TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Khái quát về ván ghép thanh
1.1.1.Tình hình nghiên cứu và sử dụng keo trong sản xuất ván ghép thanh
Ván ghép thanh là loại ván được hình thành từ việc dán ép các thanh gỗ nhỏ với nhau nhờ chất kết dính trong những điều kiện nhất định
Cường độ dán dính của mối dán phụ thuộc vào sự hình thành các cầu nối hóa học giữa các thành phần Mỗi loại keo có cấu trúc phân tử khác nhau, dẫn đến sự khác biệt về số lượng và loại cầu nối hóa học Do đó, việc lựa chọn keo dán phù hợp với công nghệ và mục đích sử dụng là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Công nghệ keo bao gồm nhiều bước như pha keo, trải keo, ép và ổn định, và việc lựa chọn công nghệ phù hợp sẽ ảnh hưởng đến chất lượng dán dính Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm ván ghép thanh, nhằm đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn cao.
Bettina Franke, Anna Schusser, and Andreas Müller (2014) investigated the effects of three types of adhesives—Polyurethane resin (PUR), Melamine-urea-formaldehyde (MUF), and Emulsion polymer isocyanate (EPI)—on the bending strength, tensile strength, and adhesive strength of laminated beech wood (Fagus sylvatica) The study revealed that the type of adhesive significantly influences the adhesive and mechanical properties of the laminated wood.
Matthew Vrazel and Terry Sellers, Jr (2004) investigated the impact of adhesive type and pressing temperature on the bond strength of laminated wood made from Douglas fir (Pseudotsuga menziesii) The study focused on three types of adhesives: resorcinol-formaldehyde (RF), polyurethane/aqueous emulsion polymer (PU/AEP), and others.
Nghiên cứu về keo resorcinol-formaldehyde/soy-isolate (RF-Soy) với hai mức nhiệt độ ép 26 o C và 35 o C cho thấy loại keo này có ảnh hưởng rõ rệt đến độ bền dán dính của ván ghép thanh.
Murco Obucina, Enil Gondzic và Selver Smajic (2013) đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo và số bề mặt ghép được tráng keo đến độ bền dán dính và độ bền uốn của gỗ Vân sam (Picea obovata) Tác giả sử dụng keo dán polyurethane PURBOND HB S609 với ba mức lượng trải keo là 180, 200 và 220 g/m² Kết quả cho thấy, với gỗ Vân sam, lượng keo 180 g/m² (tráng cả hai mặt) mang lại độ bền uốn tĩnh cao nhất.
Hình 1 Ảnh hưởng của lượng keo đến độ bền uốn của ván ghép thanh
Nguồn: Murco Obucina, Enil Gondzic và Selver Smajic (2013)
1.1.1.2 Ở Việt nam Ở Việt nam cũng đã có một số công trình nghiên cứu về sử dụng keo dán nói chung và sử dụng keo trong sản xuất ván ghép thanh nói riêng
Nguyễn Thanh Nghĩa (2008) đã nghiên cứu khả năng sử dụng keo PVAc và EPI trong sản xuất ván sàn công nghiệp dạng three layer flooring Kết quả cho thấy cả hai loại keo đều có thể áp dụng cho sản phẩm này Tuy nhiên, sản phẩm từ keo EPI nổi bật với chất lượng tốt, độ bền dán dính cao, khả năng chịu ẩm nhiệt tốt và độ trương nở chiều dày nhỏ Trong khi đó, sản phẩm từ keo PVAc cũng có độ trương nở chiều dày nhỏ và đạt yêu cầu về độ ẩm, độ đồng phẳng, nhưng lại có khả năng chịu ẩm nhiệt kém hơn.
Phan Duy Hưng (2008) đã nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo tráng EPI tới độ bền dán dính một số loại gỗ”
Nguyễn Thị Tuyên (2010) đã nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo và lượng keo đến chất lượng ván sàn công nghiệp từ gỗ rừng trồng, chỉ ra rằng keo EPI và PVAc có những ưu nhược điểm riêng Tác giả cũng xác định lượng keo tối ưu cho ván sàn công nghiệp từ gỗ keo Lai, với 250 g/m² cho keo EPI và 300 g/m² cho keo PVAc Phạm Văn Chương (2011) tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo và lượng keo tráng đến chất lượng ván sàn công nghiệp sản xuất từ gỗ keo Lai.
Nghiên cứu của Hồ Thị Lam (2011) chỉ ra rằng thời gian để ráo màng keo sau khi trải keo (OAT và CAT) có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng dán dính của keo Synteko 1980/1993 và 1985/1993 khi sử dụng với gỗ Keo tai tượng Kết quả cho thấy, thời gian hợp lý sau khi trải keo cho loại Synteko 1980/1993 là R2 (OAT = 4 phút, CAT = 8 phút), trong khi đối với loại Synteko 1985/1993 là R5 (OAT = 4 phút, CAT = 10 phút).
Nghiên cứu cho thấy công nghệ keo dán và loại keo có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dán dính Do đó, việc đánh giá và tìm hiểu kỹ thuật sử dụng keo là rất cần thiết cho các nhà máy sản xuất ván ghép thanh, đặc biệt là tại công ty cổ phần Woodsland và công ty cổ phần lâm nghiệp tháng năm.
Giới thiệu về các Công ty khảo sát
1.2.1.Công ty Cổ phần Woodsland a) Chức năng kinh doanh và địa điểm
Công ty Cổ phần Woodsland, tiền thân là Công ty Liên doanh Woodsland, được thành lập vào năm 2002 và chính thức đi vào sản xuất vào tháng 11/2003 Sau hơn 10 năm hoạt động, Woodsland đã có những bước tiến mạnh mẽ trong lĩnh vực xuất khẩu gỗ.
Công ty Woodsland là một trong những doanh nghiệp gỗ lớn nhất tại Việt Nam, chuyên sản xuất các sản phẩm gỗ xuất khẩu sang những thị trường khó tính như Mỹ, Canada, Châu Âu, Nga và Nhật Bản Với năng suất đạt 204,68m³, công ty có trụ sở tại Lô 11, KCN Quang Minh, thị trấn Quang Minh, huyện Mê Linh, thành phố Hà Nội Nguyên liệu sản xuất chủ yếu của công ty được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
- Gỗ: Chủ yếu là gỗ Keo lai, kích thước thanh cơ sở (320x51x21; 280x46x19 )
- Keo dán: Keo EPI 1985/1993; Keo EPI 1922/1999; Keo sữa PVAc 3314 chỉ dùng cho ghép dọc, Lượng keo sử dụng: 3,2 tấn/tháng
Thông số kỹ thuật của keo do nhà sản xuất cung cấp được trình bày tại bảng 1, 2 và bảng 3
Bảng 1 Thông số kỹ thuật của keo EPI 1985/1993
Loại sản phẩm Keo dán EPI
Màu sắc Trắng Hơi nâu Độ nhớt 11000-22000 mPas
150-700 mPas (Brookfield LVT, sp2, 30rpm, 25 o C) pH 6-8
Thời gian bảo quản 6 tháng (tại 30 o C)
12 tháng (tại 20 o C) Điều kiện bảo quản Nhiêt độ bảo quản từ 5 -
35 o C Sản phẩm có thể tạo màng ở bề mặt nếu thùng chứa không được đóng kín
Nếu sản phẩm bị đông cứng
Nhiêt độ bảo quản từ 5 –
35 o C Sản phẩm có thể tạo màng ở bề mặt nếu thùng chứa không được đóng
6 thì không thể làm tan ra và sử dụng lại
Keo có thể bị phân lớp sau 1-2 tháng bảo quản, nhưng điều này không ảnh hưởng đến chất lượng dán dính nếu được khuấy đều trước khi sử dụng.
Nếu sản phẩm bị đông cứng thì không thể làm tan ra và sử dụng lại
Formaldehyde tự do Đạt được chuẩn F****
Khối lượng thể tích Khoảng 1200 - 1400 Kg/m 3 Khoảng 1200 Kg/m 3
Thông tin trong việc dán dính
Tính chất màng keo Độ bền màng keo có thể đáp ứng tiêu chuẩn JAIA-
005440 F****, EN 204 D4, chứng nhận KOMO 32778 Ứng dụng Ghép khối, ván sàn
Loại hình ép Ép nguội và ép nóng, ép cao tần
Nhiệt độ keo dán Trên 5 o C
Thời gian sống (30 0 C) Tối đa 90 phút
(Khi dán gỗ thông –thông, độ ẩm môi trường 65%, lượng keo tráng 180g/m 2 )
30-60 phút tùy thuộc vào điều kiện áp dụng Áp suất ép 8-12 kgf/cm 2
(Khi dán gỗ thông –thông, độ ẩm môi trường 65%, lượng keo tráng 180g/m 2 )
Tỷ lệ pha trộn (theo trọng lượng)
Vào năm 1985, tỷ lệ phần trọng lượng là 100, trong khi đến năm 1993, tỷ lệ này giảm xuống còn 10 - 15 phần trọng lượng Thời gian pha trộn là 30 giây khi sử dụng máy trộn tự động và 2 phút nếu trộn bằng tay Các hỗn hợp cần phải được đồng nhất để đảm bảo chất lượng.
Lượng tráng keo 150 - 250 g/m 2 tùy vào điều kiện áp dụng Độ ẩm của gỗ 8 - 12% là tốt nhất, không quá 15%
Để đảm bảo độ bền của màng keo, gỗ cần được đánh nhẵn bề mặt và nên được sử dụng trong vòng 24 giờ sau khi chuẩn bị Đối với gỗ có dầu nhựa, thời gian dán ép tốt nhất là trong vòng 4 giờ sau khi gia công.
Thời gian để ổn định Có thể gia công sau khi ép 2 - 6h nhưng tốt nhất là gia công sau khi ép 24h
Lưu ý Bảo quản keo và xúc tác ở nơi thoáng mát Không sử dụng keo đã hết hạn sử dụng;
Trước khi keo đóng rắn, cần vệ sinh dụng cụ bằng nước Keo EPI 1985/1993 là lựa chọn lý tưởng cho việc ghép ngang và ghép khối gỗ, cũng như dán gỗ với nhôm, nhựa và các ứng dụng dán gỗ khác trong sản xuất đồ mộc nội và ngoại thất Đây là loại keo hai thành phần với cường độ bám dính cao, khả năng chịu nhiệt tốt, kháng dung môi và kháng nước Keo có thể được sử dụng với các thiết bị ghép nóng và ghép cao tần.
Bảng 2 Thông số kỹ thuật keo EPI 1922/1999 Chỉ tiêu kĩ thuật EPI Adhesive 1922 Chất đóng rắn 1999
Màu sắc Trắng sữa Nâu trong suốt Độ nhớt (25 0 C) 5000 - 13000 mPas 150 - 450 mPas
Khối lượng riêng 1300 kg/m 3 1200 kg/m 3 Độ pH 6 - 8 NA
Tỉ lệ trộn 100 phần trọng lượng 10 - 15 phần trọng lượng
9 tháng ở 30 o C Điều kiện bảo quản
Nhiệt độ bảo quản từ 5-35 o C Nhiệt độ bảo quản từ 5-35 o C
Các yêu cầu kĩ thuật khi sử dụng
Thời gian trộn Trộn máy 30 giây, trộn tay 120 giây
Formandehyde Đáp ứng tiêu chuẩn F ****
Lượng keo tráng 150 - 250 g/m 2 , phụ thuộc vào điều kiện vật dán Độ ẩm gỗ 8 – 12% là tốt nhất, tối đa không quá 15%
Mặt phẳng ghép Láng có đặc điểm phẳng, không cháy cạnh, không sần sùi và không đổ lông Sau khi gia công, cần ghép ngay trong vòng 24 giờ Thời gian sử dụng của hỗn hợp keo sau khi trộn xúc tác cũng cần được lưu ý.
Yêu cầu không quá 60 phút ở 30 o C;
Không sử dụng keo khi không có xúc tác
Dưới 5 phút, đủ nhanh để hạn chế rủi ro keo bị khô trước khi ép, thời tiết khô nóng cần thao tác nhanh hơn để tránh keo bị khô trước khi ép
Thời gian ép Ép nguội 45 – 60 phút; Ép cao tần 60 giây Áp suất ép Từ 0,8 – 1,2 MPa, phụ thuộc vào điều kiện vật dán
Thời gian gia Khoảng 2 – 6 giờ, tốt nhất để sau 24 giờ;
9 công sau khi keo đóng rắn
Khả năng kháng nước sau 7 ngày;
Khả năng chịu ẩm của màng keo tốt nhất sau 14 ngày
Lưu ý Bảo quản keo và xúc tác ở nơi thoáng mát Không sử dụng keo đã hết hạn sử dụng;
Vệ sinh dụng cụ bằng nước trước khi keo đóng rắn;
Keo EPI 1922/1999 là loại keo 2 thành phần lý tưởng cho ghép ngang, ghép khối và các ứng dụng dán dính gỗ trong sản xuất hàng mộc nội và ngoại thất Với cường độ bám dính cao, keo này chịu nhiệt tốt, kháng dung môi và kháng nước, phù hợp cho việc sử dụng với các thiết bị ghép nóng và ghép cao tần.
Bảng 3 Thông số kỹ thuật keo PVAc 3314
Chỉ tiêu kĩ thuật Keo PVAc 3314
Trạng thái Chất lỏng, màu trắng Độ nhớt ở 25 0 C 7000 – 16000 mPas Độ pH ở 25 0 C 6.5-7.5
Thời gian bảo quản 6 tháng ở 20 o C
Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ từ 5 đến 30 độ C trong vòng 2 tháng Nếu không đóng kín thùng keo, lớp keo trên bề mặt sẽ bị đóng rắn, do đó cần phải đóng gói bao bì cẩn thận để đảm bảo chất lượng.
1.2.2 Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An a) Chức năng kinh doanh và địa điểm
Công ty Cổ phần Lâm Nghiệp Tháng Năm, thành lập năm 2013, hoạt động trong dự án chế biến gỗ và phát triển lâm nghiệp bền vững tại Nghệ An với tổng đầu tư 500 triệu USD Công ty sở hữu hai nhà máy chế biến gỗ ghép thanh và MDF.
Nhà máy chế biến gỗ ghép thanh với tổng mức vốn đầu tư 150 triệu USD, với công suất 8.800m 3 /năm và nhà máy ván sợi MDF với vốn đầu tư 350
10 triệu USD , công suất 400.000m 3 /năm.được chia làm 2 giai đoạn Giai đoạn 1:( 130.000m 3 /năm với mức đầu tư 100 triệu USD), giai đoạn 2: 270.000m 3 /năm hoạt động vào năm 2017
Nhà máy chế biến gỗ Nghệ An, rộng 40 ha, thuộc Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm, là khu phức hợp nhà máy và văn phòng Địa chỉ của nhà máy nằm tại xã Nghĩa Hội, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm và đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 9000:2000, JIS, JAS, việc kiểm soát chất lượng là rất quan trọng, đặc biệt khi xuất khẩu sang các thị trường khó tính như Mỹ, Nhật Bản và EU Một trong những yêu cầu chính trong sản xuất ván nhân tạo là hàm lượng formaldehyde phải đạt tiêu chuẩn của từng quốc gia Điều này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ trong quy trình sản xuất và công nghệ sử dụng keo dán Hiện tại, năng suất sản xuất đạt 244,64 m³/tháng.
Keo được sử dụng trong sản xuất ván ghép thanh bao gồm hai dòng keo Prefere 6245N và Prefere 6191-6601VN do AICA cung cấp Mỗi tháng, lượng keo tiêu thụ đạt 4,5 tấn Nguyên liệu sản xuất chủ yếu là
- Gỗ: Chủ yếu là gỗ Keo lai, kích thước thanh cơ sở (220x50x21; 160x46x18 )
- Keo dán: Keo Prefere 6245N, Keo Prefere 6191-6601-VN
Thành phần, thông số kỹ thuật của keo do nhà sản xuất cung cấp được trình bày tại bảng 4,5,6,7 và bảng 8
Bảng 4 Thành phần keo Prefere 6245
Bảng 5 Thông số kỹ thuật keo Prefere 6245
Dạng tồn tại Chất lỏng màu trắng sữa Độ nhớt ở to0 o C 6.000 – 8000 mPa Độ pH 6.5 – 8.5
Bảng 6 Thành phần keo Prefer 6191
CAS No Polymer tổng hợp 9003-25-8; 24937-78-8
Bảng 7: Thông số kỹ thuật keo Prefere 6191-6601
Dạng tồn tại Chất lỏng màu trắng sữa Độ nhớt ở 30 o C 7.000- 9.500mPa Độ pH 6.5- 8.5
Tỉ lệ trộn Mkeoprefere6191/ Mchất xúc tác prefere 6601 = 100/15 Thời gian sử dụng hỗn hợp keo ở to= 30 o C thời gian sử dụng là 60phut
Phôi ghép Đồng nhất về chiều dày, mặt không bám bụi bẩn; độ ẩm: 6-15%
Thời gian tráng keo với lượng keo 250g/m² yêu cầu các thao tác thực hiện nhanh chóng Ở nhiệt độ 20°C và độ ẩm 65%, thời gian đóng rắn tối đa là khoảng 20 phút.
Lực ghép Gỗ mềm: 0.6 – 1.0 N/mm 2 ( 6-10kg/cm 2 )
Gỗ cứng: 0.8- 1.2 N/mm 2 ( 8-12g/cm 2 ) Thời gian ghép Khung cửa, mặt bàn 45 phút
Ghép trụ: 60 phút Loại hình ghép Ghép nhiệt, nguội, cao tần
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá thực trạng và kỹ thuật sử dụng keo dán trong sản xuất ván ghép thanh tại Công ty Cổ phần Woodsland và Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An.
Kiểm tra được các thông số kỹ thuật của keo dán và chất lượng sản phẩm ván ghép thanh tại 02 Công ty.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Kĩ thuật sử dụng keo dán trong sản xuất ván ghép thanh và chất lượng sản phẩm ghép thanh b) Phạm vi nghiên cứu:
- Địa điểm: Công ty Cổ phần Woodsland và Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An
Nhà máy Thuận Hưng sử dụng 3 loại keo: EPI 1985/1993, EPI 1922/1999 và keo sữa PVAc 3314 chỉ dành cho ghép dọc
Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An sử dụng 2 loại keo: Prefere 6245N và Prefere 6191-6601VN
Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Cơ sở lý thuyết
Nội dung 2: Tìm hiểu, đánh giá kĩ thuật sử dụng keo dán tại các địa điểm khảo sát
Nội dụng 3: Kiểm tra, đánh giá chất lượng keo dán tại hai Công ty
Nội dung 4: Kiểm tra, đánh giá chất lượng ván ghép thanh tại 02 Công ty.
Phương pháp nghiên cứu
- Nội dụng 1:Phương pháp lý thuyết
Phương pháp điều tra, khảo sát:
Tiếp cận cơ sở sản xuất để khảo sát loại keo sử dụng, kỹ thuật và quy trình áp dụng keo của nhà máy, đồng thời theo dõi tình hình hoạt động của ba ca làm việc.
Tiến hành thực nghiệm để kiểm tra các thông số kĩ thuật của keo so với lí thuyết và các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
Nội dung 2: Phương pháp điều tra, khảo sát
Nội dung 3: Sử dụng các tiêu chuẩn kiểm tra keo dán gồm: (EN 204:2001; EN 12765:2001; EN 302:1991)
Nội dung 4: Sử dụng các tiêu chuẩn kiểm tra ván ghép thanh được thể hiện như bảng 7
Bảng 9: Các tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng ván ghép thanh
TT Tính chất kiểm tra Tiêu chuẩn kiểm tra
1 Kiểm tra độ ẩm ván TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
2 Kiểm tra khối lượng thể tích ván TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
3 Kiểm tra độ bền uốn TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
4 Kiểm tra độ bền kéo đứt ngón ghép TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
5 Kiểm tra độ bền trượt của mạch keo
6 Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo
TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009) b) Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Excel và sử dụng thống kê toán học với các đặc trưng thống kê:
Trị số cộng trung bình ( x ) Được xác định theo công thức: n x x n
Trong đó: xi- Các giá trị ngẫu nhiên của thí nghiệm; n- số mẫu quan sát
Phương sai (S) Được xác định theo công thức:
Trong đó: xi- Giá trị các phần tử; x - Trung bình cộng của các giá trị xi.; n- Số mẫu quan sát
Hệ số biến động (S%) Được xác định theo công thức:
Trong đó: S- Phương sai; x -Trị số trung bình cộng
Hệ số trung bình cộng (m) Được xác định theo công thức: n m = S
Trong đó: S- Phương sai; n- Số mẫu quan sát
Hệ số chính xác (P) Được xác định theo công thức: = 100 (%) x
Trong đó: m- Sai số trung bình cộng; x - Trị số trung bình cộng
Sai số tuyệt đối của ước lượng (C 95% ) Được xác định theo công thức: ( ) ( ) n t S
Trong đó: tɑ/2- Mức tin cậy; S- Độ lệch chuẩn; n- Dung lượng mẫu
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Khái lược về ván ghép thanh
3.1.1 Khái niệm ván ghép thanh
Ván ghép thanh là sản phẩm gỗ công nghiệp được tạo ra bằng cách ghép các thanh gỗ tự nhiên nhỏ lại với nhau bằng chất kết dính, sau đó được ép dưới nhiệt độ và áp suất quy định để hình thành những tấm ván lớn hơn.
3.1.2 Nguyên lí hình thành ván
Nguyên lý hình thành ván:
Trong ván ghép thanh có hai loại mối dán cơ bản:
Ghép các đầu thanh nguyên liệu tạo độ dài của thanh và sản phẩm
Ghép ngang để tạo chiều rộng của sản phẩm
- Ghép ngang của ván ghép thanh đối với nhiều loại gỗ là tương đối giống nhau vì diện tích dán tương tự nhau, lực ép tương đương nhau
- Ghép dọc của ván tùy thuộc vào phương pháp ghép: ghép nối đầu, ghép mộng, ghép ngón,
Ván ghép thanh là sản phẩm được tạo ra bằng cách dán ghép các thanh nhỏ có kích thước đồng nhất, sử dụng chất kết dính và ép trong điều kiện nhất định, nhằm tạo ra các thanh và ván có kích thước lớn hơn.
Các phương pháp ghép thanh cơ sở trong sản xuất ván ghép thanh:
Phương pháp ghép đối đầu
Phương pháp ghép bằng mộng
Phương pháp ghép cạnh ván ghép thanh sử dụng kỹ thuật ghép ngón, trong đó các thanh thành phần có độ dài khác nhau được kết hợp với nhau thông qua mối ghép dạng mộng ngón và chất kết dính Sau đó, các thanh này được ghép lại để tạo thành tấm ván phục vụ cho mục đích sử dụng cụ thể.
Phương pháp ghép nối ngón có nhiều ưu điểm so với các phương pháp ghép khác:
Khả năng liên kết ván có cường độ cao
Có khả năng tận dụng nguyên liệu cao
Gia công ít có khuyết tật
Nhưng nó cũng có những nhược điểm so với phương pháp ghép đối đầu:
- Lượng keo tiêu tốn hơn
- Gia công phức tạp hơn
- Đầu tư nhân công cao hơn
Phương pháp ghép ngón đang ngày càng phổ biến tại các nhà máy và cơ sở sản xuất ván ghép thanh nhờ vào những ưu điểm nổi bật của nó.
Trong ván ghép thanh, hai thanh kề nhau cần ghép đối xứng qua mặt tiếp xúc Nếu ghép xuyên tâm, các thanh không được đối nhau, trong khi ghép tiếp tuyến thì phải tuân thủ quy tắc này Các thanh phải có kích thước chiều dày và chiều rộng bằng nhau, và hai cạnh kề không được trùng mạch ghép Trong cùng một mạch ghép, các thanh cần có khẩu độ ngắn và không được đối xứng theo phương xuyên tâm, mà phải xếp theo một chiều theo phương tiếp tuyến.
3.1.3 Ưu, nhược điểm của ván ghép thanh
Gỗ ghép thanh mang lại nhiều ưu điểm vượt trội của gỗ tự nhiên, bao gồm độ bền cơ lý, khả năng chịu nước và khả năng chịu lực, cho phép nó hoàn toàn có thể thay thế gỗ tự nhiên trong nhiều ứng dụng.
Sản phẩm có sự đa dạng về mẫu mã, bao gồm nhiều màu sắc và vân gỗ khác nhau Bề mặt được xử lý tốt, mang lại độ bền màu cao và khả năng chịu xước, va đập tốt Ngoài ra, sản phẩm không bị mối mọt hay cong vênh như các loại gỗ thông thường.
+ Có độ bền cũng không thua kém so với độ bền của gỗ tự nhiên nguyên khối
+ Dễ dàng trong việc thi công và thời gian thi công nên sản xuất được với số lượng lớn
+ Có tính ứng dụng cao, có thể sử dụng để thay thế cho gỗ tự nhiên trong việc thi công và thiết kế nội thất
+ Hạn chế tình trạng cạn kiệt gỗ rừng tự nhiên vì vật liệu của gỗ ghép thanh chủ yếu lấy từ rừng trồng
- Không đồng đều về màu sắc và đường vân vì được ghép từ những thanh gỗ nhỏ khác nhau
3.1.4 Ứng dụng ván ghép thanh
Ván ghép thanh là vật liệu chủ yếu trong sản xuất đồ mộc và nội thất, đồng thời cũng được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng và giao thông vận tải.
Ảnh hưởng của keo dán đến chất lượng ván ghép thanh
Quá trình dán dính liên quan đến việc kết nối hai vật thể thông qua một vật liệu trung gian, cụ thể là keo dán, trong những điều kiện nhất định Chất lượng mối dán phụ thuộc trực tiếp vào loại keo sử dụng, và có thể được mô tả bằng hàm mục tiêu chất lượng mối dán: \$y = f(x_1, x_2, x_3, x_4, x_5)\$ Trong đó, \$y\$ đại diện cho chất lượng mối dán, và các yếu tố ảnh hưởng bao gồm: \$x_1\$ là loại keo, \$x_2\$ là độ nhớt, \$x_3\$ là hàm lượng khô, \$x_4\$ là độ pH của keo, và \$x_5\$ là lượng keo tráng.
Lý thuyết dán dính chỉ ra rằng lực liên kết của mối dán phụ thuộc vào sự hình thành cầu nối hóa học Mỗi loại keo có cấu trúc phân tử khác nhau, dẫn đến sự khác biệt về số lượng và loại cầu nối hóa học, từ đó ảnh hưởng đến cường độ dán dính Do đó, việc lựa chọn keo dán phù hợp với công nghệ và mục đích sử dụng là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Khi lựa chọn keo dán, cần xem xét nhiều yếu tố như công nghệ sản xuất, chất lượng và giá thành sản phẩm Đối với ván sàn trong môi trường khác nhau, yêu cầu về chất lượng cũng khác nhau; sản phẩm cần có cường độ chịu uốn cao và màng keo chống ẩm nhiệt nên sử dụng keo EPI, MF, PE Ngược lại, với ván dùng trong sản xuất đồ mộc và thủ công mỹ nghệ, nơi cường độ không yêu cầu quá cao, có thể chọn keo tự nhiên hoặc tổng hợp với hàm lượng formaldehyd thấp, như keo PVA, PVAc, EPI, để đảm bảo sức khỏe cho người sử dụng Mỗi loại keo ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng sản phẩm.
Keo EPI có cấu trúc mạng phức tạp khi đóng rắn, mang lại độ bền dán dính cao và khả năng chịu ẩm nhiệt tốt Ngược lại, keo PVAc có cấu trúc đơn giản hơn, dẫn đến độ bền dán dính thấp và khả năng chịu ẩm nhiệt kém Sản phẩm từ keo EPI có độ võng do uốn và trương nở chiều dày thấp, cho thấy ưu điểm vượt trội trong ứng dụng.
Trong sản xuất, việc lựa chọn loại keo không nhất thiết phải dựa vào độ bền tốt nhất, mà cần xem xét yêu cầu về chất lượng sản phẩm và mục đích sử dụng Bên cạnh đó, lượng keo trải cũng có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của sản phẩm.
Quá trình dán ép phụ thuộc vào sự hình thành các cầu nối hóa học, mà số lượng cầu nối này lại liên quan chặt chẽ đến lượng keo tráng Nếu lượng keo không đủ trên bề mặt, sẽ không tạo ra tính liên tục của màng keo, dẫn đến số lượng cầu nối hóa học giảm, làm giảm chất lượng mối dán, tăng trương nở chiều dày và khả năng bong tách Ngược lại, khi lượng keo tăng lên, trương nở chiều dày và khả năng bong tách sẽ giảm Tuy nhiên, nếu lượng keo quá lớn, chiều dày màng keo sẽ tăng lên, gây ra những vấn đề khác.
20 nội ứng suất trong màng keo khi đã đóng rắn dẫn đến các khuyết tật như giòn, bong tách và lãng phí keo dán
Lượng keo tráng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng sản phẩm, công nghệ sản xuất và giá thành Mỗi loại ván nhân tạo sẽ yêu cầu một lượng keo tráng khác nhau để đạt được hiệu quả tối ưu.
Trong quá trình sản xuất, việc lựa chọn lượng keo tráng cần dựa vào cường độ mối dán, đặc biệt là độ bền kéo trượt của sản phẩm Mối quan hệ này có thể được thể hiện qua hình ảnh minh họa.
Hình 2 Mối quan hệ giữa lượng keo và độ bền kéo trượt màng keo
Cường độ kéo trượt của màng keo tăng lên khi lượng keo gia tăng, đạt đến mức tối đa tại một lượng keo nhất định Sau đó, nếu tiếp tục tăng lượng keo, cường độ này sẽ không còn tăng nữa và có xu hướng giảm.
Khi sử dụng keo trên diện tích nhỏ, lượng keo thực tế trên bề mặt vật dán rất ít do hao hụt trong quá trình tráng và ép Cấu trúc gỗ và chất lượng bề mặt không hoàn hảo khiến một phần keo được dùng để lấp đầy các khoảng trống trong tế bào và khuyết tật bề mặt Điều này dẫn đến hiện tượng nghèo keo trên bề mặt, làm giảm khả năng tạo ra màng keo liên tục và cường độ dán thấp Tăng lượng keo sử dụng sẽ cải thiện độ bền kéo trượt.
Khi lượng keo tăng, màng keo sẽ dày lên và cường độ của mối dán cũng tăng theo Tuy nhiên, khi keo đủ để tạo thành màng keo hoàn chỉnh, cường độ kéo trượt sẽ không còn tăng mà có xu hướng giảm Sự gia tăng độ dày của màng keo có thể dẫn đến nội ứng suất, đặc biệt khi dung môi thấm vào gỗ gây ra sự chênh lệch độ ẩm Khi dung môi bay hơi, bọt khí có thể hình thành trong màng keo, gây ra sự gián đoạn và nứt nẻ Hệ quả là độ bền dán dính giảm, làm cho mối dán dễ bị khuyết tật như cong vênh và dễ bị nấm mốc xâm hại.
Theo nghiên cứu, khi quan sát sự phá hủy mẫu kéo trượt của màng keo, thường xảy ra ở phần gỗ tiếp giáp với bề mặt màng keo Do đó, việc sử dụng màng keo dày không mang lại hiệu quả, đặc biệt khi bề mặt vật dán đã được gia công chuẩn Vì vậy, cần xác định lượng keo tráng hợp lý để đảm bảo độ bền dán dính của màng keo.
Khi lựa chọn lượng keo tráng, cần xem xét không chỉ vật dán và công nghệ sản xuất mà còn phải dựa vào thông số kỹ thuật của keo và hiệu quả kinh tế, giá thành sản phẩm Thông số kỹ thuật của keo có ảnh hưởng lớn đến quyết định này.
Hàm lượng khô trong keo là lượng chất rắn có mặt, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng màng keo Khi dán, dung môi keo thấm vào gỗ hoặc bay hơi, để lại phần chất rắn thực hiện liên kết Do đó, hàm lượng khô đóng vai trò quan trọng trong hiệu quả của quá trình dán.
Hàm lượng khô thấp trong keo làm cho keo trở nên loãng, chủ yếu chứa dung môi là nước Khi dán ép, dung môi thấm vào gỗ, làm tăng độ ẩm và ảnh hưởng xấu đến chất lượng mối dán, có thể gây nổ ván khi ép nhiệt Ngoài ra, lượng keo quá ít sẽ không đủ để thực hiện mối dán hiệu quả.
Hàm lượng khô cao thì độ nhớt keo cao có thể gây khó khăn cho quá trình bôi tráng và dàn trải đều của keo
Tùy theo từng loại keo và công nghệ tráng keo mà chọn loại keo có hàm lượng khô phù hợp để đảm bảo độ bền của màng keo
Trị số hàm lượng khô thích hợp nhất từ 40 -60 %
Tìm hiểu, đánh giá kĩ thuật sử dụng keo của hai công ty
Công nghệ sử dụng keo tại Công ty Cổ phần Woodsland và Công ty Cổ phần Lâm ngiệp Tháng Năm Nghệ An
Công nghệ sử dụng keo của công ty được thể hiện qua sơ đồ sau:
Hình 3 Sơ đồ công nghệ sử dụng keo dán của Công ty Khâu chọn keo: Theo mục đích sử dụng và đơn hàng, công ty chọn keo
EPI 1985/1993, EPI 1922/1999 và keo PVAc 3314 làm keo sản xuất ván ghép thanh
Nhận keo: Keo và chất xúc tác sẽ được kiểm tra theo quy trình kiểm tra tiếp nhận đầu vào Nội dung kiểm tra gồm:
- Tên keo, tên nhà cung cấp;
- Mã lô hàng, ngày sản xuất;
- Màu sắc (so với mẫu tiêu chuẩn của lần nhập trước);
Chọn keo Nhận keo Pha trộn keo Trải keo
Thời gian để khô keo Công nghệ ép
- Giấy kiểm nghiệm lô hàng;
- Keo, chất xúc tác sau khi nhập về được bảo quản ở nơi thông thoáng và có kiểm soát nhiệt độ trong kho
Pha trộn keo: Tỉ lệ trộn, thời gian trộn, thời gian keo sống
Pha trộn keo chỉ áp dụng cho keo 2 thành phần như EPI 1985/1993 và EPI 1922/1999 Trong khi đó, keo PVAc là keo 1 thành phần, do đó không cần pha trộn mà chỉ cần khuấy đều và cân ra để sử dụng.
Công ty thực hiện pha keo EPI 1985/1993 và EPI 1922/1999 tương tự nhau Cách sử dụng các loại keo này, cùng với keo PVAc 3314, bao gồm các yếu tố như cách trải keo, lượng keo trải, áp suất ép, thời gian ép, OAT, CAT, và thời gian ổn định màng keo.
Tỉ lệ trộn keo EPI loại 2 thành phần được khuyến nghị là 10-15 phần chất đóng rắn trên 100 phần trọng lượng keo, với việc kiểm tra bằng cân ít nhất 2 lần mỗi ca Tuy nhiên, tỉ lệ này có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường Cụ thể, nếu nhiệt độ vượt quá 25 o C, nên trộn 12 phần chất đóng rắn trên 100 phần keo, trong khi nếu nhiệt độ thấp hơn 25 o C, tỉ lệ trộn sẽ là 14 phần chất đóng rắn trên 100 phần keo.
Trộn keo, trải keo và ghép dọc
Keo và chất đóng rắn được cân và đổ vào chậu, sau đó dùng một thanh gỗ nhỏ để khuấy đều Mỗi lần trộn, sử dụng 5 lạng keo và điều chỉnh tỉ lệ chất đóng rắn theo thời tiết Sau khi sử dụng hết, tiếp tục trộn thêm Thời gian khuấy keo bằng tay là 2 phút.
Trải keo ghép dọc bằng cách nhúng phần mộng ngón ghép vào keo, sau đó sử dụng bàn chải cước để quét đều keo trên bề mặt các ngón ghép và loại bỏ phần keo dư thừa Sau khi tráng keo một đầu, tiến hành xếp và ép các ngón ghép lại với nhau.
Lượng keo tráng: 200 g/m 2 ; Áp lực ép: 1 MPa;
Thời gian ép: ≥ 6 giây; Độ ẩm gỗ: 200 giây;
Thời gian chỉnh nguội: 2 – 3 phút
Thời gian ổn định màng keo sau ghép ngang là ≥ 4 giờ
Công nghệ sử dụng keo Công ty Cổ phần Lâm nghiệp tháng năm Nghệ An: Loại keo: Prefere 6245N và 6191-6601VN
Các bước sử dụng keo bao gồm việc chọn loại keo, pha keo, trải keo, áp dụng công nghệ ép và thời gian để ráo màng keo Công ty đã cải tiến quy trình bằng cách kết hợp công đoạn phay finger với trải keo ngón thông qua cụm máy sử dụng cơ giới tự động.
- Gỗ mềm : 0,6 - 1,0 N/mm 2 (6-10kg/cm 2 )
- Gỗ cứng : 0,8 - 1,2 N/mm 2 (8-12kg/cm 2 )
Thời gian chỉnh nóng: >200 giây;
Thời gian chỉnh nguội: 2 – 3 phút
Trong quá trình trộn keo, việc sử dụng khối lượng keo lớn so với ca làm việc là rất quan trọng Nhiệt độ cao có thể khiến keo đóng rắn nhanh chóng, dẫn đến việc hình thành cục và ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình dàn trải keo cũng như chất lượng của mối ghép.
Trong quá trình ghép dọc, công nhân nhúng ngón ghép vào khay keo chỉ dựa vào quan sát bằng mắt thường để đánh giá lượng keo Điều này có thể dẫn đến tình trạng keo bị tràn hoặc thiếu, ảnh hưởng tiêu cực đến mối dán và chất lượng bề mặt sản phẩm.
Trong công đoạn ghép ngang, lượng keo được quy định là 170:250 g/m2, nhưng thực tế, công nhân chỉ cho thanh ghép đi qua rulo mà không kiểm tra chính xác lượng keo trên mỗi mặt, dẫn đến sự không đồng đều và chất lượng mối ghép kém Việc đánh giá bằng mắt thường có thể khiến mối ghép dễ bị tách sau khi ghép Đối với ghép cảo, thời gian ổn định không đủ dẫn đến màng keo chưa đóng rắn hoàn toàn, gây bong tróc và ảnh hưởng đến chất lượng dán dính.
- Công ty đã lựa chọn, sử dụng loại keo có chất lượng tốt, phù hợp trong sản xuất ván ghép thanh và đạt tiêu chuẩn F ****
Trộn keo cần tuân thủ đúng yêu cầu và tỷ lệ mà nhà sản xuất khuyến cáo Tuy nhiên, cần linh hoạt điều chỉnh theo nhiệt độ môi trường và thời gian sống của keo để đạt hiệu quả tối ưu.
Lượng keo ghép ở ghép ngang được kiểm soát tốt nhờ vào việc sử dụng máy móc, trong khi ghép dọc lại chưa đạt yêu cầu do thực hiện thủ công với dụng cụ đơn giản Điều này dẫn đến việc lượng keo tráng không đồng đều, có thể bị tràn ra ngoài, gây lãng phí hoặc thiếu hụt, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván.
Công nghệ ép của công ty đã tuân thủ áp suất và thời gian ép theo đề xuất của bộ phận kiểm tra chất lượng Tuy nhiên, thời gian sau trải keo (OAT và CAT) đã giảm đáng kể do yêu cầu sản xuất nhanh để đạt tiến độ và năng suất Việc thời gian sau trải keo ít hơn quy định đã ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm.
Qua khảo sát một số thanh gỗ ghép dọc, đã phát hiện hiện tượng nứt tại mối ghép và một số mối ghép bị hở, ngón ghép chưa khít Hiện tượng nứt chân răng có thể do áp suất ép lớn gây ra, trong khi lỗi hở mối ghép là do lực ép chưa đủ, dẫn đến mối ghép không được kín khít.
29 hở tại mối ghép không nhiều, nguyên nhân có thể do máy bị lỗi nên gây ra hiện tượng trên
- Thời gian chờ màng keo ổn định thích hợp, vì không thấy hiện tượng vỡ, hỏng mối ghép sau khi chuyển qua công đoạn gia công khác
Kiểm tra chất lượng keo dán dùng trong sản xuất ván ghép thanh
Độ pH của keo được xác định bằng máy đo điện cực pH (AD 110)
Bước 1 Kết nối 2 đầu điện cực và cảm biến với máy
Bước 3: Đặt 2 đầu đo vào trong dung dịch keo kiểm tra rồi đọc chỉ số pH
Hình 4: Máy đo pH AD110 3.3.2 Xác định hàm lượng khô của keo
Xác định hàm lượng khô của keo: Phương pháp cân sấy
Hình 5: Tủ sấy thí nghiệm
Lấy 3-5g keo cho vào 03 cốc sứ, sau đó đặt trong lò sấy ở nhiệt độ (103±2) °C trong 24 giờ Cân khối lượng mẫu cho đến khi không đổi giữa hai lần liên tiếp để xác định khối lượng mẫu khô kiệt Tính toán khối lượng theo công thức đã quy định.
𝑚 x 100 Trong đó: m0: khối lượng ban đầu của cốc (g) mkk: khối lượng sau khi sấy (g) m: khối lượng keo mẫu ban đầu (g)
3.3.3 Xác định độ nhớt của keo Độ nhớt của keo là chỉ số thể hiện sự đặc hay loãng của keo
Hình 6: Máy đo độ nhớt mã hiệu VISCOTESTER-345030
Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, máy đo độ nhớt, các vật dụng phục vụ quá trình đo
Bước 2: Chọn 1 trục chính phù hợp để đo đảm bảo độ nhớt ở trong phạm vi
Bước 3: Hạ thấp trục vào mẫu keo cho đến khi nút chặn là đạt (phải đặt nhớt kế thẳng, bong bóng khí ở trong vòng)
Bước 4: Khởi động nhớt kế để ổn định và đọc kết quả hiển thị trên màn hình máy( lưu ý: đọc độ nhớt khi quay được 3 vòng)
Kết quả kiểm tra keo dán đang sử dụng tại Công ty Cổ phần Woodsland được thể hiện ở bảng 10, 11 và 12 và kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 1
Bảng 10 Kiểm tra thông số kĩ thuật keo EPI 1985/1993
TT Thông số Đơn vị Trị số
Bảng 11 Kiểm tra thông số kĩ thuật keo EPI 1922/1999
TT Thông số Đơn vị Trị số
Bảng 12 Kiểm tra thông số kĩ thuật keo PVAc 3314
TT Thông số Đơn vị Trị số
Dựa trên các thông số kỹ thuật và quá trình kiểm tra, keo sữa 2 thành phần EPI 1985/1993, EPI 1922/1999 và keo PVAc 3314 đều đạt tiêu chuẩn về độ pH và hàm lượng khô, nằm trong giá trị mà nhà cung cấp đã đánh giá.
Do điều kiện của máy kiểm tra độ nhớt chỉ đo được ở mức 300 mPas, nên chưa có số liệu chính xác về độ nhớt thực của keo Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện, kim đồng hồ luôn chỉ ở mức vạch cao hơn.
300mPas, tuy không phản ánh đúng giá trị chính xác nhưng phần nào cũng cho thấy độ nhớt của keo là đạt trong ngưỡng cho phép
Hàm lượng khô của ba loại keo dùng cho ván ghép thanh đều nằm trong khoảng hợp lý 40-60% Độ pH của keo EPI 1985/1993 và EPI 1922/1999 lần lượt là 6,77 và 6,72, đều nằm trong giới hạn cho phép của nhà cung cấp (pH 6-8) Keo PVAc 3314 có độ pH là 6,98, nằm trong khoảng cho phép (pH 6,5-7,5), cho thấy khả năng đảm bảo cường độ dán tốt cho mối ghép.
Kiểm tra chất lượng sản phẩm ván ghép thanh
Nguyên liệu sản xuất ván ghép thanh tại hai nhà máy :Keo lai từ 5-7 năm tuổi
Một số tính chất cơ lý của gỗ Keo lai như bảng 13
Bảng 13 Tính chất cơ lý của gỗ Keo lai
Thông số Trị số Đơn vị
- Khối lượng thể tích ở MC%
- Khối lượng thể tích ở MC%
- Khối lượng thể tích ở MC=0%
Hút nước sau 24h ngâm nước 21,2 %
Hút ẩm sau 24h 2 % Độ co rút
% Độ dãn dài sau 30 ngày ngâm nước
Giới hạn bền khi nén dọc(MC%) 62,35 MPa
Giới hạn bền khi nén cục bộ(MC%)
Giới hạn bền khi nén toàn bộ(MC%)
MPa MPa Giới hạn bền khi kéo dọc thớ(MC%)
Giới hạn bền khi kéo ngang thớ(MC%)
Giới hạn bền uốn tĩnh (MC%) 88,6 MPa
Mô đun đàn hồi uốn tĩnh 7500 MPa
Giới hạn bền khi trượt dọc thớ xuyên tâm(MC%)
Giới hạn bền khi trượt dọc thớ tiếp tuyến (MC%)
MPa MPa Giới hạn bền khi trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC%)
Giới hạn bền khi trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC%)
MPa MPa Sức chống tách xuyên tâm (MC%)
Sức chống tách tiếp tuyến (MC%)
3.4.1 Độ ẩm Độ ẩm được kiểm tra tại nhà máy sản xuất
Sử dụng máy đo độ ẩm WARGER MMC 220
Vị trí đo 10 điểm trên tấm ván
Hình 7 Máy kiểm tra độ ẩm ván
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 2, kết quả tổng hợp ghi ở bảng 14
Theo tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8574-2010( ISO 8375:2009)
Dụng cụ: cân điện tử đo chính xác ± 0.01g thước kẹp độ chính xác 0.01mm
Dùng thước kẹp kỹ thuật có độ chính xác 0.02mm để đo chiều dài và chiều rộng của mẫu
Dùng thước kẹp điện tử có độ chính xác 0.01mm để đo chiều dày của mẫu( chiều dày được xác định bằng chiều dày của 4 điểm đo)
Dùng cân điện tử có độ chính xác 0.01g để cân khối lượng mẫu
𝛾 khối lượng thể tích ván g/cm3
Hình 8 Vị trí 4 điểm đo chiều dày mẫu
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 3, kết quả tổng hợp ghi ở bảng 14
3.4.3 Kiểm tra độ bền uốn tĩnh
Tiêu chuẩn kiểm tra; TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
Kích thước mẫu thử: 360 x 50 x t mm
Dụng cụ: máy vạn năng, thước kẹp với độ chính xác 0.02mm, panme độ chính xác 0.01mm
MOR: độ bền uốn tĩnh, MPa
𝐿 𝑔 - ( L= 12t, L≥200mm) khoảng cách giữa hai gối đỡ, mm t- chiều dày w- chiều rộng mẫu thứ, mm
Hình 9 Mẫu kiểm tra độ bền uốn tĩnh
Hình 10 Mẫu bị phá hủy sau khi uốn
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ biểu 4, kết quả tổng hợp ở bảng 14
3.4.4 Kiểm tra kéo đứt ngón ghép
Tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
Thước kẹp: độ chính xác 0.02mm
Thước panme độ chính xác 0.01mm
Máy kiểm tra vạn năng
𝜏 𝑘đ - độ bền kéo đứt, MPa
P- lực kéo khi mối ghép bị đứt, kgf w- chiều rộng tiết diện kéo, mm t- chiều dày tiết diện kéo, mm
Hình 11 Hình dạng mẫu xác định kéo đứt mối ghép
Hình 12 Ảnh mẫu bị phá hủy khi kéo đứt mối ghép
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ biểu 5, kết quả tổng hợp ghi ở bảng 14
3.4.5 Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo
Tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
Máy Qtest, thước kẹp có độ chính xác 0.02 mm Panme có độ chính xác 0.01mm
𝐹 , MPa Trong đó: p- lực phá hủy mẫu, kg.f
F- diện tích kéo trượt, mm 2
Hình 13 Mẫu xác định kéo trượt màng keo
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ biểu 6, kết quả được tổng hợp ở bảng 14
3.4.6 Kiểm tra kéo trượt mạch keo
Số lượng mẫu: 10 mẫu Đo các kích thước b và t của diện tích trượt chính xác đến 0,5 mm
Mẫu thử cần được đặt trong dụng cụ trượt với tải trọng truyền theo hướng thớ gỗ Mạch keo phải được định vị sao cho khoảng cách giữa mạch keo và mặt phẳng trượt không vượt quá 1 mm tại mọi điểm.
Tải trọng được truyền với tốc độ không đổi, sao cho sau ít nhất 20 s mẫu sẽ bị phá hủy
Tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy được đánh giá chính xác đến 5 %
Mỗi thanh mẫu thử cần được đánh dấu bằng vật liệu bền màu để xác định vị trí của nó trong mặt cắt ngang của cấu kiện gỗ ghép thanh bằng keo.
Tính toán ứng suất trượt: Độ bền trượt fs phải được tính toán đến hai chữ số có nghĩa theo công thức sau:
𝐹 𝑈 là tải trọng tới hạn, tính bằng Niutơn;
A là diện tích trượt, tính bằng milimét vuông (đối với thanh mẫu thử hình lăng trụ-chữ nhật
Hình 14 Mẫu kéo trượt mạch keo
Hình 15 Mẫu phá hủy sau khi kéo trượt
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 7 và tổng hợp ở bảng 14
Kết quả kiểm tra chất lượng ván ghép thanh của Công ty Cổ phần Woodsland được trình bày như bảng
Bảng 14 Chất lượng ván ghép thanh
TT Tính chất Đơn vị tính Trị số
3 Độ bền uốn tĩnh MPa 31,44 (3,71)
4 Độ bền kéo đứt ngón MPa 1,74 (0,2)
5 Độ bền kéo trượt màng keo MPa 8,38 (1,88)
6 Độ bền kéo trượt mạch keo MPa 7,09 (1,32)
Ghi chú: Trị số trong ngoặc đơn là độ lệch chuẩn
Độ ẩm trung bình của ván được xử lý là 11,2% theo bảng 11, phù hợp cho sản xuất ván ghép thanh tại Công ty, đáp ứng điều kiện độ ẩm (MC%).
Khối lượng thể tích trung bình của ván công ty cổ phần Woodsland là 0.56 g/cm³, trong khi khối lượng thể tích trung bình của gỗ keo lai (MC = 12%) là 0.55 g/cm³ Điều này cho thấy khối lượng thể tích của ván ghép thanh gần bằng với khối lượng thể tích của gỗ keo lai, đảm bảo thành phần vật chất và tính cơ giống như gỗ nguyên.
Kết quả thí nghiệm cho thấy độ bền uốn tĩnh trung bình của ván ghép thanh của công ty cổ phần Woodsland đạt 31.14 MPa, trong khi giới hạn độ bền uốn tĩnh (MC%) của gỗ keo lai là 88.6 MPa Điều này cho thấy ván ghép thanh có độ bền uốn thấp hơn 2,84 lần so với gỗ keo lai Nguyên nhân của hiện tượng này cần được phân tích thêm.
Chất lượng bề mặt các thanh không đạt yêu cầu, với độ nhẵn không cao, dẫn đến việc tăng lượng keo tráng trong quá trình thi công Điều này không chỉ gây ra hiện tượng màng keo không liên tục mà còn làm giảm lực uốn tĩnh và giảm tiếp xúc giữa các thanh, từ đó ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng mối ghép.
- Áp suất ép lớn, thời gian ép ngắn
- Lượng keo tráng ít, màng keo không liên tục
4) Độ bền kéo đứt ngón ghép
Kết quả từ bảng 11 cho thấy độ bền kéo đứt của mối ghép đạt 1.74 MPa, trong khi giới hạn bền khi kéo ngang thớ của gỗ Keo lai (MC%) là 3.764 MPa Điều này chỉ ra rằng độ bền kéo đứt của mối ghép thấp hơn giới hạn bền khi kéo ngang của thớ gỗ Keo lai, cho thấy chất lượng ngón ghép chưa đảm bảo Nguyên nhân của hiện tượng này là do mối ghép chưa được thực hiện đúng cách.
Chiều dài ngón ghép ngắn, số lượng ngón ghép không đảm bảo
Lượng keo tráng trên bề mặt ít dẫn đến khả năng dàn trải không liên tục của màng keo, gây ảnh hưởng đến chất lượng mối ghép Để cải thiện, cần áp dụng áp suất ép lớn và thời gian ép ngắn.
5) Độ bền kéo trượt màng keo
Độ bền kéo trượt của màng keo là 8,38 MPa, trong khi giới hạn bền khi trượt dọc thớ xuyên tâm của gỗ Keo lai (MC%) đạt 13,25 MPa, cho thấy màng keo có độ bền kéo trượt thấp hơn so với gỗ Keo lai Nguyên nhân chính là do sự chênh lệch độ ẩm giữa hai thanh gỗ liền kề, dẫn đến hiện tượng nhả ẩm và thoát ẩm, làm cho gỗ bị co rút và dãn nở Màng keo cũng gặp phải hiện tượng co rút và dãn nở, nhưng tỷ lệ này khác nhau giữa thanh ghép và màng keo, gây ra hiện tượng tách màng keo và làm giảm chất lượng mối dán.
Chất lượng bề mặt kém và độ nhẵn không cao của các thanh làm tăng lượng keo trong quá trình tráng, gây ra hiện tượng màng keo không liên tục Điều này dẫn đến giảm lực kéo trượt của màng keo và giảm tiếp xúc giữa các thanh, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng mối dán.
- Lực ép liên kết thanh-thanh chưa đủ
- Lượng keo tráng ít hoặc keo tráng không đồng đều, màng keo không liên tục
6) Độ bền kéo trượt mạch keo Độ bền kéo trượt mạch keo là 9,07, độ bền giới hạn bền khi trượt dọc thớ tiếp tuyến(MC%) là 12.3 MPa, kết quả cho ta thấy độ bền kéo trượt thấp hơn nhiều so với giới hạn bền kéo tiếp tuyến của gỗ Keo lai, nguyên nhân là do :
Bề mặt không nhẵn và phẳng làm giảm diện tích tiếp xúc, dẫn đến lượng keo trải không đồng đều và gây ra liên kết mối ghép không chắc chắn.
Do lực ép không đủ để tạo ra liên kết chắc chắn, độ nhớt cao của keo gây khó khăn trong việc dàn trải, dẫn đến việc hao hụt keo do tràn ra ngoài trong quá trình ghép, từ đó làm giảm chất lượng mối dán.
Sự khác nhau giữa độ bền kéo trượt mạch keo và độ bền keo trượt màng keo:
Giới hạn bền của hai độ bền này có giá trị và phương pháp thử nghiệm khác nhau, vì vậy hai tính chất này được phân biệt trong việc kiểm tra chất lượng ván.
