3.3.2. Xác định tính chất của gỗ Keo tai tƣợng 10 tuổi
- Xác định các tính chất vật lý
+ Xác định sức hút nước tối đa
+ Xác định khối lượng thể tích khô kiệt + Xác định khả năng giãn nở - Xác định các tính chất cơ học + Xác định độ bền ép dọc thớ + Xác định độ bền kéo dọc thớ + Xác định độ bền uốn tĩnh 3.3.3. Phân tích đƣợc mức độ ảnh hƣởng của mật độ rừng trồng đến tính chất gỗ
* Phân tích được mức độ ảnh hưởng của mật độ rừng trồng đến các tính chất vật lý của gỗ
- Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức hút nước tối đa - Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và khối lượng thể tích khô kiệt - Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và khả năng giãn nở
* Phân tích được mức độ ảnh hưởng của mật độ rừng trồng đến các tính chất cơ học của gỗ
- Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức chịu ép dọc thớ - Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức kéo dọc thớ - Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức chịu uốn tĩnh
* Đánh giá chất lượng gỗ keo tai tượng 10 tuổi trồng tại huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 3.4.1. Phƣơng pháp kế thừa số liệu
- Đề tài kế thừa một số tư liệu: Điều kiện tự nhiên, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, địa hình, tài nguyên rừng, điều kiện dân sinh, kinh tế và xã hội của vùng nghiên cứu.
- Kế thừa một số kết quả nghiên cứu của một số đề tài trước về đặc điểm cấu tạo thô đại và hiển vi của gỗ Keo tai tượng.
3.4.2. Phƣơng pháp luận
Vận dụng kiến thức lý thuyết làm cơ sở lý luận để giải thích về kết quả nghiên cứu lý thuyết về một số tính chất vật lý (sức hút nước tối đa, khối lượng thể tích cơ bản, khả năng dãn nở), cơ học (Sức chịu ép dọc thớ, sức chịu kéo dọc thớ, dức chịu uốn tĩnh), cơ sở để đánh giá chất lượng gỗ và vận dụng vào sử dụng, chế biến gỗ hiện nay sao cho phù hợp và tiết kiệm.
3.4.3. Phƣơng pháp thực nghiệm
* Chọn cây lấy mẫu thí nghiệm và cắt khúc theo TCVN 355 – 70 – sửa đổi
Mỗi địa điểm lấy 15 cây theo 2 cấp mật độ, mỗi cấp lấy 5 cây để gia công thành mẫu, tổng số 30 cây. Mỗi cây lấy 5 mẫu cho một thí nghiệm.
* Tỷ lệ dãn nở của gỗ, thí nghiệm được xác định theo TCVN 360 – 70 – sửa đổi
- Mẫu thí nghiệm: kích thước mẫu gỗ 20x20x30 mm
- Mẫu gỗ khi gia công xong sẽ được đưa vào tủ sấy tại khoa lâm nghiệp, nhiệt độ 100 ± 50c, sấy cho đến khi đạt khô kiệt (nếu sai số hai lần cân liên tiếp mà trọng lượng gỗ chênh lệch nhau < 0,3% thì được xem là gỗ khô hoàn toàn)
- Sau khi gỗ đã khô kiệt, ta đo kích thước chiều ngang của mẫu (a0) bằng thước Panme với độ chính xác 0,01 mm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
khi gỗ hút nước đến bão hoà (Kích thước 2 lần đo liên tiếp không thay đổi) thông thường thời gian ít nhất 30 ngày, sau đó lấy mẫu gỗ ra tiến hành đo kích thước chiều ngang một lần nữa được kích thước (a1).
- Công thức tính (%) 100 0 0 1 a a a YT
Trong đó: a1 - Kích thước chiều tiếp tuyến của gỗ ướt, mm a0 - Kích thước chiều tiếp tuyến của gỗ khô kiệt, mm YT - Khả năng giãn nở của gỗ theo chiều tiếp tuyến, %
* Khối lượng thể tích được xác định theo TCVN 362 - 70 - sửa đổi
- Mẫu gỗ: kích thước 20x20x30 mm, chiều 30 mm là chiều dọc thớ. - Sấy mẫu: Tất cả các mẫu gỗ khi gia công xong đều được sấy trong tủ sấy nhiệt độ 100 ± 50C, sấy đến khô kiệt (nếu sai số hai lần cân liên tiếp mà trọng lượng gỗ chênh lệch nhau < 0,3% thì được xem là gỗ khô hoàn toàn)
- Cân mẫu: Sử dụng cân điện tử tại phòng thí nghiệm trung tâm trường Đại học Nông Lâm TN để tiến hành cân mẫu gỗ, độ chính xác của cân đạt tới 0,001g và giới hạn cân là 200g, ta được m0. Theo tiêu chuẩn thí nghiệm nếu trọng lượng m0 > 20g thì phải cân chính xác tới 0,01g, nếu m0 < 20g thì phải cân chính xác tới 0,001g
- Sau khi cân xong các mẫu gỗ, ta đo các kích thước chiều dày, chiều rộng và chiều dài. Chiều dài mẫu gỗ (l0) được đo bằng thước kẹp với độ chính xác 0,1 mm và giới hạn đo đến 150 mm; Chiều dày (a0) và chiều rộng (b0) được đo bằng thước Panme với độ chính xác 0,01 mm và giới hạn đo là 25 mm. Tính thể tích mẫu ta được V. - Công thức tính ) / ( 3 0 0 0 g cm V m
Trong đó: 0 - Khối lượng thể tích gỗ khô kiệt (g/cm3) V0 = a0.b0.l0 -Thể tích gỗ khô kiệt (cm3) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
a0 - Chiều dày mẫu gỗ khô kiệt(cm) b0 - Chiều rộng mẫu gỗ khô kiệt (cm) l0 - Chiều dài mẫu gỗ khô kiệt (cm).
* Độ hút nước của gỗ được xác định theo TCVN 360 - 70 - sửa đổi.
- Mẫu thí nghiệm: kích thước mẫu 20x20x30 mm, chiều 30 mm là chiều dọc thớ
- Sấy mẫu: Mẫu gỗ khi gia công xong được đưa vào sấy ở nhiệt độ 100±50C trong thời gian dài. Khi gỗ đã khô kiệt (Độ ẩm là 0%)
- Cân mẫu: Sử dụng cân điện tử tại phòng thí nghiệm trung tâm trường Đại học Nông Lâm TN để tiến hành cân mẫu gỗ, độ chính xác của cân đạt tới 0,001g và giới hạn cân là 200g, ta được m0. Theo tiêu chuẩn thí nghiệm nếu trọng lượng m0 > 20g thì phải cân chính xác tới 0,01g, nếu m0 < 20g thì phải cân chính xác tới 0,001g
- Khi đã cân xong, tiến hành ngâm gỗ vào trong nước để gỗ hút nước, thời gian ngâm ít nhất là 30 ngày. Sau từng thời gian nhất định 2h, ngày thứ 1, 2, 4, 7, 12 và 20 ngày. Cân lại mẫu gỗ, về sau cứ 10 ngày cân 1 lần cho đến khi khối lượng mẫu không tăng lên nữa thì kết thúc thí nghiệm. Thời gian quan sát sau khi ngâm 30 ngày trong nước, ta được trọng lượng ma.
- Công thức tính (%) 100 0 0 m m m W a a
Trong đó: ma - Trọng lượng gỗ sau mỗi lần cân (g) m0 - Trọng lượng gỗ khô kiệt (g)
Wa – Sức hút nước tối đa của gỗ (%)
* Thí nghiệm xác định giới hạn bền khi nén của gỗ được thực hiện theo TCVN 363 - 70 - sửa đổi
- Mẫu gỗ thí nghiệm: Kích thước mẫu gỗ là 20x20x30 mm, chiều 30 mm là chiều dọc thớ gỗ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Đo mẫu: Mẫu gỗ chỉ cần đo chiều ngang (a và b) được đo bằng thước Panme với độ chính xác 0,01 mm.
- Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành trên máy vạn năng (Máy thử cơ học) của Trung tâm thí nghiệm - Khoa chế biến lâm sản - Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Khi thực hiện, tốc độ tăng lực của máy cần đạt là 5000 ± 1000N/ph. Để chắc chắn, máy vạn năng cần được thử trước vài mẫu gỗ, như vậy khi gia công mẫu gỗ cần làm dư thêm vài mẫu để thử máy trước khi làm thí nghiệm chính thức.
- Công thức tính ) ( . max MPa b a P ed
Trong đó: - Sức chịu ép (ứng suất) dọc thớ của gỗ (Mpa) Pmax - Lực tác dụng tại thời điểm mẫu bị phá hủy (N)
a - Kích thước chiều ngang chiều xuyên tâm của mẫu gỗ (mm) b - Kích thước chiều ngang chiều tiếp tuyến của mẫu gỗ (mm)
* Giới hạn bền khi kéo dọc thớ được xác định theo TCVN 364 - 70 - sửa đổi
- Mẫu gỗ:
+ Mẫu gỗ được gia công với kích thước 20x20x350 mm, chiều 350 mm là chiều dọc thớ gỗ.
+ Mẫu gỗ có kích thước 20x20x350 mm được phay (bào) hai mặt đối diện nhau, mỗi mặt phay 7,5 mm để lại 5 mm ở giữa, chiều dài cần phay (Nằm giữa mẫu gỗ) là 90 mm. Vì trong gia công chế biến gỗ bằng cơ giới thường có độ chính xác thấp hơn trong gia công cơ khí nên chiều dày 5 mm còn lại sẽ không chính xác là 5 mm, nên trước khi làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng cần đo cụ thể các kích thước cần đo. Để tránh nhầm lẫn với các mẫu gỗ khác, mỗi mẫu gỗ được đánh ký hiệu theo từng cây gỗ và cho từng mẫu gỗ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Sau khi mẫu gỗ được gia công cần hong phơi trong xưởng thoáng mát để mẫu gỗ đạt độ ẩm tương ứng với điều kiện độ ẩm môi trường khi làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng.
- Khi mẫu gỗ đã đạt tới độ ẩm cần thiết, tiến hành đo kích thước phần giữa mẫu gỗ. Đo chiều dày (h) và chiều rộng (b) bằng thước Panme với độ chính xác 0,01 mm. Kích thước chiều dày và rộng cần phải ghi chép vào bảng để tiện cho thí nghiệm trên máy thử vạn năng.
- Tiếp theo là làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng. Trước khi làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng cần làm thử một vài mẫu dự trữ để kiểm tra lại độ chính xác của máy. Sau khi đưa mẫu gỗ vào bộ gá của máy thử, điều chỉnh tốc độ tăng lực của máy khoảng 2000 ± 500 N/ph.
- Công thức tính ) ( . max MPa b a P kd
Trong đó: Pmax- Lực phá huỷ mẫu (N)
a, b- Kích thước của bộ phận làm việc (mm)
* Giới hạn bền khi uốn tĩnh được xác định theo TCVN 365 – 70 – sửa đổi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mẫu gỗ thí nghiệm: Kích thước mẫu gỗ thí nghiệm là 20x20x300 mm. chiều 300 mm là chiều dọc thớ gỗ. Mỗi mẫu thí nghiệm đều được đánh dấu ký hiệu riêng để tránh nhầm lẫn với các mẫu khác
- Sau khi gia công mẫu, gỗ còn ướt nên phải hong phơi trong nhà xưởng để gỗ khô đến độ ẩm cân bằng trong điều kiện khí hậu bình thường. Khi mẫu gỗ đã khô ta có thể đo kích thước chiều cao (h) và chiều rộng (b), chiều cao và chiều rộng cần đo ở vị trí chính giữa của mẫu gỗ. Dùng thước Panme đo với độ chính xác 0,01 mm.
- Sau khi đo chiều cao, chiều rộng của mẫu ta có thể làm thí nghiệm xác định sức chịu uốn gổ trên máy thử cơ học. Điều chỉnh khoảng cách giữa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hai gối đỡ, khoảng cách này theo tiêu chuẩn thí nghiệm của Việt Nam là 240 mm. Điều chỉnh tốc độ tăng lực là 7000 ± 1500N/ph. Khi mẫu gỗ bị phá hủy, máy thử sẽ ghi lại độ lớn của lực tại thời điểm đó.
- Công thức tính ) ( . . 2 3 2 max MPa h b l P ut
Trong đó: - Sức chịu uốn tĩnh của gỗ (Mpa)
l - Khoảng cách giữa hai gối đỡ (l = 240 mm)
Pmax - Lực tác dụng tại thời điểm mẫu bị phá hủy (N) h - Kích thước chiều dày của mẫu gỗ (mm)
b - Kích thước chiều rộng của mẫu gỗ (mm)
3.4.4. Phƣơng pháp tổng hợp kết quả và xử lý thống kê toán học
Kết quả được tổng hợp trên bảng tính Excel và việc phân tích và xử lý lý số liệu theo thống kê toán học.
Để xử lý số liệu kiểm tra chất lượng gỗ chúng tôi dùng phương pháp thống kê toán học.
Trị số trung bình cộng
Được xác định theo công thức:
n x x n i 1
Trong đó: xi- Các giá trị ngẫu nhiên của mẫu thí nghiệm; n- Số mẫu quan sát;
x- Trị số trung bình mẫu.
Độ lệch tiêu chuẩn
Được tính theo công thức: 1 ) ( 1 2 n x x S n i i
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong đó: S - Sai quân phương;
xi- Giá trị của các phân tử;
x - Trung bình cộng của các giá trị xi;
n - Số mẫu quan sát. Hệ số biến động 100 % x S S Trong đó: S% - Hệ số biến động; S - Sai quân phương;
x- Trị số trung bình cộng.
Sai số trung bình cộng n S m
Trong đó: S - Sai quân phương n - Số mẫu quan sát m - Sai số trung bình cộng Hệ số chính xác (%) 100 x m P Trong đó: P- hệ số chính xác m - Sai số trung bình cộng x - Trị số trung bình cộng
Ngoài ra để phân tích mối tương quan giữa đường kính, chiều cao của gỗ mỡ đến chất lượng gỗ chúng tôi tiến hành phân tích số liệu dựa trên phần mềm xử lý số liệu Excel và Xlstat bao gồm một số chỉ tiêu sau: Phân tích phương sai: cho ta biết được các đại lượng này biến đổi có do sự biến đổi của đại lượng kia hay không và mức độ ảnh hưởng như thế nào.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Thước kẹp Thước Panme
Cân điện tử Tủ sấy mẫu
Hình 2.1. Một số thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm của đề tài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Sự ảnh hƣởng của mật độ trồng rừng đến chất lƣợng gỗ
Chất lượng của một loại gỗ nào đó thông thường ta dựa vào cấu tạo của gỗ, tính chất vật lý và tính chất cơ học của gỗ để đánh giá. Trong đó chỉ tiêu về tính chất cơ học của gỗ được quan tâm hơn cả. Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu về chất lượng gỗ Keo tai tượng 10 tuổi thông qua một số tính chất của gỗ: Một số tính chất vật lý (sức hút nước tối đa, khối lượng thể tích, khả năng co dãn của gỗ) và một số tính chất cơ học (độ bền ép dọc thớ, độ bền kéo dọc thớ, độ bền uốn tĩnh) của gỗ.
4.1.1. Ảnh hƣởng của mật độ trồng rừng đến tính hút nƣớc tối đa của gỗ
Phương pháp kiểm tra được trình bày tại mục 3.4.3 Mẫu thí nghiệm kiểm tra như hình 4.1.
Hình 4.1. Mẫu kiểm tra tính hút nước tối đa, tỷ lệ dãn nở và khối lượng thể tích gỗ Tính hút nước tối đa là năng lực hút lấy nước vào gỗ khi ngâm nó trong gỗ. Gỗ hút nước nhanh hay chậm, nhiều hay ít phụ thuộc vào nhiều nhân tố như loại gỗ, khối lượng thể tích, các chất trong gỗ, gỗ giác gỗ lõi, tốc độ sinh trưởng…. Sức hút nước của gỗ cũng ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản
30 mm
20 mm 20 mm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
phẩm khi chế biến và sử dụng như: ảnh hưởng đến khả năng tráng keo, ảnh hưởng đến thấm chế phẩm bảo quản gỗ, nhiều sản phẩm khi sử dụng được một thời gian thì bị cong vênh hoặc nứt dẫn đến hiện tượng sản phẩm bị xấu về mặt hình thức thậm chí bị hỏng sản phẩm. Qua thí nghiệm xác định tính hút nước tối đa của gỗ Keo tai tượng ở 2 cấp mật độ trồng, ta được kết quả tại biểu 01.