Chương 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.2. Tính chất vật lý chủ yếu của gỗ
Co dãn (co rút và dãn nở) là sự thay đổi về kích thước của gỗ, khi độ ẩm thay đổi từ 0 đến độ ẩm bão hoà (30%) và ngược lại.
Độ co dãn dùng để đánh giá sức co giãn tối đa của một loài gỗ và nó được biểu thị bằng tỷ lệ % giữa sức co rút, giãn nở so với kích thước ban đầu.
Để so sánh khả năng co dãn của các loài gỗ khác nhau, người ta dùng hệ số co dãn. Hệ số co dãn là tỷ lệ co dãn khi độ ẩm thay đổi 1%.
3.2.1.1 Co rút theo 3 chiều và co rút thể tích
Co rút theo 3 chiều: Xuyên tâm, tiếp tuyến, dọc thớ; và co rút thể tích được tiến hành theo TCVN 361-70- sửa đổi (1.1998). Kết quả tính toán được ghi vào bảng 3.3.
Bảng 3.3 Tỷ lệ co rút theo 3 chiều và co rút thể tích Phương Tỷ lệ co rút, % Hệ số co rút
P (%)
Min TB Max Min TB Max
Xuyên tâm 4.19 4.64 4.99 0.38 0.43 0.49 1.23 Tiếp tuyến 7.34 7.84 8.31 0.68 0.74 0.84 0.81
3.2.1.2 Dãn nở theo 3 chiều
Dãn nở theo 3 chiều được xác định theo TCVN 360-70- sửa đổi (1.1998). Kết quả được ghi ở bảng 3.4.
Bảng 3.4 Tỷ lệ dãn nở theo 3 chiều và dãn nở thể tích Phương Tỷ lệ dãn nở (%) Hệ số dãn nở
P (%)
Min TB Max Min TB Max
Dọc thớ 0.09 0.79 2.37 0.0048 0.042 0.1279 14.048 Xuyên tâm 0.29 1.38 2.08 0.015 0.0729 0.1105 5.349 Tiếp tuyến 2.03 3.69 4.38 0.109 0.1942 0.2332 2.729 Thể tích 4.52 5.96 8.12 0.2423 0.3141 0.4191 2.706
Nhận xét:
- Qua bảng (3.3), (3.4) ta thấy mức độ co rút của gỗ lớn hơn mức độ dãn nở của gỗ.
Nguyên nhân :
Khi thử dãn nở, gỗ đã được sấy khô kiệt sau đó ngâm nước. Khi sấy khô kiệt gỗ tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian tương đối dài tạo nên các linucellulose có khả năng hút nước kém hơn nhiều so với cellulose, đồng thời các nhóm –OH trong phân tử cellulose kém linh động nên ‘‘Ái lực’’ của nó
yếu đi [16]. Do vậy quá trình co rút và dãn nở không đồng nhất. Mức co rút lớn hơn mức dãn nở.
- Mức độ co dãn theo chiều tiếp tuyến lớn hơn theo chiều xuyên tâm 2.6 lần.
Nguyên nhân:
Bản chất của sự co dãn là sự thay đổi khoảng cách giữa các mixenxenluloza, trong thân cây đại bộ phận các mixenxenluloza sắp xếp song song với trục dọc thân cây, nên co dãn theo chiều ngang thớ lớn hơn rất nhiều co dãn theo chiều dọc thớ. Mặt khác, các tế bào cấu tạo nên tia gỗ nằm vuông góc với trục dọc thân cây, trong mỗi tia gỗ, đại bộ phận các mixenxenluloza được sắp xếp song song với trục dọc tia gỗ. Với mỗi tia gỗ, khi co dãn thì sự thay đổi về kích thước theo chiều ngang tia gỗ lớn hơn nhiều so với chiều dọc tia gỗ. Chiều ngang tia gỗ là chiều tiếp tuyến của cây, chiều dọc tia gỗ là chiều xuyên tâm của cây. Như vậy, co dãn theo chiều tiếp tuyến là lớn nhất rồi đến chiều xuyên tâm, co dãn theo chiều dọc thớ của cây gỗ là nhỏ nhất.
Co rút và dãn nở là 2 quá trình không đồng nhất, vì muốn làm cho gỗ khô kiệt người ta phải sấy ở nhiệt độ 100 50C trong một thời gian. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong thời gian dài, xenluloza đã phản ứng với lignin để tạo thành linoxenluloza. Khả năng hút nước của linoxenluloza kém hơn xenluloza rất nhiều, đồng thời dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các nhóm hyđroxyl (OH - ) trong phân tử xenluloza kém linh động nên “ ái lực ” của nó với nước yếu đi. Do đó, tỷ lệ co rút bao giờ cũng lớn hơn tỷ lệ dãn nở của cùng một loại gỗ.
3.2.1.3 Độ hút nước của gỗ
Xác định độ hút nước theo TCVN 360-70- sửa đổi (1.1998). Kết quả tính toán được ghi trong bảng 3.5.
Bảng 3.5 Sức hút nước của gỗ Thời gian
ngâm nước
Độ hút nước của gỗ (%) P (%)
Min TB Max
1 ngày 21.083 22.675 23.818 0.611
2 ngày 41.666 44.124 46.920 0.462
5 ngày 55.209 56.627 58.453 0.252
7 ngày 58.024 59.213 60.797 0.248
15 ngày 60.808 62.562 64.524 0.281
20 ngày 61.987 63.330 65.282 0.273
30 ngày 63.267 64.624 66.496 0.264
0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000
1 2 5 7 15 20 30
Số ngày thí nghiệm
Độ hút nước của gỗ %
Series 1
Hình 3.3. Biểu đồ độ hút nước của gỗ Nhận xét :
Sức hút nước của gỗ là năng lực lấy nước vào gỗ khi ngâm trong nước.
Qua bảng 3-4 và biểu đồ hút nước, ta thấy tốc độ hút nước giảm dần theo thời gian. Khi bắt đầu ngâm nước thì lượng hút nước rất mạnh: đạt 54%. Sau đó lượng hút nước vẫn tăng cao trong 5 ngày đầu tiên và chiếm chủ yếu lượng nước hút vào trong gỗ. Lượng hút nước tối đa là 56%.
Nguyên nhân :
Lượng nước hút vào dựa trên hiện tượng mao dẫn, càng về sau quá trình vận chuyển nước trong khe vách tế bào càng dài, Bảng 3-2 càng khó hơn.
Đồng thời khi nước hút vào thì áp suất hơn nước trong gỗ tăng lên, chênh lệch ẩm ngày càng nhỏ và tiến dần đến mức hút nước tối đa.
3.2.2. Khối lượng thể tích của gỗ
Khối lượng thể tích của gỗ được xác định theo TCVN 368-70- sửa đổi (1.1998).
Kết quả được ghi trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Khối lượng thể tích của gỗ
Khối lượng thể tích (g/cm3) Min TB Max P (%)
γ0 0.42 0.51 0.54 7.22
γcb 0.38 0.46 0.50
γ12 0.53 0.54 0.56 0.19
Khối lượng thể tích của gỗ là một tính chất vật lý quan trọng, nó có ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của gỗ. Để tiện tính toán, đánh giá và so sánh khối lượng thể tích giữa các loại gỗ, người ta thường dùng khối lượng thể tích ở độ ẩm thăng bằng, độ ẩm 12%