Chương 4. PHÂN TÍCH VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG GỖ
4.1. Phân tích, đánh giá cấu tạo và tính chất của gỗ
4.1.3 Về tính chất cơ học của gỗ
Qua nghiên cứu ở chương III ta có thể lập bảng tổng hợp và xếp hạng tính chất cơ học của gỗ trám hồng.
Bảng 4.3. Tính chất cơ học của gỗ
STT Chỉ tiêu cơ học σ12 Đơn vị Xếp loại
1 Nén dọc 48.53 N/mm2 Nhóm VI
2 Nén ngang toàn bộ XT 4.84 N/mm2 Nhóm VI
3 Nén ngang toàn bộ TT 3.84 N/mm2 Nhóm VI
4 Modul đàn hồi uốn tĩnh 8965.23 N/mm2 Nhóm IV
5 Trượt dọc XT 8.43 N/mm2 Nhóm V
6 Trượt dọc TT 10.58 N/mm2 Nhóm V
7 Độ cứng mặt cắt ngang 2766.22 N Nhóm VI
8 Độ cứng mặt cắt XT 2744.44 N Nhóm VI
9 Độ cứng mặt cắt TT 3423.90 N Nhóm V
10 Uốn tĩnh 71.37 N/mm2 Nhóm VI
Qua kết quả nghiên cứu trên ta thấy nhìn chung tính chất cơ học của gỗ thấp. Để đánh giá tính chất cơ học chung của một loại gỗ người ta thường đánh giá hai tính chất cơ học chủ yếu: Đó là giới hạn bền khi nén dọc thớ và giới hạn bền khi uốn tĩnh [16].
- Giới hạn bền khi nén dọc thớ:
Giới hạn bền nén dọc thớ được ghi trong bảng 3.9 và bảng 4.3. Gỗ lá rộng Việt nam có trị số giới hạn bền khi nén dọc trong khoảng (150 – 800).105N/m2 [16]. Qua so sánh ứng suất nén dọc gỗ Trám Hồng với khoảng ứng suất nén dọc gỗ Việt nam, ta thấy gỗ Trám Hồng có ứng suất ép dọc thớ gỗ thuộc loại trung bình thấp. Mặt khác theo tài liệu gỗ Trám Hồng có ứng suất ép dọc nằm trong khoảng (344-549).105N/m2 đạt mức trung bình. Do vậy gỗ thích hợp cho sử dụng làm nguyên liệu không chịu lực lớn.
- Giới hạn bền khi uốn tĩnh:
Kết quả được ghi bảng 3. và bảng 4.5.
Gỗ Trám Hồng có ứng suất uốn tĩnh ở độ ẩm 12% là 713,7.105 N/m2 nằm trong khoảng (491-784).105N/m2 thuộc loại thấp. Do đó gỗ Trám Hồng có ứng suất uốn tĩnh thấp.
Ta cũng có thể đánh giá sức chịu uốn của gỗ thông qua tỷ số uốn (công thức của CTFT).
L = ut/100
Trong đó L là tỷ số uốn; ut ứng suất uốn tĩnh;
Khối lượng thể tích của gỗ ở độ ẩm 12%.
Ta có 12=0,47 g/cm3. L=776,23/47=16,5.
Gỗ có tỷ số uốn L<16 không sử dụng cho kết cấu chịu uốn. L >16 thì có thể sử dụng cho các kết cấu chịu uốn nhưng không tốt, nếu tỷ số đó >20 thì có thể sử dụng tốt cho kết cấu chịu uốn. Như vậy gỗ Trám Hồng có thể sử dụng cho các kết cấu chịu uốn nhưng không tốt.
Mô đun đàn hồi gỗ được ghi trong bảng 3.11, 4.3. Theo tài liệu gỗ Trám Hồng có mô đun đàn hồi rất thấp (< 88.105N/m2).
-Các tính chất cơ học khác của gỗ:
+Ứng suất kéo ngang, ứng suất tách, ứng suất trượt dọc thớ:
Ứng suất trượt của gỗ được ghi trong bảng 3-15,3-16, 4-4. Ta có thể so sánh ứng suất kéo ngang, ứng suất tách và ứng suất trượt dọc của gỗ Trám Hồng với một số loại gỗ khác.
Bảng 4.4. So sánh ứng suất của gỗ Trám Hồng với một số loại gỗ Việt nam [17](quy về độ ẩm W=12%) Loại gỗ ứng suất kéo ngang (105N/m2)
XT TT
Re gừng 50,18 35,17
Xoan nhừ 51,30 53,06
Lát hoa 41,93 38,24
Trám hồng 54,56 28,87
Vạng trứng 31,27 28,87
Ứng suất tách (105N/m2)
XT TT
Lát hoa 11,27 15,39
Giẻ đỏ 18,75 28,07
Trám 15,63 20,61
Vạng trứng 10,27 12,46
Ứng suất tr-ợt dọc thớ (105N/m2)
XT TT
Lát hoa 97,20 83,13
Trám hồng 107,0 93,0
Vạng trứng 74,5 85,2
Qua so sánh các ứng suất trên với một số loại gỗ thông dụng: đóng đồ mộc, gỗ thường dùng cho ván trang sức, gỗ thường dùng cho sản xuất ván dán ta thấy ứng suất kéo ngang, ứng suất tách, ứng suất trượt dọc thớ của gỗ Trám Hồng hơi thấp. Nguyên nhân là do gỗ thẳng thớ, mối liên kết giữa các sợi trong gỗ lỏng lẻo.
Ứng suất kéo ngang, ứng suất tách và ứng suất trượt của gỗ có liên quan đến mức độ rách ván mỏng. Nếu những ứng suất này lớn thì mức độ rách ván mỏng giảm đi. Điều đó cho ta thấy ván mỏng gỗ Trám Hồng rất dễ rách, do vậy cần phải có chế độ xử lý hợp lý ván mỏng để giảm hiện tượng nứt rách ván. Những ứng suất này thấp còn chứng tỏ gỗ dễ bóc lạng, dễ gia công. Biết được ứng suất kéo ngang, ứng suất tách, ứng suất trượt là cơ sở tính toán động lực cho nghiền bột gỗ, cho khâu bóc, lạng.
+ Ứng suất nén ngang thớ: Ứng suất nén của gỗ được ghi trong bảng 3.7, 3.8,4.3.
Ta có thể so sánh ứng suất nén ngang thớ với một số loại gỗ thường dùng cho làm ván trang sức, ván dán.
Bảng 4.5. So sánh ứng suất nén ngang toàn bộ một số loại gỗ Việt nam
Loại gỗ Chiều thớ
XT(105N/m2) TT(105N/m2)
Lát hoa (W 12%) 97,20 83,13
Trám hồng (W 12%) 107,0 93,0
Vạng trứng (W 12%) 73,2 49,7
Qua so sánh trên ta thấy mức độ nén ngang thớ của gỗ Trám Hồng thấp. Biết được trị số ứng suất ép ngang thớ cho ta lựa chọn được chính xác thông số áp lực cho quá trình ép nhiệt, mức độ nén của các thiết bị trong quá trình tạo phôi làm tăng chất lượng sản phẩm. Sự khác biệt của giới hạn bền khi nén ngang thớ về các chiều XT, TT của gỗ cũng là cơ sở cho việc tìm giá trị thích hợp khi ép những chi tiết có sự khác nhau về chiều lực tác dụng.
- Công riêng khi chịu uốn va đập:
Công riêng khi chịu uốn va đập của gỗ Trám Hồng ở độ ẩm 18% là 0,61N.m/cm3. So sánh với tiêu chuẩn đánh giá với độ dẻo dai của gỗ [16] thì gỗ Trám Hồng có công uốn khi va đập = 0,61< 2,0 N.m/cm3 gỗ xếp loại V, gỗ dòn. Theo tài liệu gỗ Trám Hồng có độ cứng xung kích là rất thấp (< 1,47 .105N/m2). Khi bóc ván mỏng gỗ dòn làm cho ván dễ bị gãy ảnh hưởng đến chất lượng ván. Điều đó cho thấy khi bóc phải chú ý hoá mềm gỗ.
- Độ cứng tĩnh:
Độ cứng tĩnh của gỗ được ghi trong bảng 3-22, 4-5.
Căn cứ vào độ cứng tĩnh trên mặt căt ngang của gỗ Trám Hồng và bảng phân loại độ cứng của gỗ [16] thì gỗ Trám Hồng thuộc loại tương đối mềm (351-500).105N/m2. Theo tài liệu độ cứng trên mặt cắt ngang của gỗ Trám Hồng thấp (295-490).105N/m2. Biết được độ cứng tĩnh cho phép ta có giải pháp làm tăng chất lượng bề mặt cho gỗ.
Tóm lại: Qua phần phân tích tính chất cơ học của gỗ Trám Hồng ở trên ta thấy gỗ có tính chất cơ học thấp, do đó không thích hợp cho kết cấu chịu lực. Gỗ dễ gia công chế biến. Nếu dùng gỗ Trám Hồng để sản xuất ván mỏng cần chú ý xử lý vấn đề rách nứt ván. Nếu dùng để sản xuất ván phủ bề mặt cần phải chú ý đến xử lý bề mặt gỗ, để tăng mức độ chịu tác dụng của ngoại lực, chịu mài mòn.
Căn cứ vào những phân tích ở phần trên, chúng tôi đánh giá chung chất lượng gỗ Trám Hồng theo ZELVEZ.1991 [19] (phân cấp chất lượng gỗ theo giá trị thương phẩm)
Màu sắc: Gỗ Trám Hồng thuộc nhóm I trong tổng số 4 nhóm, gỗ có màu sắc rất đẹp.
Độ ổn định của lõi gỗ: Gỗ Trám Hồng thuộc nhóm II trong tổng số 4 nhóm. Độ ổn định lõi gỗ trung bình.
Khả năng trang sức bề mặt: Gỗ Trám Hồng thuộc nhóm II trong tổng số 3 nhóm. Gỗ trang sức đẹp.
Kết cấu gỗ: Gỗ Trám Hồng được xếp nhóm I trong tổng số 4 nhóm. Gỗ có kết cấu mịn.
Tính năng gia công: Gỗ Trám Hồng thuộc nhóm II trong tổng số 3 nhóm. Gỗ dễ gia công.
Khả năng dán dính: Gỗ được xếp nhóm II trong tổng số 3 nhóm. Gỗ có khả năng dán dính tốt.