Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm môi trường và sơ đồ xẻ đến một số chỉ tiêu chất lượng thanh cơ sở từ gỗ bạch đàn trắng 15 tuổi (eucalyptus camaldulensis) trong công nghệ sản xuất ván ghép thanh

Gỗ Bạch đàn trắng ở nước được sử dụng làm nguyên liệu giấy sợi, ván dăm, ván sợi, ván ghép thanh, ván xẻ, đồ mộc dân dụng và xuất khẩu.. Trong những năm 60 của thế kỷ 20, bạch đàn trắng

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS TRẦN VĂN CHỨ

Hà Nội – 2010

MỞ ĐẦU

Hiện nay, nhu cầu về gỗ nói chung và gỗ nguyên liệu cho công nghiệp chế biến gỗ ở nước ta ngày càng tăng Năm 2003, cả nước tiêu dùng hết 8,8 triệu mét khối gỗ các loại đến 2010 vào khoảng 14 triệu mét khối, 2015 khoảng 18,6 triệu mét khối và vào năm 2020 khoảng 22,1 triệu mét khối

Nguồn gỗ rừng tự nhiên khai thác ở mức độ rất hạn chế không đủ cung cấp cho chế biến, mới chỉ đáp ứng 15-20% nhu cầu nguyên liệu gỗ, thiếu hụt ước tính xấp xỉ 1 triệu mét khối/năm Theo quy hoạch trồng rừng, phấn đấu đến năm 2010, đáp ứng được khoảng 50% nhu cầu gỗ nguyên liệu từ gỗ rừng trồng trong nước

Bạch đàn trắng là một loài cây nhập nội, mọc nhanh, thích hợp với nhiều địa hình và khí hậu ở Việt Nam là một trong 10 loài được xếp vào diện được gây trồng rộng rãi, là 1 trong 3 loài quan trọng nhất thuộc 10 loài quan trọng về mặt tăng trưởng gỗ hàng năm và là một trong số các loài cây trồng rừng chính của Việt Nam, không chỉ đối với rừng trồng tập trung mà cả với trồng cây phân tán, trồng cây trong các hộ gia đình Gỗ Bạch đàn trắng ở nước được sử dụng làm nguyên liệu giấy sợi, ván dăm, ván sợi, ván ghép thanh, ván xẻ, đồ mộc dân dụng và xuất khẩu

Gỗ bạch đàn trắng thuộc loại gỗ bền, dễ cưa xẻ, có khả năng kháng mối, được sử dụng cho các công trình kiến trúc nặng, lâu năm, làm tà vẹt, sàn nhà, khung cửa, trang trí nội thất, làm hàng rào, sản xuất gỗ dán, gỗ lạng, sử dụng làm củi, sản xuất than Lá bạch đàn trắng có chứa 0,1 – 0,4 % tinh dầu thơm Tinh dầu được dùng trị lỵ mãn tính Lá còn để nấu nước tắm chữa bệnh, Rừng bạch đàn trắng còn là nơi nuôi ong, lấy phấn hoa Ở nhiều nơi, bạch đàn trắng còn được trồng làm đai chắn gió, chống cát bay

Bạch đàn trắng từ lâu đã được trồng rộng rãi ở Việt Nam chủ yếu là xuất xứ Petford Bạch đàn trắng được trồng với nhiều mục đích khác nhau: phủ xanh đất trống đồi núi trọc, lấy củi, làm bột giấy, dăm xuất khẩu, gỗ xây dựng và đồ mộc Trong nhiều năm qua, loài cây này được gây trồng rộng rãi trên khắp cả nước ở quy mô rừng trồng tập trung và cây phân tán Từ năm

1980, rừng trồng bạch đàn đã trở thành đối tượng sản xuất của lâm nghiệp Việt Nam Diện tích trồng ngày càng mở rộng, nhanh hơn diện tích trồng các

loài khác như Manglietia glauca, Pinus spp Styrax tonkinensis, Tectona

grandis,… Tuy nhiên, trồng bạch đàn với mục đích là để phủ xanh đất trống,

đồi núi trọc ở vùng trung du và dọc theo bờ biển Ngoài ra, diện tích trồng bạch đàn phân tán cũng rất lớn

*Nhận xét chung:

a) Bạch đàn trắng Eucalyptus camaldulensis là một trong một số loài bạch đàn

được đưa vào Việt Nam để trồng rừng Trong những năm 60 của thế kỷ 20, bạch đàn trắng đã được chọn để trồng rừng với mục đích phủ xanh đất trống đồi núi trọc, sản xuất củi và sau này làm nguyên liệu cho giấy sợi và ván nhân tạo Bạch đàn trắng là loài mọc nhanh, thích hợp với nhiều địa hình và khí hậu

ở Việt Nam, là một trong 10 loài cây gỗ được xếp vào diện được gây trồng rộng rãi và là một trong 3 loài quan trọng nhất thuộc 10 loài quan trọng về mặt tăng trưởng gỗ hàng năm Bạch đàn trắng đã được xếp vào danh sách một

số các loài cây trồng rừng chính của Việt Nam, không chỉ đối với rừng trồng tập trung mà cả với trồng cây phân tán, trồng cây trong các hộ gia đình Với mục tiêu tăng khả năng cung cấp gỗ nguyên liệu cho sản xuất đồ mộc xuất khẩu của rừng trồng ở nước ta, bạch đàn trắng sẽ là loài cây gỗ đáp ứng được mục tiêu này

b) Nghiên cứu về bạch đàn trắng ở nước ta chủ yếu tập trung vào lĩnh vực tuyển chọn giống Một số nghiên cứu về biện pháp lâm sinh Nghiên cứu về

sử dụng gỗ bạch đàn trắng còn ở mức độ rất hạn chế Nhìn chung, qua nghiên cứu và thực tế sản xuất, gỗ bạch đàn trắng ở nước ta đã được sử dụng vào nhiều mục đích: gỗ củi, gỗ nguyên liệu sản xuất giấy, ván nhân tạo Gỗ bạch đàn trắng kích thước nhỏ được nghiên cứu sử dụng làm ván ghép thanh Nhiều cơ sở đã sử dụng gỗ bạch đàn trắng để sản xuất gỗ xẻ làm đồ mộc cho xuất khẩu Khả năng sử dụng gỗ bạch đàn trắng ở nước ngoài đã khẳng định,

gỗ bạch đàn trắng hoàn toàn có thể sử dụng để sản xuất đồ mộc, kể cả đồ mộc ngoài trời, trang trí nội thất, sản xuất hàng mộc cao cấp, … Sự hạn chế nghiên cứu sử dụng gỗ bạch đàn trắng ở nước ta có thể nằm ở chỗ: rừng gỗ có kích thước lớn hầu như không có Trong thực tế, gỗ bạch đàn trắng ít được ưa chuộng do vấn đề nứt gỗ tròn, cong vênh, mo móp ở gỗ xẻ, do vậy khó xử lý, sấy khô Hiện nay, thực tế sản xuất đang đòi hỏi giải pháp xử lý gỗ bạch đàn trắng để giảm nứt vỡ gỗ, cong vênh, mo móp nhằm nâng cao được chất lượng

gỗ và kích thích nhu cầu sử dụng gỗ bạch đàn trắng của các cơ sở sản xuất, qua đó giảm được áp lực thiếu nguyên liệu cho công nghiệp chế biến gỗ và giảm áp lực cho rừng tự nhiên

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I.1 Tổng quan về cây bạch đàn ở Việt Nam và trên thế giới

I.1.1 Cây Bạch đàn ở Việt Nam và trên thế giới

Theo tài liệu của hội nghị khoa học Nam Ninh, Trung Quốc năm 1994,

“Tính chất và sử dụng cây gỗ mọc nhanh” [16] cho biết:

Chi bạch đàn (Eucalyptus L’Herit): gồm trên 500 loài đến 800 loài và

được chia làm nhiều chi phụ khác nhau Bạch đàn phân bố tự nhiên chủ yếu ở Ôxtrâylia và chỉ có 2 loài phân bố ngoài Ôxtrâylia (Philipin, Inđônêxia và New Guinea)

Về phân loại bạch đàn trắng được tổng hợp như sau:

- Tên khoa học: Eucalyptus camaldulensis Dehnh

- Tên đồng nghĩa: E camaldulensis var obtusa, E longirostris, E

rostrata Schlecht.; Eucalyptus camaldulensis var brevirostris

- Tên thường gọi (tại Ôxtrâylia): River Red Gum

Mô tả cây Bạch đàn trắng:

- Cây gỗ thường xanh, thân lớn, thường cao 20-30 m, có khi đạt đến 45 -

50 m, đường kính 1-2 m, đôi khi đến 4 m, tán lá thường rộng và mỏng Vỏ già

có màu xám nâu, tróc thành mảng Cành non vuông Lá đơn, mọc so le, hình trái xoan hay trứng, đầu lá hơi nhọn, tương đối đối xứng, màu xanh, xanh xám hoặc xanh lơ, kích thước đến 7 x 1,5 cm Lá già hình mũi giáo mảnh, cong lưỡi liềm, thường dầy, phiến rộng 0,7-2 cm, dài 8-30 cm, rộng khoảng 3 cm, màu xanh hoặc xanh xám hoặc màu hơi mốc, gân bên chéo 40°-50° Cuống lá

có cạnh, dài 1,5-2cm

Hình 1.1: Hoa bạch đàn trắng

[Nguồn: Đỗ Văn Bản – Viện KHLN]

Hình 1.2: Hình ảnh lá hoa quả và thân bạch đàn trắng

[Nguồn: Đỗ Văn Bản – Viện KHLN]

Hoa mọc cụm, mỗi cụm từ 7-11 hoa, màu trắng sữa hoặc vàng, nở vào đầu mùa hạ Nụ hình cầu nhỏ, đường kính 3 mm, có chóp cao, cuống dài 1,5cm, hoa nhị nhiều Quả đấu 4 mảnh hình tam giác, rộng 5-8 mm, hạt nhỏ, màu vàng

Phân bố:

Bạch đàn trắng (E camaldulensis) là loài có phân bố rộng nhất, suốt

dọc lục địa của Ôxtrâylia, ở hầu hết các bang, loại trừ Tasmania, từ vùng khí hậu dạng ôn đới đến khí hậu dạng nhiệt đới, chủ yếu dọc theo các triền sông suối và cả trên đồi dốc thoải Phạm vi phân bố tự nhiên kéo dài từ vĩ độ 15,5 o

Nam đến vĩ độ 38o Nam, kéo dài trên 40 kinh độ, trên độ cao từ 20 m đến 700

m so với mực nước biển

Đặc điểm sinh thái:

Bạch đàn trắng có khả năng thích ứng cao với nhiều dạng khí hậu khác nhau, từ khí hậu nhiệt đới đến á nhiệt đới và ôn đới, từ khí hậu nóng, từ nửa

ẩm đến nửa khô hạn

Bạch đàn trắng thích hợp trồng trên loại đất phù sa, là loài điển hình mọc ven sông suối nhưng vẫn gặp trồng ở vùng khô chịu ngập và chịu mặn ngắn ngày Cây có sức đề kháng lớn, sinh trưởng phát triển nhanh, sinh trưởng liên tục, có sức đâm chồi mạnh, có khả năng tỉa cành tự nhiên tốt, không để lại vết sẹo trên thân

Khả năng gây trồng

Bạch đàn trắng đã được trồng rộng rãi trên thế giới, thường được gây trồng nhiều nhất ở vùng khô và bán khô, trong vùng nhiệt đới, chủ yếu ở Đông nam Á, Braxin,

Bạch đàn trắng thích hợp trồng ở nơi đất sâu và ẩm, trên đất bãi bồi, đất bồi tụ chân đồi, trên các bờ kênh mương vùng đồng bằng… Đối với vùng núi, nên trồng Bạch đàn ở đồi thấp, tầng đất dày trên 50 cm, độ dốc dưới 15o Bạch đàn có khả năng chịu úng, ngập lụt, lầy, đất mặn, đất nhiều canxi và phục hồi nhanh sau các nạn lửa rừng

Các xuất xứ có triển vọng cho trồng rừng ở Việt Nam:

+ Laura River (Qld),

+ Morehead River (Qld)

+ Kenedy River (Qld)

+ Katherin (NT)

Vùng trồng thích hợp ở Việt Nam: Các tỉnh Nam Bộ và Nam Trung Bộ,

có thể trồng ở vùng Bắc Trung Bộ và đồng bằng Bắc Bộ Năng suất có thể đạt

12 - 15 m3/ha/năm hoặc hơn nữa Bạch đàn trắng có thể trồng tập trung hoặc phân tán, bằng cây con có bầu từ hạt và hom

Điều kiện gây trồng : Ở Việt Nam, bạch đàn trắng thích hợp từ vĩ độ

8-17o Bắc, trên độ cao dưới 400 mét so với mực nước biển, ở nơi độ dốc không quá 15o Lượng mưa trung bình năm: 1300-2000 mm; nhiệt độ trung bình năm: 24-28oC; nhiệt độ tháng nóng nhất 32-34oC; nhiệt độ tháng lạnh nhất:14-22 oC

Chất gôm trong thân cây có thể dùng chữa ỉa chảy, họng bị đau, dùng làm chất săn trong nha khoa và điều trị vết thương

Vỏ được người thổ dân dùng làm khiên, thùng đựng nước, lều và canô Rừng bạch đàn trắng còn là nơi nuôi ong, lấy phấn hoa Ở nhiều nơi, bạch đàn trắng còn được trồng làm đai chắn gió, chống cát bay

Bạch đàn được trồng rộng rãi trên hơn 90 nước Theo thống kê năm

1990, trên thế giới có hơn 4 triệu ha rừng trồng bạch đàn với sản lượng khai thác trung bình hàng năm khoảng 60 triệu m3 gỗ Một số nước có khí hậu nhiệt đới như Miến Điện, Bắc và Nam Phi, Nam Mỹ và Califonia có diện tích xấp xỉ 8-12 triệu ha, trong đó có hơn 4 triệu ha ở vùng Brazil

Ở Việt Nam, những năm 70 Bạch đàn trắng được trồng phục vụ dự án PAM và 327 phủ xanh đất trống đồi núi trọc Do sinh trưởng và tái sinh tốt, Bạch đàn trắng thích hợp với nhiều địa hình và khí hậu ở Việt Nam Bạch đàn trắng được trồng nhiều ở Phú Thọ, Hòa Bình, Quảng Ninh, Thái Nguyên, Thanh Hóa, Gia Lai, Đà Nẵng, Bình Dương, Đồng Nai và Long An [1],[22]

I.1.2 Nghiên cứu và sử dụng gỗ bạch đàn trên thế giới

Trên thế giới, gỗ Bạch đàn trắng được nói nhiều nước trên thế giới nghiên cứu sử dụng trong nhiều lĩnh vực

Phần lớn gỗ Bạch đàn được sử dụng trong công nghiệp sản xuất bột giấy, trong đó có Ôxtrâylia, Brazil, Nam Phi và một số nước không nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới như Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Ý, Miến Điện, Hoa

Kỳ, Ma Rốc và Nhật Bản

Ngoài bột giấy, Bạch đàn cũng được sử dụng rộng rãi cho sản xuất ván sợi ở Ôxtrâylia và Brazil, ván sàn và đồ mộc ở Chilê Ở mức độ ít hơn là cho sản xuất ván dán và sau đó là ván dăm

Ở Ôxtrâylia sử dụng gỗ Bạch đàn trắng làm tà vẹt xuất khẩu sang Niudilan, Trung Quốc, Ấn Độ, Châu Phi Nhiều nước khác đã sử dụng loại gỗ này làm vật liệu xây dựng, làm chất đốt, làm gỗ chống lò, làm đồ mộc thông dụng, …[23]

Năm 1928, Viện công nghiệp rừng của Ôxtrâylia đã nghiên cứu công nghệ sản xuất hàng mộc và sử dụng trong xây dựng

Ở Malaysia (1957) đã nghiên cứu chế biến gỗ Bạch đàn trắng làm đồ mộc sử dụng trong nhà và ngoài trời, dụng cụ nhà bếp, trang trí nội thất làm hàng mộc cao cấp [22]

Một số nước như Achentina, Ixraen, Mêhicô và Thái Lan sử dụng gỗ Bạch đàn trắng làm ván ghép thanh

Ở các nước Châu Á, tại vùng Kalimantan (Indonesia), Sarawak (Malaysia) Bạch đàn trắng được trồng trên diện tích lớn, đây là một trong những nguồn nguyên liệu quan trọng cung cấp cho công nghiệp sản xuất giấy, ván sợi MDF và ván dăm OSB (Oriented Strand Board)

Một số nước như Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Malaysia đã thành công trong việc sử dụng gỗ Bạch đàn trắng làm nguyên liệu sản xuất giấy và ván nhân tạo (ván dăm, ván sợi, ván MDF)

Nhiều đề tài trên thế giới đã được chọn lựa và công bố để đưa vào sản xuất trong công nghệ giấy sợi và chế biến gỗ gồm: Hơn 100 chủ đề nghiên cứu về sơ sợi, nguyên liệu giấy của các loại gỗ Bạch đàn (E camaldulensis, E globulus, E grandis, E salina, …) Đặc biệt loài E.camaldulensis được áp dụng nhiều trên thế giới như ở Italy, Chi lê, Columbia, Nam Mỹ, Nam Phi, Maroco, India,… Một số chủ đề nghiên cứu về tính chất vật lý và cơ học, bảo quản, cách phòng chống cháy, chiết suất tinh dầu của Bạch đàn [7]

Nhìn chung, Bạch đàn trắng được nghiên cứu ở nhiều lĩnh vực khác nhau, nhưng chủ yếu là công nghiệp giấy, ván dăm, ván ghép thanh, ván mỏng, ván sợi, công nghệ sấy gỗ xẻ,

I.1.3 Nghiên cứu và sử dụng gỗ Bạch đàn ở Việt Nam

Hiện nay Việt Nam có diện tích 1.049.000 ha rừng trồng với những loài Bạch đàn, Keo, Thông, Bồ đề, [ 7 ]

Từ những năm 1970, Bạch đàn trắng là một trong số các loài bạch đàn được trồng phổ biến phục vụ cho hai dự án lớn là PAM và 327 phủ xanh đất trống đồi núi trọc Để phục vụ trồng rừng, một số đề tài thuộc lĩnh vực giống

và lâm sinh được tiến hành nghiên cứu

Về lĩnh vực chọn giống, đề tài “Nghiên cứu chọn giống Bạch Đàn” của

GS.TS Lê Đình Khả [9] chỉ ra giống và vùng phù hợp cho sự phát triển của bạch đàn ở Việt Nam, chủ yếu thuộc nhóm sinh trưởng nhanh và được trồng

để sản xuất nguyên liệu giấy ở vùng đồng bằng và đồi núi thấp

Theo Tạp chí khoa học lâm nghiệp, đề tài nghiên cứu “Nhân giống

bạch đàn lai bằng phương pháp nuôi cấy mô” của Nguyễn Ngọc Tân và Trần

Hồ Quang [17] và đề tài nghiên cứu “Khảo nghiệm dòng vô tính loài bạch

đàn trắng” của Nguyễn Sỹ Huống [8] thuộc trung tâm nghiên cứu LN Phù

Ninh đã tìm ra giống Bạch đàn tốt nhất

Trong lĩnh vực xác định tính chất cơ vật lý gỗ, Nguyễn Quý Nam

(1997) đã tiến hành “Nghiên cứu một số tính chất cơ lý của gỗ bạch đàn trắng

và ứng dụng”, tác giả đã xác định, ở độ tuổi 10 năm, loại gỗ này có thể làm

trụ mỏ, đồ mộc thông dụng và ván ghép thanh [11]

Phạm Minh Thuần (1999) với đề tài “Khảo sát qui trình sấy gỗ bạch

đàn trắng” đã tiến hành nghiên cứu với gỗ xẻ có chiều dày 3cm, đã xác định,

các khuyết tật thường gặp khi sấy gỗ bạch đàn là nứt vỡ, cong vênh, mo móp, vặn xoắn, trong đó khuyết tật nứt đầu là đáng kể nhất trong các dạng khuyết tật [19]

Luận văn Thạc sỹ của Lê Văn Mích (2000) “Nghiên cứu tận dụng phế

liệu sau khai thác gỗ trụ mỏ làm ván dăm” đã kết luận, có thể sản xuất ván

dăm thông dụng từ loại nguyên liệu này [9]

Đề tài của Trần Trọng Bắc (2004) “Nghiên cứu giải pháp công nghệ

khắc phục khuyết tật do sấy gỗ bạch đàn trắng” nghiên cứu biện pháp xử lý

trước khi sấy gỗ xẻ Bạch đàn trắng 10 năm tuổi kích thước (25x70x500) mm bằng thuốc bảo quản Caxe-03, với thuốc có nồng độ 8% trong vòng 3 ngày rồi đem sấy với nhiệt độ 40- 500C Sau đó tiến hành sấy gỗ, kết quả, đã hạn chế được một số nhược điểm của gỗ xẻ gỗ Bạch đàn trắng [10]

Cùng thời gian này là đề tài của tác giả Euđone Sichaleune (2004)

“Nghiên cứu về phương pháp xẻ thanh cơ sở và tạo ván ghép thanh không phủ mặt từ gỗ bạch đàn trắng” 8-10 năm tuổi đã đề xuất, khi gỗ có đường

kính D < 20 cm, sử dụng phương pháp xẻ suốt để xẻ thanh cơ sở, khi gỗ có đường kính D > 20 cm, sử dụng phương pháp xẻ xoay để xẻ thanh cơ sở, kết quả sẽ thu được hiệu suất xẻ cao khi tạo thanh và giảm được nứt vỡ gỗ [11]

Kết quả nghiên cứu của đề mục “Nghiên cứu công nghệ chế biến gỗ

rừng trồng” thuộc đề tài trọng điểm cấp Bộ của PGS.TS Nguyễn Trọng Nhân

và các cộng tác viên của Phòng nghiên cứu Chế biến lâm sản xác định đặc điểm cây và gỗ Bạch đàn trắng 3 cấp tuổi (8, 10, 12) ở Xuân Mai, đã tiến hành nghiên cứu giảm nứt vỡ của gỗ tròn bằng biện pháp xử lý ẩm trong môi trường không khí khác nhau Kết quả, đã giảm được đáng kể hiện tượng nứt

vỡ gỗ tròn [13]

Trong lĩnh vực nghiên cứu sản xuất gỗ xẻ, TS.Trần Tuấn Nghĩa (1996)

đã đề xuất phương pháp xẻ xoay nhằm triệt tiêu ứng suất sinh trưởng trong các khúc gỗ Bạch đàn rừng trồng, giảm được các khuyết tật nứt vỡ và cong vênh của các tấm gỗ xẻ [12]

Trong lĩnh vực tạo ván ghép từ gỗ Bạch đàn trắng, kết quả nghiên cứu

của đề mục “Nghiên cứu công nghệ chế biến gỗ rừng trồng” thuộc đề tài

trọng điểm cấp Bộ của PGS.TS Nguyễn Trọng Nhân và các cộng tác viên của Phòng nghiên cứu Chế biến lâm sản xác định mức độ co ngót mặt cắt ngang phôi thanh ghép, từ đó xác định độ dư gia công thanh ghép Đề tài đã xác định, gỗ Bạch đàn trắng có độ tuổi từ 8-12 năm khi tạo thanh ghép cần để độ

dư gia công theo chiều dầy và chiều rộng tuần tự từ 8-12%, mặt khác, kích thước chiều rộng của thanh ghép (Y) cần gấp 2 lần chiều dầy (X)

Sau khi tạo phôi thanh ghép, các thanh ghép được xác định chất lượng theo khuyết tật mắt sống, mắt chết, gỗ bị mốc, bị mục, rỗng ruột, côn trùng hại gỗ, nứt vỡ,

Trên cơ sở chất lượng, xác định tỷ lệ sử dụng gỗ để sản xuất ván ghép thanh Sử dụng gỗ làm phôi thanh từ gỗ Bạch đàn trắng, sau khi loại trừ mẫu

gỗ bị nứt vỡ, đề tài đã xác định đạt tỷ lệ trung bình 35% so với gỗ tròn

Qua một số đề tài nghiên cứu sử dụng gỗ Bạch đàn có thể xác định, gỗ Bạch đàn có tiềm năng sử dụng lớn trong nhiều lĩnh vực như làm bột giấy, làm gỗ xẻ, sử dụng làm nguyên liệu sản xuất đồ mộc gia dụng, sản xuất ván nhân tạo, trong đó có ván ghép thanh

Các đề tài nghiên cứu khoa học tập trung nghiên cứu khắc phục mức độ nứt vỡ gỗ tròn, gỗ xẻ bằng các biện pháp khác nhau như cưa xẻ, sấy, xử lý

ẩm, v.v…Về sản phẩm ván ghép thanh, các đề tài đã nghiên cứu công nghệ xẻ thanh, công nghệ sấy phôi thanh, công nghệ tạo ván ghép v.v…

Các đề tài nghiên cứu cũng xác định, gỗ Bạch đàn nói chung có độ co ngót lớn, tuy nhiên, khi tạo được sản phẩm, trong đó có sản phẩm ván ghép thanh, chất lượng ván, trong đó mức độ biến dạng tấm ván mới được xác định tức thời sau khi tạo ván

Trong quá trình sử dụng, theo nguyên tắc gỗ co ngót lớn có thể dẫn đến đàn hồi cao, đối với ván ghép thanh, mức độ đàn hồi thanh ghép lớn có thể dẫn đến tấm ván ghép, đặc biệt tấm ván ghép kích thước lớn bị biến dạng Mặt khác, các mối dán bằng keo có thể bị nứt vỡ

Hiện tượng biến dạng tấm ván và nứt vỡ mối dán bằng keo khi sử dụng ván ghép thanh gỗ Bạch đàn trong điều kiện độ ẩm không khí biến động trong một khoảng rộng ở Việt Nam

Vì vậy thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm và góc

xẻ đến một số chỉ tiêu chất lượng thanh cơ sở từ gỗ Bạch Đàn Trắng 15 tuổi (Eucalyptus camaldulensis) trong công nghệ sản xuất ván ghép thanh”

nhằm bổ sung cho những công trình nghiên cứu trước những hiểu biết đầy đủ hơn về gỗ Bạch đàn nói chung và gỗ Bạch đàn làm nguyên liệu sản xuất ván

ghép thanh

I.2 Công nghệ sản xuất ván ghép thanh

I.2.1 Giới thiệu chung về ván ghép thanh

Theo tài liệu của PGS.TS Phạm Văn Chương[4],[5] ván ghép thanh là một loại sản phẩm ván nhân tạo có nhiều dạng với nhiều tên gọi khác nhau

Định nghĩa theo tiêu chuẩn BS 6100 -1984, ván ghép thanh được phân loại thành một số loại chủ yếu sau:

-Ván ghép thanh lõi đặc không phủ bề mặt (Lamenated Board và Finger Joint sawntimber)

- Ván ghép thanh khung rỗng (Veneer Spaced Lumber)

- Ván ghép thanh có phủ mặt (Core Plywood/Block Board/ Laminboard)

a Ván ghép thanh lõi đặc không phủ bề mặt

Là loại sản phẩm thu được bằng cách ghép các thanh gỗ có kích thước nhỏ, ngắn lại với nhau nhờ chất kết dính trong điều kiện nhất định Loại sản phẩm này yêu cầu nguyên liệu có chất lượng tương đối cao, màu sắc đồng đều Ở Việt Nam hiện nay thường sản xuất từ gỗ Thông, Cao Su, Vạng Trứng, Pơ Mu Mục đích sử dụng thường sản xuất ván sàn, các sản phẩm thủ công mĩ nghệ…

Hiện nay loại hình sản phẩm ván ghép thanh không dán phủ bề mặt sản xuất ít hơn các loại hình sản phẩm ván ghép thanh khác bởi vì do yêu cầu chất lượng bề mặt thanh ghép nên tỉ lệ lợi dụng không cao, xu hướng trong những năm tới ván ghép thanh không dán phủ bề mặt mà chủ yếu là dạng ghép ngón (Finger joint) sẽ rất được phát triển

b Ván ghép thanh khung rỗng

Là loại sản phẩm thu được bằng cách dán ép các tấm ván mỏng hoặc tấm ván dán có chiều dày nhỏ lên các khung gỗ rỗng, với sự tham gia của chất kết dính trong những điều kiện nhất định Do đặc điểm cấu tạo nên sản phẩm thường có chiều dày lớn, khối lượng thể tích nhỏ, độ bền uốn tĩnh không cao đặc biệt khi chịu lực ở dạng tấm phẳng Ở các nước phát triển ván ghép thanh khung rỗng thường được sử dụng chủ yếu để làm cửa, vách ngăn ở dạng định hình, vì ngoài ưu điểm khối lượng thể tích nhỏ nó còn có khả năng cách nhiệt

và cách âm tốt Để tăng khả năng cách nhiệt, cách âm phần rỗng bên trong

ván có thể cho thêm mùn cưa, phoi bào, các vật liệu xốp khác

Với việc sản xuất đơn giản không kén chọn về nhiên liệu, sản phẩm thường được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng Ván ghép thanh khung rỗng đang được sản xuất với khối lượng lớn ở các nước phát triển và sẽ là loại hình sản phẩm phổ biến ở các nước đang phát triển cũng như ở Việt Nam trong

tương lai không xa

c Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt

Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt là loại sản phẩm thu được bằng cách dán ép các tấm ván mỏng lên cả hai mặt của tấm gỗ ghép (ván lõi) với sự tham gia của chất kết dính trong những điều kiện nhất định

Ván ghép thanh lõi đặc được chia thành hai loại “Block board” và

“Lamin board”, hai loại này khác nhau chủ yếu về kích thước chiều rộng của các thanh thành phần để tạo nên ván lõi

“Block board” là sản phẩm thu được bằng cách phủ một hoặc hai lớp ván mỏng lên hai bề mặt ván lõi Ván lõi được làm từ các thanh gỗ xẻ có kích thước nhỏ, ngắn, các cạnh được gia công nhẵn và được liên kết với nhau theo chiều rộng và chiều dài thanh Các thành lõi là các thanh gỗ xẻ có chiều rộng

từ 7 – 30 mm, chiều dày phụ thuộc vào chiều dày sản phẩm, thông thường chiều dài sản phẩm: 16; 19; 22; 25; 30 mm Loại sản phẩm của “Block board” hiện đang được sản xuất rất nhiều nó phù hợp với nguyên liệu gỗ rừng trồng,

tỉ lệ lợi dụng gỗ tương đối cao và giá thành hợp lí

Loại sản phẩm của “Lamin board” là sản phẩm có dạng tương tự như

“Block board” nhưng kích thước thanh lõi của “Lamin board” cao hơn so với

“Block board” Chính vì vậy mà loại hình sản phẩm này sản xuất rất ít, nó biến động từ 1.5-1.7mm [4] Giá thành chế tạo “Lamin board” cao hơn so với

“Block board” Chính vì vậy mà loại hình sản phẩm này sản xuất rất ít, nó chỉ

được sản xuất cho các công trình sử dụng tấm phẳng, có khả năng sử dụng lớn, sự co rút là rất nhỏ

Hiện nay, ở các nước Bắc Âu người ta thường sản xuất ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt từ các thanh lõi với chiều rộng nhỏ hơn 25mm Cấu trúc của “Block board” có thể làm khác nhau nó phụ thuộc vào số lớp ván mỏng dán mặt và chiều thớ của các lớp ván mỏng so với lớp lõi Theo kết quả nghiên cứu của Kotka of Forestry and wood Technology, Finland hiện nay sản phẩm dạng “Block board” có 4 loại sau:

- Loại A : 5 lớp AA – lõi – AA

- Loại B : 5 lớp AB – lõi – BA

- Loại C : 5 lớp BA – lõi – AB

- Loại D : 3 lớp D – lõi – D Các loại ván mỏng A và B thường có chiều dày từ 1.4 – 1.5 mm, ván mỏng D có chiều dày từ 2.2 - 2.4 mm Ván A, D có chiều thớ trùng với chiều rộng của gỗ, ván B có chiều thớ trùng với chiều dài sản phẩm

Đặc điểm chung của các loại ván này là đa dạng về kích thước, không kén chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đơn giản, phạm vi sử dụng rộng

Một số ưu điểm chủ yếu của ván ghép thanh là:

- Nguyên liệu sản xuất là gỗ có kích thước nhỏ, độ bền cơ học thấp

- Dễ nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ

- Sản phẩm đồng đều về độ ẩm, đa dạng và ổn định về kích thước

- Linh động khi liên kết và lắp ghép

- Giá thành (tính theo m3 sản phẩm) khi sản xuất ván ghép thanh nhỏ hơn các loại ván nhân tạo khác như ván dán, ván dăm, ván sợi, …

Ván ghép thanh lõi đặc không phủ bề mặt là sản phẩm thu được bằng cách ghép các thanh gỗ có kích thước nhỏ và ngắn với nhau bằng chất kết dính Loại sản phẩm này yêu cầu nguyên liệu có chất lượng tương đối cao, mầu sắc đồng đều

Để ghép các thanh ghép với nhau, người ta sử dụng nhiều phương pháp Trước tiên, các thanh ghép được nối theo chiều dài, thanh gỗ được tạo ngón, tiếp theo các thanh đã nối dài được ghép theo chiều ngang Khi ghép ngang, cạnh các thanh ghép thành phần thường được gắn kết bằng keo

Chiều dầy của các thanh thành phần phụ thuộc vào chiều dầy của sản phẩm

Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, trong quy trình sản xuất có một số yêu cầu bắt buộc như sau:

- Các thanh thành phần phải gia công đúng quy cách

- Phải đảm bảo độ kín khít khi xếp các thanh ghép

- Độ ẩm của thanh ghép W = 82%

- Xếp các thanh ghép kế tiếp nhau theo phương pháp đối xứng nhau theo vòng năm

- Lượng keo tráng khi ghép ngang từ 150 đến 250 g/m2

- Áp suất ép của các cạnh với nhau phụ thuộc vào chất lượng bề mặt thanh ghép khi gia công, song khoảng nhỏ hơn 1 MPa

Trong sản xuất thực tế, người ta đưa ra nhiều yêu cầu tùy theo khách hàng

Dưới đây là tiêu chuẩn về sản xuất ván ghép thanh của Nhà máy sản

xuất nội thất xuất khẩu Shinec

Địa chỉ: Khu công nghiệp Lai Vu – Kim Thành – Hải Dương

TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG TINH CHẾ TULLERO - 2009

- Tổng số mắt ≤ 7 mắt nằm rải đều trên thanh đối với nan dài ≥ 990 mm và

≤ 4 mắt đối với nan < 990 mm

c Ruột

+ Mặt C (Áp dụng cho mặt xấu hơn)

- Chi tiết < 990 mm, ruột bản rộng 4 mm cho phép 1 đoạn dài ≤ 150mm

- Chi tiết ≥ 990 mm ruột bản rộng 4 mm cho phép tổng chiều dài các đoạn ≤ 400 mm, chiều dài mỗi đoạn ≤ 200 mm

- Ruột có bản rộng ≤ 2 mm và không ôm tâm không hạn chế chiều dài đều không tính là ruột

* Lưu ý: Vị trí ruột không trùng với vị trí lỗ khoan và mộng

+ Đối với mặt A và B (Áp dụng cho một mặt đẹp)

- Ruột có bản rộng ≤ 2 mm cho phép tổng chiều dài các đoạn ≤ 100 mm chiều dài mỗi đoạn ≤ 50 mm, được xử lý bằng Keo 502, và bột gỗ

d Độ cong: Chỉ được phép cong theo một cung vào giữa nan

+ Loại dài ≥ 990 mm cong bụng cho phép ≤ 10 mm, cong cạnh ≤ 2 mm + Loại dài < 990 mm cong bụng cho phép ≤ 2 mm, cong cạnh ≤ 1 mm

đ Gỗ bị mục ải:

- Không sử dụng gỗ bị ải, mục không có khả năng chịu lực

e Gỗ mốc:

- Cho phép 1/5 bản rộng mặt C nhưng không chạy dài suốt thanh

- Không đưa vào sản xuất gỗ mốc đen và mốc chứng quốc (không có khả năng chịu lực)

f Độ ẩm gỗ:

Wg = 14 ± 2 %

g Qui cách kích thước, chất lượng bề mặt gia công

- Bề mặt phẳng nhẵn, không bị gằn xước, lõm, non phôi, đớp đầu hay cạnh, nứt đầu……

- Cho phép non phôi, đớp đầu mặt C đoạn dài ≤ 2 mm, nứt dăm đầu ≤ 10

mm không nằm trùng vị trí lỗ khoan và phải được xử lý phẳng bằng Keo 502 + bột gỗ

- Các cạnh chi tiết bo R2 mm theo bản vẽ

+ Lắp ráp:

- Dung sai lắp ráp cụm chi tiết: = ± 0.1 mm

- Mối lắp ráp kín khít, kết cấu chắc chắn, đảm bảo keo bôi đều mộng (+) và

+ Lau keo sạch sẽ

Như vậy, trong quá trình sản xuất ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt thì yêu cầu chất lượng thanh cơ sở là tương đối khắt khe

Công nghệ sản xuất ván lõi bao gồm các quá trình cơ bản như sau:

Nguyên liệu và yêu cầu kỹ thuật: Nguyên liệu dùng để sản xuất ván lõi rất đa dạng, có thể sử dụng các loại gỗ rừng trồng, gỗ tỉa thưa, gỗ cành, ngọn, bìa bắp, phế liệu sản xuất đồ mộc, lõi gỗ bóc,… Nguyên liệu cần còn tươi (chặt hạ xong cần tiến hành ghép ván ngay, khi đó, gỗ không bị mốc mục, độ

xẻ, loại bỏ vỏ cây còn để loại trừ cát bẩn, sỏi đá, kim loại

Cắt khúc: Gỗ để sản xuất ván lõi chủ yếu là các loại gỗ có chất lượng không cao, nhiều cây có khuyết tật hình dạng như cong, thót ngọn,… để nâng cao tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu, tuỳ các trường hợp cụ thể, cắt ngắn nguyên liệu cũng để giảm độ cong và độ thót ngọn của nguyên liệu

Xẻ ván: Để nâng cao tính ổn định của ván lõi, thông thường xẻ ván theo chiều rộng theo phương pháp xẻ xuốt

Sấy ván: Quá trình sấy ván thông thường được sấy trong các lò sấy tuần hoàn cưỡng bức, quy trình sấy và thông số chế độ sấy phụ thuộc chủ yếu loại

gỗ, vào chiều dầy ván, … Yêu cầu độ ẩm của ván sau khi sấy W = 8 - 12%

Xẻ thanh và gia công thanh ghép: Sau khi sấy, gỗ xẻ được chuyển tới công đoạn xẻ thanh theo sơ đồ xẻ Quá trình gia công thanh bao gồm các công

đoạn cắt ngắn, bào để tạo kích thước, xử lý bảo quản cho thanh lõi Thanh lõi cần đáp ứng yêu cầu như sau: Độ ẩm các thanh lõi: W = 8-12%, thanh không nứt vỡ đầu, không cho phép mục, mọt, không có chất dầu, nhựa thấm lên bề mặt Tùy thuộc yêu cầu của người sử dụng cho phép số lượng, chủng loại, kích thước các loại mắt trên đơn vị thanh ghép thành phần hay trên đơn vị chiều dài sản phẩm Độ lẹm cạnh nhỏ hơn 1%, độ nhẵn bề mặt thanh ghép lớn hơn hoặc bằng G8

Tráng keo cho thanh lõi: tùy thuộc vào loại gỗ, lượng keo tráng từ 150 – 250 g/m2

Yêu cầu khi ghép ván lõi: Tổng số thanh phụ thuộc vào kích thước ván, loại gỗ Các thanh ghép thành phần phải cùng một loại cây có tính chất gần giống nhau Không cho phép lẫn gỗ mềm với gỗ cứng Khe hở giữa các thanh lõi trên mặt chính nhỏ hơn hoặc bằng 1,0 mm, mặt cạnh nhỏ hơn hoặc bằng 3,0 mm

Thông số chế độ ép: Nhiệt độ phụ thuộc loại keo sử dụng, áp suất phụ thuộc vào loại gỗ, độ ẩm thanh, chất lượng bề mặt thanh, thông thường áp suất ép cạnh 0,8-1,0 MPa Thời gian ép phụ thuộc vào loại keo, nhiệt độ ép, chiều dầy ván lõi

Xử lý ván lõi: Ván lõi sau khi ép xong tạo thành ván, do nhiều nguyên nhân khác nhau, bề mặt thường bị lồi lõm, do đó cần phải xử lý bề mặt trước khi ép phủ, công đoạn này gồm các bước bào nhẵn, xử lý các vết keo tràn trên

bề mặt, đánh nhám

Trong quá trình tạo ván ghép thanh, để nối dài các thanh ghép thành phần, sử dụng thiết bị phay ngón hai đầu thanh ghép thành phần, sau đó các thanh ghép thành phần được nối lại với nhau, để liên kết chặt chẽ các thanh

ghép, sử dụng các loại chất kết dính Sơ đồ công nghệ sản xuất ván ghép

thanh dạng nối ngón bao gồm các bước như sau:

Khi tạo ngón ghép, thông số ngón ghép bao gồm l - chiều dài ngón,

mm; p - bước ngón, mm; c - khe hở đáy, mm;  - độ ngiêng ngón ghép

Để thuận lợi cho sản xuất, người ta sử dụng tỷ lệ kích thước ngón ghép

(R) và hệ số vùng ghép nối (A) làm cơ sở để tính toán và lựa chọn trị số của

dạng nối ngón được ghi ở các bảng dưới đây:

Sấy thanh

Gia công thanh

Cắt ngắn Phay ngón

Tráng keo

Ðp ngang

Xử lý sản phẩm

Bảng 1.1 : Thông số hình học của nối ngón theo TC: BSEN 385-1995

Trị số của áp xuất ghép dọc có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối ghép, trị số này phụ thuộc vào thông số hình học của mối ghép (chủ yếu là chiều dài ngón), loại gỗ, độ ẩm thanh ghép và nhiệt độ ép

Theo tiêu chuẩn BSEN 385:1995, khuyến nghị, trị số áp suất ghép dọc như sau:

- Chiều dài ngón ghép lớn hơn 25 mm, áp suất ghép dọc 2-5 N/mm2

- Chiều dài ngón ghép nhỏ hơn 25 mm, áp suất ghép dọc 5-10 N/mm2 Khi tạo xong tấm ván ghép, cần xác định kích thước, ngoại hình, sai số cưa cắt, cong vênh của tấm ván Các chỉ tiêu đánh giá tuân thủ theo tiêu chuẩn

GB 5849-862

Theo tiêu chuẩn GB 5849-862, khi xác định các thông số của tấm ván,

sử dụng các dụng cụ và thiết bị như sau:

1.Thước cuộn kim loại 3.000 mm, độ chính xác 1 mm

2.Thước kẹp, độ chính xác 0,1 mm

3.Thước chuẩn cạnh 1000 mm, độ cong nhỏ hơn 0,1 0/00

4.Thước chuẩn cạnh 300 mm, độ cong nhỏ hơn 0,1 0/00

5.Thước chuẩn cạnh 500 mm, độ cong nhỏ hơn 0,1 0/00

6.Thước lá 0,05-10 mm

Khi mẫu vật là các sản phẩm có kích thước theo tiêu chuẩn GB

5850-86, tiến hành xác định theo phương pháp như sau:

1.Xác định chiều dài và chiều rộng sản phẩm: Dùng thước 3.000 mm

đo tại phần giữa ván, lấy chính xác đến 1,0 mm

2.Xác định chiều dầy sản phẩm: Dùng thước kẹp xác định tại 4 điểm các mép ván 20 mm, lấy giá trị bình quân, chính xác đến 0,1 mm

3.Xác định sai số cưa cắt theo đường chéo ván: khi xác định, đặt ván nằm trên mặt phẳng chuẩn, dùng thước 3.000 mm đo 2 đường chéo, lấy chính xác đến 1,0 mm Công thức xác định:

(%)=[( Lmax-Lmin)/Lđc]x100

Trong đó:

(%)-Sai số theo đường chéo, %

Lmax-Chiều dài đường chéo lớn nhất, mm

Lmin-Chiều dài đường chéo nhỏ nhất, mm

Lđc-Chiều dài đường chéo danh nghĩa, mm

4 Xác định độ cong cạnh ván: Dùng thước 500 mm áp sát vào cạnh ván, dùng thước lá đặt vào khe hở giữa cạnh ván và thước chuẩn, đo chính xác đến 0,05 mm Độ cong cạnh ván tính theo công thức:

Un(%)=(/Lt)x100 Trong đó:

Un(%)-Độ cong cạnh ván, %

-Khe hở lớn nhất giữa cạnh ván và thước, mm

Lt-Chiều dài thước, mm

5 Xác định độ cong vênh của ván: Khi xác định, đặt ván lên mặt phẳng chuẩn, mặt lồi của ván để xuống phía dưới, dùng thước 1000 mm đặt vào vị trí cong theo đường chéo 2 góc, dùng thước lá xác định khe hở tại phần cong

Độ cong vênh của ván tính theo công thức:

WĐC(%)=(H/Lt)x100 (lấy chính xác đến 0,01%)

Trong đó:

WĐC (%)-độ cong vênh của ván, %,

H-khe hở lớn nhất giữa ván và thước, mm

Lt-chiều dài thước, mm

6 Xác định độ lượn sóng của ván: Dùng thước 300 mm áp sát vào bề mặt ván, dùng thước lá xác định khe hở lớn nhất giữa thước và ván Vị trí xác định phải cách mép ván ít nhất 20 mm, có thể đo ở 3 vị trí và kết quả ở vị trí

có giá trị lớn nhất Độ lượn sóng của ván tính bằng mm, đo chính xác đến 0,05 mm

7 Xác định độ bền kéo trượt màng keo: Khi xác định, sử dụng dụng cụ

và thiết bị như sau

-Máy kiểm tra vạn năng 4.000-40.000N, hệ thống kẹp mẫu, thước kẹp

độ chính xác 0,1 mm, micrometer độ chính xác 0,02 mm, đồng hồ bấm giây,

tủ sấy đối lưu, tủ luộc đối lưu có thang nhiệt từ 20-1000C

-Mẫu xác định độ bền kéo trượt màng keo lấy theo tiêu chuẩn GB 5851-86

Đối với ván loại 2 ngâm nước có nhiệt độ 63 30 C, mặt nước cao hơn mẫu 200 mm, không cho mẫu chìm xuống đáy Thời gian ngâm trong 3 giờ,

để mẫu ở nhiệt độ bằng nhiệt độ trong phòng, thời gian 10 phút, sau đó thử trên máy ván năng

Đối với ván loại 1: Mẫu được đun trong nước sôi (1000C) trong thời gian 4 giờ, sau đó lấy ra sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 63 30C trong thời gian

20 giờ Tiếp tục đun trong nước sôi 4 giờ, lấy mẫu ra để mẫu ở nhiệt độ bằng nhiệt độ trong phòng, thời gian 10 phút, sau đó thử trên máy vạn năng

I.2 2 Chất lượng tấm ván ghép

Trong sản xuất ván ghép thanh, chất lượng tấm ván ghép được đánh giá thông qua nhiều chỉ tiêu như độ bền màng keo, mầu sắc tấm ván, số lượng chủng loại mấu mắt, kích thước khi cưa cắt, chất lượng gia công bề mặt, v.v…

Tuy nhiên, một trong những chỉ tiêu quan trọng là mức độ biến dạng cong vênh của tấm ván lõi Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tấm ván lõi bị cong vênh Theo tài liệu [4] của PGS.TS Phạm Văn Chương, tấm ván ghép bị cong vênh do những nguyên nhân như sau:

- Sắp xếp các thanh ghép thành phần: khi thanh gỗ xẻ tiếp tuyến, các vòng năm xếp cùng một hướng sẽ tạo bề mặt nhẵn nhưng dễ bị cong theo một chiều

Nếu mặt tiếp tuyến với vòng năm của các thanh ghép thành phần được xếp đối xứng nhau theo phương chiều dầy ván và chiều rộng ván thì ván tạo

ra ít cong vênh hơn nhưng bề mặt ván có dạng sóng do có sự co rút theo phương tiếp tuyến và xuyên tâm rất khác nhau

Nếu mặt tiếp tuyến với đường vòng năm của các thanh ghép thành phần vuông góc với bề mặt ván ghép thì ván tạo thành có bề mặt nhẵn và phẳng hơn, loại ván như vậy chỉ có thể tạo ra từ các thanh ghép xẻ xuyên tâm Tuy nhiên, khi xẻ các thanh ghép dạng xuyên tâm thì tỷ lệ thành khí nhỏ hơn so với phương pháp xẻ tiếp tuyến

- Ngoài cách sắp xếp thanh ghép trong một tấm ván, quan hệ giữa kích

thước chiều dầy và chiều rộng thanh ghép khi tạo thanh ghép thành phần cũng góp phần làm tấm ván biến dạng

Gỗ là dạng vật liệu dị hướng, vì vậy, các tính chất của gỗ khác nhau theo 3 phương: dọc thớ, tiếp tuyến và xuyên tâm Tỷ lệ co rút giãn nở nhỏ nhất là phương dọc thớ, tiếp đến là phương xuyên tâm, lớn nhất là phương tiếp tuyến Chính vì sự khác nhau này làm cho gỗ dễ bị cong vênh

Sự cong vênh của các thanh ghép thành phần sẽ làm cho sản phẩm ván ghép bị cong vênh, cũng như sẽ phá vỡ sự liên kết của các thanh (đặc biệt khi ghép nối các thanh ghép thành phần bằng keo dán) Do vậy, đã có một số công trình nghiên cứu về ván ghép thanh, song việc xây dựng mối quan hệ giữa kích thước chiều dầy và chiều rộng thanh ghép còn chưa được đầy đủ

Kích thước chiều dầy thanh thường được quyết định bởi chiều dầy sản phẩm, song kích thước chiều rộng thanh ghép phụ thuộc vào cấu tạo và tính chất gỗ, chủ yếu quan hệ giữa tỷ lệ co rút theo phương tiếp tuyến và phương xuyên tâm

I.2.3 Co rút và dãn nở gỗ, nguyên nhân và ảnh hưởng

Như vậy, co rút của thanh ghép thành phần chính là một trong những nguyên nhân làm cho tấm ván bị biến dạng cong vênh Nếu xem xét rộng hơn, sau khi

gỗ co rút, dưới tác động của độ ẩm không khí hay trực tiếp tác động của nước, thanh ghép bị biến dạng ngược với co rút – dãn nở làm cho tấm ván bị biến dạng, các mối liên kết keo có thể bị phá hỏng

Theo tài liệu của Giáo sư B.N Ugalốp [21], khi giảm kích thước hay thể tích mẫu gỗ do thoát ẩm liên kết gọi là co ngót Co ngót bắt đầu xảy ra khi độ

ẩm hạ xuống dưới điểm bão hòa, không tính đến ở nhiệt độ nào Khi giảm hàm lượng ẩm tự do trong gỗ, không gây ra co ngót

Ẩm liên kết tồn tại ở thành tế bào gỗ, nằm ở khoảng giữa Micrôxenlulose, thường ở ngay cả xenlulose Khi ẩm liên kết thoát ra, dẫn tới chiều dầy thành tế bào và kích thước mặt cắt ngang tế bào giảm

Đã được minh chứng, co ngót theo hướng tiếp tuyến lớn hơn 1,5 đến 2 lần xuyên tâm, mặc dù minh chứng này chưa thật sự đầy đủ và còn nhiều tranh luận

Khi tính toán giá trị cực đại của đại lượng co ngót của gỗ, Ymax chính là tính kích thước hoặc thể tích của mẫu gỗ khi toàn bộ ẩm liên kết được làm thoát ra khỏi gỗ

Công thức tính giá trị cực đại của đại lượng co ngót của gỗ Ymax như sau:

% 100

max

max max

a

a a

Trong công thức này:

a max – Kích thước (thể tích) mẫu gỗ ở giới hạn bão hòa mm (mm3)

a0 – Kích thước (thể tích) mẫu gỗ ở trạng thái khô khi sấy đến khối lượng không đổi mm (mm3)

Gỗ bị co ngót do thoát ẩm liên kết, đồng thời, gỗ có khả năng hút ẩm (hơi nước) từ trong không khí xung quanh, khả năng này gọi là hút ẩm hay trao đổi ẩm

Quá trình hút ẩm của gỗ thực hiện được nhờ các chất hữu cơ cơ bản tạo thành vách tế bào gỗ Sự hút ẩm bao gồm hiện tượng hấp phụ và sự ngưng tụ hơi ẩm của các tiểu mao dẫn

Sự hút ẩm từ môi trường xung quanh là một trong những tính “xấu” của

gỗ, khi đặt các sản phẩm gỗ trong môi trường ẩm, đặc biệt, môi trường ẩm cao sẽ dẫn đến giảm một số tính năng của gỗ

Khi đặt mẫu gỗ trong không khí ẩm hay trong nước, hàm lượng ẩm liên kết trong gỗ sẽ tăng cao dẫn đến kích thước của gỗ (thể tích) tăng lên

Hiện tượng tăng kích thước (thể tích) của gỗ khi để gỗ trong môi trường ẩm hoặc trong nước được gọi là hiện tượng dãn nở

Khái niệm hút nước hay phân tử nước được hút vào trong gỗ, giữa các phân tử Cellulose sẽ xuất hiện các liên kết hydro phân tử nước

Các khái niệm trên diễn tả quá trình trương nở của Cellulose trong nước Lượng nước được hút vào càng nhiều, số lượng liên kết hydro tạo thành giữa các phân tử càng lớn, như vậy, sợi Cellulose đã bị trương nở

Thực chất quá trình trương Cellulose là quá trình tác nhân gây trương xâm nhập vào, bứt phá các cầu hydro giữa các phân tử Cellulose cạnh nhau, khi đó làm cho khoảng cách các Cellulose tăng lên, liên kết của chúng (liên kết Vandevan) yếu đi, các phân tử Cellulose dễ bị xê dịch và trở nên lỏng lẻo hơn Đồng thời , khi liên kết hydro bị phá vỡ sẽ tạo nên điều kiện thuận lợi cho các tác động khác làm thay đổi cấu trúc của phân tử Cellulose trong gỗ [3]

Khi làm gỗ khô, ẩm của gỗ thoát hết, gỗ bị co ngót, nhưng khi sử dụng trong môi trường không khí có độ ẩm cao, đặc biệt khi gỗ bị tiếp xúc thường xuyên với nước, kích thước của gỗ sẽ dãn ra Khi mức độ dãn nở của gỗ lớn trong trường hợp tiếp xúc lâu với môi trường nước hoặc độ ẩm không khí cao, các sản phẩm gỗ rất dễ bị phá hủy Trước tiên, các mối dán có thể bị phá hủy, trong trường hợp ván ghép thanh, các mối dán bằng keo khi ghép ngang rất dễ

bị nứt vỡ Trong trường hợp nhẹ hơn, tấm ván ghép bị cong vênh do co ngót không đồng đều giữa các phương xuyên tâm và tiếp tuyến

Để khắc phục hiện tượng hút ẩm dẫn đến biến dạng gỗ, trong thực tế sản xuất có những biện pháp xử lý khác nhau nhằm hạn chế mức độ hút ẩm (nước) của gỗ đảm bảo chất lượng gỗ ổn định theo thời gian sử dụng

I.3 Tính chất và đặc điểm công nghệ gỗ bạch đàn trắng (Eucalyptus

camaldulensis)

I.3.1 Đặc điểm cây gỗ Bạch đàn trắng

+ Đặc điểm cấu tạo gỗ : Bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis) được

trồng nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là khu vực Đông Nam Á, với tốc độ phát triển rất nhanh và thích ứng với điều kiện nóng ẩm Theo đề tài nghiên cứu [11], Bạch đàn trắng có cấu tạo và một số tính chất cơ vật lý như sau:

- Vỏ màu xám trắng, dày từ 0.5-0.7 cm, chiếm 12% thể tích cây

- Mức tăng trưởng về chiều cao trung bình hàng năm 2.5 cm/năm

- Mức tăng trưởng về đường kính là 2-3 cm/năm

- Sản lượng bình quân đạt 18-20 m3/năm

+ Cấu tạo thô đại của gỗ: Bạch đàn trắng có gỗ giác, lõi phân biệt Gỗ giác có

màu xám trắng, gỗ lõi có màu đỏ hồng Gỗ tương đối nặng, thớ mịn, chéo thớ,

dễ bị nứt sau khi chặt hạ

- Vòng năm rộng 0.9 -1.6 cm, gỗ sớm và gỗ muộn ít phân biệt

- Lỗ mạch trung bình, xếp phân tán, tụ hợp đơn, số lượng tương đối nhiều

- Tế bào nhu mô dọc vây quanh mạch

- Tia gỗ có kích thước trung bình Tia gỗ nhỏ, bề rộng vòng sinh trưởng khoảng 8 mm, mặt gỗ mịn, thớ gỗ khá thẳng

+ Cấu tạo hiển vi của gỗ:

Lỗ mạch: lớn theo chiều xuyên tâm là 111.6 mm, theo chiều tiếp tuyến

là 82.02mm Đường kính lỗ mạch nhỏ theo chiều xuyên tâm là 77.69 mm, theo chiều tiếp tuyến là 58.46mm Mật độ lỗ mạch 6/mm2

Mô mềm: chủ yếu là mô mềm phân tán Ngoài ra còn có các loại mô

mềm vây quanh mạch không kín,

Tia gỗ: tia đồng hình, bề rộng tia ít biến động, chủ yếu là một hàng tế

bào 7.5mm Chiều cao tia có sự biến động từ 22.5 - 142.5 mm

Sợi gỗ: bề dày vách của tế bào sợi gỗ là 2 mm, đường kính ngoài trung

bình 10mm, đường kính trong trung bình 6mm

Hình ảnh alát của gỗ Bạch đàn trắng:

Hình 1.3: Mặt cắt tiếp tuyến

I.3.2 Một số tính chất cơ, vật lý chủ yếu của gỗ Bạch đàn trắng

I.3.2.1 Tính chất vật lý của gỗ Bạch đàn trắng

1 Khối lượng thể tích của gỗ

Là tỷ số giữa khối lượng gỗ tròn một đơn vị thể tích gỗ Khối lượng thể tích của gỗ được ghi trong bảng 1.4

Với giá trị Dcb = 0.66g/cm3, đối chiếu bảng phân nhóm gỗ theo khối

lượng thể tích trong TCVN 1072 - 71 thì gỗ Bạch đàn trắng thuộc nhóm III

2 Độ co rút, dãn nở theo chiều dài và thể tích

Co rút và dãn nở là hai nguyên nhân gây nên sự cong vênh, nứt nẻ trong quá trình chế biến, đặc biệt là trong quá trình sấy Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng 1.5