ chiều dài, chiều rộng sản xuất ván LVL xếp song song cấu trúc sản phẩm (Hình 1.5; 1.6) Chất lượng gỗ PSL phù hợp với điều kiện chịu tải tĩnh Vì vậy, kích thước phần tử ván mỏng gỗ (hay đơn nguyên) cấu trúc gỗ PSL cần phải chọn để đảm bảo thiết kế, đáp ứng tải trọng yêu cầu Nếu sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với mơi trường ngồi trời nhiệt độ cao, độ ẩm cao thời gian chịu tải cần phải xử lý từ thiết kế thực chế tạo, để gỗ PSL làm việc tốt mơi trường có u cầu cụ thể PSL thích hợp để sử dụng làm dầm, cột, khung , xây dựng khu dân cư xây dựng tòa nhà thương mại Việc trao đổi thông tin nhà thiết kế, đơn vị sản xuất người sử dụng gỗ kỹ thuật nói chung gỗ PSL nói riêng ln ln cần thiết cho phát triển hoàn thiện sản phẩm Gỗ PSL cưa xẻ gỗ xẻ glulam Tuy nhiên, PSL khác với gỗ xẻ glulam chỗ gỗ PSL gia cơng, nhuộm màu Vì vậy, gỗ PSL đáp ứng hai nhu cầu sử dụng cường độ chịu lực đạt yêu cầu, đồng thời có ngoại quan lạ đẹp Gỗ PSL dễ dàng xử lý bảo quản để có đặc tính tốt Cũng sản phẩm gỗ tự nhiên, PSL khơng có khả chống cháy Cần lưu ý bổ sung đặc tính thiết kế có nhu cầu sử dụng Hình 1.5 Cách xếp gỗ PSL Hình 1.6 Mẫu gỗ PSL *LSL (Laminated Strand Lumber) sản xuất tương tự công nghệ sản xuất ván dăm Nguyên liệu ván mỏng phế liệu xén, đập thành mảnh lớn, rộng trung bình từ - 10 cm, chiều dài nhỏ 30 cm, trộn keo, trải theo lớp không định hướng, nén ép tạo thành (xem hình 1.7 1.8) Hình 1.7 LSL Hình 1.8 Sử dụng LSL Hình 1.9 Khung dàn (Open-webbed Joists) Hình 1.10 Dạng chữ I (I-Joists ) * Gỗ I-Joists Từ loại gỗ kỹ thuật chủ yếu trên, người ta tạo kết cấu gỗ dạng dầm chữ I (I-Joists) khung dàn (Open-webbed Joists) (Iiìnli 1.9 hình 1.10) Gỗ kỹ thuật chịu lực sử dụng nhiều cho cơng trình chịu lực Từ dầm, dàn, khung hình 1.9 1.10, người ta tạo kết cấu chịu tải trọng cơng trình dân dụng có kích thước lớn cầu đường mà trước thường sử dụng kết cấu bê tông cốt thép Dưới số hình ảnh sử dụng gỗ kỹ thuật làm kết cấu chịu lực công trình dân dụng cầu đường (hình 1.11) Hình 1.11 Gỗ kỹ thuật làm kết cấu chịu lực 1.2.2 Tình hình nghiên cứu gỗ kỹ thuật giới Gỗ kỹ thuật nghiên cứu châu Âu Bắc Mỹ từ nửa đầu kỷ trước Sau triển khai ứng dụng phát triển liên tục Vào năm 50 kỷ 20, công ty Limtre A/S nhà sản xuất glulam lớn giới xây dựng nhà máy hoạt động Na uy, Thuỵ Điển Đan Mạch Đến năm 70 kỷ trước, công nghiệp sản xuất gỗ glulam phát triển mạnh Đức nước châu Âu khác Cuối kỷ 20, công nghiệp sản xuất gỗ kỹ thuật trở nên tiếng tồn giới sản phẩm gỗ glulam chọn làm vật liệu xây dựng đấu trường vận hội mùa đơng Hình 2.7 Một số khuyết tật ván mỏng bóc từ gỗ điều Từ kết thực tế cho thấy, ván mỏng gỗ điều xén theo quy cách khổ rộng, cho tỷ lệ ván mỏng thành phẩm chất lượng thấp Một lý dẫn đến chất lượng ván mỏng thấp chiều dài gỗ tròn 0,7 m Vì, chiều dài khúc gỗ sử dụng làm nguyên liệu để bóc ván mỏng lớn 0,7m quy cách 1,1m 1,35m để sử dụng sản xuất ván dán thành phẩm quy cách x 1m ; x 2m ; 1,22 x 2,44m Với quy cách chiều dài 1m, đoạn gốc điều vượt qua chỗ phân cành Đường kính sau đoạn phân cành thường nhỏ đường kính đoạn trước nhiều Ngay đoạn phân cành, đường kính lớn đoạn gốc khơng bóc ván mỏng Chất lượng gỗ chỗ phân cành thấp, dễ vỡ Vì vậy, cần nghiên cứu sản xuất sản phẩm sử dụng ván mỏng gỗ điều quy cách Trong sản phẩm sử dụng ván mỏng quy cách nhỏ quy cách đơn nguyên sản xuất ván dán số loại sản phẩm gỗ kỹ thuật ván dăm Quy cách đơn nguyên sản xuất gỗ kỹ thuật dạng PSL dài x rộng = (10 - 15) x (15 - 30) cm Với quy cách này, tỷ lệ thành phẩm ván mỏng gỗ điều đạt chất lượng sử dụng từ 68 % đến 80% Tỷ lệ ván mỏng bóc từ gỗ điều quy cách từ 0,5 - 0,7m có tỷ lệ thành phẩm ván mỏng đạt chất lượng cao tất công đoạn Tỷ lệ ván mỏng bóc được/ gỗ NL đạt khoảng 70%, tỷ lệ ván bóc/ gỗ bóc trịn (kể lõi) khoảng 79% , tỷ lệ ván bóc/ gỗ thực bóc (khơng kể lõi) 80% Tỷ lệ ván mỏng sau xén theo quy cách tờ ván mỏng rộng 60 cm đạt 88% đến 95% Tỷ lệ ván mỏng đạt chất lượng/ gỗ thực bóc 70% đến xấp xỉ 76 % Khi xén ván theo quy cách PSL tỷ lệ ván mỏng /so với khối lượng gỗ trịn bóc thực tế (gỗ bóc tròn trừ lõi gỗ) đạt từ 88 - 93% Nguyên nhân tỷ lệ ván mỏng bóc đựợc cao chất lượng nguyên liệu cao Khi khúc gỗ ngắn đoạn gốc cắt đoạn phân cành có đường kính lớn, khơng có khuyết tật tự nhiên, chất lượng gỗ đồng ( Xem hình 2.7) Hình 2.8 Ván mỏng bóc từ gỗ điều chiều dài từ 0,5 - 0,7 m Gỗ điều có đường kính trung bình từ 15 - 23 cm, dài 0,5 - 0,7m có tỷ lệ thấp khoảng 16 - 24%, xén ván mỏng thành khổ rộng 35 - 40 cm Nguyên nhân tỷ lệ ván mỏng bóc đựợc thấp chất lượng nguyên liệu Đường kính nhỏ nên tỷ lệ lõi bóc chiếm từ 2,5 - 4,6%, đường kính lớn tỷ lệ xấp xỉ 0,4 - 0,7% Gỗ đường kính nhỏ chủ yếu gỗ cành, nhánh, đường kính nhỏ, cong, khuyết tật tự nhiên khác Vì bóc trịn, nhiều khúc không lấy tờ ván mỏng đủ quy cách đạt chất lượng Vì cần xén ván với quy cách chiều rộng nhỏ Khi xén ván mỏng theo quy cách đơn nguyên để sản xuất gỗ PSL tỷ lệ ván mỏng thành phẩm tăng lên khoảng 38 - 48 % Phế liệu sau sản xuất ván mỏng Trong thực tế sản xuất thí nghiệm bóc ván mỏng từ gỗ điều cho thấy loại gỗ cho tỷ lệ thành phẩm ván mỏng thấp Vì lượng phấ liệu lớn Phế liệu gồm vỏ cây, đầu chích ván mỏng, ván mỏng sau bóc trịn, ván mỏng sau xén, lõi bóc (hình 2.8) Phế liệu gỗ sử dụng để sản xuất ván dăm quy cách dăm lớn, ván dăm thơng dụng, viên nén chất đốt Hình 2.9 Phế liệu sau bóc ván mỏng Gỗ điều loại gỗ vườn tạp, chất lượng kém, khuyết tật tự nhiên nhiều, tỷ lệ bóc ván mỏng sử dụng sản xuất ván dán thấp Hiệu sử dụng gỗ khơng cao Nhưng thực tế, ván mỏng bóc từ gỗ điều sử dụng làm lớp loại ván dán yêu cầu chất lượng không cao loại ván ép lớp uốn cong quy cách nhỏ, loại chi tiết đồ mộc có quy cách nhỏ khác , đem lại lợi ích kinh tế phù hợp cho sở chế biến gỗ quy mơ nhỏ, đầu tư thấp Vì vậy, để nâng cao hiệu sử dụng tăng giá trị kinh tế gỗ điều cần có phương án sản phẩm thích hợp Một phương án sản xuất sản phẩm gỗ kỹ thuật PSL, LVL 2.2.3.3 Bóc ván mỏng từ gỗ keo lai (hình 2.9) Trong sản xuất gỗ keo lai dùng làm nguyên liệu chế biến nhiều loại sản phẩm công việc khác Đường kính từ - cm dùng làm nguyên liệu giấy, sản xuất viên nén Đường kính từ - 15 cm, sản xuất bao bì, nan nẹp Đường kính từ 15 - 25 cm sản xuất đồ mộc, ván bóc Đường kính 300 chủ yếu dùng sản xuất đồ mộc, vật liệu nội thất xây dựng Vì vậy, khảo sát q trình bóc gỗ keo lai với loại đường kính 18 - 20 cm, chiều dài 1m Chiều dài 1,35 - 1,5m giá cao, bóc ván khơng hiệu Keo lai trồng thành rừng, phía ngồi bìa rừng bên ảnh hưởng khí hậu, thời tiết nên chất lượng gỗ khác nhau, dẫn đến ván mỏng có chất lượng tỷ lệ khác Chọn keo lai (lặp lại lần) sinh trưởng bên ngồi bìa bên quần thể để khảo sát q trình bóc ván mỏng Kết bảng 2.7 Bảng 2.7 Tỷ lệ ván mỏng keo lai / nguyên liệu gỗ tròn CÂY KEO LAI Số Vị trí Trồng diện tích lớn Cây trồng Tỷ lệ ván mỏng/NL Cây trồng ngồi bìa Chiều dày ván mỏng 0.5 1.5 0.5 1.5 T lệ ván mỏng sau xén Gốc Thân Ngọn ỷ 54,00 48,73 31,72 27,75 28,81 19,2 9,08 3,78 14,52 6,45 14,19 7,09 63,95 49,74 54,00 43,89 47,02 28,21 50,21 23,63 52,51 28,45 41,61 19,2 52,50 44,63 39,79 36,47 26,13 19,6 44,65 20,3 45,52 30,35 33,03 16,51 Khuyết tật ván mỏng + Khuyết tật tự nhiên gỗ keo lai chủ yếu mắt chết, trung bình 2,8 mắt / 1m dài nhóm nguyên liệu khảo sát + Khuyết tật gia cơng Khi bóc ván mỏng từ gỗ keo lai cịn tươi, máy dao bóc chuẩn bị tốt thường có khuyết tật thơng thường xóc dao, vết dao Nhưng vết nứt xuất mắt sai số chiều dày mắt thường cao vùng gỗ khơng có mắt trung bình khoảng 0,02% + Sai số chiều dày ván mỏng bóc từ gỗ keo lai mức 0,4 % chiều dày 1,5 mm Hình 2.10 Bóc ván mỏng từ gỗ keo lai Nhận xét: Gỗ keo lai có nhiều mắt Khuyết tật không sau chế tạo ván mỏng mà làm xuất khuyết tật khác mắt long, vết nứt mắt sai số chiều dày ván tăng vị trí mắt gỗ Số lượng mắt vượt tiêu chuẩn cho phép Tất khuyết điểm làm cho ván mỏng keo lai không phù hợp với việc sử dụng làm ngun liệu sản xuất gỗ kỹ thuật có tính trang sức Tuy nhiên sử dụng loại ván làm gỗ kỹ thuật chịu tải trọng 2.2.4 Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván PSL 2.2.4.1 Vật liệu thí nghiệm - Ván mỏng bóc từ gỗ điều quy cách (dài x rộng x dày) = (150 - 300) x (100 150) x mm Độ ẩm 12% - Ván mỏng bóc từ gỗ keo lai quy cách (dài x rộng x dày) = (150 - 300) x (100 150) x 1,5 mm Độ ẩm 12% - Keo UF - Quy cách mẫu phôi sản phẩm (dày x rộng x dài) = (15) x (25 - 39) x (50 - 60) cm 2.2.4.2 Nghiên cứu công nghệ - Thông số công nghệ nghiên cứu: Lượng keo, thời gian ép, áp lực ép - Thông số kiểm tra: Trương nở chiều dày ngâm nước, ứng suất uốn tĩnh, độ bền kéo vng góc - Mức thay đổi thông số nghiên cứu: Lượng keo 100 - 200gr/m Thời gian nén phôi 10 - 24 Áp lực ép - kG/cm2 - Ký hiệu: Lượng keo X1 Chiều dày phôi X2 Áp lực nén phôi X3 Bảng 2.8 Khoảng thay đổi thông số Các thông số Ký Đơn vị Khoảng thay đổi thơng số hiệu tính Lượng keo UF X1 Thời gian nén phôi Áp lực nén phôi -a -1 +1 +a gr 113.7 120 150 180 186.3 X2 h 8.95 10 15 20 21.05 X3 kG/cm2 0.895 1.5 2.105 Hình 2.11 Máy ép nguội kiểu ép tầng Bảng 2.9 Kế hoạch thực nghiệm Số TN X1 X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 + + + 180 20 * * * + + - 180 20 * * * + - + 180 10 * * * + - - 180 10 * * * - + + 120 20 * * * - + - 120 20 * * * - - + 120 10 * * * - - - 120 10 * * * 0 150 15 1.5 * * * X2 X3 10 +a 0 186.3 15 1.5 * * * 11 -a 0 113.7 15 1.5 * * * 12 +a 150 21.05 1.5 * * * 13 -a 150 8.95 1.5 * * * 14 0 +a 150 15 2.105 * * * 15 0 -a 150 15 0.895 * * * Thí nghiệm thực theo quy hoạch Các đơn nguyên ván mỏng tráng keo theo định lượng tính trước thí nghiệm xếp thành lớp cho vị trí ghép nối đơn nguyên ván mỏng theo chiều dọc chiều ngang lớp ván không trùnh Số lớp ván 75 Các phôi ván đặt khung gông giữ sau ép máy ép đạt tới áp lực định cho trường hợp thí nghiệm Áp lực nén khác khiến cho chiều dày phôi khác dẫn đến tính chất cuả mẫu thí nghiệm khác Kết kiểm tra tính chất phơi gỗ thí nghiệm bảng 2.10 Số TN Bảng 2.10 Kết kiểm tra tính chất phơi gỗ thí nghiệm X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 180 20 13.9 0.29 10.9 180 20 12.2 0.24 11.7 180 10 13.8 0.29 11.6 180 10 11.4 0.22 13.7 120 20 12.8 0.27 12.1 120 20 9.6 0.20 15.6 120 10 12.4 0.26 12.5 120 10 9.1 0.19 16.1 150 15 1.5 14.5 [12] 0.30 10.3 10 186.3 15 1.5 14.9 [12] 0.31 9.9 11 113.7 15 1.5 10.2 0.21 15.0 12 150 21.05 1.5 13.9 0.29 10.9 13 150 8.95 1.5 13.6 0.28 10.2 14 150 15 2.105 12.7 0.26 12.2 15 150 15 0.895 9.7 0.20 15.5 Phân tích kết nghiên cứu Từ số liệu bảng 2.10 sử dụng phần mềm tính tốn để tìm phương trình tốn học theo mơ hình tốn lựa chọn Tuy nhiên, mơ hình tốn khó áp dụng vào thực tế doanh nhiệp Mặt khác chệnh lệch giá trị - 10 đơn vị đo 5% giá trị đo thông số thực tế không tạo khác biệt rõ ràng dụng cụ thiết bị sản xuất hồng loạt khơng đạm bảo xác thí nghiệm thao tác theo quy trình để đảm bảo xác định lượng lại dẫn đến giảm suất đáng kể Vì vậy, phân tích kết thí nghiệm để chọn thơng số hợp lý phương pháp thích hợp áp dụng cho doanh nghiệp chế biến gỗ thí nghiệm lựa chọn thơng số cơng nghệ sản xuất sản phẩm Từ kết kiểm tra tính chất mẫu gỗ PSL thí nghiệm bảng 2.10 cho thấy: Khi lượng keo, thời gian ổn định ván, áp lực nén mức thấp theo mức biến thiên áp lực ép (bảng 2.6), tính chất ván không đạt mức chất lượng quy định tiêu chuẩn TCVN 7754 - 5:2007 (thí nghiệm 14; 15) Có nghĩa trị số áp lực thí nghiệm chưa đạt tới giá trị cần thiết để tạo luên kết keo - gỗ đảm bảo tiêu chất lượng Cần lựa chọn trị số áp lực nén phôi mức cao Khi lượng keo, áp lực ép phơi, thí nghiệm có thời gian trì áp lực dài cho kết tính chất ván cao khơng đáng kể so với thí nghiệm có thời gian trì áp lực ép thấp (thí nghiệm 12; 13) Khi hai thí nghiệm có áp lực nén phơi (giá trị mức hay mức trung bình), thời gian trì áp lực nén (giá trị mức hay mức trung bình) thí nghiệm có lượng keo lớn đạt giá trị tiêu kiểm tra cao nhất, thí nghiệm có lượng lượng keo thấp khơng đạt u cầu (thí nghiệm 10; 11) Nhưng thí nghiệm lại lượng keo cần mức 0, tiêu mẫu thí nghiệm đạt gần tiêu mẫu thí nghiệm có lượng keo lớn (thí nghiệm 10) Như lượng keo mức thấp cần loại bỏ lượng keo chọn từ mức thấp (-1) trở lên Trong thí nghiệm 5; 6; 7; có lượng keo mức thấp (-1), thời gian giữ áp lực nén mức cao (+1) thấp (-1), áp lực nén mức cao (+1) thấp (-1) Kết kiểm tra mẫu thí nghiệm cho thấy thí nghiệm có giá trị tiêu tương đương nhau, vượt mức chất lượng theo yêu cầu, thí nghiệm có thời gian giữ áp lực gấp đơi thí nghiệm Thí nghiệm có thời gian giữ áp lực gấp đôi thời gian giữ áp lực thí nghiệm 7, áp lực nén phơi nửa, mức thấp (-1) Thí nghiệm có thời gian giữ áp lực thí nghiệm 7, áp lực nén phôi áp lực nén phôi thí nghiệm (mức -1) Kết kiểm tra chất lượng mẫu phơi thí nghiệm khơng đạt chất lượng Có thể thấy ngun nhân làm cho mẫu không đạt yêu cầu chất lượng áp lực nén ván thấp Thời gian giữ áp lực phôi ván cần mức thấp (-1) Khi thí nghiệm với lượng keo mức cao (+1), thí nghiệm có thời gian giữ áp lực nén phôi nhau, áp lực nén phơi thí nghiệm mức cao (+1) gấp đơi áp lực nén phơi thí nghiệm 2, mức thấp (-1) Và kết kiểm tra mẫu thí nghiệm đạt mức chất lượng Tương tự, thí nghiệm có thời gian giữ áp lực nén phôi nử thời gian giữ áp lực thí nghiệm 1, cịn áp lực nén hai thí nghiệm và kết kiểm tra mẫu hai thí nghiệm đạt trị số tương đương Từ thí nghiệm 1; 2; 3; cho thấy thời gian giữ áp lực cần mức thấp (-1) áp lực mức cao (+1), keo mức cao (+1), mẫu đạt chất lượng cao Bảng 2.11 thí nghiệm đạt chất lượng kiểm tra mẫu theo TCVN 7754 5:2007 Số TN Bảng 2.11 Các thí nghiệm đạt chất lượng kiểm tra X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 180 20 13.9 0.29 10.9 180 10 13.8 0.29 11.6 120 20 12.8 0.27 120 10 12.4 0.26 150 15 1.5 14.5 0.30 10.3 10 186.3 15 1.5 14.9 0.31 9.9 12 150 21.05 1.5 13.9 0.29 10.9 8.95 1.5 13.6 0.28 10.2 13 150 12.1 12.5 14 150 15 2.105 12.7 0.26 12.2 Có tới mẫu thí nghiệm kiểm tra chất lượng đạt tiêu Nhưng thí nghiệm 1; 3; 10 có lượng keo lớn, thí nghiệm 12 có lượng thời gian giữ áp lực kép dài, thí nghiệm 14 có áp lực nén phơi q cao nên loại bỏ Các thí nghiệm 9; 13; có kết kiểm tra chất lượng mẫu phơi thí nghiệm vượt yêu cầu tiêu chuẩn với lượng keo mức thấp (-1) mức 0, thời gian giữ áp lực mức thấp (- a ) thấp (1) áp lực nén phơi có trị số trung bình Dựa phân tích trên, chọn thơng số công nghệ theo hướng hợp lý để ép kiểm tra chất lượng mẫu sau: + Lượng keo 135 g; + Thời gian giữ áp lực nén h + Áp lực nén ván 1,5 kG/cm2 + Thí nghiệm lặp lại lần Kết kiểm tra chất lượng mẫu bảng 2.12 Bảng 2.12 Kết kiểm tra mẫu thí nghiệm theo thơng số hợp lý Số TN X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 135 1.5 13.3 0.28 10.9 135 1.5 13.0 0.3 11.2 135 1.5 12.8 0.32 11.3 13,03[72] 0.3 0,25 Trung bình [ ] 11,13[73] Trong bảng 2.12 giá trị [12]; [0,25]; [13] mức chất lượng độ bền uốn tĩnh, độ bền kéo vuông góc, tỷ lệ trương nở chiều dày theo tiêu chuẩn TCVN 77545:2007 Theo đó, tiêu mẫu ván PSL thí nghiệm theo chế độ cơng nghệ lựa chọn hợp lý vượt mức chất lượng yêu cầu tiêu chuẩn Các thông số công nghệ lựa chọn hợp lý lựa chọn để sản xuất sản phẩm PSL từ ván mỏng gỗ điều + Lượng keo 135 g; + Thời gian giữ áp lực nén h + Áp lực nén ván 1,5 kG/cm2 Hình 2.11 mẫu gỗ PSL chế tạo theo thông số công nghệ hợp lý Hình 2.12 Mẫu gỗ PSL 2.2.5 Quy trình cơng nghệ chế tạo gỗ PSL - Sơ đồ quy trình cơng nghệ Hình 2.13 Sơ đồ cơng nghệ chết tạo gỗ PSL Hình 2.12 sơ đồ cơng nghệ gồm bước: Bóc ván mỏng Sấy ván mỏng Cắt theo quy cách Tráng keo 5, Sắp xếp ván mỏng đưa vào khuôn Ép sản phẩm 8, Cưa cắt theo quy cách 10 Hoàn thiện sản phẩm 11 Sản phẩm Các bước công nghệ sản xuất gỗ PSL quy trình cơng nghệ có bước cơng nghệ chính: Bóc ván mỏng; Cắt ván mỏng theo quy cách; Tráng keo; Sắp xếp ép; Sản phẩm Hình 2.13 minh hoạ bước cơng nghệ nói Hình 2.13 Minh hoạ bước chủ yếu cơng nghệ chế tạo gỗ PSL * Giải thích sơ đồ cơng nghệ chế tạo gỗ PSL (hình 2.12) Bóc ván mỏng Cơng đoạn thực cơng việc kiểm tra ngun liệu gỗ trịn, bóc vỏ, dị kim loại vật lạ khúc gỗ tròn, xử lý thuỷ nhiệt, bóc ván mỏng, xử lý ván mỏng, kiểm tra khuyết tật, kiểm tra chiều dày ván mỏng Sấy ván mỏng Công đoạn làm ván khô đến độ ẩm sử dụng (10 - 12 %) Nhiệt độ đưa vào buồng sấy lên đến 180 - 2000C, nhiệt độ thổi vào mặt ván khoảng 120 - 160 0C Khi nhiệt độ cao tốc độ vận chuyển ván lị cần phù hợp Nói chung, tốc độ vận chuyển ván nhiệt độ dịng khơng khí thổi vào mặt ván phụ thuộc vào thiết kế lò sấy chế độ sấy ván mỏng Ván mỏng sau sấy, qua khoang làm lạnh nhiệt độ cao, độ ẩm chưa ổn định, cần để nhiệt độ ván hạ xuống nhiệt độ mơi trường Sau kiểm tra chất lượng ván sau sấy theo quy định chung theo thiết kế sản phẩm Cắt xén, phân loại ván theo thiết kế sản phẩm Công đoạn cắt ván mỏng theo quy cách thiết kế Chiều dày từ 2,0 mm đến mm Ở nước ngoài, chiều dày ván mỏng chủ yếu 3,2 mm milimét (hay 0,125 inch), chiều rộng 10 - 15 cm, chiều dài nhỏ 20 - 30 cm dài Tráng keo Cơng đoạn sử dụng máy thiết bị đưa keo lên mặt ván mỏng Chiều dày lớp keo phụ thuộc vào độ xác thiết bị Yêu cầu chiều dày lớp keo phải Lượng keo cần tính phần keo thấm vào bên ván Ngồi tráng keo thủ công 5, Xếp ván tạo phôi, sau hồn thành cơng việc tráng keo ván mỏng, xếp ván mỏng song song theo chiều dài chiều thớ gỗ, sau đưa vào khn lớp theo thiết kế Các lớp ván mỏng phải xếp để vết nối ván mỏng hai lớp liên tiếp không trùng Ép phôi chế tạo gỗ PSL Có hai cách ép phơi + Ép liên tục: Máy ép khoang chế tạo sản phẩm theo phương pháp ép đẩy (cịn gọi ép đùn) Chế độ cơng nghệ ép tương tự ép gỗ LVL, sử dụng sóng cao tần, vi sóng để gia nhiệt Phơi sau ép có kích thước mặt cắt ngang 280 x 486mm Gỗ PSL sau công đoạn ép kết thúc đưa để nguội ổn định kết cấu + Ép gián đoạn: Máy ép khoang, ép nguội Có khung gông giữ phôi ván để tăng suất máy ép Sau đưa phôi ván vào khoang, ép ván theo chế độ cơng nghệ Kết thúc q trình gia áp khố khung gơng giữ ván đưa khng giữ ván khỏi máy, thực chu kỳ éo - Cưa cắt phôi Các phôi gỗ PSL xẻ thành nhiều dài, dựa thông số kỹ thuật khách hàng quy định chung Quy cách gỗ PSL phổ biến giới thường 279 mm (11 inch) x 483 mm (19 inch), chiều dài tới 20m - Hồn thiện sản phẩm Sau cưa xẻ phôi gỗ PSL theo quy cách cần hoàn thiện lại sản phẩm lần cuối bao gồm sửa chữa khuyết tật, đánh nhẵn, sơn phủ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ •• Kết luận Gỗ điều phù hợp bóc ván mỏng làm nguyên liệu sản xuất gỗ PSL, LVL Thông số công nghệ sản xuất gỗ PSL từ gỗ điều, theo chế độ ép phôi gián đạn (chu kỳ), không gia nhiệt ( ép nguội) là: + Lượng keo 135 g + Thời gian giữ áp lực nén 9h + Áp lực nén ván 1,5 kG/cm2/1mm chiều dày Các mẫu thí nghiêm nén ép theo thông số đạt tiêu: Ứng suất uốn tĩnh 13,03 Mpa, cao so với mức chất lượng tiêu chuẩn [12], ứng suất kéo vng góc mặt ván 0,3 Mpa, cao mức chất lượng tiêu chuẩn [0,25], tỷ lệ trương nở chiều dày ngâm nước 270C 11,13%, thấp mức tiêu chuẩn chất lượng [13%] Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng chiều dày ván mỏng bóc từ gỗ điều đến chất lượng gỗ PSL Nghiên cứu chế độ công nghệ sản xuất gỗ PSL từ ván mỏng gỗ điều với loại keo khác TÀI LIỆU THAM KHẢO I - Tiếng Việt Tuyển tập Tiêu chuẩn nhà nước gỗ sản phẩm gỗ - Tập I - Hà nội - 1979 Tiêu chuẩn quốc gia - TCVN 7756 - + 12 : 2007 - Ván gỗ nhân tạo - Phương pháp thử - Hà nội - 2007 Trang Khải Bình (2007), Gỗ kỹ thuật - Vật liệu trang sức tổ chức lại (Reconstituted Decorative Lumber Engineered Wood); NXB Lâm nghiệp Trung Quốc, Bắc Kinh - Bản dịch tiếng Trung Quốc; II Tiếng Anh Terry Seiiers,Jr - 1994 - Plywood and Adheisive Technology - New York Anatole A Klyosov - 2007 - Wood - Plastic compositer III Tiếng Nga rocygapcTBeHBiH CTaHgapT COIOBÍ1 CCP - fflnoH gymeiiiBH - MeTOdBi ucnBiTaHUH - rOCT 20800 - 75 H3gaHue o(|)HHHíiJMioe - rocygapcTBeiiiBH KOMUTeT CTaHgapTOB coBeTa MUHUCTOB CCCP - MocKBa B.A KynuKOB - 1976 - np0U3B0gcTB0