NGHIÊN CỨU MỐI LIÊN HỆ GIỮA KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA MỘT SỐ LOÀI GỖ RỪNG TRỒNG

Tên đề tài: “Nghiên cứu mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ lý của một số loại gỗ rừng trồng”.. Kết quả Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THỊ ÁNH NGUYỆT

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 06/2012

LỜI CẢM TẠ

Trong suốt thời gian học tập và thực hiện khóa luận tốt nghiệp, tôi luôn nhận được

sự quan tâm giúp đỡ của thầy cô cùng sự động viên khích lệ từ gia đình và bạn

bè Qua đề tài này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến:

Ban giám hiệu cùng quý thầy cô trường đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh

Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp cùng toàn thể quý thầy cô bộ môn Chế Biến Lâm Sản đã không ngừng quan tâm tạo điều kiện giúp đỡ và giảng dạy chúng tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận

Tập thể cán bộ và nhân viên công ty gỗ Trường Tiền và công ty gỗ Á Châu

đã tận tình giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình gia công mẫu gỗ

Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và bột giấy − Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và Ks Nguyễn Văn Tiến đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thử ứng suất và thử nén gỗ

Đặc biệt tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Cô Ths Nguyễn Thị Ánh Nguyệt

và thầy PGS Phạm Ngọc Nam đã tận tình chỉ dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Cuối cùng xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận

TP Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 06 năm 2012

Phan Thị Ngọc Mỹ

TÓM TẮT

1 Tên đề tài: “Nghiên cứu mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và các tính chất

cơ lý của một số loại gỗ rừng trồng”

2 Thời gian nghiên cứu: Từ ngày 23/02/2012 đến 15/06/2012

3 Địa điểm nghiên cứu:

− Phòng thí nghiệm Khoa học gỗ − Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

− Phòng thí nghiệm Chế biến lâm sản, Giấy và bột giấy – Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

− Mẫu được gia công tại xưởng cưa xẻ Công ty gỗ Trường Tiền (Trường Đại học Nông Lâm – Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP Hồ CHí Minh)

4 Phương pháp nghiên cứu:

− Chọn thanh, cắt khúc gia công mẫu, xác định các chỉ tiêu vật lý và cơ học của gỗ theo các TCVN từ 340− 1970 đến 363− 1970 và theo tiêu chuẩn ASTM của Trung tâm Nghiên cứu Chế biến lâm sản – Trường đại học Nông Lâm TP HCM

− Sử dụng phần mềm Excel và phương pháp thống kê để đánh giá các kết quả thu được

− Dựa vào phương pháp mô hình hóa thống kê nhằm xây dựng các hàm toán học và đồ thị biểu diễn kết quả nghiên cứu

5 Kết quả

Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ lý của một số loại gỗ rừng trồng

+ Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và độ hút nước:

+ Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút thể tích:

29 , 11 31 ,

68 ,

78 ,

y

28 , 0

7 ,

133 

y

+ Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và ứng suất nén:

41,52024

,

3 

 x y

+ Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và ứng suất uốn tĩnh:

74 , 877 71 ,

y

MỤC LỤC

TRANG

Lời cảm tạ i

Tóm tắt ii

Mục lục iv

Danh sách các ký hiệu và chữ viết tắt vi

Danh sách các hình vii

Danh SáchCác Bảng viii

Danh sách các đồ thị ix

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

Chương 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tình hình tài nguyên rừng 3

2.1.1 Trên thế giới 3

2.1.2 Tại Việt Nam 4

2.2 Giới thiệu sơ lược các loại cây dùng khảo sát 5

2.2.1 Cây Phi lao 5

2.2.2 Cây Keo lá tràm 8

2.2.3 Cây Keo lai 10

2.2.4 Cây Cao su 13

2.2.5 Cây Bạch đàn trắng 16

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

3.1 Mục tiêu đề tài 18

3.2 Vật liệu khảo sát 18

3.3 Nội dung nghiên cứu 18

3.4 Phương pháp nghiên cứu 18

3.4.1 Phương pháp khảo sát tính chất vật lý 19

3.4.2 Phương pháp khảo sát tính chất cơ học 23

3.5 Phạm vi nghiên cứu: 25

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

4.1 Tính chất vật lý 26

4.1.1 Khối lượng thể tích các loại gỗ 26

4.1.2 Độ hút nước của các loại gỗ 28

4.1.3 Tỷ lệ co rút các loại gỗ 29

4.2 Tính chất cơ học 30

4.2.1 Ứng suất nén dọc 31

4.2.2 Ứng suất uốn tĩnh các loại gỗ 32

4.3 Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và một số tính chất cơ lý của các loại gỗ 33

4.3.1 Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và độ hút nước 33

4.3.2 Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút 35

4.3.4 Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và ứng suất nén dọc 40

4.3.5 Mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và ứng suất uốn tĩnh 42

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

5.1 Kết luận 45

5.2 Kiến nghị 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

PHỤ LỤC 50

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Yvcr,Yttcr, Yxtcr, Ylcr Tỷ lệ co rút thể tích, tiếp tuyến, xuyên tâm, dọc thớ %

TT, XT, L Kích thước chiều tiếp tuyến, xuyên tâm, dọc thớ mm

σutLT Ứng suất uốn tĩnh lý thuyết (kG/cm2)

σutTN Ứng suất uốn tĩnh thực nghiệm (kG/cm2)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

ASTM American Society for Testing and Materials (Hiệp hội Kiểm

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Cây Phi lao 5

Hình 2.2: Mẫu thô đại gỗ Phi lao 7

Hnh 2.3: Keo lá tràm 8

Hình 2.4: Mẫu thô đại gỗ Keo lá tràm 10

Hình 2.5: Cây Keo lai 10

Hình 2.6: Mẫu thô đại gỗ Keo lai 12

Hình 2.7: Cây Cao su 13

Hình 2.8: Mẫu thô đại gỗ Cao su 15

Hình 2.9: Cây Bạch đàn trắng 16

Hình 2.10: Mẫu thô đại gỗ Bạch đàn trắng 17

Hình 3.1: Mẫu xác định khối lượng thể tích 20

Hình 3.2: Mẫu xác định tính hút nước 21

Hình 3.3: Mẫu thử ứng suất nén dọc 23

Hình 3.4: Hình thức phá hủy mẫu gỗ 23

Hình 3.5: Mẫu thử ứng suất uốn tĩnh 24

Hình 3.6: Hình thức phá hủy mẫu gỗ 24

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Bảng phân nhóm gỗ theo KLTT theo TCVN 1072 – 1971 26

Bảng 4.2: Khối lượng thể tích của các loại gỗ (g/cm3) 27

Bảng 4.3: Độ hút nước của các loại gỗ khảo sát 28

Bảng 4.4: Tỷ lệ co rút của các loại gỗ 29

Bảng 4.5: Hệ số α điều chỉnh độ ẩm 30

Bảng 4.6: Tính chất cơ lý của gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1072 – 71) 30

Bảng 4.7: Ứng suất nén dọc của các loại gỗ 31

Bảng 4.8: Ứng suất uốn tĩnh của các loại gỗ 32

Bảng 4.9: Khối lượng thể tích và độ hút nước tối đa của các loại gỗ 34

Bảng 4.10: Khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút thể tích của các loại gỗ 36

Bảng 4.11: Khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút tiếp tuyến của các loại gỗ 37

Bảng 4.12: Khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút xuyên tâm của các loại gỗ 38

Bảng 4.13: Khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút theo chiều dài của các loại gỗ 38

Bảng 4.14: Khối lượng thể tích và ứng suất nén dọc các loại gỗ khảo sát 41

Bảng 4.15: Dự đoán ứng suất nén dọc của một số loại gỗ thuộc phạm vi gỗ rừng trồng 42

Bảng 4.16: Khối lượng thể tích và ứng suất uốn tĩnh của các loại gỗ khảo sáT 43

Bảng 4.17: Dự đoán ứng suất uốn tĩnh của một số loại gỗ thuộc phạm vi gỗ rừng trồng 44

DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ

Đồ thị 4.1: Đường biểu diễn độ hút nước của các loại gỗ khảo sát 28

Đồ thị 4.2: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và độ hút nước

của các gỗ khảo sát 34

Đồ thị 4.3: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút thể

tích của các loại gỗ khảo sát 36

Đồ thị 4.4: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút theo

chiều tiếp tuyến của các loại gỗ khảo sát 37

Đồ thị 4.5: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút theo

chiều xuyên tâm của các loại gỗ khảo sát 38

Đồ thị 4.6: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và tỷ lệ co rút theo

chiều dài của các loại gỗ khảo sát 39

Đồ thị 4.7: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và ứng suất nén

dọc thớ của các loại gỗ khảo sát 41

Đồ thị 4.8: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và ứng suất uốn

tĩnh của các loại gỗ khảo sát 43

Chương 1

MỞ ĐẦU

Rừng là nguồn tài nguyên quý giá của nhân loại và có mối quan hệ mật thiết với con người ngay từ thuở sơ khai cho đến xã hội hiện đại ngày nay Rừng không chỉ góp phần tạo nên môi trường sống hài hòa mà còn cung cấp cho con người nguồn nguyên liệu phục vụ cho nhiều mục đích sống khác nhau, chiếm giữ vai trò kinh tế lớn trong quá trình phát triển của nhân loại

Và một trong những giá trị quý giá từ rừng mang lại mà chúng ta không thể không nhắc tới là nguồn nguyên liệu gỗ Gỗ là loại nguyên liệu được con người biết đến từ rất lâu đời, đã sớm được khai thác và sử dụng nhằm phục vụ nhiều mục đích sống khác nhau của xã hội như sưởi ấm, nấu nướng, xây dựng nhà cửa, cầu đường…Ngoài ra, gỗ còn được biết đến như một nguyên liệu quan trọng cung cấp cho các ngành công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp đóng tàu…Có thể nói, với đặc tính đa dụng nên gỗ không thể thiếu trong đời sống của con người

Khi xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu sử dụng gỗ càng cao, và để đáp ứng được nhu cầu đó con người đã khai thác gỗ từ rừng ngày một nhiều hơn, cùng với các vấn đề về sâu bệnh, cháy rừng…đã dẫn đến diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp và khả năng cung cấp gỗ từ rừng cũng giảm đi một cách đáng kể Trong khi đó, chế biến gỗ là ngành công nghiệp có tốc độ tăng trưởng khá cao ở Việt Nam Sự tăng trưởng này là dấu hiệu đáng mừng, song nhìn xa hơn, nhiều chuyên gia trong ngành đã không khỏi lo ngại bởi hàng năm nước ta đã phải nhập khẩu rất nhiều gỗ nguyên liệu Nhằm giải quyết vấn đề trên, Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn Việt Nam đã phát động hưởng ứng năm Quốc tế về rừng 2011 và Thập kỷ Quốc tế về phòng chống sa mạc hóa 2011−2020 do Liên hiệp quốc khởi xướng nhằm phục hồi lại nhiều diện tích rừng đã bị mất và tạo nguồn nguyên liệu ổn định hơn cho công nghiệp chế biến gỗ Kết quả gỗ rừng trồng đã cung cấp được phần nào nhu cầu về gỗ, đồng thời làm giảm áp lực lên rừng tự nhiên Tuy nhiên, với mức

tiêu thụ gỗ ngày càng cao thì nguyên liệu gỗ rừng trồng trong thời điểm hiện tại vẫn không thể đáp ứng đủ Do vậy, việc tối ưu hóa sử dụng gỗ và tìm ra những ngồn nguyên liệu mới bổ sung phục vụ cho sản xuất là những giải pháp đang rất được quan tâm Vậy làm thế nào để cụ thể hóa và thực hiện các giải pháp trên một cách thuyết phục nhất?

Như ta đã biết, gỗ luôn là loại vật liệu được ưa chuộng Từ ngàn xưa và cho đến tận hôm nay, các sản phẩm từ gỗ luôn có những ưu điểm mà những loại vật liệu khác không thể thay thế Tuy nhiên để hiểu rõ và sử dụng gỗ đúng mục đích nhằm tối ưu hóa việc sử dụng là điều không dể dàng bởi gỗ có tính dị hướng, không đồng nhất Tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng, khí hậu, thổ nhưỡng mà đặc tính của từng loài, từng cây, thậm chí các vị trí khác nhau trên cùng thân cây cũng rất khác nhau Vì vậy việc xác định khối lượng thể tích, các tính chất cơ học và khảo sát mối liên hệ giữa chúng là một việc làm cần thiết, đặc biệt như trong bối cảnh hiện nay rừng tự nhiên đang dần cạn kiệt và rừng trồng chưa thể góp phần thay thế Thông qua việc xác lập phương trình tương quan thể hiện mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và một số tính chất cơ lý của các loại gỗ sẽ giúp ta dự đoán và giải thích các hiện tượng xảy ra trong quá trình gia công chế biến tạo cơ sở cho việc sử dụng phù hợp nguồn nguyên liệu, đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng gỗ và các sản phẩm từ gỗ ngày càng cao của con người một cách tiết kiệm và hợp lý nhất Vì vậy, được sự đồng ý của Khoa Lâm Nghệp – Bộ môn Chế Biến Lâm Sản Trường Đại Học Nông Lâm – Thành Phố Hồ Chí Minh và dưới sự hướng dẫn tận tình của cô ThS Nguyễn

Thị Ánh Nguyệt, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu mối liên hệ giữa khối lượng thể

tích và các tính chất cơ lý của một số loại gỗ rừng trồng”

bị tàn phá vô tội vạ, 47 % diện tích rừng thế giới hàng năm bị thu hẹp trước hết

ở hai nước này Ở Brazil và Sudan, người ta phá rừng để trồng cây cọ dừa và đậu tương lấy dầu và các loại cây sản xuất nhiên liệu sinh học Việc khai thác bừa bãi các khu rừng nguyên sinh và rừng nhiệt đới đã gây tổn hại rất lớn cho môi trường khí hậu toàn cầu Riêng việc đốt rừng khai hoang và cháy rừng hàng năm đã sản sinh ra bầu khí quyển khoảng 650 triệu tấn khí CO2

Nhìn chung, nạn phá rừng đã góp tới 20 % khí thải CO2 gây hiệu ứng nhà kính nên việc bảo vệ rừng và trồng rừng là một trong những hành động tác động tích cực tới chiến lược chống biến đổi khí hậu toàn cầu của cộng đồng thế giới hiện nay Hiện Trung Quốc và Rwanda là hai nước được các nhà nghiên cứu đánh giá cao chương trình tái trồng rừng Những năm gần đây, diện tích trồng rừng của Trung Quốc đã tăng 4 triệu ha (2,2 %), chiếm 73 % diện tích phát triển rừng toàn cầu Trong khi đó, tại Rwanda, diện tích rừng tái sinh trong các năm từ 2000 đến 2005, mỗi năm tăng trung bình 6,9 %

2.1.2 Tại Việt Nam

Bộ NNPTNT vừa công bố hiện trạng rừng toàn quốc tính đến ngày 31/12/2009 Việt Nam có 13.258.843 ha đất có rừng, nhiều hơn 140.070 ha so với năm 2008, trong đó diện tích rừng tự nhiên là 10.339.305 ha và rừng trồng là 2.919.538 ha Độ che phủ rừng toàn quốc năm 2009 là 39,1 %; tăng 0,4 % so với năm 2008 Sự thay đổi trên chủ yếu do diện tích rừng trồng tăng Năm 2009, nước

ta trồng mới được 359.409 ha rừng, trong đó có 7.599 ha rừng đặc dụng; 70.826 ha rừng phòng hộ; 267.597 ha rừng sản xuất và 13.387 ha loại rừng khác Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho biết, tính trên tổng diện tích rừng, đến hết năm

2009, nước ta có 1.992.316 ha rừng đặc dụng, 4.762.136 ha rừng phòng hộ và 6.020.649 ha rừng sản xuất, không kể 124.333 ha diện tích rừng khác ngoài 3 loại rừng trên Cũng tính đến thời điểm 31/12/2009, diện tích rừng gỗ là 8.235.838 ha (trong năm 2009 đã có thêm 29.202 ha diện tích rừng) Tuy nhiên, diện tích rừng tre nứa giảm trong năm 2009 là 11.809 ha, chỉ còn 621.454 ha; rừng ngập mặn trong năm 2009 giảm 181 ha, còn 60.603 ha Rừng trồng cây đặc sản chiếm 206.730 ha, tức trong năm 2009 tăng được 4.591 ha Theo tính toán sơ bộ của Bộ NNPTNT, đến cuối năm 2010 cả nước có 13.390.000 ha rừng và còn 2.850.000 ha đất trống quy hoạch cho phát triển lâm nghiệp Và trong chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 – 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đặt mục tiêu nâng độ che phủ rừng lên 42 % - 43 % vào năm 2010 và 47 % vào năm 2020 (Số liệu diện tích rừng toàn quốc năm 2009 được Bộ NNPTNT công bố tại Quyết định 2140/QĐ-BNN-TCLN) [14]

Bên cạnh đó, Bộ NNPTNT cho biết, hoạt động trồng, chăm sóc và thu hoạch rừng năm 2010 có nhiều thuận lợi, một số chính sách phát triển lâm nghiệp được ban hành kịp thời đã khuyến khích người dân và các chủ dự án mở rộng đầu tư sản xuất Nhờ đó, trong năm 2010, diện tích rừng trồng tập trung trên cả nước tăng mạnh, ước tính đạt 252,5 nghìn ha, tăng 3,9 % so với năm 2009 Một số địa phương

có diện tích rừng trồng mới đạt cao là: Hà Giang 15,5 nghìn ha; Tuyên Quang 15,5 nghìn ha; Yên Bái 14 nghìn ha; Thanh Hóa 15,3 nghìn ha; Nghệ An 14,1 nghìn ha;

Quảng Nam 10,5 nghìn ha Sản lượng gỗ khai thác năm 2010 ước tính đạt 4042,6 nghìn m3, tăng 7,3 % so với năm trước Những địa phương có sản lượng gỗ khai thác lớn là: Phú Thọ 243,5 nghìn m3; Bình Định 208 nghìn m3; Yên Bái 200,1 nghìn

m3; Quảng Nam 189 nghìn m3; Hòa Bình 139,4 nghìn m3; Quảng Bình 104 nghìn

m3;Tuyên Quang 117,6 nghìn m3; Hà Giang 72,9 nghìn m3

Cũng trong năm 2010, diện tích khoanh trồng tái sinh rừng đạt 1085,3 nghìn

ha, tăng 5,2 % so với năm 2009; diện tích rừng được chăm sóc 507,8 nghìn ha, tăng 4,5 % so với năm 2009; số cây lâm nghiệp trồng phân tán đạt 181,5 triệu cây, tăng 0,6 % so với năm 2009 Công tác bảo vệ rừng và tuyên truyền phòng chống cháy rừng luôn được các địa phương quan tâm và tổ chức triển khai đến các thôn, bản Tổng diện tích rừng bị cháy và bị chặt phá năm 2010 là 7781 ha, trong đó diện tích rừng bị cháy 6723 ha, diện tích rừng bị chặt phá 1058 ha Các địa phương có diện tích rừng bị cháy nhiều là: Hà Giang 842 ha; Lào Cai 795,5 ha; Yên Bái 740,5 ha; Sơn La 663 ha; Cao Bằng 232,3 ha; Quảng Trị 180 ha; Kom Tum 171 ha; Đồng Tháp 130,4 ha; Nghệ An 115,3 ha [15]

2.2 Giới thiệu sơ lược các loại cây dùng khảo sát

2.2.1 Cây Phi lao

− Tên Việt Nam: Xi lao, Dương liễu

− Tên khoa học:Casuarina Equisetifolia

− Bộ Phi lao: Fagales

− Họ Phi lao: Casuarinaceae

Hình 2.1: Cây Phi lao 2.2.1.1 Nguồn gốc vùng phân bố tự nhiên

− Trên thế giới: Phi lao (thuộc họ Phi lao− Casuarinaceae) là một họ nằm

trong giới thực vật hai lá mầm thuộc về bộ Fagales bao gồm 3 hoặc 4 chi, tùy theo

hệ thống phân loại, với khoảng 70 loài cây thân gỗ và cây bụi Cây nguyên sản ở

Indonexia, Malaysia và các đảo trên Thái bình dương, hiện nay đã được trồng hầu hết ở các nước Châu Á và Châu Phi nhiệt đới

− Tại Việt Nam: Cây Phi lao được trồng đầu tiên tại Việt Nam vào năm 1896

do linh mục Mery (một vị linh mục người Pháp) Phi lao được trồng trước tiên ở một vùng đất nhỏ chạy dài với phía Đông là biển, phía Tây là phá Tam Giang, dọc

bờ biển là những cồn cát trắng, hàng năm thường có bảo cát và sống thần Hiện nay Phi lao đã trở thành một trong những loài cây gỗ quen thuộc của Việt Nam Hầu hết các tỉnh ven biển từ Quảng Ninh đến Kiên Giang đều trồng Phi lao trên các bãi cát ven biển Nhiều tỉnh miền Bắc Việt Nam trồng Phi lao làm cây chắn gió, cây ven đường lấy bóng mát, hay trong công viên làm cây cảnh

2.2.1.2 Đặc điểm sinh thái

* Điều kiện khí hậu

Phi lao có phạm vi thích ứng về mặt khí hậu tương đối rộng, từ khu vực xích đạo mưa nhiều (lượng mưa trung bình năm trên 2.000mm và không có mùa khô) đến khu vực khí hậu gió mùa (lượng mưa thấp từ 700 − 800 mm và mùa khô kéo dài 6 − 7 tháng) Tại các khu vực này, Phi lao thường sống trên các bãi cát ven biển

* Điều kiện đất đai

Thích hợp các loại đất cát pha nhẹ, tốt, sâu, ẩm, thoát nước, độ pH 6,5 − 7,0 Cây Phi lao cũng có thể sống được trên đất cát nghèo, đất dốc tụ có tầng dày, thành phần cơ giới nhẹ, độ pH 5,5 Nhưng trên đất quá khô xấu, đất đồi tầng mỏng, lẫn nhiều đá, đất có thành phần cơ giới nặng, bí chặt, độ pH 4 − 4,5, cây sinh trưởng rất kém, lá vàng đỏ, thường biến dạng thành cây bụi, thấp, thân nhỏ, cành loà xoà trên mặt đất hoặc bị chết dần

2.2.1.3 Đặc điểm sinh học

Cây gỗ thường xanh, trung bình hay lớn, cao 15 − 25 cm, đường kính 20 − 40 cm hay hơn

− Vỏ cây: Vỏ nâu nhạt, bong thành mảng, thịt nâu hồng

− Cành: Cành nhỏ, có đốt, màu xanh lá cây và làm nhiệm vụ quang hợp thay cho lá

− Lá cây: Lá tiêu giảm thành vảy nhỏ, bao quanh các đốt của cành, dài 1 − 2 mm

− Rễ cây: Rễ có đốt như các cây họ Đậu Rễ cọc có khả năng ăn sâu đến 2 m,

rễ ngang lan rộng và có vi khuẩn cố định đạm Frankia

− Hoa: Hoa đơn tính, cùng gốc Cụm hoa đực hình đuôi sóc gồm rất nhiều hoa đực mọc vòng, không có bao hoa; chỉ gồm 1 nhị, lúc đầu có chỉ ngắn, sau kéo dài bao phấn hai ô Cụm hoa cái đơn độc, mọc ở ngọn các cành bên, hoa cái cũng không có bao hoa, đính vào nách của một lá bắc Bầu một ô, hai noãn, nhưng chỉ một noãn phát triển Quả tập hợp trong một cụm quả (quả phức) hình bầu dục, hoá gỗ với các lá bắc tồn tại Cây ra hoa vào khoảng tháng 3 − 4 và quả chín vào khoảng tháng 8 − 9

2.2.1.4 Đặc điểm cấu tạo thô đại

Hình 2.2: Mẫu thô đại gỗ Phi lao

Phi lao là một loại gỗ lá kim có gỗ sớm, gỗ muộn phân biệt; tia gỗ bé, khó nhận biết bằng mắt thường Gỗ màu nâu nhạt, mềm, thớ hơi khô, gỗ muộn có màu đậm, dễ bị mối mọt nhưng không bị cong vênh, chịu được ẩm ướt

− Lá cây nhiều cellulose nên dùng làm bột giấy thô và là nguồn thức ăn tốt cho trâu bò

− Đây cũng là loại cây trồng chắn gió cho đồng ruộng rất phổ biến ở vùng đồng bằng Bắc Bộ và duyên hải miền Trung Gần đây một số dự án trồng Phi lao ven biển để làm nguyên liệu giấy và ván dăm đã được tiến hành thử nghiệm ở một

số tỉnh vùng Bắc Trung Bộ

− Phi lao cũng được dùng làm thuốc Rễ cây dùng làm thuốc chữa tiêu chảy và lị

− Do các cành và thân Phi lao chịu cắt uốn nên còn dùng làm cây cảnh, cây bóng mát và bonsai

2.2.2 Giới thiệu về cây Keo lá tràm

− Tên Việt Nam: Keo lá tràm, Tràm bông vàng

− Tên khoa học: Acacia auriculaeformis

− Bộ: Đậu − Fabales

− Họ: Đậu − Fabaceae

Hình 2.3: Keo lá tràm 2.2.2.1 Nguồn gốc phân bố tự nhiên

− Trên thế giới: Keo lá tràm có phân bố tự nhiên ở Australia và nhiều vùng của Papua Niu Ghine kéo dài tới Irian Jaya và quần đảo Kai của Indonexia Hiện nay cây được trồng rộng rãi ở Indonexia, Malaixia, Srilanca, Ấn độ…

− Tại Việt Nam: Có khoảng 20 loại keo nguồn gốc từ Australia được trồng tại Việt Nam từ năm 1960, sau này đã được trồng mở rộng ra nhiều vùng sinh thái trong cả nước, có một số loài được trồng trên vùng đất cát ven biển Hiện nay, Keo

lá tràm được trồng phổ biến ở nhiều tỉnh miền nam từ Quảng nam, Đà nẵng, Gia lai, Kon tum cho tới Kiên giang

2.2.2.2 Đặc điểm sinh thái

* Điều kiện khí hậu

Keo lá tràm là loài cây ưa sáng, sinh trưởng nhanh ở vùng có khí hậu nóng ẩm hoặc cận ẩm, nhiệt độ trung bình năm 240C, lượng mưa trung bình 2000 − 2500 mm/năm

Cây có thể chịu được hạn cao, sống được ở những vùng khô hạn Tuy nhiên khả năng sinh trưởng và phát triển thường thấp, cành nhánh nhiều Ở những nơi có gió mạnh và xoáy, Keo lá tràm thường bị gãy cành hoặc bị gãy ngang thân

* Điều kiện đất đai

Cây sống được trên nhiều loại đất như đất pha cát ven biển, đất bazan, đất bồi tụ, đất phù sa cổ…

− Lá cây: Lá đơn nguyên, mọc cách, hình lưỡi hái (dài 7 − 17 cm, rộng 1,5 − 2,7 cm), màu xanh lục, nhẵn bóng, đầu và gốc lá nhọn có 6 − 8 gân hình cung song song Cuống lá dài 1,5 mm

− Hoa: Hoa lưỡng tính mọc cụm hình bông, ở kẽ lá Bông dài 4 − 8 cm, mang nhiều hoa nhỏ màu vàng Cánh dài màu xanh, hợp nhau ở gốc thành hình chuông Cánh tràng màu vàng Nhị đực nhiều, rời nhau Bầu nhỏ không cuống, nhiều noãn, vòi nhụy hình sợi

− Quả: Quả dẹt, mỏng dài 7 − 8 cm, rộng 1,2 − 1,4 cm, nhẵn, có 5 − 7 hạt Khi già, quả cong và cuộn lại thành hình trôn óc không đều, mép ngoài của quả gợn sóng như hình vành tai Vỏ quả cứng, giòn, khi chín và khô có màu xám Khi chín,

vỏ quả nứt ra cho các hạt màu nâu hoặc màu đen có dây rốn màu vàng Hoa và quả

ra rải rác từ tháng 7 đến tháng 10

2.2.2.4 Đặc điểm cấu tạo thô đại

Hình 2.4: Mẫu thô đại gỗ Keo lá tràm

Keo lá tràm thuộc loại gỗ lá rộng có giác lõi phân biệt Khi mới chặt hạ, gỗ giác có màu hồng nhạt, khi khô có màu vàng nhạt; gỗ lõi có màu nâu đỏ sau chuyển sang màu nâu vàng, có phản quang mạnh Tính chất cơ lý của hai phần trên cũng có sự khác nhau, gỗ lõi cứng hơn gỗ giác và gỗ giác dẻo dai hơn gỗ lõi Vòng sinh tưởng phân biệt rõ ràng nhưng không dứt khoát, thường rộng từ 2 − 3 mm Mặt gỗ trung bình, gỗ khá thẳng thớ Gỗ cứng và nặng trung bình, thích hợp với việc gia công nhiều loại hình sản phẩm khác nhau

2.2.2.5 Giá trị sử dụng

Gỗ Keo lá tràm thường được dùng làm gỗ xây dựng, đồ mộc gia dụng, trang trí nội thất và đồ mĩ nghệ cao cấp Đặc biệt hiện nay còn được dùng sản xuất nhiều sản phẩm xuất khẩu có giá trị như ván ghép thanh, kệ sách, kệ tivi…Ngoài ra, Keo

lá tràm còn có tiềm năng bột giấy khá cao

2.2.3 Cây Keo lai

− Tên Việt Nam: Keo lai

− Tên khoa học: Acacia hydrid

− Họ: Đậu (Leguminosae)

− Họ phụ: Trinh nữ (Minosaceae)

Hình 2.5: Cây Keo lai

2.2.3.1 Nguồn gốc phân bố tự nhiên

− Trên thế giới: Cây nguyên sản ở Australia và hiện nay được trồng phổ biến

ở Đông Nam Á

− Tại Việt Nam: Cây Keo lai được du nhập vào Việt Nam từ khoảng năm

1960 và hiện nay được trồng rộng rãi trên toàn quốc Cây mọc tốt trên các dạng đất, thích nghi nhất là ở các vùng Tây bắc, Đông bắc, Bắc trung bộ, Nam trung bộ, Tây nguyên, Đông nam bộ…

2.2.3.2 Đặc điểm sinh thái

Keo lai là loài cây có khả năng chịu đựng được khô hạn, tăng trưởng nhanh

và ưu việt hơn Keo lá tràm kể cả trên đất cát nghèo dinh dưỡng Cây Keo lai có độ sinh trưởng nhanh hơn cây bố mẹ Keo lai được tạo ra bằng cách cho lai hữu tính hoặc vô tính hai loài cây Keo lá tràm và Keo tai tượng, tuy nhiên nhằm hạn chế tình trạng phân ly của giống lai, Keo lai thường được tạo cây con bằng phương pháp vô tính (giâm hom) Điều kiện sinh trưởng cần có của Keo lai được cụ thể như sau:

* Điều kiện khí hậu:

Cây thích nghi với nơi có nhiệt độ trung bình năm từ 20oC − 30oC, lượng mưa thích hợp từ 1.500 − 1.800 mm, độ cao <500 m

* Điều kiện đất đai:

Cây keo lai rất thích hợp với các loại đất như: cát pha, thịt pha, feralit Mọc tốt trên đất có độ pH từ 3 − 7 Độ dày tầng đất hữu hiệu từ 50 cm trở lên Nhìn chung cây Keo lai sinh trưởng nhanh trên các vùng có khí hậu ẩm, ở nước ta các vùng lập địa mà Keo lá tràm và Keo tai tượng sinh trưởng được thì Keo lai cũng có thể sinh trưởng và phát triển

2.2.3.3 Đặc điểm sinh học

Keo lai là loài ưa sáng, mọc nhanh do thừa hưởng được những ưu điểm từ cây bố và mẹ,

và mang những điểm trung gian của Keo lá tràm và Keo tai tượng

− Thân cây: Thân thẳng, tròn đều, tỉa cành tự nhiên tốt, phân cành cao, thường có hai thân mọc từ gốc Thân và cành chịu lực kém, giòn, thường hay bị gãy ngang thân cây khi gặp gió bão hoặc gió mạnh, khi cây còn nhỏ hoặc khi đã lớn

− Vỏ cây: Khi còn nhỏ, vỏ thân có màu trắng xanh, không nứt Khi lớn, vỏ thân chuyển sang màu nâu, thường nứt thành những rãnh nhỏ và sâu

− Lá cây: Lá Keo lai có hình dáng và kích thước trung gian giữa hai loài bố

và mẹ Lá có dạng lá kép, hình dáng lá thon và nhỏ Chiều dài lá từ 15− 20 cm, chiều rộng lá từ 4 − 6 cm, có từ 3 − 4 gân chính Ngoài ra ở nách lá còn có tuyến mật là thức ăn cho ong, nhờ đặc điểm này mà hiện nay người trồng Keo lai đã tiến hành nuôi thả ong dưới rừng Keo nhằm tăng thêm thu nhập

− Rễ cây: Rễ keo lai có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm (rhizobium)

nên có khả năng lớn về cải tạo đất, tán lá Keo lai phát triển cân đối, rễ phát triển sâu

− Hoa: Keo lai có hoa màu trắng bạc, hoa tự hình bông Cây ra hoa 2 lần trong năm, lần thứ nhất vào tháng 3 − 4, quả chín vào tháng 5 − 8; lần thứ hai cây ra hoa vào khoảng tháng 8 − 9 và quả chín vào tháng 12 − 2 năm sau

− Quả: Nếu quả Keo lá tràm có hình dẹt, quả Keo tai tượng có hình tròn thì quả Keo lai lại có hình bầu dục, quả già có màu nâu nhạt, vỏ quả khô xoắn lại, mỗi quả có từ 5− 7 hạt

2.2.3.4 Đặc điểm cấu tạo thô đại

Hình 2.6: Mẫu thô đại gỗ Keo lai

Gỗ có giác lõi phân biệt, gỗ giác thường có màu vàng nhạt hoặc vàng xám; gỗ lõi có màu nâu vàng Vòng sinh trưởng rỏ ràng, thường rộng 3 − 8 mm Mặt gỗ mịn Tia

gỗ nhỏ hẹp, có cấu tạo thành tầng

2.2.3.5 Giá trị sử dụng

Keo lai có hàm lượng cellulose rất lớn nên thường được dùng trong sản xuất bột giấy Keo lai còn được dùng trong sản xuất đồ mộc gia dụng, vật liệu xây dụng, chất đốt, chất chiết tanin Ngoài ra cây Keo lai còn có khả năng cải tạo đất nhờ bộ rễ phát triển tốt và khả năng cải thiện hệ động vật và vi sinh vật sống trong đất nên được trồng làm rừng phòng hộ đầu nguồn, che gió và chắn cát bay ở vùng ven biển hoặc che bóng trong một số mô hình nông lâm kết hợp

Hoa của đa số các loài Keo có nguồn phấn và mật giàu protein, nhất là hoa của Keo lai có màu sắc sặc sỡ rất hấp dẫn đối với loài ong, đó là nguồn mật và phấn hoa tự nhiên rất quan trọng trong việc phát triển nghề nuôi ong

Hơn nữa, Keo lai là loài cây dễ trồng, chịu được nóng và hạn, ít sâu bọ nên khi dùng làm cây trang trí công viên, cây che bóng mát đường phố rất được nhiều người ưa chuộng

2.2.4 Cây Cao su

− Tên Việt Nam: Cao su

− Tên khoa học: Hevea brasiliensis

− Bộ: Thầu Dầu (Euphorbiales)

− Họ: Thầu Dầu (Euphorbiaceae)

Hình 2.7: Cây Cao su 2.2.4.1 Nguồn gốc phân bố tự nhiên

− Trên thế giới: Công cuộc phát triển trồng Cao su được mở đầu vào năm

1876 từ việc đưa hạt Cao su từ Brazil sang các nước châu Á của Henry Wickham

Từ đó cây Cao su đã phát triển rộng rãi ở nhiều vùng nhiệt đới châu Á, châu Phi và một phần nhỏ ở châu Mỹ la tinh

− Tại Việt Nam: Cây Cao su được du nhập vào Việt Nam từ năm 1897 và được trồng rộng rãi ở Trung bộ và một vài tỉnh của Đông nam bộ như: Bình dương, Bình

phước, Tây ninh, Đồng nai…Đến năm 2008, tổng diện tích Cao su Việt Nam đạt khoảng 619.000 ha, tổng sản lượng đạt 662.900 tấn, năng suất bình quân đạt 1.660 kg/ha/năm, trong đó bình quân năng suất của Tổng Công ty Cao su Việt Nam là 1,82 tấn/ha/năm

2.2.4.2 Đặc điểm sinh thái

* Điều kiện khí hậu:

Nhiệt độ thích hợp nhất cho sự phát triển cây Cao su là từ 250C − 300C, trên 400C cây khô héo, dưới 100C cây có thể chịu đựng được trong một thời gian ngắn Ở nhiệt độ 250C, năng suất cây đạt mức cao; nhiệt độ mát dịu vào buổi sáng sớm( thường từ 1 − 5 giờ sáng) giúp cây sản xuất mủ cao nhất

Giờ chiếu sáng ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ quang hợp của cây và

vì thế có ảnh hưởng đến mức tăng trưởng và sản xuất mủ của cây Ánh sáng đầy đủ giúp cây ít bị bệnh, tăng trưởng nhanh và sản lượng cao Giờ chiếu sáng được ghi nhận là tốt cho cây Cao su bình quân là 1.800 − 2.800 giờ/ năm và tối thiểu là 1.600 − 1.700 giờ/ năm

* Điều kiện đất đai

Cây Cao su thích hợp với các vùng đất có độ cao tương đối thấp dưới

200 m Càng lên cao càng bất lợi do độ cao có tương quan với nhiệt độ thấp và gió mạnh Nên chọn đất trồng có độ dốc dưới 30%, pH thích hợp cho cây từ 4,5

− 5,5 và giới hạn đất cho trồng Cao su là 3,5 − 7,0

2.2.4.3 Đặc điểm sinh học

Cây gỗ lớn, cao tới 30 m, rụng lá về mùa khô

− Vỏ cây: Vỏ nhẵn, hay có u lồi, có nhiều nhựa mủ trắng

− Lá cây: Lá kép chân vịt có 3 lá nhỏ, phiến lá hình trái xoan dài, đầu nhọn, gốc hình nêm, mép nguyên Cuống là nhỏ dài 0,6 − 1,5 cm, cuống chung dài 4 − 18 cm

− Hoa: Cụm hoa hình chùy ở nách lá Hoa đơn tính Hoa đực cánh đài hợp, trên chia 5 răng, không có cánh tràng, nhị đực 5 − 10 cái Hoa cái cánh đài giống hoa đực, bầu 3 ô, mỗi ô 1 noãn

− Quả: Quả nang chia thành 8 múi khá rõ, chứa 3 hạt Hạt bóng màu nâu

có nhiều chấm trắng

2.2.4.4 Đặc điểm cấu tạo thô đại

Hình 2.8: Mẫu thô đại gỗ Cao su

Gỗ Cao su thuộc loại gỗ lá rộng, mềm Khi mới cưa xẻ gỗ có màu vàng nhạt, lúc khô biến thành màu kem nhạt Thớ thẳng, ít xoắn thớ Gỗ giác

và gỗ lõi khó phân biệt Vòng sinh trưởng rõ ràng, dứt khoát, rộng từ 2 − 4

mm

Lỗ mạch khá lớn có thể nhìn thấy bằng mắt thường, đường kính từ 385

− 396 μm theo chiều xuyên tâm, phân bố phân tán Nhu mô khá phong phú, nhìn dưới kính lúp có thể nhận biết mô mềm hình lưới với mật độ khá dày Tia gỗ nhỏ và hẹp, có thể thấy bằng mắt thường Mặt gỗ hơi thô nhưng đều Cây cao su có hiện tượng dẫn nhựa bệnh do tổn thương vì hiện tượng trích nhựa

2.2.4.5 Giá trị sử dụng

Cây trồng chủ yếu lấy nhựa, nhưng có thể cho gỗ sau khi đã khai thác nhựa kiệt.Gỗ Cao su sau khi ngâm tẩm có thể chế biến các đồ mộc đẹp, làm công trình nhẹ, xây dựng, làm đồ mỹ nghệ Hiện rất được ưa chuộng trên thị trường quốc tế, là mặt hàng xuất khẩu có giá trị

2.2.5 Cây Bạch đàn trắng

− Tên Việt Nam: Bạch đàn trắng

− Tên khoa học: Eucalyptus camaldulensis

− Bộ: Sim − myrtales

− Họ: Sim − myrtaceae

Hình 2.9: Cây Bạch đàn trắng 2.2.5.1 Nguồn gốc phân bố tự nhiên

− Trên thế giới: Cây nguyên sản ở Australia, phân bố rộng ở vùng nhiệt đới trong phạm vi 150 − 180 độ vĩ của Nam bán cầu, vùng đồi núi thấp độ cao dưới 600 m Bạch đàn là loài cây được nhập trồng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới

− Ở Việt Nam: Cây được trồng từ nhiều năm ở các vùng đồi thấp, suốt từ Bắc vào Nam

2.2.5.2 Đặc điểm sinh thái

* Điều kiện khí hậu

Bạch đàn là loài cây sinh trưởng nhanh, biên độ sinh thái rộng, chịu được hạn, và chịu được úng trong thời gian ngắn, thích hợp gây trồng ở những nơi có lượng mưa trung bình hàng năm từ 1500  2000 mm/năm

* Điều kiện đất đai

Sinh trưởng và phát triển tốt trên nhiều loại đất kể cả đất phèn Hiện nay, Bạch đàn trắng là cây được trồng và phát triển rộng rãi ở các tỉnh Trung bộ và Nam

bộ để cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp giấy

2.2.5.3 Đặc điểm sinh học

Cây gỗ lớn, thân thẳng, cao (nơi nguyên sản có thể cao trên 60 m, đường kính 3,6 m)

− Vỏ cây: Vỏ màu xám trắng hoặc xám hơi xanh, nhẵn bong ra từng mảng mỏng Phía gần gốc vỏ nứt dọc, không bong Cành non màu đỏ, mảnh, rũ xuống

− Lá cây: Lá đơn mọc cách Lá non hơi có phấn, hình trứng hoặc ngọn giáo,

có cuống mảnh Lá thành thục hình cong dạng lưỡi liềm, nhọn dần về phía đầu, dài 10 − 30 cm, rộng 1,5 − 3,5 cm Gân giữa màu vàng, gân bên rõ, chếch lên so với gân giữa, gân mép rất mảnh, đều rõ

− Hoa: Cụm hoa dạng tán ở nách lá, mang 4 − 8 hoa (phổ biến là 7) Hoa trung bình có cuống nhỏ, cánh đài hợp ở gốc thành nửa hình cầu, trên có cánh tràng dạng nắp dài bằng ống dài, đỉnh nắp có mũi nhọn

− Quả: Quả hình bán cầu, dài 0,7 − 0,8 cm, rộng 0,5 − 0,6 cm, mở theo ba van hình tam giác

2.2.5.4 Đặc điểm cấu tạo thô đại

Hình 2.10: Mẫu thô đại gỗ Bạch đàn trắng

Gỗ có giác lõi phân biệt, gỗ giác có màu trắng, gỗ lõi có màu đỏ nhạt Vòng năm không rõ ràng, khó phân biệt bằng mắt thường, vòng sinh trưởng rộng hẹp không đều nhau Trên mặt cắt ngang cây gỗ xuất hiện nhiều vết tuỷ chạy theo hình vành khăn Mặt gỗ mịn, khá thẳng thớ

2.2.5.5 Giá trị sử dụng

Gỗ Bạch đàn dễ bị cong vênh nên thường được dùng làm chất đốt, củi, gỗ xây dựng, nguyên liệu giấy Đặc biệt hiện nay, gỗ còn được sử dụng làm ván ghép thanh trong sản xuất đồ mộc xuất khẩu, ngoài ra còn phục vụ trong các công trình dưới nước như cầu, tà vẹt, trụ điện, xẻ ván và đóng đồ dùng thông thường

Chương 3

MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

3.1 Mục tiêu đề tài

Thông qua việc xác định các tính chất cơ lý của các loại gỗ Phi lao, gỗ Keo

lá tràm, gỗ Keo lai, gỗ Cao su, gỗ Bạch đàn trắng xây dựng phương trình tương quan thể hiện mối liện hệ giữa khối lượng thể tích và một số tính chất cơ lý của các loại gỗ trên, làm cơ sở dự đoán các tính chất của gỗ rừng trồng

3.2 Vật liệu khảo sát

Vật liệu khảo sát là các loại gỗ Phi lao, gỗ Bạch đàn trắng, gỗ Keo lá tràm, gỗ Keo lai, gỗ Cao su có nguồn gốc từ Việt Nam Các mẫu gỗ dùng để nghiên cứu được lấy từ các thanh gỗ chưa qua xử lý và được gia công theo tiêu chuẩn TCVN và ASTM

3.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục đích đã đề ra, đề tài xác định những nội dung khảo sát sau:

+ Khảo sát tính chất vật lý: Xác định khối lượng thể tích,, độ hút nước, tỷ lệ

co rút các chiều, tỷ lệ co rút thể tích

+ Khảo sát tính chất cơ học: Ứng suất nén dọc thớ, ứng suất uốn tĩnh

+ Xác định mối liên hệ giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ lý của từng loại gỗ dựa vào kết quả đạt được trong thí nghiệm

3.4 Phương pháp nghiên cứu

Quá trình nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp thực nghiệm dựa trên hệ thống tiêu chuẩn trong nước và thế giới

 Chọn cây, cắt khúc, gia công mẫu và xác định tính chất cơ lý theo TCVN

từ 340 − 1970 đến 367 − 1970 và tiêu chuẩn ASTM Tiêu chuẩn thực hiện và gia công mẫu từng chỉ tiêu được cụ thể như sau:

+ Khối lượng thể tích: Được xác định theo TCVN 362 – 1970 với kích thước mẫu gỗ thí nghiệm 20×20×30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ) Số lượng mẫu thí nghiệm: 30 mẫu

+ Độ hút nước: Được xác định theo TCVN 360 – 1970 với kích thước mẫu gỗ thí nghiệm 30×30×10 mm (10 mm theo chiều dọc thớ) Số lượng mẫu thí nghiệm: 30 mẫu

+ Tỷ lệ co rút các chiều: Được xác định theo TCVN 340 – 1970 với kích thước mẫu gỗ thí nghiệm 20x20x30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ) Số lượng mẫu thí nghiệm: 30 mẫu

+ Tỷ lệ co rút thể tích: Được xác định theo TCVN 340 1970 với kích thước mẫu gỗ thí nghiệm 20×20×30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ) Số lượng mẫu thí nghiệm: 30 mẫu

+ Ứng suất nén dọc: Được xác định theo TCVN 363 – 1970 với kích thước mẫu gỗ thí nghiệm 20×20×30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ) Số lượng mẫu thí nghiệm: 30 mẫu

+ Ứng suất uốn tĩnh: Được xác định theo ASTM với kích thước mẫu gỗ thí nghiệm 25×25×410 mm (410 mm theo chiều dọc thớ) Số lượng mẫu thí nghiệm: 10 mẫu

 Phương pháp cân đo: Sử dụng thước kẹp để đo kích thước mẫu và dùng cân điện tử để xác định khối lượng mẫu

 Phương pháp xử lý số liệu: Xử lý trên máy tính bằng phần mềm Microsoft Excel 2003 Áp dụng phương pháp phân tích hồi qui để mô hình hóa đường hồi quy thực nghiệm theo dạng của hàm toán học biểu diễn kết quả nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp khảo sát tính chất vật lý

Tính chất vật lý của gỗ bao gồm: Độ hút ẩm, độ hút nước, độ co rút, khối lượng thể tích…Đây là những tính chất có thể xác định được trong điều kiện không làm thay đổi các thành phần hóa học hoặc không làm thay đổi tính hoàn chỉnh của mẫu gỗ Ở đây ta đi vào khảo sát khối lượng thể tích và những tính chất vật lý theo yêu cầu của đề tài

3.4.1.1 Dụng cụ thí nghiệm

− Tủ sấy có nhiệt độ sấy 1005 0C

− Cân điện tử với độ chính xác 0,01 g

− Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm

3.4.1.2 Phương pháp xác định khối lượng thể tích

Khối lượng thể tích là một chỉ tiêu rất quan trọng nhằm đánh giá khối lượng vật chất gỗ trong một đơn vị thể tích, vì thế nó có quan hệ mật thiết với nhiều tính chất cơ lý khác nhau của gỗ, ảnh hưởng đến một phần giá trị và công nghệ

Khối lượng thể tích không những tùy thuộc vào loài cây mà trong cùng một loài với điều kiện sinh trưởng khác nhau (đất đai, độ ẩm, khí hậu, ánh sáng,

…) sẽ có khối lượng thể tích khác nhau Ngoài ra, trong một cây gỗ, khối lượng thể tích giữa phần gốc và ngọn cũng khác nhau Gỗ tăng trưởng nhanh thì mềm

và nhẹ Gỗ có khối lượng thể tích khác nhau thì độ co dãn cũng sẽ khác

Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của gỗ được thực hiện theo TCVN

362 – 1970 Mẫu gỗ có kích thước 20×20×30 mm (30 mm theo chiều dọc thớ)

Hình 3.1: Mẫu xác định khối lượng thể tích

Dùng thước kẹp đo kích thước 3 chiều để tính thể tích gỗ, sau đó cân khối lượng mẫu Khối lượng thể tích cơ bản: D cb m0/V t (g/cm3) (3.1) Khối lượng thể tích khô trong không khí: D kk m kk/V kk(g/cm3) (3.2) Khối lượng thể tích khô kiệt: D0 m0/V0(g/cm3) (3.3) Trong đó: m0, m kk: Khối lượng gỗ khô kiệt, khô trong không khí (g)

V , V , V : Thể tích gỗ tươi, khô trong không khí, khô kiệt (cm3)

Khối lượng thể tích cơ bản là chỉ tiêu ổn định nhất vì cả hai yếu tố dùng tính toán là những trị số không thay đổi, và phản ánh đúng khái niệm của khối lượng thể tích là lượng thực chất gỗ (m0) trên một đơn vị thể tích (Vmax) Do vậy nó thường được dùng để so sánh các loại gỗ với nhau

Tiến hành đo kích thước theo các chiều của mẫu và cân khối lượng mẫu ở 3 trạng thái tươi, khô trong không khí, khô kiệt Gỗ tươi là gỗ mới chặt hạ Gỗ khô trong không khí là gỗ hong phơi tự nhiên trong không khí, mỗi ngày cân một lần ở cùng điều kiện nhiệt độ t = 320C và cùng độ ẩm φ = 60 %, cho đến khi cân ba lần liên tiếp mà khối lượng không thay đổi hoặc sai số nhỏ hơn 0,05 g Gỗ khô kiệt là

gỗ được sấy trong tủ sấy đến khô kiệt (3 lần cân liên tiếp mà khối lượng không đổi hoặc chênh lệch không quá 0,02 g) Mẫu phải được bao bọc kỹ không cho tiếp xúc với không khí, phải cân đo ngay lập tức tránh để gỗ hút ẩm trở lại sẽ ảnh hưởng đến

độ chính xác trong quá trình khảo sát

3.4.1.3 Phương pháp xác định độ hút nước

Độ hút nước là năng lực lấy nước vào gỗ khi ngâm nó trong nước Gỗ hút nước nhanh hay chậm được biểu thị bằng tốc độ hút nước Tốc độ hút nước là lượng nước mà gỗ có thể hút vào trong một đơn vị thời gian Điều đó tùy thuộc vào khối lượng thể tích, vị trí, chiều thớ, hình dạng, kích thước mẫu gỗ, nhiệt độ nước và độ

ẩm gỗ lúc ban đầu Khối lượng thể tích càng lớn thì gỗ hút nước càng chậm Gỗ lõi thường hút nước chậm hơn gỗ giác Mặt xuyên tâm và tiếp tuyến của gỗ hút nước rất chậm Diện tích mặt cắt ngang càng lớn thì tốc độ hút nước càng nhanh

Thí nghiệm về khả năng hút nước của gỗ được thực hiện theo TCVN 360 –

1970 Mẫu gỗ có kích thước là 30×30×10 mm (10 mm theo chiều dọc thớ)

Hình 3.2: Mẫu xác định tính hút nước

Mẫu sau khi được sấy đến khô kiệt được lấy ra cân khối lượng với độ chính xác 0,01g, ta được giá trị m0 Cân xong cho vào chậu nước để mẫu hút nước tự do Sau từng thời gian nhất định: 2 giờ cân lần thứ nhất, ngày thứ 1, 2, 4, 7, 12, 20, 30

sẽ tiến hành cân, ta được giá trị ma Thời gian theo dõi tối thiểu là 30 ngày đêm Về sau cứ 10 ngày cân lại các mẫu gỗ cho đến khi thấy khối lượng không đổi thì kết thúc thí nghiệm

Độ hút nước được tính theo công thức: W n%  (m a m0)  100 /m0 (3.4) Trong đó: W n: Độ hút nước (%)

đó, đem mẫu gỗ đi sấy khô kiệt ( khối lượng giữa ba lần cân liên tiếp không đổi hoặc chênh lệch không quá 0,02 g), đo lại ta được giá trị l2,a2,b2

Công thức xác định tỉ lệ co rút như sau:

Chiều dọc thớ: Y lcr  (l1l2)  100 /l2 (3.5) Chiều xuyên tâm: Y xtcr  (a1a2)  100 /a2 (3.6) Chiều tiếp tuyến: Y ttcr  (b1b2)  100 /b2 (3.7) Trong đó: l ,,a b: Kích thước chiều dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến

ttcr xtcr lcr Y Y

Y , , : Tỷ lệ co rút tối đa theo ba chiều

3.4.1.5 Phương pháp xác định tỷ lệ co rút thể tích

Thí nghiệm xác định tỷ lệ co rút thể tích được thực hiện theo TCVN 340 − 1970

thước ba 3 chiều với độ chính xác 0,02 mm để xác định thể tích V1 Sau đó, mẫu được đem sấy đến khô kiệt đo lại kích thước để tính thể tích V2

Tỷ lệ co rút thể tích được xác định theo công thức: Y Vcr  (V1V2)  100 /V1 (3.8)

Trong đó: V1: Thể tích gỗ ngâm nước bão hòa (cm3)

2

V : Thể tích gỗ khô kiệt (cm3) 3.4.2 Phương pháp khảo sát tính chất cơ học

Mẫu gỗ được lấy theo TCVN 363 – 1970 với kích thước 20×20×30 mm

Hình 3.3: Mẫu thử ứng suất nén dọc

Nguyên tắc thử ứng suất: Lực P đặt vào mẫu thử phải đúng tâm và vuông góc với mặt phẳng chịu lực, hướng theo phương dọc thớ, nếu không sẽ dẫn đến tình trạng mẫu bị phá hủy không đồng bộ và lực nén sẽ nhỏ hơn so với thực tế Tốc độ V = 4 (mm/phút)

Hình thức phá hủy: Thớ gỗ thường bị “sụn” ở vị trí tiếp xúc với tia gỗ

Hình 3.4: Hình thức phá hủy mẫu gỗ

Công thức tính ứng suất nén dọc thớ:nd  Pmax/(ab) (3.9)

Trong đó: Pmax: Lực phá hoại (kG)

Thí nghiệm xác định ứng suất uốn được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM Mẫu có kích thước 25x25x410 mm( 410 mm lấy theo chiều dọc thớ)

Hình 3.5: Mẫu thử ứng suất uốn tĩnh

Nguyên tắc thử ứng suất: Mẫu gỗ được đặt trên 2 gối tựa tròn cố định, bán kính cong của gối là 15 mm Cự ly 2 gối là 240 mm Điểm đặt lực tại giữa dầm Tốc

độ tăng lực 1,3 mm/phút Các loại gỗ lá rộng qui định hướng tác động của lực theo chiều tiếp tuyến Các loại gỗ lá kim thí nghiệm cả 2 hướng

Hình thức phá hủy của mẫu: Sợi gỗ bị phá hủy tại mặt đối diện với mặt tác dụng lực Một vài trường hợp chéo thớ, xoắn thớ thì sẽ làm đứt sợi gỗ

Công thức tính ứng suất uốn tĩnh:

2 max )/(2

3( P l b h

l: Cự ly của hai gối (cm) với l = 240 mm = 24cm

b, h: Bề rộng và chiều cao của mẫu thử (cm)

3.5 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài xác định khảo sát trong phạm vi năm loại gỗ rừng

trồng: gỗ Phi lao, gỗ Keo lá tràm, gỗ Keo lai, gỗ Cao su, gỗ Bạch đàn

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Tính chất vật lý

4.1.1 Khối lượng thể tích các loại gỗ

Khối lượng thể tích có sự liên hệ mật thiết với các tính chất cơ lý của gỗ, dựa vào khối lượng thể tích ta có thể đánh giá được một phần cường độ và giá trị công nghệ của gỗ Ngoài ra, vì khối lượng thể tích cơ bản là chỉ tiêu ổn định nhất nên có thể dùng để phân nhóm gỗ theo TCVN 1072 – 1971 thông qua bảng 4.1

Bảng 4.1: Bảng phân nhóm gỗ theo KLTT theo TCVN 1072 – 1971

VI < 0,50 Sung, vang, phay

Vì việc phân nhóm gỗ sẽ giúp định hướng sử dụng gỗ một cách hợp lý nhất (đặc biệt trong sấy gỗ, khối lượng thể tích được xem là một yếu tố quyết định đến quá trình khô của gỗ Thông thường gỗ có khối lượng thể tích càng lớn thì càng chậm khô, vì tốc độ thoát ẩm càng chậm, càng dễ sản sinh khuyết tật sấy, do vậy thời gian sấy càng kéo dài) nên các kết quả khảo sát sau khi được

xử lý sẽ được dùng để phân nhóm gỗ theo TCVN 1072− 1971, cụ thể được trình bày dưới đây

Kết quả cân đo, tính toán bằng công thức 3.1, 3.2, 3.3 và phần mềm Excel với dung lượng 30 mẫu được trình bày ở phụ lục 31 đến 45 Và sau đó được lập vào bảng 4.2

Bảng 4.2: Khối lượng thể tích của các loại gỗ (g/cm3)

Phi lao

TB 0,73 0,83 0,88

Sd 0,01 0,15 0,01 Cv% 1,37 18,07 1,37

Keo lá tràm

TB 0,61 0,65 0,68

Sd 0,01 0,01 0,02 Cv% 1,67 1,51 2,94

Keo lai

TB 0,55 0,68 0,72

Sd 0,07 0,04 0,04 Cv% 12,73 5,88 5,56

Cao su

TB 0,57 0,60 0,64

Sd 0,02 0,02 0,02 Cv% 3,51 3,33 3,13

Bạch đàn trắng

TB 0,64 0,71 0,76

Sd 0,02 0,02 0,02 Cv% 3,13 2,82 2,63 Với giá trị Dcb= 0,73 g/cm3, đối chiếu với bảng 4.1 cho thấy gỗ Phi lao thuộc nhóm II

Với giá trị Dcb= 0,61 g/cm3, đối chiếu với bảng 4.1 cho thấy gỗ Keo lá tràm thuộc

nhóm IV

Với giá trị Dcb= 0,55 g/cm3, đối chiếu với bảng 4.1 cho thấy gỗ Keo lai thuộc nhóm IV

Với giá trị Dcb= 0,57 g/cm3, đối chiếu với bảng 4.1 cho thấy gỗ Cao su thuộc nhóm IV

Với giá trị Dcb= 0,64 g/cm3, đối chiếu với bảng 4.1 cho thấy gỗ Bạch đàn trắng

thuộc nhóm III

4.1.2 Độ hút nước của các loại gỗ

Sau mỗi lần cân khối lượng ta thu được kết quả được trình bày ở phụ lục 1, 3,

5, 7, 9 Sử dụng công thức 3.4, ta có được phụ lục 2, 4, 6, 8, 10 Với dung

lượng mẫu 30, dùng phần mềm Excel tính các đặc trưng của mẫu, lập bảng 4.3

Bảng 4.3: Độ hút nước của các loại gỗ khảo sát

Loại gỗ Độ hút nước qua số ngày đêm (%)

2h 1 ng 2 ng 4 ng 7 ng 12 ng 20 ng 30 ng Phi lao 29,75 62,64 64,29 68,65 71,31 71,8 72,48 73,14 Keo lá tràm 22,86 73,41 81,28 88,09 91,41 91,04 92,23 90,26 Keo lai 29,32 70,07 97,17 105,20 110,98 125,23 124,61 138,27Cao su 41,35 72,96 79,68 83,32 86,71 92,87 100,19 104,45Bạch đàn trắng 22,81 56,70 64,40 72,98 79,67 80,28 81,31 81,37

Đồ thị 4.1: Đường biểu diễn độ hút nước của các loại gỗ khảo sát

Nhận xét: Đồ thị 4.1 cho thấy độ hút nước của các loại gỗ tăng nhanh vào những ngày đầu sau khi ngâm các mẫu gỗ đã sấy khô kiệt trong nước Sau ngày thứ 4 của thí nghiệm, độ hút nước tăng chậm dần và đến ngày thứ 20 thì gần như không đổi Điều này chứng tỏ gỗ càng khô hút nước càng nhanh

4.1.3 Tỷ lệ co rút các loại gỗ

Kết quả khảo sát, tính toán tỷ lệ co rút các chiều và tỷ lệ co rút thể tích của từng loại

gỗ trong phạm vi đề tài khảo sát bằng công thức từ 3.5 đến 3.7 và phần mềm Excel

được trình bày từ phụ lục 11 đến 20 Sau đó được tóm tắt trong bảng 4.4

Keo lai

1,84

Sd 1,60 1,05 0,49 1,35 Cv% 21,92 26,45 33,11 11,88

Cao su

1,87

Sd 0,77 0,64 0,23 1,53 Cv% 9,99 15,50 19,66 12,84

Nhận xét: Kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 4.4 cho thấy sự chênh lệch

về tỷ lệ co rút thể tích giữ các loại gỗ khảo sát Sự chênh lệch này là khá lớn, do đó gây khó khăn cho quá trình gia công chế biến, đặc biệt ảnh hưởng đến việc điều tiết quá trình sấy và chất lượng gỗ sấy Bên cạnh đó, sự co dãn không đều theo ba chiều, đặc biệt giữa hai chiều tiếp tuyến và xuyên tâm trong cùng một loại gỗ sẽ làm tăng mức độ hình thành các khuyết tật cho gỗ sấy như hiện tượng cong lòng máng ở các ván xẻ tiếp tuyến