KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CƠ HỌC VÀ VẬT LÝ CỦA TRE MỠ(Bambusa Vulgaris), TRE GAI (Bambusa Spinosa), TRE TÀU (BambusaIatiflora

Những kết quả nghiên cứu về tính chất vật lí và cơ học của tre là một cơ sởcó ý nghĩa vô vùng quan trọng đối với công nghệ chế biến, bảo quản, thươngmại, đánh giá phẩm chất và định hướng

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt khóa học (2001 - 2005) tại Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM,vớisự giúp đỡ của quý thầy cô, cha mẹ, và bạn bè về mọi mặt và nhất là trong thời gianthực hiện, nên đề tài đã được hoàn thành đúng thời gian qui định

Con tỏ lòng biết ơn cha mẹ đã chăm sóc, động viên con trong suốt thời gian qua.Sau nữa, em xin chân thành cảm ơn đến :

Tất cả quý thầy cô trong khoa Lâm Nghiệp đã giảng dạy những kiến thức chuyênmôn làm cơ sở để thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp và đã tạo điều kiện thuận lợi chochúng em hoàn tất khóa học

Đặc biệt, TS: HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG – TS: DIỆP THỊ MỸ HẠNH – giáoviên hướng dẫn đề tài đã nhiệt tình giúp đỡ và cho chúng em những lời chỉ dạy quý báu,giúp em định hướng tốt trong khi thực hiện luận văn

Tất cả bạn bè đã giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình làm luận văn tốtnghiệp

TP.HCM _ Tháng 06 năm 2005

Lời Nói Đầu

Cây tre luôn gắn bó mật thiết với cuộc sống con người, từ khi sinh ra và lớnlên cho đến khi trở về cõi chết Nó là nguyên liệu được sử dụng trong nhiều lĩnhvực của đời sống Nếu không có tre chắc chắn con người sẽ thiếu đi một phầnthiết bị hữu hiệu trong công việc và thiếu đi sự hấp dẫn về tinh thần

Quả thế, tre được sử dụng để sản xuất các mặt hàng từ trong nhà cho đếnngoài trời, từ vật dụng nhỏ đến lớn, từ công cụ thô sơ đến tác phẩm mỹ thuật Tređã được các thi ca sánh như cái nôi không thể thiếu của làng quê, giúp bảo vệnước non, đình làng, mùa màng và trở thành vũ khí đánh giặc

Ngày xưa vì có rất nhiều tre nứa, nên người ta không cần phải cố gắngsáng tạo, nhằm phát triển nguồn tài nguyên thiên nhiên này Ở thời điểm hiệnnay, do sức ép về sự gia tăng dân số và sự khai thác đến cạn kiệt nguồn tàinguyên quý giá này dẫn đến sự thiếu hụt nghiêm trọng nguồn nguyên liệu trenứa Trong tương lai nhu cầu về tre nứa ngày càng tăng và khoảng cách giữa cungvới cầu càng lớn Vì vậy, cần đẩy mạnh việc nghiên cứu, sản xuất, sử dụng bềnvững và phát huy nguồn tài nguyên tre nứa

Mặt khác, diện tích rừng tự nhiên nước ta giảm nhanh chóng không đápứng đủ cho nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng cao của xã hội Dù tre nứa là loại lâmsản ngoài gỗ nhưng với thế mạnh về trữ lượng lớn và chu kỳ khai thác ngắn, trenứa đã và đang thay thế một phần nguyên liệu phục vụ cho công nghiệp giấy vàcông nghiệp chế biến lâm sản Các sản phẩm công nghiệp có giá trị cao như :ván dăm tre, ván ghép thanh tre, ván tre gỗ kết hợp , các loại sản phẩm trang trínội thất bằng tre nứa, song mây kết hợp và các sản phẩm thủ công mỹ nghệ đang

Khảo sát tính chất của tre có tầm quan trọng lớn trong nghiên cứu khoahọc Những kết quả nghiên cứu về tính chất vật lí và cơ học của tre là một cơ sởcó ý nghĩa vô vùng quan trọng đối với công nghệ chế biến, bảo quản, thươngmại, đánh giá phẩm chất và định hướng sử dụng tre một cách hợp lý.

Nhận thức được tầm quan trọng và ý nghĩa của cây tre, được sự phân công

của Khoa Lâm Nghiệp, dưới sự hướng dẫn của TS: HOÀNG THỊ THANH

HƯƠNG VÀ TS: DIỆP THỊ MỸ HẠNH, tôi xin tiến hành nghiên cứu đề

tài:“KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CƠ HỌC VÀ VẬT LÝ CỦA TRE MỠ

(Bambusa Vulgaris), TRE GAI (Bambusa Spinosa), TRE TÀU (Bambusa Iatiflora)”.

Do hạn chế về thời gian và dụng cụ thí nghiệm nên không tránh khỏinhững thiếu sót trong luận văn này Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến củaquý thầy cô cùng bạn bè

MỤC LỤC

CHÖÔNG I: MÔÛ ÑAĂU 6

1.1 Tính caâp thieẫt cụa ñeă taøi 8

1.3 Múc tieđu nghieđn cöùu 8

1.3 Noôi dung nghieđn cöùu 8

1.4 Phöông phaùp nghieđn cöùu 9

1.5 Giôùi hán ñeă taøi. 10

CHÖÔNG II: NOÔI DUNG VAØ PHÖÔNG PHAÙP NGHIEĐN CÖÙU 12

2.1 Khạo saùt ñaịc ñieơm sinh tröôûng vaø phaùt trieơn 12

2.5.1 Khoâi löôïng theơ tích 20

2.7 Phương pháp xử lý số liệu 35

3.1 Kết quả khảo sát 36 3.1.1 Khối lượng thể tích 36

3.1.3 Độ co rút và dãn nở 40 3.1.4 Điểm bão hoà thớ tre 42 3.1.5 Xác định tính chất cơ học 27 3.1.6 Ưùùng suất uốn tĩnh xuyên tâm và tiếp tuyến 44 3.1.7 Ưùùng suất nén dọc thớ và ngang thớ 45 3.2 Kết quả thảo luận 49

CHƯƠNG I MỞ ĐẦU

1.1 Tổng quan.

Tre nứa là loài cây phân bố rộng rãi từ Châu Á, Phi, Mỹ đến Châu ĐạiDương, nhưng tập trung nhiều nhất vẫn là Châu Á Thái Bình Dương Diện tích trenứa cả thế giới có khoảng 20 triệu ha trong đó Trung Quốc, Ấn Độ, Myanma, lànhững nước có nguồn tài nguyên phong phú nhất Còn tại Việt Nam, có khoảng

150 loài tre thuộc 15 chi [6] Tre nứa phân bố ở nhiều vùng khác nhau trong cảnước, nhưng nhiều nhất là ở Miền Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Bắc Bộ và BắcTrung Bộ Theo tài liệu điều tra sơ bộ, tre nứa ở nước ta chiếm khoảng 1/5 tổng sốchi và loài trên thế giới Theo “số liệu kiểm kê rừng Việt Nam năm 2001” củaBan chỉ đạo kiểm kê rừng Trung Ương thì ở Việt Nam tre có mặt trên diện tích1.489.068 ha, chiếm 4,53% diện tích toàn quốc, với tổng trữ lượng là 840.076.600cây, trong đó:

nhiên, với trữ lượng là 8.304.693.000 cây, bao gồm: Rừng thuần loại tre có789.221 ha, chiếm 83% diện tích rừng tự nhiên, với trữ lượng là586.309.1000 cây Rừng hỗn giao tre có 626.331 ha, chiếm 6,63% diện tíchrừng tự nhiên, với trữ lượng là 2.441.602.000 cây

lượng là 96.074.000 cây Diện tích rừng tre trồng chiêm 5,06% diện tíchrừng tre tự nhiên, nhưng trữ lượng tre trồng chỉ chiếm1,61% trữ lượng tre tựnhiên Như vậy số cây ở trên một ha rừng tự nhiên nhiều gấp 5 lần ở rừngtrồng

Việc sử dụng tre ở nước ta mỗi năm ước tính khoảng 400 – 500 triệu cây

nhất cho xây dựng như : làm nhà, làm cầu, làm giàn giáo, trang trí nội thất,sản xuất các mặt hàng mỹ nghệ, sản xuất ván nhân tạo, dụng cụ gia đìnhvà làm cây cảnh

Trong xây dựng tre được sử dụng làm: nhà, làm tấm lộng, vách ngăn, vánsàn, cột kèo, mái nhà, dàn giáo… Trong giao thông tre dùng để làm: tàu thuyền,cầu tre… Trong thiết bị nội, ngoại thất: bàn, ghế, gường, tủ trõng … Trong thủ côngmỹ nghệ: tượng, ly, tách, đũa, tăm, dụng cụ nhà bếp, giỏ xách, mành, chiếu …Trong nhạc cụ: các loại đàn, trống, mõ, kèn, sáo… Trong sản xuất ván nhân tạo:ván ghép thanh, ván dán, dăm, sợi, ván tổng hợp… Trong sản xuất bột giấy: sảnxuất sợi và bột giấy Ngoài ra tre còn được sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nữanhư sản xuất dược liệu, vũ khí, bẩy thú…

Đặc biệt măng của nhiều loài tre có khả năng chữa bệnh rất cao, có nhiềuchất bổ cho cơ thể, là thưc ăn ngon, sạch, bổ dưỡng Ngoài ra, sợi tre có những ưuđiểm về độ dài và độ mềm dẻo nhiều hơn so với sợi gỗ nên rất thích hợp để làmnguyên liệu sản xuất bột giấy, nhất là giấy yêu cầu có chất lượng cao

Tóm lại, để nhận biết được chính xác đặc điểm từng loại tre, ápdụng các biện pháp kỹ thuật thích hợp trong quá trình gia công chế biến, cũng nhưsử dụng hợp lý và tiết kiệm tre vấn đề trước tiên là phải hiểu biết về đặc điểm,tính chất cơ học và vật lí của tre Vì vậy, đi sâu nghiên cứu đặc điểm tính chất vật

lí và cơ học của từng loại tre là một trong những biện pháp cơ bản để nâng caokhả năng sử dụng tre

Việc xác định tính chất của tre bao gồm tính chất vật lý, tính chất cơ học,để xây dựng một cơ sở khoa học giúp cho việc tìm hiểu về tre phân tích đánh giáchất lượng tre và định hướng sử dụng một cách hợp lý, tiết kiệm đồng thời tận

dúng toâi ña ñaịc tính cụa tre táo ra nhieău dáng sạn phaơm phúc vú cho nhu caău ñôøisoâng cụa nhađn dađn vaø tìm nguoăn nguyeđn lieôu môùi cho caùc nghaønh kinh teâ khaùc.

1.2 Tính caâp thieẫt cụa ñeă taøi

Trong quaù trình gia cođng cheâ bieân vaø söû dúng, tre thöôøng chòu taùc dúng cụamođi tröôøng vaø löïc beđn ngoaøi Nghieđn cöùu ñaịc ñieơm tính chaât vaôt lí, cô hóc cụa trekhođng nhöõng cung caâp cho ngöôøi söû dúng nhöõng soâ lieôu caăn thieât ñeơ tính toaùn,thieât keâ keât caâu hôïp lí, an toaøn, tieât kieôm vaôt lieôu maø coøn giuùp cho ngaønh Cheâbieân Lađm sạn tìm ra caùc giại phaùp gia cođng môùi, cuõng nhö caùc giại phaùp lôïi dúngtre ngaøy caøng co hieôu quạ hôn

Hôn nöõa, vieôc söû dúng nguyeđn lieôu tre chụ yeâu theo kinh nghieôm dađn gian,chöa coù nhieău nghieđn cöùu ñeơ cung caâp thođng tin ñaăy ñụ, caăn thieât laøm cô sôû chovieôc söû dúng tre vaøo múc ñích thieât keâ Chính vì theâ maø vieôc nghieân cöùu xaùc ñònhcaùc tính chaât cô hóc vaø vaôt lí cụa caùc loái tre laø ñieău heât söùc caăn thieât vaø caâp baùchhieôn nay

1.3 Múc tieđu nghieđn cöùu.

Múc tieđu nghieđn cöùu cụa ñeă taøi laø khạo saùt ñöôïc caùc tính chaât vaôt lyù vaø côhóc cụa 3 loái tre: tre Môõ, tre Gai, vaø tre Taøu nhaỉm ñeơ:

Laøm cô sôû khoa hóc cho vieôc thieât keâ, tính toaùn kieơm tra beăn, gia cođng, cheâbieân sạn phaơm vaø söû dúng tre

Ñeă xuaât höôùng söû dúng cho töøng loái tre ñöôïc chính xaùc, nhaỉm phaùt huytheâ mánh rieđng cụa loái nguyeđn lieôu tre trong cheâ bieân vaø söû dúng

1.4 Noôi dung nghieđn cöùu.

Xaùc ñònh thođng soâ kích thöôùc cụa 3 loái tre:

+ Chieău daøi thađn tre

+ Ñöôøng kính thađn tre

+ Chiều dày thành tre.

+ Chiều dài lóng tre

Xác định tính chất vật lý của 3 loại tre:

+ Khối lượng thể tích

+ Độ ẩm

+ Tỷ lệ co rút

+ Tỷ lệ giãn nở

+ Điểm bào hoà thớ tre

Xác định tính chất cơ học của 3 loại tre:

+ Ứùng suất uốn tĩnh tiếp tuyến

+ Ứng suất uốn tĩnh xuyên tâm

+ Ứùng suất nén dọc thớ

+ Ứng suất nén ngang thớ

1.5 Phương pháp nghiên cứu.

Chúng tôi có tham khảo được 3 phương pháp khảo sát tính chất vật lí và cơhọc của tre:

1 Phương pháp thử tính cơ lí tre dạng thanh, theo tài liệu gây trồng vàchế biến tre của nhà xuất bản Vân Nam, Trung Quốc

2 Phương pháp thử tính chất cơ,lý nguyên lóng tre theo tiêu chuẩn Aán Độ

3 Phương pháp thử tính chất cơ học và vật lý theo tổ chức INBAR phốihợp với phương pháp thử theo Ấn Độ

Qua việc tìm hiểu đặc điểm tính chất của 3 loại tre, trang thiết bị hiện cótại Việt Nam, điều kiện và thời lượng làm đề tài, cũng như mục đích sử dụngtrong các sản phẩm nội, ngoại thất và sản xuất ván sàn, ván ghép thanh… chúng

tôi chọn phơng pháp thứ nhất: Thử tính cơ, lý dạng thanh theo tài liệu Vân Nam,Trung Quốc

Về tính chất vật lý :

Dùng phương pháp cân đo tại phòng thí nghiệm bộ môn chế biến Lâm sản,trường đại học Nông Lâm TP.HCM Sử dụng thước Pame để đo kích thướcmẫu chính xác đến ± 0.05mm và dùng cân điện tử độ chính xác ±0.01(g) đểxác định khối lượng mẫu

Về tính chất cơ học :

Mẫu được gia công đúng quy cách của tiêu chuẩn thử và điều kiện máythử Xác định chỉ số trên máy thử tính chất cơ học

Phương pháp xử lí số liệu :

Xử lý trên máy tính bằng phần mềm Microsorft Excel

Phương pháp lấy mẫu và số lượng mẫu:

Theo tiêu chuẩn thử của Trung Quốc về tính chất vật lý và cơ học

1.6 Giới hạn đề tài.

Tuổi thành thục của tre:

Tiến hành nghiên cứu tre ở vào khoảng 3-4 tuổi Đây là độ tuổi thuần thục,

vì nó không non quá cũng không già quá Hơn nữa các đặc tính của tre đượcthể hiện một cách đầy đủ nhất, màu sắc của tre còn nguyên vẹn Các thànhphần hoá học của tre chưa bị biến thái

Vùng sinh trưởng:

3 loại tre nghiên cứu trong đề tài được tiến hành lấy mẫu tại Cơ Sở GiốngCây Trồng Tre Trúc TRÚC ĐÀO – ĐỒNG NAI Độ tuổi, loại tre và chấtlượng tre được cơ sở bảo đảm, đáng tin cậy

Mùa khai thác:

Tre thí nghiệm được khai thác vào Tháng 2 năm 2005 Vì vào thời gian nàycây măng đã thành thục Các chất chứa trong tre được hấp thụ tối đa, đồngthời các chất thu hút sâu mọt như đường, muối được hạn chế, nước trong tređược rút đi khá nhiều

CHƯƠNG II:

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Khảo sát đặc điểm sinh trưởng và phát triển.

2.1.1 Tre mỡ:

Vùng sinh trưởng của tre mỡ chủ yếu ở các tỉnh Miền Đông Nam Bộ hoặcTây Nguyên Riêng vùng lấy mẫu nghiên cứu của tre mỡ, chúng tôi chọn trethuộc tỉnh Đồng Nai Cũng tương tự như tre gai, tre mỡ mọc thành cụm, lá mọctheo nhóm Tuy nhiên loại tre này có đặc tính là mềm, thân không cao lắm,khoảng 8-12m Tre mỡ có thể sống được tại vùng đất khô cằn, nhưng chịu nướckém hơn tre gai Tay của tre mỡ nhiều nhưng không chằng chịt, không có gainhọn, sắc Loại tre này dễ khai thác [7]

Mỗi cây có thể đẻ được 6-8 cây con vào đầu mùa mưa, nhưng sức nuối củacây mẹ chỉ tối đa là 2 cây con Chính vì vậy mà rất thuận lợi cho công tác khaithác măng Hàng năm tre mỡ nói riêng và các loài tre khác nói chung đều chomột khối lượng măng con rất lớn

Tuy chiều cao, đường kính nhỏ hơn tre tàu và màu sắc không được xanh,đẹp như tre tàu, nhưng tre mỡ lại có đặc điểm là ít sâu hại hơn tre gai, mềm hơntre gai và dễ khai thác Có thể sử dụng tre mỡ vào các chi tiết nhỏ như nan,thoang… hoặc sử dụng sản xuất vào các loại đồ mộc hợp lý trong các sản phẩm

chế biến Nếu làm ván sàn thì ắt rằng tre mỡ không có tác dụng lớn, vì tỷ lệ lợidụng tre thấp, đường kính nhỏ

Hính 2.1 Thể hiện khóm tre, thân tre và mặt cắt ngang của thân

THÂN TRE VÀ MẶT CẮT NGANG

2.1.2 Tre gai:

Là loại tre có thân mọc cụm, sống tót với mọi điều kiện đất đai, khí hậu Nó cóthể sống được trên đất chua, mặn hay cát sỏi cằn cỗi Tre gai có thể sống đượctrong điều kiện nước ngập tới nửa thân trong vòng hai tháng Tre sống thành bụilớn, tay gai chằng chịt Gai của tre nhọn và sắc Chính vì thế công tác khai tháctre gai gặp rất nhiều khó khăn Để chặt hạ được bụi tre phải phá vỡ được tườngrào gai bám chằng chịt ở bên ngoài Có khi người công nhân phải đốt vòng gaingoài mới khai thác được Phải chăng chúng ta nên quan tâm tới khâu tỉa cànhnhánh cho từng kỳ của năm, đặc biệt là mùa mưa khi sự phát triển của tre đang ởgiai đoạn cực điểm

Măng của tre mọc từ thân ngầm (gốc) gốc tre cũng chia đốt và các đốt ởgần sít vào nhau.tại mỗi đốt có mo biến thành vẩy cứng bao bọc Xung quanh đốtmọc ra rễ, tập trung nhất là phần củ tre Do cách đẻ măng ngày càng nổi lên vàsát bên cây mẹ nên bụi tre gai ngày càng ăn trồi lên mặt đất Cần phải đắp gốchăng năm thì búi tre mới bền được búi tre ngày càng dày sít, các gốc rất sát nhau.Cần phải đánh bỏ các gốc già mọc quá dày, tạo điều kiện cho các mắt ra măng vàsinh trưởng thuận lợi

Tre gai có đặc tính là thân cứng, chịu lực cao, chịu bền rất tốt Có thể dùngnó để thiết kế vào những chi tiết cần chịu lực lớn

Hính 2.2 Thể hiện khóm tre, thân tre và mặt cắt ngang của thân.

THÂN TRE VÀ HÌNH CẮT NGANG

2.1.3 Tre tàu:

Tre tàu thuộc lớp thực vật một lá mầm của ngành thực vật hạt kín Tre tàucó đặc điểm là mềm, nước nhiều, thân cao, lớn, là bẹ to mọc chùm Tre tàu hiệnnay chưa được phổ biến giống một cách rộng rãi như tre gai, tre mạnh tông…nhưng nhìn chung nó có nhiều yếu tố rất tốt và thuận lợi cho kinh doanh như: thâncao, to, thăûng, ít khuyết tật, ít tay nhánh, màu vàng sáng, dễ chăm sóc…

Hằng năm, số cây mọc ngầm bò trong đất theo hình lượn sóng Các mầm ởđốt thân ngầm gặp điều kiện thuận lợi thì đâm măng mọc thành cây tre mới Bảnthân cây tre mới lại có thể sinh thân ngầm cho nên dần dần thân ngầm lại có thểđan dày trong đất Nơi đất tốt và tơi xốp, thân ngầm hoạt động thuận lợi, tuổi thọcủa thân ngầm kéo dài hơn Sức đẻ của thân ngầm mạnh nhất vào năm thứ 2 – 4,sang năm thứ 5 thì thối mục dần và đến năm thứ 7 thì chết hẳn

Tre tàu, với đặc điểm thân to, dài, suôn thẳng như vậy có thể sử dụng đượcrất nhiều chức năng Nhất là về tỷ lệ lợi dụng tre, bố trí các chi tiết mặt tiền.Màu sắc đẹp, đồng nhất, và ít khuyết tật

Hình 2.3 thể hiện 1 khóm tre, thân tre và mặt cắt ngang.

THÂN CÂY TRE CHẺ ĐÔI VÀ HÌNH CẮT NGANG

2.2 Phương pháp mẫu.

Trong đê tài này, chúng tôi chọn tre tàu, tre gai, tre mỡ ở độ tuổi thànhthục (3 – 4 tuổi), sinh trưởng tại Tỉnh Đồng Nai Đặc điểm của tre thành thục là

mo nang đa rơi hết, màu tre đạt đến độ nhuyễn, tức chuyển màu xanh đậm hoặcxanh vàng Nền xanh của tre có thể còn hoặc có thể biến mất một phần Chọn trecó đường kính trung bình, không to quá, cũng không lớn quá, chiều cao trung binh.Thân khá thẳng, không sâu bệnh, không thót ngọn Chúng tôi khảo sát mỗi loại

10 cây đường kính, bề dày thành tre, chiều dài lóng trung bình ở phần gốc, phầngiữa và phần ngọn như ở bảng 2.2

Các loại tre sau khi chặt hạ, có đường kính và chiều dài thành tre biếnđộng từ gốc tới ngọn Chính vì thế tiêu chuẩn quy cách lấy mẫu thử trên một thâncây như sau:

+ Đoạn 1: Cách gốc 1 m

+ Đoạn 2: Cách gốc 4 - 5m

+ Đoạn 3: Cách gốc 7 - 9m

Mỗi đoạn như vậy lấy 1 m, ghi kí hiệu, bó lại, đóng gói và chuyển vềphòng thí nghiệm trong vòng 1 ngày sau khi chặt hạ Bảo quan nơi thoáng mát,thông gió, hong phơi tự nhiên

2.3 Số lượng và quy cách mẫu thử.

Số lượng và quy cách mẫu thử lấy theo tiêu chuẩn xác định tính chất vật lívà cơ học của Tài liệu “Gây trồng và chế biến tre” của nhà xuất bản khoa họcVân Nam – Trung Quốc được thể hiện bảng 2.1:

Bảng 2.1: kích thước và số lượng mẫu khảo sát của ba loại tre.

Khối lượng thể tích

Độ có rút và giãn nở

Ưùng suất nén dọc thớ

Ưùng suất nén ngang thớ

Ưùng suất uốn xuyên tâm

Ưùng suất uốn tiếp tuyến

2.4 Xác định các thông số kích thước của 3 loại tre.

Việc xác định các thông số kích thước của tre có ý nghĩa rất quan trọng Đây là số liệu cơ sở đầu tiên để xác định các chỉ tiêu tiếp theo Khâunày được thực hiện ngay sau khi chặt hạ Các kích thước được xác định là: Chiềudài cây, đường kính thân cây, chiều dài lóng tre, chiều dày thành tre Kết quả đokích thước trên 3 loại cây được thể hiện tại bảng 2.2

Bảng 2.2: Thông số kích thước của ba loại tre.

2.5 Xác định tính chất vật lý.

2.5.1 Khối lượng thể tích.

Để đánh giá lượng thực chất tre trong một đơn vị thể tích người ta dùngkhái niệm khối lượng thể tích Khối lượng thể tích của tre là tỷ số giữa khối lượngtre trên một đơn vị thể tích tre

Khối lượng thể tích của tre còn phụ thuộc vào loại tre, tuổi tre, vị trí trênthân cây

Công thức :

m

γ = (g/cm3) (2.1)

VTrong đó:

γ: khối lượng thể tích (g/cm3)

m: khối lượng (g)

V: thể tích (cm)

Tuỳ theo lượng nước chứa trong tre nhiều hay ít mà tre có nhiều trạng tháikhác nhau, vì thế hình thành nên nhiều khái niệm về khối lượng thểâ tích:

a Khối lượng thể tích cơ bản (γcb)

Là tỉ số giữa khối lượng tre khô kiệt (mkk) và thể tích tre ướt (Vư) Tức là tre

ở trạng thái thể tích lớn nhất

mkk

γcb = ( g/cm3) (2.2)

Vt

b Khối lượng thể tích khô kiệt ( γ0 ).

Là tỷ số giữa khối lượng tre khô kiệt (mkk) và thể tích tre khô kiệt (Vkk)

mkk

γo = ( g/cm3) (2.3)

c Khối lượng thể tích ướt ( γư ).

Là tỉ số giữa khối lượng tre ướt (mư) trên một đơn vị thể tích tre ướt (Vư)

Phương pháp thí nghiệm:

Dùng phương pháp cân đo, đây là phương pháp phổ biến và chính xác nhất.Mẫu tre tươi đầu tiên ta tiến hành cân khối lượng và đo kích thước để xácđịnh mt và Vt Tiếp theo đem mẫu ngâm bão hoà, cân đo để xác định thông số mư

và Vư Hong phơi tự nhiên cho đến khi đạt độ ẩm thăng bằng rồi ta cân khốilượng và đo kích thước, đó là mtb và Vtb

Cuối cùng đem mẫu vào tủ sấy với t0 = 105 ± 50C cho đến khi khối lượngtre không đổi Sau đó lấy mẫu cho vào bình hút ẩm khoảng 60-90 phút, rồi cân đoxác định mkk và Vkk

2.5.2 Độ ẩm.

Là phần trăm lượng nước so với khối lượng thể tích khô kiệt của tre Độ ẩmcủa tre thay đổi theo loại tre, tuổi tre, dộ cao của cây, theo thành tre, theo thời vụchặt hạ Độ ẩm rất quan trọng trong khâu chế biến và sử dụng tre Nếu độ ẩm trecao thì dễ bị phá huỷ bởi môi trường và tác nhân gây hại như mối, mọt, nấm mốc…Chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu, khả năng dán dính kém và trang sức

khó Ơû độ ẩm 8-12% thì chất lượng của tre sử dụng rất tốt Nếu độ ẩm của trethấp quá thì gia công sẽ hao tốn năng lượng, đặc biệt với tre có độ ẩm quá thấp sẽvừa dòn vừa cứng, dễ gãy vỡ.

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu một số trạng thái độ ẩm của tre như:

Độ ẩm tuyệt đối

Độ ẩm thăng bằng

Điểm bão hoà thớ tre

Cách tiến hành:

Các mẫu được sấy đến khô kiệt bằng tủ sấy ở nhiệt độ t = 100 ± 5oC Cânkhối lượng mẫu sau khi sấy khô kiệt chính xác đến 0,01g

Giữ mẫu trong dung dịch Na2CO3.10H2O bão hòa và nhiệt độ t =28 ± 2oC(để đạt được độ ẩm tương đối ≈ 100%)

Cân mẫu theo định kỳ sau 24 giờ và 2, 3, 5, 8, 14, 19, 30 ngày đêm Nếugiữa hai thời gian theo dõi độ ẩm chênh lệch nhau không quá 2% thì kết thúcthí nghiệm

2.5.2.1 độ ẩm tuyệt đối (W0%).

Là tỷ lệ phần trăm lượng nước chứa trong tre so với lượng tre khô kiệt.Công thức:

W0 % = x 100 (2.5)

mkk

Trong đó: mư: khối lượng tre ở trạng thái bào hoà nước

mkk: khối lượng tre khô kiệt

Phương pháp sấy khô:

Lúc đầu ngâm tre cho đến mức bão hoà, cân khối lợng của tre, xác địnhkhối lượng tre ướt (mư) Khâu này diễn ra trong thời gian khá dài Vì phải chờ chotre no nước, cân đến khi thấy khối lượng không đổi

Tiến hành đặt mẫu thử vào lò sấy, sấy đến khối lượng khô kiệt với nhiệt độsấy 105 ± 50C Xác định khối lượng khô kiệt mkk , từ đó ta xác định được độ ẩmcủa ba loại tre

Xác định độ ẩm thí nghiệm cũng tương tự như cách xác định độ ẩm tuyệtđối

2.5.2.2 Độ ẩm thăng bằng (chính là độ ẩm thí nghiệm)

Là tỉ lệ phần trăm lượng nước chứa trong tre ở độ ẩm thí nghiệm so vớikhối lượng tre khô kiệt

(mtb – mkk)

Wtb % = x 100 (2.6)

mkk

Trong đó:

mtb : Khối lượng tre ở độ ẩm thí nghiệm (g)

mkk : Khối lượng tre khô kiệt (g)

+ Cắt mẫu thử :

Mẫu xác định độ ẩm cũng tương tự như khi làm thí nghiệm xác định khốilượng thể tích

+ Phương pháp xác định:

Độ ẩm thí nghiệm được xác định bằng cách: Mẫu tre sau khi chặt hạ đểtrong không khí tự nhiên một thời gian Tự tre sẽ trở về trạng thái cân bằng Tạithời điểm này gọi là độ ẩm thăng bằng Sau khi cân, đặt mẫu vào tủ sấy thínghiệm và tăng dần nhiệt độ, nhiệt độ cuối cùng là 105 ± 5 0C Sấy đến khi mẫutre đạt trạng thái khô kiệt Xác định khối lượng khô kiệt m0, từ đó tính được độ ẩmtuyệt đối của tre

2.5.3 Điểm bão hoà thớ tre.

Điểm bão hoà thớ tre là ranh giới giữa nước thấm và nước tự do ở trong tre.Đây là điểm để xác định sự thay đổi về tính chất của tre

Như vậy, khi ở trong một môi trường có nhiệt độ, độ ẩm tương đối vớikhông khí thì nước trong tre bắt đầu thoát ra ngoài Khi nước tự do thoát hết, nướcthấm vẫn còn bão hoà trong vách tế bào Giao điểm giữa hai trạng thái này gọi làđiểm bão hoà thớ tre, độ ẩm ở giao điểm này gọi là độ ẩm bão hoà thớ tre

Khi đặt tre khô kiệt hoặc tre khô trong môi trường nào đó (môi trườngnhân tạo) với độ ẩm và nhiệt độ không khí nhất định của mội trường, tre sẽ hútnước Khi nước thấm bão hoà trong vách tế bào và nước tự do bắt đầu xuất hiệnthì điểm đó gọi là điểm bão hoà thớ tre và độ ẩm tre lúc này là độ ẩm bão hoàthớ tre Độ ẩm bão hoà là độ ẩm xác định bởi lượng nước thấm tối đa trong tre

Công thức tính độ ẩm bão hoà thớ tre :

B

Wbh(%) = x 100 (2.7)

Trong đó: B(%): Độ co rút thể tích tổng quát

(Vư – Vo)

Vư

Với Vư : là thể tích tre ướt ; Vo: là thể tích tre khô kiệt

(%) : Hệ số co rút

Vtb – Vo

Vo x Wtb

Với Vtn: là thể tích tre ở độ ẩm thí nghiệm ; Wtn : là độ ẩm thí nghiệm

2.5.4 Tỷ lệ co rút và giãn nở.

Là hiện tượng thay đổi về thể tích của tre dưới sự tác động của môi trườngnhư nhiệt độ, độ ẩm và tác động của cơ học Co rút và dãn nở là nguyên nhân gâynên những hiện tượng nứt, tét, cong vênh và biến dạng của tre

Khi tre tươi mới chặt hạ, thì nước trong tre bắt đầu thoát ra ngoài khôngkhí, làm cho độ ẩm tre giảm Khi độ ẩm ở điểm bão hoà thớ tre trở xuống thì trebắt đầu co rút, độ ẩm càng thấp co rút càng mạnh Đến khi tre khô kiệt thì coi nhưđộ tỷ lệ co rút là tối đa

Ngược lại, tre khô kiệt hút nước từ độ ẩm 0% trở lên tre bắt đầu giãn nở.Nước thấm càng nhiều thì tre giãn nở càng mạnh Đến độ ẩm bão hoà thì tre giãnnở cực đại Từ đó trở đi nước tự do xuất hiện và tăng lên, kích thước tre vẫnkhông thay đổi

Tre cũng là vật liệu dị hướng vì thế các hướng tiếp tuyến, xuyên tâm, dọcthớ đều co rút khác nhau Hiện tượng co rút theo chiều xuyên tâm lớn hơn so vớichiều tiếp tuyến và chiều dọc thớ là nhỏ nhất Co rút các đoạn khác nhau có saisố khác nhau nhất định

Ñoô co ruùt lôùn nhaât cụa tre laø lôùp trong, vaø nhoû nhaât laø lôùp ngoaøi cụa thaønhtre Chính vì vaôy caăn chuù yù trong giai ñoán saây, gia cođng vaø gheùp thanh [4] Tyû leôgiaõn nôû cụa tre ñaịc tröng bôùi ba chieău laø xuyeđn tađm, tieâp tuyeân vaø dóc thôù

Cođng thöùc xaùc ñònh tyû leô co ruùt theo 3 chieău:

Theo chieău tieâp tuyeân :

Trong ñoù: Bö, Tö, Lö : laø tyû leô co ruùt theo 3 chieău cụa tre öôùt, ño kích thöôùc

ba chieău vôùi ñoô chính xaùc ± 0.01mm

bkk, tkk, lkk : laø kích thöôùc maêu khođ kieôt

Caĩt maêu thöû:

Moêi loái tre caĩt 90 maêu vôùi kích thöôùc : t x 20 x 20mm trong ñoù phaăngoâc moêi loái 30 maêu

Phöông phaùp thí nghieôm:

Ngađm maêu ñeân möùc baõo hoaø nöôùc, kích thöôùc 3 chieău cụa maêu laø tö, bö, lö

Cho maêu vaøo tụ saây thí nghieôm, saẫy ñeân khođ kieôt Khi maêu ñát tráng thaùikhođ kieôt ta ño lái kích thöôùc 3 chieău cụa maêu tre ñoù (tkk, bkk, lkk)

Cođng thöùc tính ñoô giaõn nôû theo 3 chieău :

Theo chiều tiếp tuyến :

bkk, tkk, lkk : là kích thớc mẫu khô khô kiệt

2.6 Xác định tính chất cơ học.

Đối với tre 1 năm tuổi có khối lượng thể tích cơ bản nhỏ hơn 20% so với tre2-3 tuổi Tuổi tre nhỏ nhất để có thể gia công các chi tiết là 2 năm Ngoài ra cònliên quan đến thời vụ chặt hạ, độ cứng của tre chặt hạ vào mùa thu lớn hơn 11%

so với chặt hạ vào mùa đông Nhưng hàm lượng chất khoáng, nhựa trong tre thấpnhất là vào khoảng tháng 12 đến tháng 1 Nhiều nghiên cứu đã đưa ra lời khuyếncáo nên chặt hạ tre vào mùa đông là tốt nhất [8]

Tính chất cơ học của tre còn phụ thuộc vào tuổi tre, mùa chặt hạ, vị trí trênthân cây và vùng sinh trưởng

Tính chất cơ học của tre phức tạp hơn nhiều so với các loại vật liệu khácnhư sắt, thép, xi măng… do tre có sự thay đổi về tính cơ học theo độ tuổi, vùngsinh trưởng, loại tre Thậm chí còn thay đổi cả trên cùng một cây, giữa các cây