Trong những năm gần đây, kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ của Việt Nam không ngừng gia tăng. Năm 2007 đạt 2,37 tỷ USD, dự kiến năm 2008 là 3 tỷ USD.
Trang 1AND MECHANICAL PROPERTIES OF Acacia auriculiformis magium
Nguyễn Thị Aùnh Nguyệt Bộ môn Chế biến Lâm sản, Khoa Lâm nghiệp, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh
ĐT: 8968815 - 8964442; Fax: 89660173
ABSTRACT
Acacia auriculiformis magium is fastgrowing
and has shown wide adaptability to a wide range
of invironmental condition It has yellow brown
color The growth rings, sapwood and heartwood,
earlywood and latewood are usually clearly
defined Luster medium Odor and taste not
distinct Moderately hard and heavy Texture
medium Grain straight Works easily and finishes
smoothly
- Physical properties: Hydrohylic 149%; basic
density 0,48g/cm3; proportions of sweeling (Radial,
tangential, longitudinal) (6.92; 3.96; 0,6);
- Mechanical properties: Longitudinal
compressive strength (479.84KG/cm2); crossection
compressive strength (radial, tangential) (88,5;
85.53KG/cm2); tensile (longitudinal, crossection)
(548.80; 42.41KG/cm2); longitudinal and
crossection shearing strength (radial, tangential)
(92.99; 93.31; 48.08; 50.59KG/cm2); bending
(1206,46% KG/cm2)… It is a valuable material for
processing industries such as: paper pulp,
furniture
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, kim ngạch xuất
khẩu đồ gỗ của Việt Nam không ngừng gia tăng
Năm 2007 đạt 2,37 tỷ USD, dự kiến năm 2008 là
3 tỷ USD Sự tăng trưởng này là dấu hiệu đáng
mừng, tuy nhiên chúng ta phải nhập khẩu tới 80%
nguyên liệu Nếu như trước đây ngành chế biến
gỗ dựa vào rừng tự nhiên là chính thì nay đã đã
chuyển sang sử dụng gỗ nhập khẩu và gỗ rừng
trồng Do vậy, việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu
mới đóng vai trò quan trọng cho sự tồn tại và
phát triển của ngành công nghiệp chế biến lâm
sản Để thực hiện được mục tiêu đó phải có kế
hoạch phát triển rừng, trồng những loại cây có
khả năng mọc nhanh, có giá trị kinh tế, cho năng
suất cao, có nhiều công dụng khác nhau nhằm
giải quyết nhu cầu nguyên liệu Qua nhiều nghiên
cứu đã tìm thấy một số loài cây họ đậu, bạch đàn
có khả năng đáp ứng được các yêu cầu trên Trong
đó, keo lai (Acacia auriculiformis mangium) là
giống lai tự nhiên giữa keo tai tượng (Acacia
magium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis)
thuộc họ đậu Fabacea Ở vùng Đông Nam bộ, keo
lai chiếm tỉ lệ lớn trong tổng diện tích rừng trồng từ những năm 1995 trở lại đây và là một trong những loài cây được ưu tiên trồng rừng sản xuất, rừng phòng hộ trong chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng Để có thể sử dụng gỗ keo lai sao cho hợp lý cần tiến hành các nghiên cứu cơ bản về gỗ keo lai
Mục tiêu nghiên cứu: Xác định một số đặc
điểm cấu tạo, tính chất cơ lý có ảnh hưởng đến quá trình gia công chế biến gỗ và sử dụng gỗ
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Các cá thể cây keo lai chọn để khảo sát được trồng thuần loại, đều tuổi, tại phân trường Sông mây, Lâm trường Trị An thuộc Công ty nguyên liệu giấy Đồng Nai Địa hình lượn sóng, gồm nhiều đồi nhỏ, độ dốc nhỏ hơn 300 Đất feralit đỏ vàng phát triển trên phiến thạch sét, xếp loại đất cấp
II Cây được chọn để khảo sát có độ tuổi là 5, đường kính D1,3 13,5cm, chiều cao Hvn 16,2m Mẫu gỗ dùng để quan sát thô đại có kích thước 20x50 x100mm, với kích thước lớn nhất theo chiều dọc thớ Mặt gỗ được gia công nhẵn Khi quan sát bằng mắt thường hay kính lúp có độ phóng đại x10 cần dùng dao lạng một lớp mỏng để tạo mặt phẳng mới
Mẫu quan sát cấu tạo hiển vi được cắt trên máy cắt vi phẩu A.O Sliding microtome với độ dày phẫu thức là 10 – 20 mm, tiến hành khử nước, nhuộm màu và cố định trên lame bằng keo Canada Quan sát quan kính hiển vi có độ phóng đại X40, X100 lần
Các mẫu thử tính chất cơ lý được gia công với kích thước theo TCVN Aùp dụng phương pháp phân tích hồi qui (Regression) để mô hình hóa một đường hồi qui thực nghiệm theo dạng của một hàm toán học biểu diễn kết quả nghiên cứu
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đặc điểm cấu tạo
Thân cây thẳng, đẹp tròn đều, tiả cành tự nhiên tốt, phân cành cao Vỏ cây khi còn non có màu trắng xanh, không nứt, khi già ngả sang màu nâu, nứt thành những rãnh nhỏ và sâu, có phần
Trang 2giống vỏ Keo lá tràm Quan sát trên mặt cắt ngang
gỗ có giác lõi phân biệt, giác có màu vàng nhạt
hay vàng xám, lõi có màu vàng nâu, tỉ lệ gỗ lõi
chiếm 60% Sự phân chia giác và lõi của gỗ là
một đặc điểm cần chú ý trong gia công cắt gọt,
do gỗ lõi thường cứng rắn hơn gỗ giác Sự tồn tại
cùng gỗ giác và lõi trong cùng mẻ sấy hay trên
cùng thanh gỗ xẻ thường dẫn đến hiện tượng khô
không đồng đều trong mẻ sấy hoặc trên cùng
thanh gỗ sấy, hình thành ứng suất trong gỗ sấy Gỗ keo lai thường có một số khuyết tật chủ yếu như: mắt sống, mắt mục, gỗ bị biến màu, bị mục, hà Vòng sinh trưởng rõ ràng, gỗ sớm gỗ muộn phân biệt, bề rộng thường 10- 12mm Mặt gỗ trung bình, chiều hướng thớ gỗ khá thẳng thớù Lỗ mạch phân bố theo hình thức phân tán, mô mềm vây quanh mạch, tia gỗ nhỏ, trong mạch thường có chất chứa Quan sát dưới kính hiển vi, lỗ mạch có hình bầu dục hoặc tròn, phần lớn là mạch đơn, đôi khi xuất hiện mạch kép (2- 3), đường kính lỗ mạch không đồng đều Đường kính lỗ mạch lớn trung bình 157 mm, đường kính lỗ mạch nhỏ trung bình 52mm Mật độ lỗ mạch 4/ mm2 Tế bào mạch có dạng hình trống, tấm xuyên mạch đơn, nằm ngang hoặc hơi xiên tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thoát dẫn ẩm của gỗ theo chiều dọc thớ Lỗ thông ngang trên vách mạch xếp so le, mật độ nhiều tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hút và thoát nước theo chiều ngang thân cây Tế bào mô mềm chiếm tỉ lệ không nhiều, chủ yếu là mô mềm vây quanh mạch bề rộng từ 1- 2 tế bào, vây quanh mạch không kín hoặc hình cánh Tia đồng hình có xu hướng tạo thành tầng so le, bề rộng tia (1-2) tế bào, chủ yếu là 1 hàng tế bào; ngược lại chiều cao tia gỗ biến động từ 5 đến 15 hàng tế bào (285mm) Mật độ tia 7/mm Tia nhỏ và hẹp tạo cho độ nghiêng chéo thớ gỗ không lớn, gỗ dễ gia công vì góc tạo bởi trục dọc thân cây và trục dọc tế bào sợi gỗ nhỏ Trên mặt cắt ngang, sợi gỗ có hình đa giác,
ở phần gỗ sớm tế bào lớn vách mỏng, ở phần gỗ muộn tế bào bào vách dày hơn Tuy nhiên, do gỗ muộn chiếm tỉ lệ không đáng kể nên gỗ keo lai
ít bị răn nứt mặt trên bề mặt
Tính chất vật lý
Sức hút nước
Qua bảng 1 và đồ thị 1 cho thấy trong cùng điều kiện môi trường, khả năng hút nước của gỗ phụ
Hình 1 Đặc điểm cấu tạo gỗ keo lai
Trang 3này song song với quá trình hút nước sẽ diễn ra quá
trình dãn nở của gỗ đến khi gỗ đạt kích thước lớn
nhất; sau đó, độ ẩm gỗ vẫn tiếp tục tăng đến khi gỗ
đạt độ ẩm tối đa Kết quả nghiên cứu cho thấy độ
ẩm của gỗ ngâm nước từ ngày thứ 29 trở đi hầu như
không thay đổi »149 % Tốc độ hút và thoát nước có
ảnh hưởng đến kỹ thuật công nghệ phun keo, tráng
keo, kỹ thuật bảo quản gỗ So sánh với một số loại
gỗ Sung đe (295%), Lát hoa (106%), Điều (136%), Chò
chỉ (72%) cho thấy gỗ keo lai có khả năng hút nước
khá cao, tạo điều kiện thuận lợi trong công nghệ
sản xuất bột giấy và ván sợi ướt
Khối lượng thể tích
Với giá trị Dcb= 0,48(g/cm3); đối chiếu với bảng
phân nhóm gỗ theo khối lượng thể tích trong TCVN
1072-71 thì gỗ keo lai thuộc nhóm V Bảng 2
Tỉ lệ co dãn
Ngoài ra, tỉ lệ co rút tiếp tuyến và xuyên tâm 1,75 cho thấy gỗ này có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất hàng mộc (Bảng 3)
Tính chất cơ học
Ứng suất nén (KG/cm2)
Theo số liệu của bảng 4 cho thấy khả năng chịu nén của gỗ keo lai trung bình Ứng suất nén dọc được xem là chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá khả năng chịu lực của gỗ Sự khác biệt của ứng suất khi nén ngang thớ theo các chiều xuyên tâm, tiếp tuyến của gỗ là cơ sở cho việc tìm giá trị thích hợp khi ép những chi tiết có sự khác nhau về chiều tác dụng lực Tuy nhiên, do gỗ keo lai có đặc điểm tia gỗ nhỏ và hẹp dẫn đến sự khác biệt về ứng suất ép ngang theo chiều xuyên tâm và tiếp tuyến không đáng kể Đây là một đặc điểm thuận lợi trong dán ghép gỗ
Bảng 1 Sức hút nước của gỗ keo lai
S ngày
X 21,12 62,88 79,09 108,6 130,65 141,2 147,5 149,1
Sd 5,99 10,1 10,36 11,86 11,88 8,74 9,25 9,05
Cv % 28,38 16,07 13,10 10,92 9,09 6,19 6,27 6,07
Độ hút nước (%)
y = 22.489Ln(x) + 64.419
R2 = 0.9082
0
20
40
60
80
100
120
140
160
T gian (ngày)
Đồ thị 1 Đường biểu diễn thực nghiệm và lý thuyết sức hút nước của gỗ keo lai
Trang 4Ứng suất kéo (KG/cm2)
Kết quả nghiên cứu cho thấy ứng suất kéo của
gỗ keo lai khá thấp điều này có thể giải thích do gỗ
keo lai có kết cấu ít chặt chẽ, mắt nhiều ảnh hưởng
đến ứng suất kéo dọc thớ và ngang thớ của gỗ Bảng
5
Ứng suất trượt (KG/cm2)
Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự khác biệt
về sức chịu trượt của gỗ theo các chiều thớ Gỗ
keo lai thường có nhiều mắt sẽ làm tăng ứng lực
trượt dọc thớ Ngoài ra, tia gỗ nhỏ dẫn đến sự
khác biệt ứng suất trượt không nhiều giữa chiều
xuyên tâm và tiếp tuyến So sánh với các loại gỗ
Bảng 2 Khối lượng thể tích của gỗ
Khối lượng thể tích (g/cm3) Dcb DO Dtb
Sd 0,04 0,03 0,03
Bảng 3 Tỉ lệ dãn nở của gỗ
Tỉ lệ dãn nở (%) Chỉ tiêu
Ytt Yxt Ydt Yv Tỉ lệ Ytt/Yxt
X 6,92 3,96 0,6 8,95 1.75
Sd 1,77 1,14 0,21 1,42 CV(%) 25,64 28,75 35,12 15,83
Bảng 4 Ứng suất nén
σnntt(KG/cm2) Chỉ tiêu σnd(KG/cm2)
Xuyên tâm Tiếp tuyến
X18% 407,86 79,26 76,55
X15% 479,84 88,56 85,53
Cv(%) 14,66 15,23 12,52
Bảng 5 Ứng suất kéo của gỗ (KG/cm2)ù
Chỉ tiêu Ứng suất kéo dọc (KG/cm 2 )ù Ứng suất kéo ngang (KG/cm 2 )ù
lá rộng khác như cao su (135,85; 108,01); Gõ mật (137,10; 116,85) cho thấy gỗ keo lai có ứng suất trượt khá thấp do kết cấu gỗ ít chặt chẽ, gỗ khá thẳng thớ Ưùng lực trượt là một trong những nguyên nhân làm phá hoại các kết cấu bằng gỗ, là cơ sở để tính toán chi phí động lực cho quátrình băm dăm nghiền sợi Vì vậy, có thể nói keo lai thích hợp làm nguyên liệu sản xuất ván dăm, ván sợi, giấy Mặt khác, ứng lực trượt thấp cần được chú ý trong các kết cấu bằng gỗ keo lai Bảng 6
Ứng suất uốn tĩnh (KG/cm2)
Ứng suất uốn tĩnh là chỉ tiêu quan trọng thứ hai sau ứng suất nén dọc trong các chỉ tiêu cơ học của gỗ.Theo bảng 7, gỗ keo lai có ứng suất uốn tĩnh không cao 963,61 KG/cm2 Đối chiếu với bảng
Trang 5Bảng 6 Ứng suất trượt của gỗ (KG/cm2)ù
Ứng suất trượt dọc thớ (KG/cm2)ù Ứng suất trượt ngang thớ (KG/cm2) Chỉ tiêu
σtdxt σtdtt σtnxt σtntt
Bảng 7 Ứng suất uốn tĩnh
σut(KG/cm2) 847,98 963,61 219,79 22,81
Bảng 8 Phân hạng theo cường độ
Loại gỗ Hạng Nhận xét Σ σnd+σut Kết luận
Keo lai
I
II III (II)
Cường độ thấp Cường độ trung bình Cường độ cao
Cường độ trung bình
<1100
1100 ÷1700
>1700
1256 II
Bảng 9 Ứng suất tách của gỗ
Chỉ tiêu X18% X13% Sd Cv(%)
σtx(KG/cm) 19,80 21,76 3,8 17,46
σtt(KG/cm) 20,25 23,28 2,79 11,98
Ứng suất tách (KG/cm)
Kết quả nghiên cứu cho thấy lực tách tiếp
tuyến lớn hơn lực tách theo phương xuyên tâm là
không nhiều do gỗ có đặc điểm tia gỗ nhỏ và
hẹp Với các giá trị ứng suất tách giúp ta xác
định các thông số trong các kết cấu gỗ cần nối
ghép bằng đinh hay mộng và gia công dưới hình
thức bổ chẻ So sánh với các loại gỗ trâm vỏ đỏ
(36,68; 41,56) Hoàng linh (26,39; 28,52) cho thấy
gỗ keo lai có ứng suất tách khá thấp Bảng 9
rắn hơn giác, bền hơn trong quá trình sử dụng; tuy nhiên có thể gây khó khăn trong gia công cắt gọt Ở gỗ lõi, do mạch gỗ có nhiều chất chứa có thể ảnh hưởng đến quá trình thoát dẫn ẩm, tạo nên các khuyết tật nứt nẻ, cong vênh của gỗ; đây là một đặc điểm cần chú ý trong quá trình sấy và hong phơi Gỗ keo lai có nhiều mắt đặc biệt là mắt mục, ngoài ra gỗ có thể bị biến màu, bị mục và hà do vậy cần sử dụng gỗ hợp lý Gỗ keo lai có khối lượng thể tích trung bình, độ co dãn và tỉ lệ
co dãn tiếp tuyến/xuyên tâm không lớn sẽ phù hợp làm nguyên liệu cho sản xuất hàng mộc Ngoài ra, gỗ keo lai thường có đường kính nhỏ
Trang 6đến trung bình, phù hợp làm nguyên liệu sản xuất
ván ghép thanh
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bùi Việt Hải, 2000 Bài giảng thống kê trong lâm
nghiệp Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí
Minh
Trần Hợp, 2002 Tài nguyên cây gỗ Việt Nam.
NXB Nông Nghiệp Tp Hồ Chí Minh
David A K.,1968 Consulting wood technologist.
Commercial foreign wood on the american market –Dover publications, inc, New york
Jan F R and Peter B L., 1994 Physical and related properties of 145 timbers Kluwer academic
publishers
Silvester D., 1987 Mechanical properties of timber – Pergamon Press Ltd
