II. Nội dung
1.4.3. Khuyết tật do sâu nấm gây nên
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 1.5.1. Tính chất cơ học
Trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ, gỗ luôn luôn chịu tác động của ngoại lực. Khả năng chống lại tác động của ngoại lực gọi là tính chất cơ học của gỗ. Tính chất cơ học của gỗ được đặc trưng bởi cường độ cơ học và biến dạng.
a. Ứng lực: là nội lực do các phần tử bên trong gỗ sản sinh để chống lại tác động của
ngoại lực. Kí hiệu P, đo bằng (N) hoặc (KG).
Theo lí thuyết đàn hồi ta hiểu nội lực/ ứng lực chỉ là độ tăng hay giảm của các lực liên kết phân tử khi vật thể bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực.
b. Ứng suất: Để đánh giá cường độ nội lực tại một điểm người ta đưa ra khái niệm ứng suất tại một điểm.
- Ứng suất là ứng lực trên 1 đơn vị diện tích. Kí hiệu là σ
(N/mm2)
c. Cường độ gỗ: Khả năng tối đa mà vật liệu có thể chịu được mà chưa gây ra sự phá hủy
gọi là giới hạn bền hay cường độ gỗ.
d. Biến dạng:
- Biến dạng tuyệt đối là lượng tăng hay giảm dài tuyệt đối (Δl, mm). - Biến dạng tương đối là lượng tăng hay giảm dài tương đối (ε = Δl/ l).
- Biến dạng đàn hồi là biến dạng có thể khắc phục hiện tượng ngay sau khi hoặc sau 1 thời gian nhất định ngoại lực ngừng tác động.
- Biến dạng vĩnh cửu hay còn gọi là biến dạng dẻo, dư, là biến dạng không thể phục hồi sau khi ngoại lực ngừng tác động.
Trong gỗ luôn tồn tại 2 dạng biến dạng đàn hồi và vĩnh cửu. Khi W tăng, nhiệt độ tăng thì tỉ lệ biến dạng dẻo tăng (lignin tác động). Lợi dụng tính chất này người ta tiến hành hóa dẻo gỗ trong công nghệ sản xuất ván dán, ván lạng, uốn gỗ, ép gỗ bằng cách hấp, luộc gỗ hoặc xử lý bằng hóa chất.
1.5.1.2. Phương pháp xác định tính chất cơ học của gỗ
- Ép dọc thớ: kích thước mẫu: 20x20x30 mm. Kích thước lớn nhất theo chiều dọc
Trong đó: Pmax – Lực phá hoạt (N)
a.b – kích thước tiết diện ngang.
- Ép ngang thớ:
+ Ép ngang toàn bộ: kích thước mẫu: 20x20x30 mm. Kích thước lớn nhất theo chiều dọc thớ.
Trong đó: P – lực tác dụng lên mẫu (N)
a – chiều rộng mẫu gỗ được đặt lực l – chiều dài mẫu gỗ
+ Ép ngang cục bộ: kích thước mẫu 20x20x60 mm. Kích thước lớn nhất theo chiều dọc thớ
Trong đó: P – lực tác dụng lên mẫu (N) b – chiều rộng mẫu thử (mm)
18 mm – bề rộng thỏi sắt đặt theo chiều dọc thớ gỗ có 2 cạnh tròn.
- Lực uốn tĩnh: kích thước mẫu 20x20x300 mm. Kích thước lớn nhất theo chiều
dọc thớ. Mẫu gỗ đặt trên 2 gối tựa tròn cố định, bán kính cong của gối là 15mm, cự lý 2 gối là 240mm. Khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực P/2 là 80mm, hoặc tại điểm giữa của dầm (P). Các loại gỗ lá rộng quy định hướng tác động của lực theo chiều tiếp tuyến. Các loại gỗ lá kim thí nghiệm cả 2 hướng. Ứng suất tĩnh được xác định theo công thức:
+ Nếu 2 điểm đặt lực:
Trong đó: Pmax – lực tác dụng lên mẫu (N) l – cự ly 2 gối (mm)
h, b – bề rộng và chiều cao mẫu (mm).
1.5.1.3. Một số tính chất cơ học của gỗ
1) Tỷ trọng: Được đo đối với các loài gỗ ở trạng thái còn độ ẩm 15%, gỗ còn có tỷ trọng
(d) lớn thì gỗ càng tốt, chia làm 5 cấp:
Gía trị tỷ trọng d Phân cấp độ nặng của gỗ
d = 0,95 – 1,20 Gỗ thật nặng
d = 0,80 – 0,95 Gỗ nặng
d = 0,65 – 0,80 Gỗ nặng trung bình
d = 0,50 – 0,65 Gỗ nhẹ
d = 0,20 – 0,50 Gỗ thật nhẹ
Các đặc tính cơ lý hóa khác nhau của gỗ đều có tỷ lệ thuận với các cấp tỷ trọng này.
2) Sức rắn: Là do các vết hằn trên gỗ bị đè nặng bởi một trụ thép lên bề mặt dọc xuyên
tâm.
3) Sức chịu nén, ép dọc thớ: Là sức chịu đựng của gỗ đến khi gẫy do bị nén theo chiều
dọc thớ, tính trên cm2.
Do đại bộ phân các mixen xếp theo dọc thân cây nên khả năng chịu lực theo chiều dọc các mixen là rất lớn, khả năng chịu lực theo chiều dọc thớ là rất cao. Các mixen tạo thành khung sườn, lignin bám quanh khung sườn đó làm ổn định vị trí của các mixen tạo cho gỗ khả năng chịu lực.
Lực ép dọc thớ là một trong những chỉ tiêu cơ học quan trọng để đánh giá chất lượng gỗ khi sử dụng gỗ làm vật liệu. Nó là lực tương đối ổn định, dễ xác định và thường được dùng để xác định hệ số phẩm chất của gỗ cùng với lực uốn tĩnh.
Các giá trị của σed thể hiện mức độ chịu được lực ép dọc của gỗ: σed < 245: rất thấp
σed : 246 ÷ 343: thấp σed: 344 ÷ 549: trung bình σed : 550 ÷ 823: cao σed > 823: rất cao
- Ép ngang toàn bộ: lực tác dụng lên toàn bộ diện tích mẫu gỗ
- Ép ngang cục bộ: lực tác dụng lên 1 một vị trí trong mẫu gỗ, quy ước chiều dài đặt lực là 18 (mm)
GLR: σen = (8÷18)% σed GLK: σen = (15÷35)% σed
Nếu 2 mẫu gỗ của gỗ lá kim và gỗ lá rộng có cùng kích thước, độ ẩm thì gỗ lá kim có σed lớn hơn so với gỗ lá rộng vì gỗ lá kim thẳng thớ hơn, tia gỗ ít hơn.
Gỗ càng thẳng thớ, tia gỗ càng ít và nhỏ thì lực ép dọc càng lớn và ngược lại.
5). Lực uốn tĩnh
Dầm (xà) trong các kết cấu gỗ thường do lực uốn làm biến dạng. Sức chịu uốn là chỉ tiêu quan trọng thứ hai sau lực ép dọc để đánh giá chất lượng cơ học của gỗ.
Một số ứng lực phức tạp của gỗ: - Sức chịu uốn tĩnh - Sức chịu uốn va đập - Uốn dọc - Sức chịu xoắn Một số ứng lực mang tính chất cơ học: - Độ cứng - Sức chịu tách và lực bám đinh
6) Sức chịu kéo ngang thớ: Là sức liên kết của các thớ gỗ khi bị lực kéo ngang thớ làm
cho gỗ bị bửa đôi ra.
7) Sức chịu oằn: Là sự dẻo dai hay độ cứng rắn khi bị nén cong xuống đến khi bị gãy. 8) Sức chịu đập: Là đặc tính hết sức quan trọng của gỗ khi sử dụng, tức là sự chịu đựng
của gỗ khi bị đập mạnh theo chiều tiếp tuyến của vòng tăng trưởng đến khi gẫy, tính theo kg/cm2. Sau tỷ trọng thì tiêu chuẩn chính khi lựa chọn gỗ, vừa nhanh vừa chắc chắn.
* Khối lượng riêng (kg/cm3) được tính theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 362 – 70). Độ co rút được xác định bằng cách so sánh thể tích (kích thước) mẫu gỗ trước và sau khi sấy theo các hướng xuyên tâm, tiếp tuyến và theo thể tích (TCVN 361- 70). Sức chịu nén dọc thớ được xác định bằng giới hạn bền khi nén dọc thớ (kg/cm2), là tải trọng cực đại (kg) tác động lên diện tích mẫu gỗ (cm2) theo TCVN 363- 70.
Số liệu được phân tích theo chương trình SPSS for Windows Release 10.0.5 (27- 11- 1999) và phương pháp xử lý số liệu thống kê trong Lâm nghiệp (Nguyễn Hải Tuất, 2003).
Các tiêu chuẩn trên cũng được phân chia làm 5 cấp gỗ, tóm tắt như sau:
Bảng 03: phân loại về đặc tính cơ lý hóa của các cấp gỗ
Loại gỗ Tỷ trọng Tỷ độ sức rắn Sức chịu nén (kg/cm2) Sức chịu kéo (kg/cm2) Sức chịu oằn (kg/cm2) Sức chịu đập (kg/cm2) Gỗ thật nặng thật cứng Gỗ nặng, cứng Gỗ trung bình khá cứng Gỗ nhẹ, mềm Gỗ thật nhẹ, thật mềm 0.95- 1,20 0,80- 0,95 0,65- 0,80 0,50- 0,65 0,20- 0,50 9- 20 6- 9 3- 6 1,5- 3 0,2- 1,5 700- 850 500- 700 400- 500 300- 400