Nghiên cứu một số chất cấu tạo, hóa học, vật lý, cơ học chủ yếu của phần thân (vùng 4) cây dừa (cocos nuclfera l ) và định hướng sử dụng cho ván ghép thanh )

Bộ giáo dục và đào tạo Bộ nông nghiệp và PTNT Tr-ờng đại học lâm nghiệp Vũ Hà PHƯƠNG Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, HOá HọC, vật lý, CƠ HọC chủ yếu của phần thân vùng 4 cây dừa c

Bộ giáo dục và đào tạo Bộ nông nghiệp và PTNT

Tr-ờng đại học lâm nghiệp

Bộ giáo dục và đào tạo Bộ nông nghiệp và PTNT

Tr-ờng đại học lâm nghiệp

Vũ Hà PHƯƠNG

Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, HOá HọC, vật lý, CƠ HọC chủ yếu của phần thân (vùng 4) cây dừa (cocos nucIfera l.) và

định h-ớng sử dụng cho ván ghép thanh

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy

Lời cảm ơn

Đ-ợc sự đồng ý của khoa Sau Đại Học và Sự đồng thuận của khoa Chế biến lâm sản - Tr-ờng Đại học Lâm nghiệp, Chúng tôi đã thực hiện đề tài:

"Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, hoá học, vật lý, cơ học chủ yếu của

phần thân (vùng 4) cây Dừa (Cocos nucifera L.) và định h-ớng sử dụng cho

ván ghép thanh" Đến nay việc thực hiện đề tài đã hoàn thành

Nhân dịp này cho phép tôi đ-ợc bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy Cô, những ng-ời đã h-ớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và kính trọng tới thầy giáo PGS.TS Hoàng Hữu Nguyên và TS Hoàng Xuân Niên đã trực tiếp h-ớng dẫn tôi hoàn thành tốt đề tài

Tôi xin cảm ơn tới các cán bộ TTCGCNR, các Thầy Cô phòng thí nghiệm trung tâm khoa Chế biến lâm sản - Tr-ờng Đại học Lâm nghiệp đã tạo

điều kiện giúp đỡ tôi về cơ sở vật chất và các thông tin khoa học để tôi hoàn thành đề tài

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp những ng-ời đã bên tôi động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin trân thành cảm ơn !

Hà Tây, Tháng 8 năm 2006

Tác giả

2.1.Kiến thức chung về vách tế bào 17 2.2 Cấu tạo gỗ ảnh h-ởng đến công nghệ chế biến gỗ 18 2.3 Tính chất hoá học và ảnh h-ởng của tính chất hoá học đến công

2.5 ảnh h-ởng của tính chất cơ học đến công nghệ chế biến gỗ 26

Ch-ơng 3: Nội dung và kết quả nghiên cứu 29 3.1 Đặc điểm nơi lấy mẫu nghiên cứu

3.2 Đặc điểm của cây lấy mẫu nghiên cứu

29

29 3.3 Mối t-ơng quan giữa tuổi cây tới đ-ờng kính và chiều

cao cây Dừa

30

3.4 Cấu tạo gỗ Dừa (vùng 4) 31 3.5 Thành phần hoá học thân cây Dừa (vùng 4) 35 3.6 Tính chất vật lí chủ yếu của gỗ Dừa (vùng 4) 36 3.7 Tính chất cơ học của gỗ Dừa (vùng 4) 44

Ch-ơng 4 :Tổng luận kết quả nghiên cứu và định h-ớng

tự nhiên càng bị giảm xuống

Việt Nam cũng không nằm ngoài qui luật đó Theo dự báo về phát triển dân số của Tổng cục thống kê, trong 10 năm tới (đến năm 2010), dân số n-ớc

ta là trên 80 triệu ng-ời Nh- vậy nếu mỗi ng-ời sử dụng bình quân 0,05m3

gỗ/năm (mức bình quân thấp của nhiều Quốc gia), thì nhu cầu sử dụng gỗ đòi hỏi ít nhất là 4 triệu m3 gỗ/ năm một khối l-ợng v-ợt quá khả năng cung cấp

gỗ từ rừng tự nhiên của n-ớc ta hiện nay Trên thực tế sản l-ợng gỗ khai thác

từ rừng tự nhiên hàng năm lại giảm xuống (bảng 1)

Bảng 1 Sản l-ợng gỗ tròn khai thác hàng năm của Việt Nam (m 3 )

cung cấp gỗ từ rừng tự nhiên ngày càng giảm Để giải quyết vấn đề này, các Quốc Gia tập trung đẩy mạnh theo h-ớng trồng rừng và sử dụng mọi nguồn nguyên liệu, phát triển ván nhân tạo mà chủ yếu là ván dăm, ván sợi, ván mộc các loại đẩy nhanh phát triển công nghệ chế biến lâm sản

Ván ghép thanh và LVL (Laminate veneer Lumper) là một sản phẩm nhân tạo xuất hiện từ rất sớm, nh-ng nó chỉ đ-ợc phát triển mạnh từ sau năm

1970 Vùng có khối l-ợng lớn nhất là Châu Âu, tiếp đó là Châu Mỹ ở Châu

á Nhật Bản là n-ớc sản xuất ván ghép thanh nhiều nhất sau đó đến Nam Triều Tiên và Indonêxia

Ván ghép thanh rất nhiều dạng với nhiều tên gọi khác nhau Nếu định nghĩa theo tiêu chuẩn BS 6100-1984 thì ván ghép thanh phân chia thành một

số loại chủ yếu sau:

- Ván ghép thanh lõi đặc không phủ bề mặt (Laminated Board)

- Ván ghép thanh khung rỗng (Veneer Spaced Lumper)

- Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt (Core Plywood/ Block Board/ Lamin Board)

Đặc điểm chung của các loại ván này là đa dạng về kích th-ớc ít kén chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đơn giản, gọn và phạm vi sử dụng rộng Vấn đề ở đây là ván ghép thanh có đặc điểm là ít kén chọn nguyên liệu, với cả những loại gỗ có độ bền cơ học thấp

Để tận dụng triệt để đặc điểm này h-ớng của đề tài tìm đến một nguyên liệu mới đó là sử dụng gỗ Dừa Lấy phần lõi sau khi bóc (vùng 4) làm nguyên liệu để sản xuất ván ghép thanh Hiện nay ở đồng bằng sông Cửu Long diện tích đất trồng Dừa là rất lớn song việc sử dụng Dừa chủ yếu là lấy quả Những nghiên cứu về gỗ Dừa để phục vụ trong công nghiệp chế biến lâm sản nói chung và sản xuất ván mộc nói riêng là rất cần thiết Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, hoá học,vật lý, cơ học chủ yếu của

phần thân (vùng 4) cây Dừa (Cocos nucifera L.) và định h-ớng sử dụng cho

ván ghép thanh"

Ch-ơng 1 Tổng quan 1.1 L-ợc sử nghiên cứu

1.1.1 Tên gọi

Tên Việt Nam: Cây Dừa, tên khoa học: Cocos nucifera L

1.1.2 Nguồn gốc - Phân bố - Đặc tính sinh thái

Nguồn gốc của loài thực vật này là chủ đề gây tranh cãi, trong đó một

số học giả cho rằng nó có nguồn gốc ở miền tây Bắc Nam Mỹ Các mẫu hoá thạch tìm thấy ở New Zealand chỉ ra rằng các loại thực vật nhỏ t-ơng tự nh- cây Dừa đã mọc ở khu vực này từ khoảng 15 triệu năm tr-ớc Thậm chí những hoá thạch có niên đại lớn hơn cũng đã đ-ợc phát hiện tại Rajasthan và Maharashtra, ấn Độ Không phụ thuộc vào nguồn gốc của nó, Dừa đã phổ biến khắp vùng nhiệt đới, có lẽ nhờ có sự trợ giúp của những ng-ời đi biển trong nhiều tr-ờng hợp Quả của nó nhẹ và nổi trên mặt n-ớc và đã đ-ợc phát tán rộng khắp nhờ các dòng hải l-u Quả thậm chí đ-ợc thu nhặt trên biển tới tận Na Uy cũng còn khả năng nảy mầm đ-ợc (trong điều kiện thích hợp) tại khu vực quần đảo Hawai, ng-ời ta cho rằng Dừa đ-ợc đ-a vào từ Polynesia, lần đầu tiên do những ng-ời đi biển gốc Polynesia từ quê h-ơng của họ ở khu vực miền nam Thái Bình D-ơng tới đây

Dừa là cây một lá mầm, đ-ợc trồng từ qủa, thích hợp trên vùng đất có

độ cao d-ới 300mm ở vĩ độ 15 với l-ợng m-a đều trong năm, tối thiểu 1.500mm, trên đất cát mặn, độ phèn từ trung bình trở lên Phân bố tự nhiên của cây Dừa là vùng đất cát ven biển

Cây Dừa có dáng thẳng đứng, hình trụ tròn, độ thon ít Các tàu lá dài 2,5m  3,5m, mọc quanh thân Lá kép lông chim dài 0,5m  1,0m, rộng 3 4cm Hoa đơn tính, không cuống Hoa cái từ 25  35 hoa/ 1 buồng Hoa đực

từ 7.000  9.000 hoa/ 1 buồng Hoa cái màu vàng pha lục nhạt, đ-ờng kính

1 2cm Quả Dừa thành thục từ 8  12 tháng, có đ-ờng kính từ 10  25 cm Cây Dừa 4  6 tuổi bắt đầu có trái và liên tục 30  40 năm

1.1.3 Cây Dừa - nguồn nguyên liệu có giá trị, đa dạng và phong phú

Các trung tâm Dừa là vùng duyên hải nhiệt đới Châu á, Tây bán cầu, Châu Phi tổng diện tích che phủ khoảng 10 triệu ha Sản phẩm chính của cây Dừa là cơm Dừa Theo Hiệp hội cây Dừa Thế giới, năm 1995 là 3.100.000 tấn trong đó Châu á 2.565.000 tấn Dừa, Tây bán cầu 135.000 tấn, Châu Phi là 120.000 tấn Ngoài cơm Dừa, sản phẩm khác cho đến nay nhìn chung giá trị thấp, vì vậy cuộc sống ng-ời trồng Dừa rất khó khăn

ở Việt Nam, Dừa đ-ợc trồng rộng rãi ở nhiều tỉnh, tổng diện tích che phủ 142.504 ha Tập trung là vùng duyên hải miền Trung và Tây Nam Bộ Sản l-ợng Dừa bình quân 1.200.000  1.300.000 tấn/ năm Nh- vậy, cây Dừa có tiềm năng lớn nếu biết khai thác và sử dụng hợp lý, nó thực sự trở thành nguồn tài nguyên có giá trị về nhiều mặt Thông tin chung của cây Dừa khu vực Nam

Giá một quả Dừa Việt Nam (VNĐ) 1.500

Giá 1 tấn sơ Dừa loại 1 (USD) 165  185

Giá 1 tấn than từ gáo Dừa (USD) 210

Giá 1 tấn bột sơ Dừa (USD) 130

Giá 1 m thân cây Dừa (VNĐ) 15.000  25.000

Khối l-ợng riêng của cây Dừa phân bố tuỳ thuộc vào vị trí trên cây, vùng sinh thái, độ tuổi Nh-ng trên cùng đ-ờng tròn đồng tâm có trị số t-ơng

đối đồng đều chúng ta có thể chia mặt cắt ngang thành 4 vùng khối l-ợng riêng (bảng 1.2) Vùng 1, 2, 3 là vùng có khả năng tạo ván bóc

Trị số cao là của những cây già Theo chiều dọc thân cây khối l-ợng riêng giảm dần, phần ngọn thấp hơn 0,2g/cm3 Tuỳ theo vùng khối l-ợng riêng

mà đ-ợc sử dụng ở các mục đích khác nhau Trên hình 1.1 vùng 1 ( từ ngoài vào) là vùng có khối l-ợng riêng cao, vùng 2 - trung bình cao, vùng 3 - trung bình thấp, vùng 4 - vùng thấp Cũng từ đó mà ph-ơng pháp sử dụng khác nhau

Cây Dừa có dáng thẳng đứng, độ thon nhỏ từ gốc đến gọn, tính chất cơ học giảm, độ ẩm tăng, độ ẩm gốc từ 50  60% ở ngọn khoảng 350% Chiều dài thân kinh tế trung bình là 2,5m

Bảng 1.2 Khối l-ợng riêng của gỗ Dừa ở các vùng đoạn thân kinh tế

Đoạn thân cây Dừa có giá trị kinh tế đ-ợc dùng trong chế biến các mặt hàng mộc gia dụng và xây dựng các loại Ngoài ra thân cây Dừa có một số

đặc điểm khác

Gỗ Dừa xẻ ngâm trong n-ớc không bị côn trùng phá hoại Khi sử dụng ngoài trời gỗ Dừa bị phân huỷ nhanh Do gỗ có độ bền cơ học thấp do đó dễ bị nấm xâm nhập phá hoại

1.1.4 Độ bền tự nhiên của gỗ cây Dừa

Gỗ cây Dừa là loài gỗ không có khả năng tự nhiên chống lại sự phá hoại của côn trùng và nấm hại gỗ (nếu để gỗ ở ngoài trời với điều kiện tự nhiên)

Gỗ có khối l-ợng thể tích thấp, sử dụng tiếp xúc với đất, có thể bị phá hoại bởi sinh vật phá gỗ trong vòng 6  18 tháng, trong khi đó gỗ có khối l-ợng thể tích cao có thể bị phá huỷ 2  3 năm Ngoài ra nấm mục mềm có thể phá huỷ rất nhanh các loài gỗ có khối l-ợng thể tích cao Mối cũng có thể tấn công, xâm nhập và phá hoại rất nhanh các vật liệu gỗ sử dụng ngoài trời, tiếp xúc với đất Đối với gỗ cây Dừa sử dụng dạng cột trong môi tr-ờng n-ớc biển, giữ nguyên vỏ có thể sử dụng trên 3 năm

Gỗ xẻ t-ơi và hai mặt cắt ở đầu khúc gỗ tròn sau khi chặt hạ rất dễ bị tấn công bởi nấm mốc và biến mầu Việc bảo quản phòng chống nấm mốc và biến mầu trong điều kiện môi tr-ờng khí hậu nhiệt đới là rất khó khăn Nếu không có lò sấy để sấy gỗ sau khi chặt hạ gỗ t-ơi, sau khi xẻ cần phải đ-ợc nhúng ngay vào dung dịch thuốc bảo quản chống mốc

Ngoài ra, gỗ t-ơi cũng rất dễ bị tấn công phá hoại của các loại côn trùng hại gỗ t-ơi thuộc bộ cánh cứng nh- xén tóc, mọt Tuy nhiên, sự phá hoại này không quá nghiêm trọng, nó sẽ dừng lại khi gỗ khô Song sự phá hoại đó

có thể để lại một số lỗ nhỏ trên gỗ, điều này sẽ không thể chấp nhận trong một

số tr-ờng hợp sử dụng gỗ Có thể sử dụng ph-ơng pháp sấy, hong phơi hoặc

ngâm nhúng gỗ trong dung dịch thuốc bảo quản thích hợp để bảo quản phòng chống côn trùng hại gỗ t-ơi

Đối với gỗ khô cũng dễ dàng bị tấn công phá hoại của các loại côn trùng hại gỗ khô (nh- mối gỗ khô), tuy nhiên chúng chỉ phá hoại gỗ có khối l-ợng thể tích thấp Đối với gỗ tr-ởng thành có khối l-ợng thể tích cao có khả năng phòng chống đối với cả mối đất và thực tế cho thấy con ng-ời đã sử dụng

gỗ này làm vật liệu xây dựng rất tốt trong nhiều thập kỷ Với những tr-ờng hợp sử dụng gỗ ngoài trời hoặc tiếp xúc với đất cho mục đích sử dụng dài hạn, cần phải tiến hành bảo quản gỗ bằng thuốc bảo quản thích hợp

Đoạn thân cây Dừa có giá trị kinh tế đ-ợc dùng trong chế biến các mặt hàng mộc gia dụng và xây dựng các loại Ngoài ra thân cây Dừa có một số

Bảng 1.3. Diện tích Dừa trồng của một số n-ớc Châu á

Tên N-ớc Diện tích Dừa (ha) năm 1995

Ng-ời ta đã sử dụng gỗ Dừa trong hàng mộc nh-: các chi tiết chịu tải (xà, dầm), ván lát sàn, cửa sổ và cửa ra vào, t-ờng - vách ngăn phổ biến trong cuộc sống

ở các n-ớc nh-: Philippines, Indonesia, ấn Độ đã có nhiều công trình nghiên cứu về sinh tr-ởng và phát triển của loài gỗ Dừa này Các kết quả nghiên cứu cho thấy loài gỗ này có cấu tạo, tính chất không đồng nhất từ ngoài vào trong theo đ-ờng kính, theo chiều cao từ gốc tới ngọn

Các tế bào trong gỗ cây Dừa sẽ tiếp tục tăng lên về chiều dài trong suốt

đời sống của cây, chính vì vậy mô ở lớp cơ sở già và có vách dầy, Lumen trong gỗ phần lớn biến mất khỏi các sợi gỗ Chính vì vậy, khối l-ợng thể tích của gỗ giảm từ gốc tới ngọn

Các kết quả nghiên cứu cho thấy:

* Về tính chất hoá học: Theo kết quả nghiên cứu cho thấy gỗ Dừa có thể so

sánh với gỗ lá rộng, gỗ lá kim và tre về Hemixenlulo, Linhin, và Pentozan Tuy nhiên hàm l-ợng tro lớn hơn các loài gỗ khác nh- ở Philippines Thành phần cấu tạo hoá học Holocellulose (66,7%), Linhin (25,1%), và Pentosan (22,9%)

* Về tính chất vật lý: Tính chất vật lý của gỗ Dừa phần lớn phụ thuộc vào:

khối l-ợng thể tích, độ ẩm và khả năng tr-ơng nở của gỗ Theo khảo sát của các nhà nghiên cứu thì thể tích của gỗ khô cũng nh- gỗ t-ơi đều giảm theo chiều cao của thân cây và ở tại vị trí bất kỳ nào của thân thì chúng đều tăng từ lõi đến vỏ Ngoài ra khối l-ợng thể tích cơ bản tại bất kỳ chiều cao nào cũng tăng theo độ tuổi của cây Đối với những cây còn non, ở phần ngọn khối l-ợng thể tích của gỗ lớp ngoài khoảng 300kg/m3 và lớp trong khoảng 90kg/m3 Trong khi đó khối l-ợng thể tích của gỗ tr-ởng thành cao hơn nhiều vào khoảng 900kg/m3 đối với gỗ lớp ngoài và 250kg/m3 đối với gỗ lớp trong

Những con số trên đây có thể rất khác nhau giữa các cây gỗ khác nhau

và các vùng sinh thái, lập địa khác nhau

Độ ẩm tỷ lệ nghịch với khối l-ợng thể tích, khi độ ẩm giảm thì khối l-ợng thể tích tăng N-ớc trong gỗ tăng theo chiều cao thân cây và giảm từ lõi

ra ngoài vỏ độ ẩm khoảng 50% (ở phần vỏ) tới 400% (ở phần lõi)

Sự ổn định về kích th-ớc của gỗ đ-ợc đánh giá bởi khả năng co rút hay dãn nở khi độ ẩm liên kết thay đổi (độ ẩm d-ới điểm bão hoà thớ gỗ)

Sự co rút hay dãn nở của gỗ xảy ra quá trình hút ẩm hay nhả ẩm (quá trình sấy) của gỗ, do đó sẽ sinh ra các khuyết tật Không giống nh- các loại gỗ truyền thống khác, sự co rút theo ph-ơng tiếp tuyến bằng 2 lần theo ph-ơng xuyên tâm, ở gỗ Dừa có sự đặc biệt là sự co rút theo ph-ơng xuyên tâm và tiếp tuyến không có sự khác nhau đáng kể

Bảng 1.4 Tính chất vật lý gỗ Dừa

Tớnh chất Cocowood (Cocos nucifera L)

Phần ngoài Phần trong Lõi

Khối l-ợng thể tích cơ bản (kg/m3) 697 473 286

Tr-ơng nở

Ph-ơng xuyên tâm 6.3 5.9 5.6 Ph-ơng tiếp tuyến 6.6 6.1 5.8

*Về tính chất cơ học: các tính chất cơ học của gỗ Dừa đ-ợc xác định dựa vào

sự t-ợng quan với khối l-ợng thể tích cơ bản Gỗ Dừa đ-ợc phân loại theo ba nhóm khối l-ợng thể tích cơ bản sau:



 Gỗ có khối l-ợng thể tích thấp  400kg/m3

Modul đàn hồi, 1000MPa 10.9 6.9 3.1 Modul cắt ngang thớ, MPa 86 53 26 ứng suất giới hạn khi uốn, MPa 51.6 30.4 13.1

Giới hạn dọc thớ (Compression parallel to grain)

Modul đàn hồi,1000MPa 7.9 5.2 2.3 C-ờng độ cắt max, MPa 49 31 15

Sức chịu nén ngang thớ (Compression perpendicular to grain)

ứng suất giới hạn khi nén, MPa 8.3 2.8 1.3

Độ cứng (hardness)

Phần gỗ phía ngoài (KN) 5.3 2.4 0.7 Phần gỗ phía trong (KN) 3.8 2.1 1.3

* Khả năng sử dụng của gỗ Dừa:

Gỗ Dừa đ-ợc coi là vật liệu xây dựng truyền thống ở nhiều quốc gia , chúng đ-ợc sử dụng làm cọc, cột nhà, rui xà, đòn tay, và sử dụng cho các kết cấu cầu cống và cầu dạo chơi bên bờ biển Ngoài ra hiện nay gỗ Dừa cũng

đ-ợc sử dụng rất phổ biến để làm các sản phẩm thủ công mỹ nghệ, bát chén, khung ảnh, sử dụng làm các sản phẩm mộc: bàn, ghế, tranh nghệ thuật Với những công nghệ hiện đại nh- hiện nay thì gỗ Dừa ngoài mục đích sử dụng nh- ở trên chúng còn đ-ợc sử dụng làm ván nhân tạo: ván dăm, ván ghép thanh, ván sàn, vật liệu xây dựng dạng tấm, làm đệm Đặc biệt gỗ Dừa và các

bộ phận khác của cây Dừa còn đ-ợc sử dụng làm phân vi sinh, đất sạch trồng

hoa, than hoạt tính phục vụ cho việc chống tia đất và trong các ngành công nghiệp ứng dụng khác

ở Philippines: Dừa là một trong những cây trồng chủ yếu chiếm 23% tổng diện tích đất nông nghiệp Nó đ-ợc trồng chủ yếu ở các vùng: phía nam Mindanao, Luzon và phía tây của Mindanao Theo thống kê của FAO thì năm

1995 n-ớc này có khoảng 3.164 triệu hecta, trong đó có 30% là Dừa đã già cỗi

và cho năng suất thấp (trên 60 năm tuổi), trung bình mỗi hecta cần đốn và trồng lại khoảng 100 cây Dân bản địa đã dùng Dừa cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, ngoài việc trồng lấy gỗ, lấy quả chúng còn đ-ợc trồng nh- một cây cảnh và cây che bóng mát và đây cũng là nguồn nguyên liệu phục vụ cho chế biến gỗ

Các sản phẩm từ Dừa đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân nh- sản phẩm từ dầu Dừa, các đồ thủ công mỹ nghệ, các loại ván nhân tạo, ván sàn,

a

Hình 1.2 Các sản phẩm làm từ gỗ Dừa

a.bát, ấm chén ; b.ván sàn; c các loại phào; d tranh khắc; e khung ảnh Ngoài ra còn có các sản phẩm khác làm từ xơ Dừa, lá Dừa, gáo Dừa nh- các đồ l-u niệm, dây thừng

1.1.5.2 ở Việt Nam

Cây Dừa tập trung ở khu vực Duyên hải miền Trung và Tây Nam Bộ với tổng diện tích 130.000ha hầu hết các tỉnh ở hai vùng Dừa nói trên đều có diện tích trồng trên 10.000ha Các rừng Dừa đều trồng ven sông, các kênh rạch và ven biển ở Miền Bắc diện tích trồng Dừa gần nh- không có chủ yếu chỉ trồng lác đác trong nhà dân làm cây bóng mát và lấy quả

Bảng 1.6 Diện tích trồng Dừa ở Việt Nam theo các năm

Diện tích 120.894 172.879 154.417 143.239 142.504

Chúng ta thấy diện tích Dừa ở Việt Nam từ năm 1990  1995 là tăng đáng

kể sau đó giảm dần từ năm 1995  1998 Nguyên nhân do diện tích Dừa ở các tỉnh đồng bằng Sông Hồng, Tây Bắc diện tích Dừa giảm theo các năm do ng-ời dân chặt bỏ để thay thế vào các cây lâm nghiệp khác cho giá trị kinh tế hơn

- Nghiên cứu cọng cây Dừa n-ớc của PGS TS Nguyễn Trọng Nhân

- Lực cắt xơ Dừa, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thông, số 4/2003 của PGS.TS Hoàng Hữu Nguyên và TS Hoàng Xuân Niên

- Nguyễn Việt Chiến (2000) rừng Dừa Bến Tre nguy cơ bị tàn phá bởi côn trùng nhập khẩu, Báo Thanh niên số 144 (767) ngày 02/06/2000

- Hải Bằng (1999) giá Dừa lên nhờ xuất khẩu, thời báo kinh tế Việt Nam số 54 thứ 4 ngày 7/7/1999

*Về tình hình sử dụng:

ở đồng bằng sông Hồng, khu vực Đông Bắc và Tây Bắc Dừa chủ yếu vẫn là cây đ-ợc dùng làm bóng mát và ăn quả Những sử dụng về gỗ của cây Dừa gần nh- không có

ở các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long đều có x-ởng chế biến gỗ Dừa, song quy mô nhỏ, gồm 1 2 c-a CD 4 và 1 3 c-a đĩa Gỗ Dừa ở đây chủ yếu đ-ợc chế biến thành ván bóc và phần lõi đ-ợc xẻ làm ván ghép thanh lõi Nhìn chung công nghệ chế biến gỗ Dừa mang tính tập quán cũ, hiệu quả thấp

và gần nh- ch-a có tác động khoa học kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sử dụng

gỗ thân cây Dừa nói riêng và cây Dừa nói chung

ở Việt Nam, các sản phẩm từ Dừa và gỗ Dừa rất đa dạng và phong phú nh-ng chỉ tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long Nói chung không có thứ gì ở cây Dừa bỏ đi

Hiện nay có nhiều mặt hàng thủ công làm từ các sản phẩm của cây Dừa (bao gồm toàn bộ cây Dừa từ thân, cành lá, trái, xơ Dừa)

Sản phẩm làm từ gỗ thân cây Dừa: muỗng, chén, đĩa, tô, bình bông, bình trà, ấm trà, ly tách, hộp đựng nữ trang, hộp đựng danh thiếp, gạt tàn

Sản phẩm làm từ gáo Dừa: sản phẩm gỗ gáo Dừa là mặt hàng đ-ợc làm

từ nguồn nguyên liệu gáo Dừa, thực hiện ép chân không trên mặt mạt c-a của

gỗ, tạo ra sản phẩm gỗ ép có nền màu nâu sẫm, có kèm theo hoa văn lá, hoa, hình khối lập thể, hình các con vật Sản phẩm này đ-ợc dùng để lót sàn nhà, hoặc ốp t-ờng rất phù hợp với đặc tr-ng nhà ở của ng-ời Hàn Quốc

Gỗ gáo Dừa còn đ-ợc tạo dáng thành nhiều mặt hàng gia dụng nh-: khay đựng ly, tách, hộp có nắp, bình lọ hứa hẹn sẽ đ-ợc -a chuộng tại Hàn Quốc Gồm các vật dụng để trang trí bàn l-u niệm nh- con tôm, cá, cua, gà,

dê, bò, ph-ợng hoàng, gáo n-ớc, giá canh, các loại lồng đèn, kẹp tóc, bóp, vòng đeo tay, vòng đeo cổ,

Sản phẩm làm từ trái Dừa: các loại hình trang trí để bàn l-u niệm, con khỉ, con heo, hình ông lão, búp bê, tổ chim, đựng ấm trà,

Sản phẩm làm từ gân lá Dừa: các loại rổ, giỏ gói quà, đựng trái cây Sản phẩm làm từ xơ Dừa: các loại thảm trang trí, lót chân hình con thú, hình các loại,

Các sản phẩm làm từ gỗ Dừa nh-: ấm chén, đũa, muôi, thìa

gỗ của cây này để sản xuất thành ván ghép thanh phủ mặt (đặc biệt ở các tỉnh

đồng bằng sông Cửu Long) nh-ng chúng ta cũng ch-a đánh giá đ-ợc chất l-ợng ván của gỗ Dừa trên cơ sở khoa học Thực tế cũng cho thấy gỗ Dừa rất

dễ mốc, tuy vậy ở n-ớc ta nghiên cứu bảo quản cho loại gỗ này (bảo quản dạng tròn gỗ sản phẩm) còn rất hạn chế

Việc đặt vấn đề nghiên cứu bảo quản gỗ Dừa một cách triệt để không

đ-ợc đề cập đến Do vậy để sử dụng gỗ Dừa có hiệu quả nhất chúng ta cần

nghiên cứu đầy đủ các đặc tr-ng cơ bản của nó để có giải pháp khắc phục

khuyết tật của gỗ, áp dụng công nghệ mới nhằm làm thay đổi lớn giá trị của

gỗ Dừa trên cơ sở phát huy -u điểm hay khắc phục nh-ợc điểm của nó

Tr-ớc những nhu cầu xuất phát từ thực tế đó chúng tôi tiến hành nghiên

cứu đề tài: "Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, hoá học, vật lý, cơ học chủ

yếu của phần thân (vùng 4) cây Dừa (Cocos nucifera L.) và định h-ớng cho

sử dụng cho ván ghép thanh"

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Sử dụng gỗ Dừa (vùng 4) làm nguyên liệu sản xuất ván ghép thanh

1.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt đ-ợc mục tiêu trên, tôi tập trung nghiên cứu:

Nghiên cứu các thông số về cây Dừa

Nghiên cứu cấu tạo thô đại, hiển vi của gỗ Dừa (vùng 4)

Nghiên cứu các tính chất hoá học chủ yếu của gỗ Dừa (vùng 4)

Nghiên cứu các tính chất vật lý, cơ học chủ yếu của gỗ Dừa (vùng 4)

1.4 Ph-ơng pháp nghiên cứu

Quá trình nghiên cứu đ-ợc tiến hành theo ph-ơng pháp thực nghiệm,

dựa trên hệ thống tiêu chuẩn trong n-ớc và Quốc tế nh-:

(1) Chọn rừng, chọn cây, cắt khúc và xác định tính chất cơ, vật lý của

gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam từ TCVN 355- 70 đến TCVN 370-70 mở rộng

(1/1998)  41

(2) Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu theo tài liệu  38 , 39 Phân loại đặc

điểm cấu tạo gỗ

(3) Phân tích 1 số thành phần hoá học gỗ theo TAPPI: T1os 59; T4os

-59; T6os - -59; T13os - -59;T204os - 69; T15os - 58; T435os - 68; Các chỉ tiêu

đó đ-ợc thực hiện tại tr-ờng Đại học Lâm nghiệp

(4) Thuật ngữ mô tả cấu tạo và tính chất gỗ theo Nguyễn Đình H-ng (5) Sử dụng ph-ơng pháp phân tích thống kê để xử lý và đánh giá kết

quả theo TCVN 356-70 sửa đổi (1/1998)  41 bằng phần mềm Excel 5.0 trên

máy vi tính và đảm bảo hệ số chính xác P < 5%

Ch-ơng 2 Cơ sở lý luận

2.1 Kiến thức chung về vách tế bào

Cấu tạo gỗ là nhân tố quan trọng và là cơ sở để giải thích mọi hiện t-ợng phát sinh trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ Cấu tạo và tính chất của gỗ có liên quan mật thiết với nhau Cấu tạo có thể coi là biểu hiện bên ngoài của tính chất  21

Về mặt cấu tạo, gỗ do nhiều tế bào cấu tạo nên Giữa hai tế bào cạnh nhau là khoảng gian có màng Pectin (đ-ợc cấu tạo bằng chất Pectic mà thành phần cơ bản là axit Tetra galacturonic) gọi là màng giữa có mức độ hoá gỗ cao Qua nghiên cứu về cấu tạo gỗ cho thấy: vách tế bào gỗ là 1 tổ chức rất quan trọng của tế bào Cấu tạo của vách tế bào ảnh h-ởng đến các tính chất của gỗ Vách tế bào chủ yếu do Xenlulôza (C6H10O5)n và Linhin tạo nên Linhin tồn tại trong gỗ nh- 1 chất keo gắn bó các Xenluloza lại với nhau thành 1 khối vững chắc Nhiều phân tử Xenluloza liên kết thành 1 chuỗi Xenluloza, nhiều chuỗi Xenluloza liên kết thành MixenXenluloza Nhiều MixenXenluloza liên kết thành bó MixenXenluloza Vô số bó MixenXenluloza cùng với Linhin tạo thành vách tế bào Vách tế bào gồm vách sơ sinh và vách thứ sinh

+ Vách sơ sinh: Mỏng, ở phía ngoài hình thành tr-ớc tiên khi tế bào mẹ của tầng phát sinh phân sinh ra tế bào con thành phần gồm có Xenlulôza, Hemi Xenlulôza và Linhin Mức độ hoá gỗ cao nh- màng giữa Trong vách sơ sinh các MixenXenluloza sắp xếp không có trật tự nên nó không có tác dụng quyết định đến tính chất của gỗ

+ Vách thứ sinh: là lớp vách hình thành sau cùng trong quá trình sinh tr-ởng của tế bào So với màng giữa và vách sơ sinh thì vách thứ sinh là phần

dầy nhất Thành phần chủ yếu là Xenluloza và một ít Linhin, ở vách thứ sinh các MixenXenluloza sắp xếp có trật tự đ-ợc chia thành 3 lớp:

1) Lớp ngoài: Mỏng, nằm sát vách sơ sinh, các MixenXenluloza xếp vuông góc với trục dọc tế bào hoặc nghiêng một góc (700  900) so với trục dọc 2) Lớp giữa: nằm kế tiếp lớp ngoài, đây là lớp dầy chất, các MixenXenluloza xếp song song với trục dọc tế bào ( trục dọc thân cây) hoặc nghiêng 1 góc nhỏ hơn 300 so với trục dọc tế bào

3) Lớp trong: mỏng, nằm sát ruột tế bào, các MixenXenluloza trong vách thứ sinh (đặc biệt là lớp giữa ) có tác dụng quyết định tới tính chất của gỗ

2.2 Cấu tạo gỗ ảnh h-ởng đến công nghệ chế biến gỗ

2.2.1 Mạch gỗ

Là tổ chức của nhiều tế bào mạch gỗ nối tiếp nhau thành ống dài sắp xếp theo chiều dọc thân cây Đây là loại tế bào vách dầy có kích th-ớc lớn nhất nên dễ quan sát nhất Mạch gỗ chỉ có ở gỗ lá rộng, chiếm một tỷ lệ khá lớn, trung bình 20  30% thể tích gỗ  38 ,  39 Tỷ lệ mạch gỗ nhiều hay ít tuỳ thuộc vào loại cây, tuổi, gỗ sớm, gỗ muộn và điều kiện sinh tr-ởng Vai trò mạch gỗ trong thân cây là dẫn truyền nhựa nguyên từ rễ lên lá, lỗ thông ngang trên vách tế báo mạch gỗ nằm cạnh nhau có vai trò dẫn truyền n-ớc chất dinh d-ỡng theo chiều ngang thân cây Sau khi chặt hạ, mạch gỗ và lỗ thông ngang trên mạch gỗ làm nhiệm vụ l-u thông n-ớc trong gỗ làm cho gỗ chóng khô  38 Trong việc bảo quản gỗ, mạch gỗ có tác dụng làm cho thuốc thấm sâu và nhanh Lỗ thông ngang có tác dụng vận chuyển thuốc thấm theo chiều ngang Mạch gỗ là 1 trong những tiêu chuẩn quan trọng trong việc nhận mặt gỗ, là yếu tố làm giảm tác dụng tính chất cơ lý của gỗ lá rộng  26 ,  38

Một số loài cây trong mạch gỗ có thể bít Thể bít làm cho khó thấm thuốc bảo quản nh-ng phần này có tác dụng chống lại sâu nấm phá hoại  38 Một số loại gỗ có chứa chất kết tinh trong mạch gỗ

2.3 Tính chất hoá học và ảnh h-ởng của tính chất hoá học đến công nghệ chế biến gỗ

2.3.1 Thành phần nguyên tố hoá học của gỗ

Gỗ do nhiều tế bào cấu tạo nên, nó là 1 thể hỗn hợp rất phức tạp của các chất cao phân tử Polyxacarit, gồm có nhiều Cacbonic và nhóm Benzen tạo thành Ngoài các chất thành phần chủ yếu ra trong gỗ còn có dầu, nhựa, chất chát, chất màu, tinh dầu, chất béo  12 ,  21 Các chất cấu tạo nên gỗ chủ yếu

là chất hữu cơ: chiếm đến (99  99,9%) thành phần cấu tạo gỗ gồm có Xenluloza, Linhin và HemiXenluloza

Các chất vô cơ: chiếm 0,3  1% khi đốt cháy hoàn toàn các chất này sẽ biến thành tro Hàm l-ợng tro -ớc tính chừng khoảng từ 0,3  1% so với khối l-ợng gỗ khô kiệt Hàm l-ợng tro phụ thuộc vào vị trí trong cây và giảm dần theo tuổi cây  38 Tro là hợp chất của các nguyên tố K, Ca, Ma, Mg, Fe Tuỳ theo loại gỗ và điều kiện lập địa gỗ có hàm l-ợng chất vô cơ khác nhau  12

2.3.1.1 Tính chất các thành phần hoá học của gỗ

Thành phần hoá học của gỗ thay đổi theo loại cây và điều kiện sinh tr-ởng: Thành phần hoá học giữa phần thân và cành sự khác nhau rõ rệt, tỷ lệ Xenluloza ở cành ít hơn rất nhiều so với thân cây Ng-ợc lại Linhin, Pentozan ( là những chất hoà tan trong thành phần n-ớc nóng ở cành có nhiều hơn ở thân)  12 ,  38

Điều kiện sinh tr-ởng của cây rừng (cấp đất, độ cao so với mặt n-ớc biển, cấp sinh tr-ởng ) có ảnh h-ởng đến thành phần hoá học của gỗ Theo chiều cao thân cây các thành phần hoá học ít thay đổi  38

Cấu tạo gỗ gồm có 2 nhóm chất  6 ,  12 ,  21 ,  38 :

Nhóm thứ nhất gồm: Xenluloza, Linhin và HemiXenluloza là những chất cấu tạo nên vách tế bào

Nhóm thứ hai gồm: những chất chiết suất không có trong thành phần của vách tế bào

Xenluloza: là thành phần cơ bản nhất trong vách tế bào Trong gỗ Xenluloza chiếm 40  50% trọng l-ợng Xenluloza bao gồm những phần kết tinh (sắp xếp trật tự ở mức độ chặt chẽ) và những phần rối loạn vô định hình (rối loạn) Những phần tử đó không có ranh giới rõ rệt Sự chuyển hoá từ phân

bố có trật tự của mạch Xenluloza trong mạng tinh thể lập ph-ơng (gọi là vi tinh thể hay Mixen) sang trạng thái vô định hình, trong đó có mạch Xenluloza

xắp xếp vô trật tự diễn ra dần dần và vô định hình ở các loại Xenluloza khác nhau cũng khác nhau

Xenluloza là Polyme điều chỉnh phân cực, có độ kết tinh cao Do đó rất khó hoà tan trong các dung môi thông th-ờng vì Xenluloza có độ cứng t-ơng

đối của các phân tử chuỗi xuất hiện một khuynh h-ớng kết tinh mạnh Trong các Xenluloza đã kết tinh có cực - OH giữ chặt các chuỗi bằng mạng l-ới của các liên kết hydro ngang  12

Xenluloza là phần tử chủ yếu sản sinh ra nội lực của gỗ Những ứng lực

nào tạo ra đều là những ứng lực lớn nhất (cd, kd ,ut ), Xenluloza cũng

là thành phần duy nhất tạo ra tính chất đàn hồi của gỗ Chính vì thế độ dẻo dai của gỗ do Xenluloza tạo nên Đối với một số ngành chế biến gỗ nh- sản xuất bột giấy yêu cầu tỷ lệ Xenluloza cao (lớn hơn 30%) sợi gỗ dài  28 Hemixenluloza là những chất Polysacarit cấu tạo nên vách tế bào Hemixenluloza gồm Pentozan (C5H8 O4)n và Hexozan (C6H10 O5)n Đây là Polyme không định hình, tính ổn định hoá học kém, phần lớn tan trong kiềm Mức độ Polyme hoá của Hemixenluloza trung bình từ 100-250  38 Hàm l-ợng Hexozan và Pentozan trong các loại gỗ, cây nhiều cây ít có khác nhau

ở cây gỗ lá rộng Pentozan chiếm 15  25% còn Henxozan chiếm tỉ lệ rất nhỏ 3-6%  21 Hemixenluloza trong tế bào bao gồm các Cylan, Glucomannan và Arabogalactan  12 Sự có mặt của Hemixenluloza trong Xenluloza làm tăng tốc độ tr-ơng nở và xơ hoá sợi, làm giảm thời gian nghiền và đỡ tốn năng l-ợng trong khâu nghiền sợi  12 Trong quá trình sản xuất giấy với một hàm l-ợng Hemixenluloza hợp lý tạo điều kiện cho sự đan xếp các sợi làm mềm giấy và vì vậy cũng gây ảnh h-ởng tới độ bền của giấy Nh-ng nếu hàm l-ợng Hemixenluloza quá cao độ kháng xé rách giảm vì giảm độ bền từng sợi do trọng l-ợng phân tử trung bình của hệ cao phân tử  12 Linhin, sau Xenluloza

thì Linhin là thành phần chủ yếu thứ 2 cấu tạo nên vách tế bào Linhin là Polyme không định hình dạng l-ới, phân tử cấu tạo mạch vòng thơm, màu nâu sẫm So sánh với Xenluloza, Linhin kém ổn định hơn rất nhiều Linhin trong

tế bào thực vật nằm ở giữa các tế bào là chủ yếu và đ-ợc tích tụ trong suốt quá trình mộc hoá của mô thực vật Linhin không tan trong các dung môi thông th-ờng, không bị phân huỷ nh- các Polysacarit  12 Trong những điều kiện và

áp suất nhất định thì Linhin sẽ tái tạo trở lại trạng thái ban đầu có khả năng

trùng ng-ng keo Linhin tạo ra nội lực đều là những lực nhỏ nhất (cn, kn, td,

tn

 , sức chịu tách ) Trong cấu trúc vách tế bào, Linhin là một chất keo bám

trên s-ờn Xenluloza, vì vậy Linhin tạo ra độ rắn cho gỗ ở vị trí nào trong thân cây nếu hàm l-ợng Linhin cao thì ở đấy gỗ cứng  38 Đối với công nghệ sản xuất MDF yêu cầu tỉ lệ Xenluloza và Linhin cao vì trong quá trình ép nhiệt Linhin tạo nên các chất t-ơng tự nh- keo dán có tác dụng kết dính  20 Linhin còn làm tăng khả năng chịu n-ớc của sản phẩm Đối với sản xuất bột giấy hàm l-ợng Linhin giảm để giảm chi phí cho sử dụng hoá chất giúp dễ phân ly sợi  28

2.3.1.2 Các chất chiết suất

Những chất này không có trong thành phần của vách tế bào, chúng gồm: Axít nhựa, axit béo, muối hữu cơ, tinh dầu, tinh bột, đ-ờng và các loại khoáng khác Các chất chiết suất làm giảm khả năng thẩm thấu, khả năng kết dính của keo, ảnh h-ởng đến màu sắc, mùi vị gỗ, ảnh h-ởng đến độ bền tự nhiên của gỗ Ngay sau khi xử lý bằng n-ớc nóng, cồn, xêtôn thì sức thẩm thấu tăng 414 lần Đặc biệt hàm l-ợng các chất chiết suất tan trong n-ớc nóng, n-ớc lạnh cao sẽ có nhiều chất làm thức ăn cho nấm, côn trùng, vì vậy

gỗ dễ bị nấm mốc, mối mọt xâm nhập phá hoại

2.3.1.3 Độ pH gỗ và ảnh h-ởng của nó đến quá trình gia công chế biến gỗ

Độ pH phản ánh tính axit, bazơ trong gỗ Đại bộ phận gỗ trên Thế giới

có pH: 4,0  6,5 Vì vậy ng-ời ta đề xuất nên chia gỗ thành 2 nhóm lớn ( dựa vào độ pH):

Gỗ mang tính axit: pH< 6,5

Gỗ mang tính bazơ pH> 6,5 ( rất ít loại gỗ thuộc nhóm này)

Tính axit, bazơ là một trong tính chất hoá học chủ yếu của tre, gỗ Các axit gồm có axit axêtic, axit foocmic, axit nhựa và 1 số chất chiết suất mang tính axit khác Ngoài ra trong quá trình cất giữ l-ợng axit sẽ tăng lên hoặc trong quá trình hong phơi do gốc CH2COO trong Hemixenluloza bị thuỷ phân tạo thành gốc axit axêtic tự do làm cho tính axit của nguyên liệu tăng lên

Trong quá trình sản xuất nhân tạo độ pH ảnh h-ởng đến quá trình sản xuất, đòi hỏi nguyên liệu phải có trị số pH nhất định Các bazơ trong nguyên liệu không có lợi cho quá trình đóng rắn keo U - F vì keo này đóng rắn tốt nhất ở pH: 3  5 ở khoảng trị số pH này thì thời gian đóng rắn và chất l-ợng tốt nhất Do đó đối với các loài gỗ mang tính axit phù hợp với keo U - F

Những chất axit có tác dụng nâng cao c-ờng độ dán dính đặc biệt là đối với lớp ván bên trong sản phẩm Nếu l-ợng hoãn xung bazơ trong nguyên liệu cao thì phải tiêu tốn nhiều chất đóng rắn mới đảm bảo chất l-ợng dán dính Ng-ợc lại pH ít ảnh h-ởng đến keo P- F

Độ pH còn ảnh h-ởng đến quá trình gia công chế biến gỗ Khi gia công

độ pH của gỗ đặc biệt là axit axêtic gây ăn mòn kim loại Độ pH càng thấp ăn mòn kim loại càng tăng đặc biệt trong môi tr-ờng ẩm, nhiệt độ cao vì trong tr-ờng hợp này hàm l-ợng axit tự do tăng lên

2.4 Tính chất vật lí và các yếu tố ảnh h-ởng đến tính chất vật lý của gỗ

Trong phần này chúng tôi chỉ đề cấp đến một số tính chất vật lý chủ yếu của gỗ có liên quan trực tiếp đến quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ

2.4.1 Tính chất hút và thoát hơi ẩm của gỗ

Gỗ để lâu trong không khí có nhiệt độ và độ ẩm nhất định sẽ hút hoặc thoát hơi n-ớc cho đến khi độ ẩm của gỗ t-ơng đối ổn định (đạt trị số độ ẩm thăng bằng)

Trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết, gỗ khô hút n-ớc sẽ dãn nở làm thay

đổi hình dạng kích th-ớc gỗ và làm giảm khả năng chịu lực, tạo điều kiện tốt cho sâu nấm phát triển Ng-ợc lại trong không khí khô, gỗ -ớt sẽ thoát hơi n-ớc và co rút làm cho thể tích thu nhỏ lại

Hút và thoát hơi n-ớc của gỗ phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí Quá trình hút hơi n-ớc của gỗ sẽ kết thúc khi nó đạt độ ẩm thăng bằng Độ ẩm của gỗ phụ thuộc vào độ ẩm không khí từng vùng

ở miền Bắc Việt Nam theo TCVN 356-70 - sửa đổi  38 ,  41 độ ẩm thăng bằng lấy 18%

Hút và thoát hơi n-ớc trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết còn là một trong những nguyên nhân gây ra nứt nẻ, biến dạng ảnh h-ởng xấu đến phẩm

chất gỗ

2.4.2 Tính hút n-ớc của gỗ

Sức hút n-ớc của gỗ là năng lực hút lấy n-ớc vào gỗ khi gỗ ngâm trong n-ớc Tính chất hút n-ớc của gỗ theo  38 đ-ợc thể hiện ở độ hút n-ớc Độ hút n-ớc, thời gian hút n-ớc, phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố: khối l-ợng thể tích,

vị trí, chiều thớ, kích th-ớc, nhiệt độ n-ớc và độ ẩm ban đầu Trong đó yếu tố

ảnh h-ởng nhiều nhất là khối l-ợng thể tích Khối l-ợng thể tích càng lớn thì khả năng hút n-ớc càng chậm, gỗ lõi hút chậm hơn gỗ giác

Mặt cắt xuyên tâm và mặt cắt tiếp tuyến của gỗ hút n-ớc rất chậm Diện tích mặt cắt ngang càng lớn thì tốc độ hút n-ớc càng nhanh, ở nhiệt độ cao gỗ hút n-ớc nhanh nh-ng không nhiều

Nghiên cứu các yếu ảnh h-ởng đến sức hút n-ớc của gỗ là vấn đề có có

ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật ngâm tẩm gỗ bằng hoá chất d-ới điều kiện

áp suất th-ờng

2.4.3 Tính chất co rút và dãn nở

Co rút và dãn nở là một đặc điểm của gỗ Nó xảy ra khi gỗ thoát hoặc hút hơi ẩm (hút ẩm) trong phạm vi ẩm liên kết Đó chính là nguyên nhân làm cho gỗ bị biến hình, cong vênh, nứt nẻ Trong 3 thành phần cầu tạo nên vách

tế bào: Xenluloza, Hemixenluloza và Linhin thì chỉ có Xenluloza có khả năng hút và thoát n-ớc Bản chất của quá trình co dãn là sự thay đổi khoảng cách giữa các Mixenxenluloza Hiện t-ợng nối rộng khoảng cách giữa các Mixen chỉ xảy ra khi l-ợng n-ớc thấm tăng lên, đến khi n-ớc thấm đạt đến tối đa, nghĩa là khoảng cách các Mixen đạt cực đại thì hiện t-ợng dãn nở không xảy

ra nữa, mặc dù n-ớc tự do xuất hiện và tăng lên rất nhiều, khi thoát n-ớc, l-ợng n-ớc tự do thoát ra tr-ớc, l-ợng n-ớc thấm thoát ra sau vì sự tiếp xúc trực tiếp giữa một vật thể rắn là gỗ (Mixen Xenluloza) và một chất lỏng gây nên sức bám bề mặt của n-ớc lên gỗ, tạo nên hiện t-ợng vi mao quản  38 ,

 39

Khối l-ợng thể tích càng lớn thì chênh lệch và co dãn giữa hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến càng ít Tỷ lệ tia gỗ càng nhiều thì sự chênh lệch về sức co dãn giữa hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến càng lớn Gỗ dùng cho công trình không cần chịu lực cao, ít co dãn nên dùng gỗ nhẹ

Sự co dãn của gỗ gây nên sự cong vênh biến dạng gỗ khi sử dụng làm sai lệch kích th-ớc ảnh h-ởng đến chất l-ợng sản phẩm Đối với sản phẩm là ván nhân tạo sự co dãn gỗ làm bung màng keo và làm cho ván nhanh hỏng,

đặc biệt trong môi tr-ờng ẩm

2.4.4 Khối l-ợng thể tích của gỗ

Mỗi loại gỗ khác nhau có cấu tạo khác nhau (do tỷ lệ tế bào vách dầy

và vách mỏng khác nhau) Gỗ chứa nhiều n-ớc thì khối l-ợng thể tích lớn, gỗ

chứa ít n-ớc thì khối l-ợng thể tích nhỏ Các vị trí khác nhau trên thân cây có

khối l-ợng thể tích khác nhau Tỷ lệ gỗ muộn nhiều hay ít cũng ảnh h-ởng

đến khối l-ợng thể tích ở tuổi thành thục sinh học gỗ có khối l-ợng thể tích

cao hơn gỗ có tuổi già và tuổi non  38 Khối l-ợng thể tích có ảnh h-ởng đến

tính chất của gỗ Gỗ có khối l-ợng thể tích lớn, tính chất cơ học của gỗ càng

lớn Quan hệ giữa khối l-ợng thể tích gỗ với c-ờng độ gỗ khá chặt chẽ và

dính cao nh-ng nếu độ ẩm thay đổi thì ứng suất càng lớn phá huỷ gỗ càng

mạnh Do đó đòi hỏi keo có liên kết bên trong cao Nếu cố định keo thì độ bền

mối dán gỗ có  lớn nhỏ hơn độ bền mối dán có  nhỏ Vì vậy phải căn cứ

vào c-ờng độ cơ học của mối dán để chọn keo thích hợp

2.5 ảnh h-ởng của tính chất cơ học tới công nghệ chế biến gỗ 2.5.1 Giới hạn bền khi ép

Gỗ chịu nén (ép) dọc thớ trong gỗ sản sinh ra nội lực chống lại theo

chiều dọc thớ Do đại bộ phận tế bào xếp song song với trục dọc thân cây nên

khi có tác động theo chiều dọc thì các bó Mixen sản sinh ra nội lực chống lại

các tác động đó Khả năng liên kết giữa các Mixen bởi Linhin và lớp keo

màng giữa các tế bào làm cho Mixen ổn định vị trí khi chịu lực Sức hút t-ơng

hỗ giữa các phân tử cấu tạo nên gỗ tạo cho nó một khối vững chắc và chính nó

tạo ra ứng lực cho gỗ  39 ,  41

Gỗ chịu nén ngang thớ, trong một giai đoạn nhất định, khi chịu ép

ngang thớ gỗ biến dạng đàn hồi, trong giới hạn đó sức hút và sức đẩy t-ơng hỗ

giữa các Mixen cân bằng nhau làm cho khối gỗ vững chắc theo ph-ơng nằm

ngang Gỗ đ-ợc cấu tạo bởi các tế bào hình ống, rỗng ruột nên khi lực bên ngoài v-ợt quá giới hạn đàn hồi (chủ yếu là phía đầu các tế bào) làm cho các

tế bào (tr-ớc hết là mạch gỗ, tế bào mô mềm, quản bào gỗ sớm) bị phá hoại Giới bền khi nén ngang thớ cục bộ và toàn bộ theo hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến trong cùng một loại gỗ sẽ khác nhau Phần lớn những cây lá rộng có tia

gỗ phát triển thì sức ép ngang thớ xuyên tâm sẽ lớn hơn khi ép tiếp tuyến.Phần

gỗ sớm và gỗ muộn phân biệt thì giới hạn bền khi ép tiếp tuyến sẽ lớn hơn khi

ép xuyên tâm Ví dụ trong sản xuất ván nhân tạo và ứng suất ép ta lựa chọn áp suất ép hợp lí ở gỗ Dừa không có tia gỗ

2.5.2 Giới hạn bền khi uốn tĩnh và modun đàn hồi khi uốn tĩnh

Giới hạn bền khi uốn tĩnh là một trong hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá c-ờng độ của gỗ Modun đàn hồi cũng đánh giá khả năng chống lại lực tác

động của ngoại lực đối với cây gỗ

Từ các giá trị về giới hạn bền khi uốn tĩnh và khả năng chống lại lực uốn của gỗ ta có thể lấy đó làm cơ sở cho việc tính toán và lựa chọn kết cấu cho phù hợp trong việc sử dụng, lựa chọn ph-ơng án gia công chế biến và sản xuất ván nhân tạo

2.5.3 Giới hạn bền khi uốn va đập

Trong các tr-ờng hợp sử dụng gỗ nguyên để tạo ra sản phẩm, làm bao bì thì chỉ tiêu uốn va đập đ-ợc đ-a ra để đánh giá độ dẻo dai hay độ dòn của vật liệu Chỉ tiêu đó đ-ợc tham khảo để đánh giá, so sánh phẩm chất gỗ Các loại gỗ mạch vòng và gỗ sớm, gỗ muộn phân biệt thì giới hạn bền khi uốn theo hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến có sự khác nhau, còn đối với gỗ rừng nhiệt đới có vòng năm không rõ, mạch phân tán nên sự sai khác đó không

đáng kể

2.5.4 Độ cứng của gỗ

Độ cứng của gỗ dùng để biểu thị khả năng chống lại tác dụng của ngoại lực khi ép một vật không biến dạng vào gỗ làm cho gỗ lõm xuống Tính chất này có quan hệ đến "độ chặt" (mật độ) của gỗ Cấu tạo của gỗ càng chặt chẽ thì gỗ càng cứng Độ cứng cũng phần nào phản ánh đ-ợc sức chịu ma sát của

gỗ Tuy nhiên khả năng chịu bào mòn còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh- độ dẻo, kích th-ớc và cách sắp xếp các tế bào gỗ Trị số về độ cứng tĩnh của các mặt cắt có khác nhau, độ cứng mặt cắt ngang lớn hơn mặt cắt dọc, mặt cắt tiếp tuyến lớn hơn mặt cắt xuyên tâm Trong nhiều công dụng thực tế độ cứng

đ-ợc xem là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá phẩm chất gỗ (ván sàn, trục gỗ, )

Ch-ơng 3 nội dung và kết quả nghiên cứu

3.1 Đặc điểm nơi lấy mẫu nghiên cứu

3.1.1.Địa điểm nơi lấy mẫu nghiên cứu

Cây đ-ợc lấy tại v-ờn Dừa của chủ hộ Võ Thanh Hải, 243D - ấp Phú Chiến - Ph-ờng Phú H-ng - TX Bến Tre - Tỉnh Bến Tre

Cây trồng trên đất phù sa ven sông Khí hậu chia làm hai mùa: Mùa m-a từ tháng (510), mùa hè từ tháng (114 )

3.2 Đặc điểm của cây lấy mẫu nghiên cứu

Địa chỉ: Số thứ tự cây: 4, 9, 24

Tên cây: Cocos nucifera L, tên địa ph-ơng: Dừa ta

Thân cây Dừa có cấu tạo hình trụ không cành nhánh, chiều cao có thể tới 30m Đ-ờng kính trung bình từ (20  25) cm Vỏ cây Dừa có màu xám

Chọn cây lấy mẫu thí nghiệm và cắt khúc theo TCVN 355 sửa đổi, số l-ợng cây là 03, tuổi cây 25, kích th-ớc cây đ-ợc ghi trong bảng 3.1

-70-Bảng 3.1 Các thông số kích th-ớc cây thí nghiệm

STT Chiều cao

(m), H DC

Đ-ờng kính gốc(cm)

Đ-ờng kính ngọn(cm)

Độ thót ngọn(cm/m)

3.3 Mèi t-¬ng quan gi÷a tuæi c©y tíi ®-êng kÝnh vµ chiÒu cao c©y Dõa 3.3.1 Mèi t-¬ng quan gi÷a tuæi c©y vµ chiÒu cao d-íi t¸n l¸

Sè liÖu thÝ nghiÖm ®-îc ghi trong phiÕu ®iÒu tra 01

KÕt qu¶ ®-îc biÓu hiÖn trªn h×nh 3.1

Mèi quan hÖ gi÷a tuæi c©y vµ chiÒu cao th©n c©y

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Sè liÖu thÝ nghiÖm ®-îc ghi trong phiÕu ®iÒu tra 01

KÕt qu¶ ®-îc biÓu hiÖn trªn h×nh 3.2

Mèi quan hÖ gi÷a tuæi c©y vµ ®-êng kÝnh D1.3

0 5 10 15 20 25 30

3.4 Cấu tạo gỗ Dừa (vùng 4)

Vùng 4 là vùng giới hạn của cây gỗ Dừa còn lại sau khi bóc vỏ Bởi

đang b-ớc đầu nghiên cứu công nghệ bóc cho nên đ-ờng kính lõi gỗ Dừa trong bóc ch-a đ-ợc xác định chính xác vì vậy chúng tôi lấy lõi gỗ Dừa bóc của cây gỗ Dừa làm đối t-ợng nghiên cứu

3.4.1 Cấu tạo thô đại

Gỗ cây Dừa có cấu tạo gồm các bó mạch phân bố, rải rác, xen kẽ giữa các tế bào mô mềm, các bó mạch đ-ợc tạo thành từ các ống mạch có tác dụng dẫn truyền nhựa, các tế bào sợi gỗ là các tế bào vách dầy có tác dụng chịu lực Ngoài ra còn có các tế bào liên kết khác Mật độ các bó mạch thay đổi dần từ ngoài vào trong: lớp ngoài dầy đặc, lớp trong rất mềm - cấu tạo chủ yếu bởi các tế bào mô mềm Gỗ cây Dừa không có tế bào tia gỗ (điều này hạn chế dẫn truyền nhựa theo ph-ơng xuyên tâm) Trên mặt cắt ngang thân cây Dừa đ-ợc chia thành ba phần khác biệt:

* Phần ngoài (lớp a): rộng 1-1,5cm, là phần mặt ngoài của thân cây bao gồm một chuỗi các sợi gỗ màu nâu sẫm Lớp này t-ơng ứng với lớp vỏ cây của các loài gỗ thông th-ờng

* Phần kế tiếp (lớp b): rộng 5-7cm, cấu tạo chủ yếu là mạch gỗ

* Lớp trong cùng (lớp c - phần tâm): bao gồm chủ yếu là các mô mềm Phần nối kết giữa phần ngoài (hay gọi là vỏ cây) với phần phía trong kề

nó là phần có sợi

3.4.2 Cấu tạo hiển vi

Cấu tạo của thân cây Dừa trên mặt cắt ngang đ-ợc đặc tr-ng bởi nhiều

bó mạch nằm trong tổ chức tế bào mô mềm Thân cây Dừa gồm hai loại tế bào: tế bào mô mềm và các bó mạch

Các tế bào mô mềm hầu hết có vách mỏng và đ-ợc liên hệ với nhau nhờ các lỗ thông ngang đơn

Bó mạch là tổ chức quan trọng nhất trong thân cây Dừa Nó bao gồm các sợi gỗ, mạch gỗ, quản bào, tế bào dây, tế bào kèm, và tế bào mô mềm dọc Hình dạng kích th-ớc của các bó mạch không theo quy luật Bó mạch có chức năng dẫn truyền và nâng đỡ Các bó mạch nằm trong tổ chức mô mềm Hầu hết các bó mạch có một hoặc hai mạch gỗ

Trên mặt cắt ngang, thân cây Dừa có 3 vùng phần phân biệt, gọi là phần ngoài, phần trong và phần lõi (vùng 4) Các bó mạch có kích th-ớc lớn ở phần lõi nh-ng lại nhỏ và có số l-ợng nhiều ở phần ngoài nh- chúng ta thấy trên hình 3.3

Hình 3.3 Mật độ bó mạch trên cắt ngang của thân cây Dừa

* Mật độ bó mạch

Để xác định mật độ bó mạch, chúng tôi tiến hành lấy mẫu và dùng máy cắt tiêu bản để cắt lát vuông góc với thân cây, lát cắt của mặt cắt ngang có chiều dầy 45 μm Lát cắt này đ-ợc sấy ở nhiệt độ 400C trong 8 giờ và dùng kính hiển vi soi nổi để quan sát, và dùng máy ảnh kỹ thuật số để chụp hình cấu tạo Mặt cắt ngang của từng mẫu đ-ợc chia thành 5 phần đều nhau theo chiều ngang rồi đếm các bó mạch và đo diện tích ô mẫu Mật độ bó mạch

đ-ợc tính bằng số bó mạch có trong một đơn vị diện tích Kết quả thu đ-ợc nh- trong bảng 3.2