vật liệu gỗ hhhhhhhhh

Goã laø moät loaïi vaät lieäu ñöôïc söø duïng phoå bieán trong xaây döïng. Goã coá nhieàu öu ñieåm cô baûn nhö: Cöôøng ñoä cao, troïng löôïng baûn thaân nheï: Deã gia coâng khai thaùc; Caùch nhieät vaø caùch aâm toát; Nhöng goã cuõng coù moät soá nhöôïc ñieàm, neân phaïm vi söû duïng bò haïn cheá; Caáu taïo khoâng ñoång nhaát neân tính chaát cô lyù khaùc nhau nhieàu trong cuøng moät loaïi goã; Deãâ huùt vaø thaûi nöôùc laøm cho kích thöôùc, theå tích cuûa goã thay ñoåi theo nhieät ñoä vaø ñoä aåm cuûa moâi tröôøng. Deã bò muïc naùt, saâu, naám ... phaù hoaïi nhaát laø khi ñieàu kieän khai thaùc khoâng

CHƯƠNG 8

VẬT LIỆU GỖ

§ 7-1 KHÁI QUÁT

Gỗ là một loại vật liệu được sừ dụng phổ biến trong xây dựng Gỗ cố nhiều ưu điểm cơ bản như:

- Cường độ cao, trọng lượng bản thân nhẹ:

- Dễ gia công khai thác;

- Cách nhiệt và cách âm tốt;

Nhưng gỗ cũng có một số nhược điềm, nên phạm vi sử dụng bị hạn chế;

- Cấu tạo không đổng nhất nên tính chất cơ lý khác nhau nhiều trong cùng một loại gỗ;

- Dễâ hút và thải nước làm cho kích thước, thể tích của gỗ thay đổi theo nhiệt độ và độ ẩm của môi trường.

- Dễ bị mục nát, sâu, nấm phá hoại nhất là khi điều

kiện khai thác không thuận lợi.

- Dễ cháy.

§ 7-2 CẤU TẠO CỦA GỖ

I - CẤU TẠO VĨ MÔ (CẤU TẠO THÔ)

Lớp vỏ gồm hai phần:

Phần ngoài - lớp vỏ cứng.

Phần trong - mềm hơn phần ngoài, có chức những tế bào sống dẫn nhựa cần thiết cho sự phát triển của cây.

Lớp gỗ Gồm có hai phần:Lớp gỗ giác - mềm xốp,

màu nhạt

Lớp gỗ lõi - đặc chắc hơn và có mầu thẫm hơn lớp gỗ giác Ơû một số loạigỗ hai lớp này khó phân biệt.

Tâm lõi Thường ở trung tâm lớp gỗ lõi.

Vòng tuổi Trong phần gỗ có những vòng.

Tia lõi Là những đường tia theo phương bán kính

trên mặt cắt ngang, làm nhiệm vụ trao đổi dinh dưỡng giữa các vòng tuổi

II - CẤU TẠO VI MÔ (CẤU TẠO QUAN SÁT BẰNGHIỂN VI)

Phía trong vỏ chứa chất nguyên sinh (nhựa dinh dưỡng) chất nguyên sinh là chất abuymin thực vật, trong đó chứa các bon, nitơ, ôxy, hyđrô, lưu huỳnh Phần chính giữa là nhân tế bào thành phần hoá học của nhân cũng giống như chất nguyên sinh, nhưng có thêm phốt pho (còn gọi là lân quang).

Tế bào gỗ có nhiều loại Theo chức năng được chia làm 3 loại chính:

o Tế bào hoạt động.

o Tế bào cứng.

o Tế bào dự trữ

§ 7-3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA GỖ

I - ĐỘ ẨM CỦA GỖ (W%)

Độ ẩm của gỗ là tính chất vật lý có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng gỗ.

Độ ẩm trong gỗ bao gồm hai loại:

1 Độ ẩm tự do là nước tự do tạo nên.

2 Độ ẩm tế vi Do màng nước mỏng được hấp phụ xung quanh các thành vách của tế bào và các ống dẫn nhựa Độ ẩm tế vi không có liên quan đến dạng nước tự do.

Theo độ ẩm, gỗ được phân loại như sau:

- Gỗ ngâm nước lâu W≥40%(Có thể lớn hơn 100%)

- Gỗ tươi (mới khai thác) W≥35%

Độ ẩm được xác định theo công thức: 1 2

G1 – Khối lượng của mẫu trước khi sấy khô;

G2 – Khối lượng của mẫu sau khi sấy khô

II - SỰ HÚT ẨM VÀ THẤM NƯỚC

1 Sự hút ẩm là hiện tượng gỗ thấm hơi nước từ

không khí Mức độ hút nước phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí Độ ẩm của không khí luôn luôn thay đổi, vì thế mức hút ẩm của gỗ cũng luôn luôn thay đổi.

2 Sự thấm nước Sự thấm nước được xác định bằng

lượng nước thấm qua bề mặt của mẫu trong một khoảng thời gian xác định, tính bằng g/cm2 Lượng nước thấm phụ thuộc vào loại gỗ, độ ẩm ban đầu, loại mặt cắt (mặt cắt ngang, mặt cắt theo phương bán kính, mặt cắt theo phương tiếp tuyến), sự phát

triển của gỗ, chiều dày của lớp gỗ muộn v v

III - SỰ BIẾN DẠNG

Hiện tượng co nở thể tích, theo độ ẩm là nguyên nhân gây

ra biến dạng Khi bị biến dạng, cường độ và một số chỉ tiêu cơ lý khác đều giảm Gỗ có cấu tạo không đồng nhất nên trị số co nở theo các phương cũng khác nhau.

Mức độ co được đặc trưng bằng hệ số co thể tích: đó là số giảm thể tích khi độ ẩm giảm 1% trong khoảng độ ẩm bão hóa thớ đến khi gỗ khô hoàn toàn.

Độ co thể tích của gỗ Y0 được tính chính xác tới 0,10% theo công thức.

100%

V

V

V Y

2

2 1

0





V1,V2 – Thể tích trước và sau khi sấy khô.

Hệ số co thể tích được tính chính xác tới 0,10% theo công thức:

Loại gỗ

Chiều dày vòng tuổi (cm)

0 (kg/m 3 ) Hệ số cao

Độ rỗng (%) Gỗ tươi độ ẩm Gỗ có

10%

Theo phương bán kính

Theo phương tiếp tuyến

Theo thể tích

IV - KHỐI LƯỢNG RIÊNG, KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ

(khối lượng thể tích)

1 Khối lượng riêng (a).

khối lượng riêng của các loại gỗ thay đổi không nhiều lắm, thường biến động trong phạm vi từ 1,53 – 1,58g/cm3.

2 Khối lượng đơn vị (0).

Khối lượng đơn vị phục thuộc vào nhiều loại gỗ, độ ẩm

0 được xác định ở độ ẩm tiêu chuẩn 15% theo công thức

015 = ow [1  0,01 (1 - Ko) (15 - W)] (7-4) trong đó

o15 - khối lượng đơn vị của mẫu khi độ ẩm 15%;

ow - khối lượng đơn vị của mẫu khi thí nghiệm có độ ẩm W%;

W- Độ ẩm của mẫu lúc thí nghiệm (%)

Ko – Hệ số co thể tích

gỗ lá rộng K0 = 0,60

gỗ lá kim K0 = 0,50

Căn cứ vào trị số 0, người ta chia gỗ ra các loại như sau:

- Gỗ rất nhẹ 0 = 0,45 g/cm3

V - TÍNH TRUYỀN NHIỆT, NHIỆT DUNG, SỰ DÃN NỞ

VÌ NHIỆT

Tính dẫn nhiệt Gỗ cũng có tính dẫn nhiệt Tính

chất này phục thuộc vào độ ẩm, nhiệt độ, loại gỗ, khối lượng đơn vị, hướng truyền nhiệt qua gỗ (dọc thớ, ngang thớ…)

Khả năng truyền nhiệt được biểu thị bằng hệ số truyền nhiệt  Trên một loại gỗ thì hệ số truyền nhiệt theo

hước dọc thớ lớn hơn theo hướng ngang thớ khoảng 1,8 lần (doc = 0,27 ; ngang = 0,15).

Gỗ ẩm truyền nhiệt nhanh hơn so với gỗ khô.

Nhiệt dung: Nhiệt dung của các loại gỗ nói chung trong khoảng 0,60 Kcalo/kg.gpđd.

Sự giãn nở vì nhiệt Sự giãn nỡ vì nhiệt được đặc trưng bằng hệ số dãn dài  Đó là sự dãn nở của một đơn vị chiều dài khi nhiệt độ tăng lên 10 trị số  khác nhau

theo các hướng của gỗ Hệ số giãn nở theo hướng dọc thớ nhỏ theo hướng ngang thớ.

Loại vật liệu

Hệ số giản nở dài ( 10 -4 ) Dọc thớ Ngang thớ

VI - SỰ ỔN ĐỊNH CỦA GỖ KHI CHỊU TÁC DỤNG CỦA NƯỚC VÀ MÔI TRƯỜNG CÓ XÂM THỰC

Dưới tác dụng lâu dài của môi trường xâm thực (axit, muối) gỗ chóng bị phá hoại Nồng độ axit, muối càng lớn, thời gian tác dụng càng dài, gỗ càng chóng hư hỏng.

Theo nghiên cứu của giáo sư Vannhina, trong môi trường axit gỗ bắt đầu bị phá hoại khi trị số pH < 2, nhưng đối với thép và bê tông thì bắt đầu bị phá hoại

khi trị số ph  5 Như vậy trong môi trường axit gỗ

ổn định tốt hơn thép và bê tông.

§ 7-4 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA GỖ

I - CƯỜNG ĐỘ NÉN

Cường độ nén dọc thớ được tính chính xác tới 1 kG/cm2 theo công thức sau:

F

P w

F: Tiết diện chịu nén, (cm2);

Mẫu thí nghiệm cường độ nén thường có tiết diện 20 x 20mmvà chiều cao 30 mm

Cường độ nén dọc thớ tính với độ ẩm mẫu 15% Khi

nhiệt độ 200C được tính chính xác tới 1kG/cm2 theo công

thức R nd15  R nd w  (t  20)

Kw: Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm;

t: Nhiệt độ lúc thí nghiệm, (C0);

: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độVới gỗ lá hình kim  = 2,5Với gỗ là rộng  = 4,5

Cường độ nén của gỗ phụ thuộc vào độ chặt được phản ảnhqua trị số của khối lượng đơn vị o và tỷ lệ phần gỗ muộn(m), m được xác định như sau:

100

3 2

1

L

a a

L: Tổng chiều dày của các vòng tuổi (mm)

Cường độ nén dọc thớ của gỗ biến động trong phạm vi từ 350

-700 kG/cm2

Nén ngang thớ theo phương bán kính gọi là nén xuyên tâm.

Cường độ nén ngang thớ được tính chính xác tới 1 kG/cm2 theo công thức sau:

F

P

Rw ng

n. 

P - Tải trọng giới hạn (kG);

F - Tiết diện chịu nén ngang thớ (cm2);

w ng n

R- Cường độ nén ngang thớ khi mẫu có độ ẩm w%..Cường độ nén ngang thớ đối với mẫu có độ ẩm tiêu chuẩn 15% được tính chính xác tới 1 kg/cm2 theo công thức sau:

w

w ng n ng

II - CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO

Cường độ chịu kéo dọc thớ được chính xác tới 5 kg/cm2 theo công thức sau:

F

P

R w

kd  max

Pmax - Tải trọng phá hoại lớn nhất (kg);

F - Tiết diện chịu kéo (cmw 2);

kd

R - Cường độ kéo dọc thớ, ứng với độ ẩm của

mẫu lúc thí nghiệm w%

Cường độ chịu kéo dọc thớ ứng với độ ẩm của mẫu 15% được tính chính xác tới 5kG/cm2 theo công thức:

w

w kd

kd R K

R15  Kw: Hệ số điều chỉnh độ ẩm

III - CƯỜNG ĐỘ UỐN TĨNH

Cường độ uốn tĩnh với mẫu thí nghiệm có độ ẩm là w% được xác định theo công thức sau với mức chính xác 5 kg/cm2:

P

Rw

u 

Pmax - Tải trọng phá hoại lớn nhất (kg);

1 - Khoảng cách giữa hai gối tựa của rầm, bằng 24 cm;

b, h - Chiều rộng và chiều cao của rầm (cm)

Cường độ uốn tĩnh ứng với độ ẩm của mẫu 15% và nhiệt độ 20oC, được tính chính xác tới 5 kg/cm2 theo công thức sau:

) 20 (

.

w

w u





Kw - Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm;

T - Nhiệt độ lúc tiến hành thí nghiệm;- Hệ số hiệu chỉnh nhiệt

độ:

IV - CƯỜNG ĐỘ CHỐNG TRƯỢT

Công thức tổng quát xác định cường độ trượt của gỗ khi mẫu thí nghiệm có độ ẩm w%, tính chính xác đến 1 kg/cm2 như sau:

F

P

Rw

u  max

Pmax: Tải trọng phá hoại lớn nhất (kg);

Fw: Tiết diện của mẫu chịu tác dụng trượt (cm2);

Rtt: Cường độ trượt khi mẫu thí nghiệm có độ ẩm W%.Cường độ trượt của gỗ khi mẫu thí nghiệm có độ ẩm15%, tính chính xác tới 1 kg/ cm2

w

w tr

R15 

Kw: Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm

V - CƯỜNG ĐỘ TÁCH (NỨT)

Cường độ tách được xác định theo phương dọc thớ và ngang thờ.

Cường độ tách ngang thớ lớn hơn (3  4) lần cường độ tách dọc thớ.

Cường độ tách dọc thớ khi mẫu thí nghiệm có độ ẩm w%, tính chính xác đến kG/cm2 theo công thức.

F

P

Pmax - tải trọng phá hoại lớn nhất, (kG);

F - tiết diện chịu tác dụng tách, (cm2);

Cường độ tách dọc thớ gỗ khi mẫu thí mẫu có độ ẩm 15% đượctính chính xác tới 1kG/cm2 theo công thức sau:

w

w tđ

R15 

Kw: hệ số hiệu chỉnh độ ẩm

§ 7-5 NHỮNG KHUYẾT TẬT CỦA GỖ

I - MẮT GỖ

Mắt gỗ có 3 loại:

- Mắt sống Có cấu tạo chắc, liên kết chặt chẽ với các phần cấu tạo khác của cây gỗ.

- Mắt chết Một phần hoặc toàn bộ không liên kết với các phần khác của cây, nhưng gỗ vẫn còn cứng.

- Mắt mục Tại mắt gỗ đã bị mục nát.

II - MẮT VÀ BIẾN DẠNG

Gỗ nứt là do khi sấy khô không đều, hau khi cây gỗ đang phát triển, chịu tác dụng của nhiều yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ và độ ẩm thay đổi bất thường, gió mạnh làm cây lay động …

Khi bị nứt, đồng thời gỗ cũng xuất hiện biến dạng Chỗ vết nứt thường dễ bị đọng nước làm cho nấm dễ phát triển và làm mục gỗ.

Nứt và biến dạng làm giảm cường độ, hạ thấp sản lượng gỗ xẻ.

III - KHUYẾT TẬT DO HÌNH DẠNG CÂY GỖ KHÔNG BÌNH THƯỜNG

Trong quá trình phát triển, do các yếu tố môi trường bên ngoài tác động, sự phát triển của cây gỗ có khi không bình thường, chẳng hạn những nhược điểm về hình dạng như : cong, vặn thớ, có hốc sâu, đầu ngọn quá thon, phình gốc …những biến dạng này làm giảm rất nhiều phẩm chất gỗ.

IV - CÁC NHƯỢC ĐIỂM VÌ CẤU TẠO

Cấu tạo của gỗ cũng có hiện tượng không bình thường như: lệch tâm, xiên thớ, xoắn, cuộn nếp, 2 lõi, mấu khô Các khuyết tật trên làm giảm sản lượng và cường độ của gỗ.

V - CÔN TRÙNG VÀ NẤM PHÁ HOẠI

Các loại côn trùng phá hoại gỗ như mọt, mối, hà vỏ cứng và hà vỏ mềm(sống ở biển) Gỗ ẩm là môi trường tốt cho chúng hoạt động.

Các loại nấm độc, nấm biển sắc, nấm gây mục làm ảnh hưởng đến chất lượng gỗ Nấm được phát triển ở mặt ngoài cây gỗ Nấm biến sắc làm cho màu sắc của gỗ không bình thường nhưng không ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất gỗ, có thể làm cho nô phân hủy hoàn loàn.

§ 7 – 6 CÁC BIỆN PHÁP BẢO QUẢN

ĐỂ TĂNG ĐỘ BỀN CỦA GỖ

I - PHƠI SẤY KHÔ

Mục đích của việc phơi sấy làm cho gỗ khô, ngăn cản sự phát triển của côn trùng và nấm, chống nứt tách khi sử dụng.

II - DIỆT NẤM VÀ CÔN TRÙNG PHÁ HOẠI GỖ BẰNG HOÁ CHẤT

Yêu cầu chất lượng của các loại hoá chất:

- Khả nâng tiêu diệt nấm và côn trùng mạnh;

- Không gây độc hại cho người và gia súc;

- Không ảnh hưởng đến phẩm chất của các kết cấu gỗ

và các chi tiết có liên quan (như đinh, ốc, vít, ke )

- Đảm bảo tính bền chắc ổn định trong thời gian bảo quản sử dụng

- Có khả năng thấm sâu vào gỗ, sử dụng đơn giản.

- Rẻ, dễ chế tạo

3 Các phương pháp ngâm tẩm gỗ bằng hóa chất:

- Dùng hóa chất có nồng độ nhất định (theo hướng dẫn của

cơ quan sản xuất) để quét và phun lên mặt ngoài của gỗ từ

2 đến 3 lớp Phương pháp này dễ làm nhưng thuốc không thấm sâu được vào gỗ, thường dùng cho gỗ ván để ở trong nhà.

Ngâm gỗ vào dung dịch thuốc Thuốc thấm được sâu vào gỗ tác dụng tốt hơn cách trên.

- Tẩm thuốc vào môi trường chân không có áp bằng cách cho gỗ vào môi trường chân không để hút hết nước và không khí ra, sau đó cho dung dịch thuốc với áp suất cao vào Thuốc sẽ thấm sâu vào trong gỗ Phương pháp này hiệu quả chống sâu mục cao, song tốn thiết bị và vốn đầu

tư ban đầu.

- Phương pháp thay thế nhựa Dùng thiết bị hút hết nhựa trong gỗ ra, sau đó dùng bơm áp lực để bơm thuốc trừ sâu nấm vào.

III - CHỐNG HÀ ĐỤC KHOÉT GỖ

Các kết cấu bằng gỗ ở môi trường nước, nhất là môi trường nước biển, rất dễ bị hà khoét làm hư hỏng rất nhanh Có thể sử dụng một số biện pháp sau để phòng chống.

- Dùng gỗ của nhóm I (tứ thiết), hay gỗ nhiều nhựa băng (như bạch đàn).

- Dùng một số loại chất đã biết để ngâm tẩm.

- Ngăn cách gỗ với môi trường bằng cách bọc phía ngoài một lớp kim loại mỏng không gỉ, bọc bằng ống

xi măng hay ống sành v.v…

Một số địa phương ở nước ta thường đối mặt ngoài gỗ thành một lớp than mỏng sau 3 tháng thui lại một lần Phương pháp này có hiệu quả trong khoảng 3 năm.

IV - BẢO VỆ CÁC KẾT CẤU GỖ

Sơn mặt ngoài có thể ngăn được nước và nấm xâm nhập, kéo dài tuổi thọ cho các kết cấu gỗ.

Các kết cấu gỗ nên thiết kế cho thoáng gió, dễ khô áo, không bị đọng nước, chỗ tiếp giáp của kết cấu gỗ với các thế xây phải được bao một lớp vật liệu cách nước chống thấm, giữ cho kết cấu gỗ khô.

§ 7-7 SẢN PHẨM CỦA GỖ

I - GỖ TRÒN

Gỗ tròn là loại gỗ nguyên được cắt thành từng đoạn dài được bóc vỏ từ 3 9m Gỗ tròn là sản phẩm đầu tiên trong quá trình công nghệ sản xuất vật liệu gỗ.

II - GỖ XẺ

Là các loại gỗ bán thành phẩm, được gia công theo những tiêu chuẩn nhất định để sử dụng: có gỗ ván và gỗ thành: gỗ ván có chiều dày từ 1 - 5cm và gỗ thành có các kích thước tiết diện như sau:

III - GỖ DÁN, GỖ ÉP

Gỗ dán là gỗ tròn được bóc ra từng lớp mỏng (khoảng lmm), các lớp được dán với nhau bằng chất kết dính hữu cơ hay vô cơ (như pocmanđêhít, ximăng).

Các lớp được dán theo thớ gỗ vuông góc với nhau, số lớp được xác định theo chiều dày yêu cáu của thiết kế.

Dùng gỗ dán khắc phục được nhược điểm cơ bản về cấu tạo không đồng nhất của gô nên chịu lực đều theo các phương, không bị nứt nẻ cong vênh, có thể sản xuất được những tấm gỗ rộng và dày theo yêu cầu.

Gỗ ép là gỗ được ép từ các mạt cưa, phôi bào, sợi gỗ

(nhờ các chất dính kết hữu cơ hay vô cơ Sử dụng gỗ

ép cũng có nhiều ưu điểm tương tự như sử dụng gỗ dán.

§ 7 -8 PHÂN LOẠI GỖ

Để cho việc sử dụng gỗ đơn Giản' và tiết kiệm người ta đã phân loại gỗ theo từng nhóm.

Cơ sở để phân nhóm là cường độ, khối lượng đơn vị.

Phân nhóm theo trị số cường độ thí nghiệm

Phân nhóm theo khối lượng đơn vị thí nghiệm

Nhóm Khối lượng thể tích (g/cm 3 )

I II III

IV

V VI

Từ 0,86 trở lên 0,73 – 0,85 0,62 – 0,72 0,55 – 0,61 0,50 – 0,54 Từ 0,49 trở xuống

Phân nhóm theo cường độ tính toán

1300 108 900 750 625 425

1395 1165 970 810 675 460

125 105 85 70 60 45