II. Nội dung
1.4.2. Các khuyết tật tự nhiên
1.4.2.1. Mắt gỗ
Mắt là dấu vết của cành nhánh trên thân cây. Gỗ có mắt là điều tất nhiên, song nếu số lượng và kích thước của mắt gỗ quá mức bình thường thì nó trở thành một bệnh tật quan trọng, quá nhiều thì trở thành khuyết tật.
1) Phân loại mắt gỗ
Có thể dựa vào kết cấu hay hình dáng của mắt để phân loại.
* Dựa vào kết cấu (sự kết hợp giữa mắt gỗ và gỗ chung quanh) phân thành các loại:
- Mắt sống: gỗ của mắt không bị mục nát, gỗ của mắt và gỗ chung quanh liên kết chặt chẽ với nhau thành một khối hoàn chỉnh, màu sắc của gỗ mắt không khác với gỗ chung quanh hoặc có màu sẫm, mắt gỗ thường cứng do đó gây khó khăn cho cưa xẻ.
- Mắt mục: gỗ của mắt bị nấm ăn, trở nên mềm xốp. Mắt này bị mục một phần hoặc bị mục hết, loại này ảnh hưởng nghiêm trọng đến phẩm chất gỗ.
* Dựa vào hình dáng của mắt thể hiện trên mặt cắt gỗ xẻ mà phân ra các loại hình sau:
- Mắt tròn: trục của mắt thẳng góc với mặt cắt gỗ xẻ. Những loại cây mọc càng ngang như: bứa, gạo, bang, ngát,…gỗ xẻ ra thường thấy mắt tròn.
- Mắt bầu dục: hình thành khi trục của mắt và mặt cắt gỗ xẻ hợp thành một góc nhọn.
- Mắt dài: xuất hiện khi mặt cắt gỗ xẻ song song với trục của mắt, xuyên qua suốt chiều dài của nó.
- Mắt phân nhánh: nếu cành cây mọc cùng một độ cao như nhau mặt cắt gỗ xẻ chạy song song với 2 cành trên suốt chiều dài của chúng thì xuất hiện loại mắt này…
Hình 1.27. Mắt tròn Hình 1.28. Mắt bầu dục
* Dựa vào phương thức biểu hiện:
- Mắt lộ thiên có thể quan sát rõ ràng - Mắt chìm
* Dựa vào mật độ và kích thước: - Mắt bé, xếp phân tán - Mắt tập trung
2) Ảnh hưởng của mắt đến phẩm chất gỗ
Mắt gỗ là hiện tượng tự nhiên của gỗ, nó chiếm 70- 80% tổng số khuyết tật tự nhiên của gỗ.
Việc đánh giá mức độ ảnh hưởng của mắt gỗ đến phẩm chất gỗ cần căn cứ vào hình dạng, kích thước, vị trí và số lượng của mắt mà mức độ tác hại khác nhau. Ơ trong rừng loại cây ưa bóng thường có nhiều cành hơn loại cây ưa sáng nên số lượng mắt nhiều nhưng đường kính của mắt thì bé hơn. Rừng có mật độ dày, tỉa cành tự nhiên sớm hơn rừng có mật độ thưa nên đường kính của mắt cũng bé hơn.
- Về mặt cấu tạo mắt phá hoại kết cấu bình thường của gỗ, gỗ ở chung quanh mắt thường bị nghiêng và xoắn thớ, mắt càng lớn thì mức độ nghiêng thớ của gỗ chung quanh mắt cũng càng lớn.
- Về khả năng chịu lực của gỗ: mức độ ảnh hưởng của mắt phụ thuộc vào từng loại lực và loại gỗ. Mắt làm cho thớ gỗ không thẳng nên lực kéo dọc thớ giảm thiểu, còn đối với lực nén dọc thớ thì ảnh hưởng không đáng kể.
- Về sức chịu uốn tĩnh: kích thước và vị trí mắt gỗ có tầm quan trọng đặc biệt, đối với lực uốn xung kích cũng tương tự.
Bảng 01. Số lượng mắt ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ Thông (N/m2) Gỗ thông
Kéo dọc thớ 105 N/m2 Nén dọc thớ 105 N/m2
Gía trị (N/m2) Tỷ lệ so sánh Gía trị (N/m2) Tỷ lệ so sánh
Không có mắt 780 100 403 100
Nhiều mắt 319 40 314 77
Bảng 02. Ảnh hưởng của kích thước mắt đến giới hạn bền của gỗ Thông Kích thước của mắt so với
chiều rộng hoặc chiều dày của chi tiết
Giới hạn bền của gỗ có mắt so với gỗ không có mắt (%) Lực uốn tĩnh Lực nén dọc thớ 0,05 93 93 0,12 86 88 0,20 77 78 0,30 67 68 0,40 58 58 0,50 49 48 3) Sử dụng hợp lý gỗ có mắt - Mắt sống và mắt chết có kích thước lớn
- Gỗ không có mắt lớn nên dùng phương pháp xẻ - Theo quy luật phân bố của mắt
- Gỗ tròn nhiều mắt nên
1.4.2.2. Thớ nghiêng, loạn thớ và thớ chùn
Đối với gỗ tròn
Hình 1.31. Gỗ tròn chéo xoắn thớ
Hình 1.32. Gỗ xẻ chéo thớ
Thớ nghiêng tức là chiều gỗ không song song với trục dọc của thân cây, mà lệch một góc so với trục dọc. Thớ nghiêng trên thân cây gỗ tròn thường gọi là thớ vặn hoặc xoắn. Khi cây còn vỏ ở một số loài cây có thể căn cứ vào hình thái bên ngoài của vỏ để xét đoán bệnh tật này.
Nguyên nhân của thớ nghiêng, có thể do tính di truyền hoặc tác động của các nhân tố ngoại cảnh, hướng của thớ nghiêng thường là hướng thuận với chiều kim đồng hồ, nhưng cũng có khi ngược chiều kim đồng hồ. Góc độ của thớ vặn trên cây tăng dần từ tủy ra vỏ, từ gốc lên ngọn và tăng theo tuổi cây. Ngoài hiện tượng nghiêng thớ tự nhiên ra, khi trong bìa ván thớ gỗ bị cắt đứt cũng gây nên hiện tượng nghiêng thớ nhân tạo.
- Thớ loạn là thớ không theo một hướng nhất định nào
- Thớ chun (thớ chùn) là chiều thớ gỗ bị gấp nếp theo một nhịp độ nhất định tạo thành đường gợn sóng vuông góc chiều dọc thớ.
Hình 1.33. Gỗ cây Phi lao bị nghiêng thớ (di truyền)
Bệnh tật này sinh ra trong quá trình sinh trưởng của cây. Trên mặt cắt ngang của thân cây tâm bị lệch sang một bên, vì thế một bên vòng năm rộng, một bên vòng năm hẹp. Nguyên nhân gây nên bệnh tật này, có ý kiến do tác động của nhiều nhân tố như gió, ánh sáng, địa hình, đất đai…
1.4.2.4. Thân cong
Đây là một trong những bệnh tật về hình dáng bên ngoài của thân cây, thường khá phổ biến ở nhiều loài gỗ của nước ta.
Cây có thể cong một hoặc nhiều chiều, cong nhiều chiều có thể trên cùng một mặt phẳng hoặc trên nhiều mặt phẳng khác nhau.
a. Gỗ cong một chiều b. Gỗ cong nhiều chiều
Hình 1.34. Gỗ cong
Cách xác định độ cong: Độ cong được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm giữa độ cao nhất (h) và chiều dài (L) của mặt cong.
Độ cong:
f
f L
+ Cong 1 chiều C= h(cm)/ L(cm)*100% = %
+ Cong nhiều chiều (cong nhiều đoạn trên thân: Độ cong = max(độ cong 1, độ cong 2,…); Chọn vị trí cong lớn nhất để tính toán.
Độ cong ảnh hưởng đến phẩm chất gỗ, làm giảm khả năng chịu lực của gỗ, nhất là đối với lực nén dọc thớ. Độ cong càng lớn sức chịu nén dọc thớ của gỗ giảm càng nhiều, vì vậy tiêu chuẩn phẩm chất gỗ trụ mỏ, cột điện, trụ cầu… đều có hạn chế độ cong. Theo tiêu chuẩn phân loại gỗ hiện nay, gỗ loại A có K = 2 - 3%, loại B có k = 4 - 5%, loại C có K= 6 - 7%.
Gỗ lá rộng độ cong cao hơn gỗ lá kim. Cây mọc ở rừng mật độ dày ít cong hơn cây sống ở rừng mật độ thưa.
1.4.2.5. Thót ngọn
Nếu độ thon của cây vượt quá mức bình thường thì gọi là thót ngọn
Hình 1.35. Gỗ bị thót ngọn
Độ thót ngọn được tính bằng độ chênh lệch đường kính ở 2 vị trí cách nhau 1m kể từ chỗ cách gốc 1m (đơn vị cm/m)
Ảnh hưởng: Thót ngọn làm giảm tỷ lệ thành khí gỗ xẻ, gây hiện tượng nghiêng thớ nhân tạo. a b Hình 1.36. Gỗ thót ngọn a. Gỗ thẳng thớ b. Gỗ nghiêng thớ a b Hình 1.37. Thớ gỗ a. Thớ loạn cắt tiếp tuyến
b. Thớ loạn mặt cắt xuyên tâm
Một số khuyết tật khác: Bạnh vè, u bướu, gỗ lệch tâm, gỗ hai tâm, vòng năm rộng hẹp không đều…
Hình 1.38. Gỗ Bằng lăng bị bạnh và vè
Hình 21: Thân cây lồng mức bị vè Hình 1.39. Thân cây lồng mức bị vè
1.4.3. Khuyết tật do sâu nấm gây nên1.4.3.1. Khuyết tật do nấm 1.4.3.1. Khuyết tật do nấm
Gỗ biến màu và mục do nấm xâm nhập vào gỗ gây nên. Gỗ để nơi ẩm ướt, thiếu ánh sáng không thoáng gió là điều kiện tốt nhất cho nấm phát triển, làm cho gỗ hay bị mốc, biến màu và mục.
1) Gỗ biến màu
Gỗ biến màu do hai nguyên nhân: tác dụng hóa học (hỗn hợp hữu cơ chứa trong ruột tế bào) hoặc do nấm mốc gây nên.
- Biến màu do tác dụng hóa học: gỗ sau khi chặt hạ hoặc mới cưa xẻ thường có hiện tượng biến màu do một số chất hữu cơ trong gỗ bị ôxy hóa làm cho màu sắc của gỗ bị thay đổi. Loại biến màu này thường nhầm với biến màu do nấm gây nên ở thời kỳ đầu. Biến màu hóa học thường làm giảm vẻ đẹp tự nhiên của gỗ nhưng không ảnh hưởng đến tính chất của gỗ.
- Biến màu do nấm mốc xâm nhập, thường biến thành từng đám.
2) Gỗ mục
Gỗ mục là do nấm mục gây ra
Khi nấm mục mới xâm nhập vào gỗ cũng làm thay đổi màu sắc của gỗ (làm gỗ biến màu). Về sau sợi nấm tiết ra chất men, phân hủy vách tế bào, đồng thời phân giải lichnhin hoặc xenlulo để làm thức ăn. Vì vậy trong giai đoạn đầu gỗ biến màu cường độ của gỗ chưa thay đổi, về sau khi vách tế bào đã bị phá hoại thì khả năng chịu lực của gỗ bị tổn hại nghiêm trọng.
Gỗ bị mục chỉ cần bóp nhẹ là vỡ nát. Tác hại của gỗ mục rất lớn, trong sản xuất và sử dụng gỗ cần đặc biệt chú ý bảo quản tốt để tăng cường khả năng chống sâu, nấm cho gỗ.
Điều kiện để nấm mục phát triển gây tác hại cho gỗ:
- Độ chua môi trường pH= 4,5÷ 5,5 rất thích hợp phát triển.
- Gỗ để nơi ẩm ướt, thiếu ánh sáng, không thoáng gió là điều kiện tốt cho nấm phát triển.
- Căn cứ vào thành phần hóa học mà nấm phá hoại, người ta phân ra: mục trắng và mục nâu.
- Căn cứ vào vị trí người ta phân ra: mục trong, mục ngoài
Chú ý: Cành mục, nấm phá hoại phần gỗ cành rồi theo đó vào tủy, nấm phát triển
lên phía ngọn và xuống phía gốc. Kết quả làm cho thân cây rỗng ruột. Thời kỳ đầu mục ảnh hưởng đến phẩm chất gỗ chưa đáng kể.
Tính chất cơ lý của gỗ mục có sự thay đổi. KLTT lúc đầu giảm ít, về sau giảm nhiều (trung bình là 50%). Cường độ gỗ ở giai đoạn đầu giảm ít, về sau giảm nhanh.
Sử dụng hợp lý gỗ mục: Khi mới bị mục ta xử lý bằng bảo quản rồi dùng vào các công trình chịu lực thấp. Trong quá trình cưa xẻ có thể tận dụng phần gỗ không mục để làm bao bì, cốp pha xây dựng tạm thời. Trong công nghệ sản xuất giấy, người ta có thể cấy nấm Fomes annosus để lấy xenlulose.
1.4.3.2. Khuyết tật do sâu, côn trùng hại gỗ
Bệnh này do các loại sâu, côn trùng xâm nhập vào gỗ rồi đục khoét tạo nên nhiều dạng hang hốc, biến gỗ thành thức ăn và nơi ở.
Có rất nhiều côn trùng hại gỗ, theo trật tự thời gian có thể chia thành mấy loại sau: - Trên cây sống
- Trên cây vừa chặt
- Trên gỗ đã sử dụng, lưu bãi, kho - Trên gỗ đã sử dụng lâu
Chú ý: Thông thường gỗ bị mọt “phấn”, mọt phấn phá hoại còn mối khô rất ít.
Nhưng mối hại gỗ khô là côn trùng phá hoại sau cùng trong quá trình sử dụng gỗ. Do đó nó thường xuất hiện trên những loại gỗ có độ bền tự nhiên cao đến rất cao.
Hà: phá hoại gỗ tươi dưới nước (các vùng biển).
Có rất nhiều sâu phá hoại gỗ, hiện nay nước ta cũng chưa xác định hết, có loại ăn gỗ cây còn sống trong rừng, có loại chỉ ăn gỗ tròn và gỗ xẻ.
Loại ăn gỗ cây còn sống trong rừng, đào những lỗ cây chiều hướng của các lỗ không nhất định, đường kính trung bình từ 5- 10mm, loại này thường thấy ở các loại gỗ vải thiều, sến mật và các loại gỗ khác.
Loại thứ hai chủ yếu đục khoét gỗ tròn sau khi chặt hạ. loại sâu này đục gỗ tạo nên những lỗ nhỏ, đường kính trên 1mm, độ sâu tối đa không quá 25mm, thường tập trung từng phần trên gỗ tròn, người ta thường gọi là “mọt nước”. Loại này thường phổ biến nhất và xuất hiện trong một khoảng thời gian ngắn, sau khi cây chặt hạ đói với các loài gỗ mềm và nhẹ như trâm trắng, muồng trắng, giẻ hộp và một số loài gỗ khác.
Loại thứ ba đục khoét gỗ tạo những lỗ có đường kính 3- 5mm ăn sâu vào thân cây có khi tới 5cm. Loại bệnh tật này có ảnh hưởng ít nhiều đến phẩm chất gỗ về màu sắc, vẻ đẹp và cường độ của gỗ. Đối với gỗ tròn dùng làm gỗ bóc và lạng làm giảm ít nhiều tỷ lệ
thành khí của gỗ. Điều đáng chú ý hơn là loại thứ hai tạo điều kiện cho nước thấm sâu vào gỗ, các loại nấm từ đó có thể phá hoại gỗ.
1.4.4. Những khuyết tật tạo nên trong quá trình chế biến gỗ
Những bệnh tật này do kỹ thuật chế biến hoặc bảo quản không tốt gây nên, thường có mấy loại chủ yếu sau:
1.4.4.1. Nứt nẻ
Có thể xuất hiện khi cây còn sống, do gió bão gây ra hoặc trong quá trình khai thác do giải phóng nội lực không đều trên thân cây, làm cho cây vừa đổ xuống đã bị nứt từ tâm và cả trong quá trình lao xeo, vận xuất, vận chuyển,…do va đập cũng gây ra nứt nẻ. Ngoài ra, nứt nẻ còn do tình hình sinh trưởng không bình thường gây nên, trường hợp này ít nên trong phần bệnh tật tự nhiên không đề cập đến.
- Nứt đầu gỗ: Nứt đầu gỗ có dạng 1 phía hoặc 2 phía, nứt theo tia gỗ và nứt theo vòng năm.
Ảnh hưởng của vết nứt đến phẩm chất gỗ: Sâu nấm dễ xâm nhập vào gỗ; Ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ; Gỗ tròn bị nứt khi cưa xẻ thì giảm tỷ lệ thành khí
Đối với gỗ dùng để bóc và lạng nếu ít vết nứt, còn sử dụng được có thể tiến hành lạng cây gỗ song song với mặt phẳng của vết nứt.
Sử dụng hợp lý gỗ nứt:
+ Khi cưa xẻ có thể cho trùng với vết nứt, hoặc men theo vết nứt. + Phơi khô, sấy gỗ cần buộc chặt đầu gỗ, quét sơn đầu gỗ
Hình 1.40. Mặt trời chiếu vào làm đầu gỗ bị nứt
1.4.4.2. Cong vênh
Sau khi phơi sấy gỗ xẻ nhất là ván thường cong vênh. Tùy theo vị trí của tấm ván trong thân cây, đặc điểm cấu tạo của gỗ hoặc kỹ thuật xếp đống hong phơi và sấy không tốt mà gây nên những biến dạng khác nhau, có mấy loại sau đây:
- Cong theo hình lòng máng: do ván xẻ tiếp tuyến, sau khi phơi sấy khô ván thường bị cong theo hình miếng ngói.
- Cong hình cung: do khoảng cách của thanh kê đặt trong các lớp ván quá xa, do trọng lượng của tấm ván tự nó võng xuống hoặc do thanh kê không thẳng hàng với nhau.
- Vênh: gỗ nghiêng thớ hoặc xoắn thớ, ván xẻ ra sau khi hong phơi, sấy bị vênh ảnh hưởng nghiêm trọng đến giá trị sử dụng của gỗ xẻ.
Hình 141. Ván bị cong vênh
1.4.4.3. Các khuyết tật trong cưa xẻ gỗ
Hình 1.42. Khuyết tật lẹm cạnh
a. Lẹm cạnh một phía b. Lẹm cạnh hai phía - Vết cờm:
Hình 1.43. Khuyết tật do cưa xẻ
a. Vết cườm do cưa đĩa b. Vết cườm do cưa vòng c. Lượn sóng - Đầu to, đầu nhỏ, đầu dày, đầu mỏng
- Lượn sóng: Khuyết tật này xảy ra trên cưa vòng nằm hoặc cưa vòng đứng.
Ngoài ra còn các khuyết tật trong quá trình bóc, lạng…
1.5. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ HỌC, VẬT LÝ, HÓA HỌC CỦA GỖ1.5.1. Tính chất cơ học