Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài sợi gỗ đến sự biến đổi khối lượng thể tích và tính chất cơ học của gỗ keo tai tượng(acacia mangium) trồng tại tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --- PHẠM VĂN TRUNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀI SỢI GỖ ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VÀ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA GỖ KEO TAI TƯỢNGA

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

PHẠM VĂN TRUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀI SỢI GỖ ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VÀ TÍNH CHẤT CƠ HỌC

CỦA GỖ KEO TAI TƯỢNG(Acacia mangium)

TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên rừng

Thái Nguyên – năm 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

PHẠM VĂN TRUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀI SỢI GỖ ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VÀ TÍNH CHẤT CƠ HỌC

CỦA GỖ KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium)

TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên rừng Lớp : K48 – QLTNR

Khóa học : 2016 - 2020 Giáo viên hướng dẫn : TS Dương Văn Đoàn

Thái Nguyên – 2020

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài sợi gỗ đến sự

biến đổi khối lượng thể tích và tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng(Acacia mangium) trồng tại tỉnh Thái Nguyên” chuyên nghành Quản

Lý Tài Nguyên Rừng là chuyên nghành của bản thân tôi, đề tài đã được sử dụng thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin có sẵn được trích rõ nguồn gốc

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu đã đưa trong đề tài nghiên cứu này là trung thực Các số liệu được trích dẫn rõ nguồn gốc

Giảng viên hướng dẫn Sinh viên

TS Dương Văn Đoàn Phạm Văn Trung

XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN BIỆN Xác nhận đã sửa chữa sai sót sau khi hội đồng đánh giá chấm

(Ký, họ và tên)

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là khâu rất quan trọng trong quá trình học tập và rèn luyện Qua quá trình thực tập giúp cho mỗi sinh viên củng cố lại kiến thức đã được học trên ghế nhà trường và ứng dụng vào trong thực tế, đồng thời qua đó giúp nâng cao trình độ chuyên môn cũng như năng lực công tác cho sinh viên để

có thể vững vàng khi ra trường và đi xin việc

Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo, giảng viên hướng dẫn TS Dương Văn Đoàn, em đã tiến hành

nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài sợi gỗ đến sự biến

đổi khối lượng thể tích và tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia

mangium) trồng tại tỉnh Thái Nguyên” Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

đến Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp, cùng tất cả các thầy – cô đã tận tình dìu dắt em trong suốt thời gian học tập tại trường Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn tới giảng viên hướng dẫn thầy giáo, giảng viên hướng dẫn TS Dương Văn Đoàn, em xin cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn để em hoàn thành khóa luận này

Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, bài khóa luận này của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy - cô giáo và bạn bè để bài khóa luận của em được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020

Sinh viên

PHẠM VĂN TRUNG

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Quy trình xẻ mẫu gỗ cây Keo tai tượng cho thí nghiệm 22

Hình 3.2 Thước Panme (chính xác đến 0,02 mm) 23

Hình 3.3 Cân, chính xác đến 0,01g 23

Hình 3.4 Hóa chất thí nghiệm 26

Hình 3.5 Máy hiển vi huỳnh quang 27

Hình 4.1 Sự biến đổi về khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ 29

Hình 4.2 Sự biến đổi về MOR theo hướng từ tâm ra vỏ 31

Hình 4.3.Sự biến đổi về MOE theo hướng từ tâm ra vỏ 33

Hình 4.4 Sự biến đổi chiều dài sợi gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ 35

Hình 4.5 Hình ảnh chiều dài sợi gỗ tại các vị trí của cây 2 theo hướng từ tâm ra vỏ 36

Hình 4.6 Biểu đồ tương quan giữa chiều dài sợi gỗ và khối lượng thể tích 36

Hình 4.7 Biểu đồ tương quan giữa chiều dài sợi gỗ và MOE 37

Hình 4.8 Biểu đồ tương quan giữa chiều dài sợi gỗ và MOR 38

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 1

Phần 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Ý nghĩa của đề tài 3

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

2.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 4

2.1.1 Sợi gỗ 4

2.1.2 Khối lượng thể tích 5

2.1.3 Tính chất cơ học của gỗ 7

2.1.4 Giới hạn bền uốn tĩnh (MOR) 8

2.1.5 Tính không đồng nhất của gỗ theo phương bán kính 10

2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 14

2.2.1 Trên thế giới 14

2.2.2 Trong nước 17

2.3 Một số thông tin cơ bản về cây Keo tai tượng 18

2.3.1 Đặc điểm hình thái 18

2.3.2 Đặc tính sinh thái 19

2.3.3 Hướng sử dụng 19

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, địa điểm và thời gian tiến hành 20

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 20

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu: 20

3.1.3 Địa điểm và thời gian tiến hành 20

3.2 Nội dung nghiên cứu 20

3.3 Phương pháp nghiên cứu 21

3.3.1 Phương pháp thu thập mẫu và xử lý mẫu 21

3.3.2 Phương pháp thí nghiệm 23

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28

4.1 Sự biến đổi của khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ 28

4.2 Sự biến đổi của tính chất cơ học theo hướng từ tâm ra vỏ 30

4.2.1 Sự biến đổi về MOR theo hướng từ tâm ra vỏ 30

4.2.2 Sự biến đổi về MOE theo hướng từ tâm ra vỏ 32

4.3 Sự biến đổi chiều dài sợi gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ 34

4.4 Mối tương quan giữa chiều dài sợi gỗ với khối lượng thể tích và tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng 36

4.4.1 Mối tương quan giữa chiều dài sợi gỗ và khối lượng thể tích 36

4.4.2 Mối tương quan giữa chiều dài sใ-ợi gỗ và MOE 37

4.4.3 Mối tương quan giữa chiều dài sợi gỗ và MOR 38

Phần 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

Phụ lục

Phụ lục 1 Một số bảng biểu phục vụ quá trình nghiên cứu

Phụ lục 2 Một số hình ảnh trong quá trình nghiên cứu

lý tài nguyên gỗ Hiện nay tại Thái Nguyên đang xây dựng nhà máy sản xuất ván sợi Dongwha tại khu công nghiệp số 2, thành phố Sông Công Chiều dài sợi gỗ có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng của ván sợi Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu về chiều dài sợi gỗ ở Việt Nam từ trước cho đến nay còn rất hạn chế cả về số lượng và chất lượng Do đó, nghiên cứu xác định chiều dài sợi gỗ

là hết sức cần thiết để đánh giá, phân loại được chất lượng nguồn nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất cũng như để định hướng các sản phẩm phù hợp với từng loài gỗ rừng trồng Điều đó sẽ góp phần tối ưu hoá nguồn nguyên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên rừng trồng nước nhà

Keo tai tượng (Acacia mangium) là một trong những loài cây lấy gỗ

được trồng phổ biến nhất của nước ta Gỗ Keo tai tượng được sử dụng để sản xuất nhiều các sản phẩm khác nhau như viên nén, ván nhân tạo, bột giấy, một

số đồ dùng gia dụng, Tuy nhiên các nghiên cứu về gỗ Keo tai tượng còn hạn chế ở Việt Nam Các nghiên cứu về Keo tai tượng chủ yếu tập trung vào lĩnh vực chọn giống và lâm sinh nhằm nâng cao sản lượng gỗ Keo tai tượng Trong khi đó Keo tai tượng là một loài cây trồng lấy gỗ, do đó chất lượng gỗ

mới là mục tiêu cuối cùng Vì vậy nghiên cứu đánh giá chất lượng gỗ Keo tai tượng là hết sức cần thiết

Như vậy, nghiên cứu xác định chiều dài sợi gỗ Keo tai tượng ở nước ta

có một ý nghĩa to lớn, nhưng kết quả nghiên cứu từ trước cho đến nay còn rất hạn chế cả về số lượng và chất lượng, chưa đáp ứng được những nhu cầu, đòi hỏi của thực tiễn sản xuất Nghiên cứu cơ bản, xây dựng cơ sở dữ liệu về chiều dài sợi gỗ Keo tai tượng là công việc thực hiện lâu dài nhưng từng bước

phải đạt được kết quả thiết thực Vì vậy, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài sợi gỗ đến sự biến đổi khối lượng thể tích và tính

chất cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại tỉnh Thái

Nguyên” để góp thêm những thông tin khoa học cần thiết cho chế biến, bảo

quản và sử dụng loài cây này Trong nghiên cứu này, sự biến đổi của chiều dài sợi gỗ và các tính chất vật lý, cơ học cũng như ảnh hưởng của chiều dài sợi gỗ đến các tính chất trong gỗ cây Keo tai tượng sẽ được nghiên cứu nhằm làm cơ sở lựa chọn các thông số chế biến, bảo quản phù hợp

1.2 Mục tiêu

Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu được ảnh hưởng của chiều dài sợi gỗ

đến sự biến đổi khối lượng thể tích và tính chất cơ học của cây gỗ Keo tai

tượng trồng tại Thái Nguyên

Mục tiêu cụ thể:

- Xác định được sự biến đổi của khối lượng thể tích của gỗ từ tâm ra vỏ;

- Xác định được sự biến đổi của tính chất cơ học theo hướng từ tâm ra vỏ;

- Xác định được sự biến đổi của chiều dài sợi gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ;

- Xác định được mối tương quan giữa chiều dài sợi gỗ với khối lượng thể tích và tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

- Qua nghiên cứu thực tiễn đề tài giúp ta làm quen với các nghiên cứu khoa học, ứng dụng những kiến thức đã học được từ trong nhà trường và thực tiễn Củng cố kiến thức cơ sở cũng như chuyên môn ngành, sau này có điều kiện tốt

hơn để phục vụ công tác phát triển chê biến lâm sản trong khoa lâm nghiệp;

- Tạo điều kiện cho sinh viên được tiếp xúc, làm quen với thực tế công tác nghiên cứu khoa học;

- Giúp sinh viên nâng cao trình độ, học hỏi kinh nghiệm trong thực tế để

áp dụng vào việc nghiên cứu khoa học trong tương lai;

- Góp phần hoàn chỉnh dữ liệu trong nghiên cứu khoa học về nghiên cứu chuyên sâu loài cây Keo tai tượng;

- Kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học đánh giá được sự biến đổi tính chất vật lý, cơ học cây Keo tai tượng

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài sợi gỗ đến tính chất vật lý

và cơ học của gỗ Keo tai tượng làm cơ sở cho việc lựa chọn vị trí sử dụng gỗ

ở cây Keo tai tượng cho phù hợp với nhu cầu sử dụng;

- Dựa trên kết quả nghiên cứu này làm cơ sở để lựa chọn các phương pháp chế biến và bảo quản phù hợp cho gỗ Keo tai tượng

Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

2.1.1 Sợi gỗ

2.1.1.1 Sợi gỗ và tầm quan trọng của nó

Sợi gỗ chỉ có ở gỗ lá rộng và là thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ lá rộng, chiếm tỉ lệ trung bình 50% thể tích gỗ Sợi gỗ là tế bào vách dày, hình kim với hai đầu đóng kín, xếp dọc thân cây [8], [14]

Trong thân cây, sợi gỗ giữ vai trò cơ học, giúp cây đứng vững Vì thế, vách tế bào càng dày, ruột càng bé thì gỗ càng nặng và có khả năng chịu lực càng cao

Trong công nghiệp bột giấy và giấy, hình dạng và kích thước sợi (chiều dài, đường kính và chiều dày vách) có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với chất lượng giấy

2.1.1.2 Phương pháp đo chiều dài sợi

Chiều dài sợi gỗ cho biết những thông tin cần thiết làm cơ sở trong việc định hướng sử dụng gỗ Vì thế, có một số phương pháp khác nhau để đo chiều dài sợi gỗ Phương pháp đo phổ biến nhất là đo chiều dài của từng sợi gỗ sau khi đã được phân tách (phương pháp phân tách tế bào) và trên mặt cắt tiếp tuyến (phương pháp đo chiều dài sợi dùng mặt cắt tiếp tuyến) Tuy nhiên, cả hai phương pháp đều có một số hạn chế Với phương pháp phân tách tế bào, chiều dài của sợi gỗ được đo ngẫu nhiên sau khi đã được tách thành các sợi độc lập Vì thế, thông tin về vị trí của sợi gỗ hoàn toàn không được xác định

và việc lựa chọn sợi gỗ ít nhiều bị ảnh hưởng của yếu tố chủ quan, điều này làm giảm độ tin cậy của kết quả đo Trái lại, phương pháp đo chiều dài sợi dùng mặt cắt tiếp tuyến có thể áp dụng cho các loại gỗ lá kim có thể nhận rõ

hai đầu quản bào trên mặt cắt tiếp tuyến Khác với quản bào của các loại gỗ lá kim, sợi gỗ của gỗ lá rộng phát triển theo cả hướng xuyên tâm và hướng tiếp tuyến trong quá trình phân sinh của tế bào mẹ ở tầng phát sinh Vì thế, thật khó xác định chính xác các đầu sợi gỗ trên mặt cắt tiếp tuyến [28]

2.1.2 Khối lượng thể tích

2.1.2.1 Khái niệm

Để đánh giá lượng thực chất gỗ có trong một đơn vị thể tích người ta dùng khái niệm khối lượng thể tích Khối lượng thể tích của gỗ là tỉ số giữa khối lượng gỗ trên một đơn vị thể tích gỗ (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

𝛾 = 𝑚

𝑣 Trong đó:

m là khối lượng tính bằng g hoặc kg;

v là thể tích tính bằng cm3 hoặc m3

Căn cứ vào khối lượng thể tích có thể đánh giá được một phần cường độ

và giá trị công nghệ của gỗ Nghiên cứu khối lượng thể tích của gỗ là một vấn

đề quan trọng và cần thiết

2.1.2.2 Phương pháp xác định khối lượng thể tích

Có 4 phương pháp đo khối lượng thể tích như: Phương pháp đo, cân; phương pháp nhúng nước; phương pháp dùng thể tích kế thủy ngân; phương pháp thủ công Tuy nhiên, trong nghiên cứu này chúng chỉ sử dụng phương pháp đo, cân

Phương pháp cân đo: Đây là phương pháp thường dùng và chính xác nhất Mẫu thí nghiệm được cắt theo một kích thước nhất định Sau đó dùng thước kẹp hoặc panme đo kích thước ba chiều, chính xác đến 0.01mm Cân khối lượng mẫu gỗ chính xác đến 0.01g (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

2.1.2.3 Các nhân tố ảnh hưởng tới khối lượng thể tích

 Loài cây

Loài cây khác nhau thì khối lượng thể tích khác nhau Nói cách khác: Loài gỗ khác nhau nghĩa là cấu tạo khác nhau thì khối lượng thể tích khác nhau Yếu tố cấu tạo ở đây được biểu thị bằng cấu tạo tế bào trong cây Đó là

tỷ lệ tế bào vách dày và tế bào vách mỏng Chính nó tạo ra sự chênh lệch về

độ rỗng nhiều, ít khác nhau trong cây Khối lượng thể tích nhỏ tương ứng với

độ rỗng lớn và ngược lại (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

 Độ ẩm

Lượng nước chứa trong gỗ là nhân tố ảnh hưởng lớn đến khối lượng thể tích của gỗ Gỗ chứa nhiều nước khối lượng thể tích lớn, chứa ít nước khối lượng thể tích nhỏ

 Vị trí khác nhau trong thân cây

Ở các vị trí khác nhau trong cây khối lượng thể tích cũng khác nhau Nói chung gỗ ở phần gốc có khối lượng thể tích cao nhất, giữa thân là trung bình

và gần ngọn là thấp nhất Chênh lệch khối lượng thể tích trung bình giữa gốc

và ngọn từ 10 – 25% (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

Khối lượng thể tích ở gần tủy và vỏ là nhỏ nhất Khối lượng thể tích ở gỗ lõi lớn hơn ở gỗ giác

Ở tuổi thành thục sinh học, gỗ có khối lượng thể tích cao hơn so với tuổi già và tuổi non

Trong điều kiện đất, độ ẩm, khí hậu thích hợp cho cây sinh trưởng, gỗ có khối lượng thể tích cao

Trái lại rừng quá dày, cây thiếu ánh sáng, lớn chậm, nên khối lượng thể tích

gỗ thấp Sau khi tỉa thưa, cải thiện điều kiện ánh sáng, đất làm cho cây sinh trưởng tốt nên khối lượng thể tích gỗ lại tăng lên (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

 Vòng tăng trưởng hàng năm

Đối với gỗ lá rộng mặt xếp vòng, vòng tăng trưởng hàng năm càng lớn thì tỷ lệ muộn càng nhiều, nên khối lượng thể tích càng cao Như vậy đối với mạch vòng, vòng năm rộng vừa rút ngắn chu kỳ kinh doanh vừa nâng cao chất lượng (Vũ Huy Đại, 2016) [11]

Đối với gỗ lá rộng mạch phân tán – vòng năm rộng thì tỷ lệ gỗ muộn và

gỗ sớm là một hàng số nên chất lượng không thay đổi Ở loài gỗ này nếu cây sinh trưởng nhanh thì rút ngắn được chu kỳ kinh doanh

Đối với gỗ lá kim: Người ta nhận thấy: Khi độ rộng vòng năm tăng lên thì

gỗ sớm sinh ra nhiều hơn thì tỷ lệ gỗ sớm và gỗ muộn giảm xuống do đó làm cho chất lượng gốc giảm xuống, mặt dù chu kỳ kinh doanh có ngắn hơn (Vũ Huy Đại, 2016) [11]

Vì vậy đối với gỗ lá kim ứng với một trị số về tính chất cơ lý người ta phải ghi kèm theo số vòng năm trong 1cm chiều dài theo hướng tia gỗ trên mặt phẳng cắt ngang

2.1.3 Tính chất cơ học của gỗ

Nghiên cứu cường độ của gỗ dựa vào những nguyên lý tính toán sức bền vật liệu làm cơ sở Những mặt khác gỗ lại là vật liệu không đồng nhất, cho nên trong các phương pháp tính toán cụ thể lại có những chỗ không hoàn toàn giống nhau Tính chất cơ học của gỗ phức tạp hơn các vật liệu khác như sắt

thép, xi măng,… vì nó biến đổi theo từng loài cây, cũng như theo chiều dọc thớ, xuyên tâm và tiếp tuyến (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

 Ứng lực

Khi lực bên ngoài tác động, các phần tử bên trong gỗ sản sinh nội lực chống lại, đó là ứng lực, kí hiệu là P đơn vị là Newton (N) Khi chịu lực tác động, hình dạng và kích thước của vật cũng bị biến đổi (Vũ Huy Đại, 2016) [11] Ứng lực có tác dụng chống lại lực tác động từ bên ngoài, đồng thời có tác dụng khôi phục hình dạng và kích thước cũ của vật thể Ứng lực bằng ngoại lực về trị số nhưng ngược chiều (Vũ Huy Đại và cs, 2005) [9]

 Biến hình

Sau khi bị ngoại lực tác dụng, gỗ ít nhiều đều thay đổi về hình dạng và kích thước (Hoàng Thị Hiền, 2016) [3] Hiện tượng đó gọi là sự biến dạng (hay biến hình) (Lê Xuân Tình, 1998) [14] Biến dạng thường biểu thị bằng

độ tăng giảm dài tuyệt đối – gọi là biến dạng tuyệt đối ∆l Hoặc độ tăng giảm dài tương đối – gọi là biến dạng tương đối (l)

Trong đó:

∆l là biến dạng tuyệt đối (cm);

l chiều dài vật thể (cm)

2.1.4 Giới hạn bền uốn tĩnh (MOR)

Giới hạn bền khi uốn tĩnh là một trong 2 chỉ tiêu cơ học quan trọng để đánh giá cường độ của gỗ Mô đun đàn hồi uốn tĩnh cũng đánh giá khả năng chống lại tác dụng của ngoại lực đối với gỗ Từ các giá trị về giới hạn bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ, ta có thể lấy đó làm cơ sở cho việc tính toán và chọn kết cấu cho phù hợp trong việc sử dụng gỗ làm dầm, ván, cũng như việc lựa chọn phương án gia công chế biến

* Sức chịu uốn tĩnh

- Dầm (xà) trong các kết cấu gỗ thường do lực uốn làm biến dạng Có thể nói sức chịu uốn tĩnh là chỉ tiêu quan trọng thứ 2 sau lực ép dọc thớ

- Để đánh giá cường độ gỗ thường lấy tổng số hai ứng suất: ép dọc thớ

và uốn tĩnh làm tiêu chuẩn

* Thí nghiệm xác định lực uốn tĩnh và môđun đàn hồi

a, Xác định lực uốn tĩnh

- Mẫu thử nghiệm có kích thước 20×20×300 mm, kích thước lớn nhất theo chiều dọc thớ

- Mẫu gỗ đặt trên 2 gối tựa tròn cố định, bán kính cong của gối là 15

mm Cự ly 2 gối là 240 mm Khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực P/2 là 80 mm, hoặc tại điểm giữa của dầm (P) Tốc độ tăng lực là 7000 ± 1500N/ph (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

- Các loại gỗ lá rộng quy định hướng tác động của lực theo chiều tiếp tuyến Các loại gỗ lá kim thí nghiệm cả 2 hướng Ứng suất uốn tĩnh tính theo công thức:

+ Nếu 2 điểm đặc lực: 𝜎𝑢𝑡 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 𝑙

𝑏ℎ2 (N/m2) + Nếu 1 điểm đặt lực: 𝜎𝑢𝑡 =3𝑃𝑚𝑎𝑥𝑙

2𝑏ℎ 2 (N/m2) Trong đó:

Pmax là lực phá hoại (N);

l cự ly hai gối (m)

b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m)

b, Xác định môđun đàn hồi uốn tĩnh (MOE)

Thí nghiệm xác định Môđun đàn hồi uốn tĩnh dùng mẫu có hình dạng và kích thước, bố trí như lực uốn tính Mỗi mẫu thử, cho lực lặp lại 6 lần Mỗi lần tác động từ 200 ÷ 600N Tốc độ tăng lực là 5000 ± 1000 N/ph Đọc số trên đồng hồ đo biến hình ngay sau mỗi lần tăng lực Lấy trị số bình quân biến dạng của 3 lần tăng lực cuối cùng (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

Tính Môđun đàn hồi theo công thức sau, chính xác đến 108N/m2:

2.1.5 Tính không đ00N hoặc P’ = 40theo phương bán kính

2.1.5.1 Tính không đồng nhất của gỗ trong một vòng tăng trưởng

Thường có sự khác nhau rõ ràng giữa gỗ sớm và gỗ muộn của gỗ mọc ở vùng ôn đới Gỗ muộn có màu đậm hơn và nặng hơn gỗ sớm Sự thay đổi về

tổ chức tế bào có quan hệ với sự khác nhau về cơ chế sinh trưởng tại các thời điểm khác nhau trong khi gỗ được hình thành

a) Sự biến động về chiều dài sợi gỗ

Chiều dài sợi gỗ của gỗ muộn luôn lớn hơn của gỗ sớm của một vòng tăng trưởng Với gỗ lá kim chiều dài quản bào tăng từ gỗ sớm ra gỗ muộn khoảng từ 12 đến 15 % Với gỗ lá rộng tỉ lệ phần trăm chiều dài sợi gỗ của gỗ muộn tăng so với gỗ sớm có quan hệ ngược với chiều dài sợi gỗ Các sợi gỗ

có chiều dài 1 mm hoặc lớn hơn tăng khoảng 15 %, trong khi đó các sợi gỗ có

chiều dài dưới 1 mm tăng 75 đến 80 % Chiều dài sợi gỗ bắt đầu giảm xuống

ở vị trí khởi đầu của vòng tăng trưởng và giảm liên tục đến chiều dài nhỏ nhất

ở ranh giới giữa gỗ sớm và gỗ muộn Chiều dài sợi gỗ lớn nhất thường gần vị tri ranh giới vòng năm [26], [23]

Mức độ biến động về chiều dài sợi trong một vòng tăng trưởng có liên quan đến đặc điểm chuyển biến từ gỗ sớm sang gỗ muộn Các loài gỗ lá rộng mạch vòng có chiều dài sợi tăng nhanh từ vùng gỗ sớm có lỗ mạch lớn ra phía ngoài vòng tăng trưởng Ở các loại gỗ lá rộng mạch trung gian chiều dài tế bào tăng từ gỗ sớm sang gỗ muộn một cách từ từ hơn so với gỗ lá rộng mạch vòng Các loại gỗ lá rộng mạch phân tán sinh trưởng trong các điều kiện mà

sự khác biệt về mùa là rất nhỏ, cho thấy gần như không có sự biến động về chiều dài sợi trong phạm vi của một vòng tăng trưởng [30]

b) Sự biến động về khối lượng thể tích

Khối lượng thể tích khác nhau giữa gỗ sớm và gỗ muộn trong một vòng tăng trưởng, cũng như khối lượng thể tích của cả vòng tăng trưởng và đặc điểm của sự chuyển tiếp từ gỗ sớm sang gỗ muộn là rất quan trọng trong việc điều chỉnh các tính chất của gỗ Trong thực tế, khối lượng thể tích có thể là đặc điểm quan trọng mà có thể được dùng như một chỉ số về sự ứng xử vật lí của gỗ

Khối lượng thể tích tăng giữa gỗ sớm và gỗ muộn đã được ghi nhận ở một số loại gỗ bởi một số nhà điều tra Tuy nhiên, số liệu về sự phân bố khối lượng thể tích ngang theo vòng tăng trưởng cho tới gần đây vẫn chưa có, bởi

sự khó khăn về kỹ thuật để có được các thông tin này Việc ứng dụng tia beta

đã tạo được sự đảm bảo cho việc vẽ đồ thị khối lượng thể tích bằng cách cho các lát gỗ mỏng đi qua chùm tia beta Do khối lượng thể tích có liên quan trực tiếp đến sự hấp thụ phóng xạ, nên đã thu được đồ thị diễn tả sự biến động về khối lượng thể tích ngang theo vòng tăng trưởng

2.1.5.2 Tính không đồng nhất của gỗ giữa các vòng tăng trưởng

Tính chất không đồng nhất của gỗ giữa các vòng tăng trưởng không thể hiện rõ ràng Giả sử rằng sự khác nhau về độ rộng vòng năm sẽ cho thấy sự không đồng nhất về tính chất và cấu tạo Tuy nhiên, độ rộng vòng tăng trưởng không là một dấu hiệu tốt về sự không đồng nhất về khối lượng thể tích Kiểu biến động tiêu biểu theo chiều xuyên tâm phải được xác định bởi khối lượng thể tích, chiều dài của các tế bào, hoặc các tính chất vật lí khác

a) Sự biến động về chiều dài của các tế bào

Các quản bào của gỗ lá kim và sợi gỗ của gỗ lá rộng luôn ngắn nhất ở phần gỗ nằm sát tuỷ của cây Ở gỗ lá kim chiều dài của các quản bào của phần gỗ được sinh ra đầu tiên dao động từ 0,5 mm đến 1,5 mm Từ chiều dài ban đầu này kích thước trung bình của các sợi gỗ trong các vòng tăng trưởng tăng từ tuỷ ra phía ngoài vỏ, tỉ lệ tăng nhanh ở từ 10 đến 20 năm đầu Sau thời điểm này sự thay đổi chiều dài của các sợi gỗ ít hơn nhiều, cho tới khi đạt chiều dài lớn nhất Tuổi mà các tế bào sợi đạt chiều dài lớn nhất chịu ảnh hưởng lớn bởi khoảng thời gian sống của các loài cây Ví dụ, chiều dài sợi gỗ lớn nhất ở loài Populus tremuloides Michx có khoảng thời gian sống bình thường từ 60-70 năm đạt được sau một khoảng thời gian ngắn khi bắt đầu tăng nhanh Với hầu hết các loài cây thì chiều dài sợi lớn nhất đạt được trước khi cây 100 năm tuổi [26], [34]

Do chiều dài sợi gỗ nói chung tăng lên theo tuổi cây, nên có sự biến động lớn hơn giữa các vòng tăng trưởng so với sự biến động trong một vòng tăng trưởng Với cả gỗ lá rộng và gỗ lá kim các tế bào dài nhất nhìn chung dài hơn các tế bào có kích thước ngắn nhất nằm ở sát tuỷ ít nhất là hai lần; thường chúng dài hơn từ ba đến năm lần

b) Sự biến động về khối lượng thể tích

Khối lượng thể tích trong một vòng tăng trưởng có liên quan trực tiếp với đường kính và chiều dày vách của các tế bào ở cả phần gỗ sớm và phần

gỗ muộn Sự biến động về khối lượng thể tích trong vòng năm giống như với trường hợp của chiều dài sợi Ngang theo các vòng tăng trưởng thì sự biến động về khối lượng thể tích có sự khác nhau giữa các phần gỗ sớm và các phần gỗ muộn khi chúng được xem xét riêng rẽ

So sánh diễn biến của chiều dài các tế bào và khối lượng thể tích ngang theo các vòng tăng trưởng, có thể rút ra một số kết luận đó là: thứ nhất, các đường cong diễn tả sự biến động về chiều dài sợi và khối lượng thể tích của phần gỗ muộn là giống nhau; thứ hai, các đường cong được xác lập riêng với phần gỗ sớm cho thấy trong khi chiều dài tế bào tăng theo tuổi, thì khối lượng thể tích giảm cho tới khi đạt giá trị nhỏ nhất Hình dạng của đường cong diễn

tả khối lượng thể tích của gỗ sớm gần giống với đường cong diễn tả chiều dài các tế bào của phần gỗ muộn nhưng ngược chiều

2.1.5.3 Tính không đồng nhất giữa gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp

Phần gỗ được hình thành vào giai đoạn đầu của quá trình sinh trưởng có

độ rộng vòng năm giảm dần từ tuỷ ra phía ngoài gọi là gỗ sơ cấp hay còn gọi

là gỗ tuổi non Phần gỗ hình thành vào giai đoạn sau của quá trình sinh trưởng (tốc độ sinh trưởng ổn định hay nói cách khác độ rộng vòng năm ít thay đổi) gọi là gỗ thứ cấp hay còn gọi là gỗ tuổi trưởng thành Số vòng năm của phần

gỗ sơ cấp biến động trong khoảng từ 5 đến 20 năm tuỳ thuộc vào loài cây khác nhau Các khái niệm này giúp chúng ta giải thích vì sao các tính chất gỗ

có sự thay đổi dần giữa gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp

Ở cả gỗ cây lá rộng và gỗ cây lá kim, các tế bào của phần gỗ sơ cấp có chiều dài ngắn hơn so với phần gỗ trưởng thành Phần gỗ sơ cấp có tỉ lệ gỗ

muộn ít hơn và số tế bào vách mỏng nhiều Kết quả là phần gỗ sơ cấp có khối lượng thể tích và khả năng chịu lực thấp hơn so với phần gỗ trưởng thành

Gỗ sơ cấp không ổn định khi sấy, do gỗ sơ cấp co rút theo chiều dọc thớ lớn hơn nhiều so với gỗ thứ cấp Tính không ổn định là do góc lệch của các mixen cellulose ở lớp giữa của vách thứ sinh so với trục dọc tế bào lớn hơn nhiều so với ở phần gỗ thứ cấp

Hàm lượng lignin và hemicellulose ở phần gỗ sơ cấp cao hơn so với phần gỗ trưởng thành Hơn nữa chiều dài sợi biến động rất lớn từ tuỷ đến phần gỗ thứ cấp Vì thế, có thể nói gỗ sơ cấp cho chất lượng và sản lượng bột giấy và hoàn toàn khác so với gỗ thứ cấp (Kirk và cs, 1972)

2.1.5.4 Tính không đồng nhất giữa gỗ giác và gỗ lõi

Phần gỗ có chức năng vận chuyển nước được gọi là gỗ giác, và nằm ở phía ngoài Phần gỗ không còn giữ chức năng vận chuyển nước được gọi là

gỗ lõi và nằm ở phần giữa của thân cây Hàng năm phần gỗ giác ở phía trong giáp ranh với phần gỗ lõi thôi không giữ chức năng vận chuyển nước nữa và chuyển dần thành gỗ lõi Sự chuyển dần từ gỗ giác thành gỗ lõi là một quá trình biến đổi sinh học, vật lí và hoá học phức tạp Trước hết tế bào thôi giữ chức năng dẫn truyền nước, thể bít hình thành, các chất hữu cơ (dầu nhựa, chất màu, tanin, …) tích đọng trong ruột tế bào và thấm lên vách tế bào So với gỗ giác thì gỗ gỗ lõi có thể sẫm màu hơn, nặng hơn (khối lượng thể tích cao hơn), cứng hơn, khả năng chống chịu sâu nấm cao hơn, khó thẩm thấu dịch thể hơn, khó sấy hơn [14], [27]

2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu

2.2.1 Trên thế giới

Các nước sử dụng gỗ trên thế giới đều quan tâm vào nghiên cứu, xác định tính chất của gỗ Đặc biệt các nước công nghiệp phát triển đã thành lập các cơ quan nghiên cứu gỗ từ rất sớm (Trần Văn Chứ, 2005) [1]: ở Mỹ: Forest

Products Laboratory Madison/Wisconsin (1910), Ấn Độ: Forest Products Laboratory Research Institute Dehra Dun (1912), Canađa: Forest Products Laboratory Montreal (1913), Forest Products Laboratory Vancouver (1918), Đức: Institut fuer Holz - und Zellstoffchemie (1913), Úc: Forest Products Laboratory Melbuorne (1919), Anh: Forest Products Laboratory Princes Risborough (1920), Nga: ZNIMOD (1932), Pháp: Institut National du Bois Paris (1933)

Chiều dài sợi gỗ có ảnh hưởng mạnh mẽ và trực tiếp đến các tính chất cơ học của gỗ (MOR, MOE) và năng suất bột giấy (Wimmer R và cs, 2002) [31] Nghiên cứu đã chỉ ra rằng mối tương quan dương giữa chiều dài sợi gỗ với tuổi cây va tương quan âm giữa chiều dài sợi gỗ với chiều rộng của vòng năm sinh trưởng Mật độ trồng thấp (cây/ha) dẫn tới chiều dài sợi gỗ ngắn, trong khi mật độ trồng cao hơn dẫn đến giảm đường kính cây và làm tăng chiều dài sợi gỗ bởi vì mất độ trồng cao tạo nên sự cạnh tranh về ánh sáng do đó cây phát triển về chiều cao hơn đường kính (Watson và cs, 2003) [29] Lindstrom (1997) [22] chỉ ra răng việc tỉa thưa nó làm giảm chiều dài sợi và khối lượng thể tích

Các nước tiến hành nghiên cứu gỗ từ lâu đã áp dụng kết quả để tìm hiểu

về bản chất vật liệu gỗ, phân loại gỗ, cung cấp các thông tin cơ bản và quan trọng cho các ngành có sử dụng gỗ như: xây dựng, kiến trúc, giao thông vận tải, khai khoáng, đóng tàu thuyền, toa xe, máy bay, Trong định hướng sử dụng gỗ, xử lý và bảo quản, sản xuất đồ gỗ, sản xuất ván nhân tạo tính chất của gỗ được coi là yếu tố then chốt Tính chất gỗ cũng được sử dụng cho đánh giá về giống cây rừng, kỹ thuật lâm sinh, ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên đến rừng ở các nước phát triển như Mỹ, Đức, Pháp, Thuỵ Điển, việc xác định tính chất gỗ vẫn được chú trọng và trở thành nhiệm vụ kiểm tra chất lượng sản phẩm từ gỗ Thấy rõ tầm quan trọng to lớn của việc xác định tính chất cơ

vật lý gỗ, nhiều nước, nhiều tổ chức quốc gia và quốc tế đã tiến hành xây dựng các tiêu chuẩn để quy định thống nhất phương pháp thí nghiệm xác định tính chất của gỗ để đảm bảo độ tin cậy, đồng thời giảm chi phí cho thí nghiệm và thiết kế máy thử chuẩn quốc tế

Ngày nay, trong xu hướng toàn cầu hoá, đa số các nước đã chấp nhận hoặc chuyển dịch tiêu chuẩn ISO, ASTM cho nghiên cứu tính chất gỗ và để kiểm tra chất lượng gỗ nội địa và nhập khẩu Nghiên cứu xác định tính chất của gỗ ở nhiều nước trên thế giới đã trở thành một hoạt động kiểm tra chất lượng nguyên vật liệu gỗ thường xuyên, liên hệ rất chặt chẽ với sản xuất và nghiên cứu

Ở Trung Quốc, một nghiên cứu về tính chất cơ học của cây Sa mộc

(Cunninghamia lanceolata) được trồng ở tỉnh Giang Tây bằng phương pháp

không phá hủy dựa trên âm thanh cho thấy độ bền uốn tĩnh trung bình (MOR)

Trung Quốc bằng quang phổ hồng ngoại gần; Ước tính sinh khối cây linh sam

Trung Quốc (Cuckyhamia lanceolata) dựa trên phương pháp Bayes

(Huaqiang YU và cs, 2009) [19] Năm 1965, Phillips đã tổng hợp các phương pháp và thiết bị dùng để xác định khối lượng thể tích của các mẫu gỗ có kích thước nhỏ và ông có kết luận rằng xác định khối lượng thể tích cơ bản là phù hợp nhất bằng cách lấy khối lượng gỗ khô kiệt chia cho thể tích gỗ tươi hoặc ướt Thể tích của các mẫu gỗ có thể được xác định bằng nhiều cách khác nhau Với các mẫu có hình khối thì phương pháp đơn giản nhất là đo kích thước mẫu càng chính xác càng tốt và tính thể tích Nếu các mẫu có hình thù bất thường, thể tích mẫu có thể được xác định bằng phương pháp nhúng nước hoặc dùng thể tích kế (thể tích là mức chất lỏng chênh lệch ở các thời điểm

trước và sau khi nhấn hoàn toàn trong khối chất lỏng) (Suleyman Korkut, 2011) [21]

Ngoài gỗ, nhiều quốc gia trên thế giới đã đầu tư nghiên cứu thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của tre như Trung Quốc, Ấn Độ, Malaysia, Bên cạnh đó còn có một số tổ chức cũng có nhiều đóng góp cho lĩnh vực này như INBAR, ICBO (International Conference of Building Officials) Evaluation Service, Inc., IPGRI,

2.2.2 Trong nước

Nguyễn Tử Kim (2009) [25] đã nghiên cứu sự biến động tính chất gỗ Keo lai theo vùng sinh thái, trong đó tác giả có nghiên cứu sự biến động khối lượng thể tích của gỗ Keo lai theo chiều ngang thân cây, làm cơ sở cải thiện chất lượng gỗ Keo lai

Theo kết quả nghiên cứu của Bộ môn gỗ trường Đại học Lâm nghiệp cho

thấy Tre gai (Bambusa Bambos) được lấy tại Đông Triều - Quảng Ninh có sự

biến động về tính chất cơ học, cụ thể: độ bền kéo, nén của Tre gai tăng dần từ gốc đến ngọn, về độ bền uốn tĩnh của Tre gai thì biến động theo hướng ngược lại là từ gốc đến ngọn ứng suất giảm dần (gốc: 440 x 105 N/m2; giữa thân: 288

x 105 N/m2; ngọn: 202 x 105 N/m2) (Vũ Huy Đại và cs, 2014) [10]

Theo tài liệu giáo trình Khoa học gỗ, cho thấy theo chiều cao thân khí

sinh của Trúc sào (Phyllostachis edulis có ảnh hưởng đến tính chất cơ học Cụ

thể, các tính chất cơ học của Trúc sào đều biến đổi theo quy luật tăng từ gốc đến ngọn, độ bền nén dọc (60.9 - 71.1 MPa), độ bền uốn tĩnh (138.7 - 170.1 MPa),

độ bền trượt dọc (16.7 - 20.7 MPa) (Lê Xuân Tình, 1998) [14]

Nguyễn Đình Hưng và Lê Thu Hiền (2008) [7], đã nghiên cứu xác định được tính chất vật lý và cơ học của cây Luồng và Trúc sào Kết quả cho thấy Luồng có tính chất cơ học cao hơn so với của Trúc sào Kết quả nghiên cứu

cho thấy Luồng là nguyên liệu có cường độ nén dọc thớ, uốn tĩnh, mô đun đàn hồi cao

Nghiên cứu đặc tính cơ bản của gỗ trong đó bao gồm tính chất gỗ và cấu tạo gỗ là rất quan trọng bởi nó liên quan chặt chẽ tới chế biến và sử dụng gỗ (Nguyễn Tử Kim, 2015) [12] Nghiên cứu về khoa học gỗ đã được tiến hành từ

50 năm trước ở một số viện nghiên cứu, đặc biệt là Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Đề tài “Nghiên cứu cấu tạo và tính chất cơ vật lý của một số loài gỗ

ở Việt Nam làm cơ sở cho chế biến, bảo quản và sử dụng” đã được tiến hành từ năm 2006 có nội dung quan trọng là tổng hợp các nghiên cứu đã có về tính chất

cơ học, vật lý và cấu tạo giải phẫu của gỗ (Nguyễn Tử Kim và cs, 2015) [12]

2.3 Một số thông tin cơ bản về cây Keo tai tượng

2.3.1 Đặc điểm hình thái

Keo tai tượng là dạng cây gỗ lớn, chiều cao từ 7–30 m Đường kính từ 25–35 cm Keo tai tượng thích hợp nơi có nhiệt độ bình quân năm 23-24oC, lương mưa từ 1.800 - 2.000 mm Keo tai tượng là loài cây ưa đất ẩm, thành phần cơ giới trung bình và thoát nước Vì vậy nên tiến hành trồng rừng sau khi trời mưa hoặc trồng đón mưa trước 1-3 ngày Có thể trồng tập trung hoặc phân tán đều được Ở Việt Nam, Keo tai tượng được trồng rừng với mục đích chủ yếu là cải tạo môi trường sinh thái và sản xuất gỗ nhỏ, gỗ nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến bột giấy, gỗ ván dăm, Một lô rừng Keo tai tượng xuất xứ Cardwell của Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy (FRC) đã được MARD công nhận đủ tiêu chuẩn rừng giống Một vài khảo nghiệm hậu thế của

lô rừng giống FRC đã cho thấy ở Tuyên Quang, sau trồng 24 tháng, tốc độ sinh trưởng chiều cao đạt 2,5-3m/năm Hiện nay, nó có khả năng sản xuất mỗi năm khoảng 200–250 kg hạt giống

2.3.2 Đặc tính sinh thái

Keo tai tượng là cây phân bố khắp cả nước ta Keo tai tượng thích hợp với nơi có nhiệt độ trung bình năm 22-24oC, lượng mưa trên 1600mm, riêng vùng có gió Lào thì lượng mưa phải đạt trên 2000mm và cần độ ẩm không khí trên 80% Không trồng Keo tai tượng ở nơi có gió Lào thổi mạnh Keo tai tượng mới trồng nếu gặp sương muối, nhiệt độ xuống thấp cũng bị hại, táp lá, héo ngọn

Keo tai tượng thích hợp trồng trên đất rừng kiệt, rừng mới khai thác trắng, rừng nứa, rừng nứa xen cây bụi, đất feralit đỏ vàng, sâu, ẩm, mát, thoát nước, nhiều mùn phát triển trên đá phiến thạch sét, phiến thạch mica, gnai, poócphia Không trồng được Keo tai tượng trên đất cỏ tranh, đất đồi trọc Keo tai tượng là loài cây ưa sáng, khi nhỏ cần ánh sáng yếu Vào mùa hè

có ánh sáng mạnh cũng cần có độ che thích hợp thì mới sinh trưởng tốt Lớn lên đòi hỏi nhiều ánh sáng Hệ rễ rất phát triển, rễ cọc ăn sâu 2-3m Rễ ngang nhiều nhánh, ăn khá dài ra các hướng, xong tập trung ở tầng đất mặt trong khoảng sâu 10-30cm Keo tai tượng tái sinh tự nhiên ít, chỉ thấy ở nơi thảm tươi thưa Có khả năng tái sinh chồi khỏe Hàng năm Keo tai tượng ra hoa tháng 2-4, quả chín tháng 8-9

2.3.3 Hướng sử dụng

Gỗ Keo tai tượng có giác lõi phân biệt, giác màu trắng, lõi màu vàng nhạt, tỉ trọng ở ẩm độ 15% là 0,48 xếp nhóm IV (Nguyễn Đình Hưng, 1977, 1985) [5, 6] Dăm mịn, thịt đều, ít co rút, nứt nẻ, ít bị mối mọt, mục Chịu được mưa nắng, dễ cưa xẻ, bào trơn, tiện, chạm trổ, bắt sơn, đóng đinh Là loại gỗ tốt được nhân dân ưa chuộng (Nguyễn Đình Hưng, 1995) [4]

Gỗ Keo tai tượng thường được dùng làm cột, sườn nhà, bàn ghế, giường,

tủ, gỗ công nghiệp dán lạng, bút chì, nguyên liệu giấy

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, địa điểm và thời gian tiến hành

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Cây Keo tai tượng (nguồn giống Keo Úc) 10 năm tuổi, trồng tại Xã Động Đạt, Huyện Phú Lương, Tỉnh Thái Nguyên

- Tên khoa học: Acacia mangium ;

- Thuộc phân họ: Trinh Nữ ((Mimosoideae)

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu sự biến đổi về chiều dài sợi gỗ, khối lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh (MOR) và môđun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) trong thân gỗ Keo tai tượng theo hướng từ tâm ra vỏ

Dụng cụ thí nghiệm thực hiện tại phòng thí nghiệm Khoa Lâm Nghiệp

và Viện Nghiên cứu và Phát triển Lâm Nghiệp, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên và Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam, Hà Nội

3.1.3 Địa điểm và thời gian tiến hành

- Địa điểm: Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

- Thời gian tiến hành: 07/2019 đến 30/5/2020

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu sự biến đổi của khối lượng thể tích của gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ;

- Nghiên cứu sự biến đổi của tính chất cơ học theo hướng từ tâm ra vỏ;

- Nghiên cứu sự biến đổi của chiều dài sợi gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ;

- Xác định mối tương quan giữa chiều dài sợi gỗ với khối lượng thể tích và tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp thu thập mẫu và xử lý mẫu

Vật liệu nghiên cứu: Chọn 5 cây Keo tai tượng có thân thẳng, không bị

khuyết tật, sâu bệnh từ rừng trồng Keo tai tượng 10 tuổi được trồng tại Xã Động Đạt, Huyện Phú Lương, Tỉnh Thái Nguyên Đường kính tại 1,3m tính

từ mặt đất của mỗi cây được đo và đánh dấu vị trí Bắc - Nam trước khi chặt Sau khi chặt chiều cao cây được xác định bằng đo chiều dài của cây từ gốc đến ngọn

Số liệu cơ bản của các cây mẫu được trình bày trong Bảng 3.1

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp đường kính và chiều cao của cây mẫu

D 1.3 - Đường kính của cây tại vị trí 1,3 m tính từ mặt đất;

H vn - Chiều cao của cây tính từ mặt đất đến ngọn

Từ mỗi cây một khúc gỗ dài 50cm được cắt ở vị trí 1,3 (m) tính từ mặt đất lên Sau đó từ mỗi khúc, các mẫu gỗ được cắt theo các hướng Đông, Tây, Nam, Bắc Tại mỗi hướng các mẫu gỗ có kích thước 20 (xuyên tâm) × 20 (tiếp tuyến)

× 300 (dọc thớ) mm được cắt tại các vị trí 10, 50 và 90% chiều dài bán kính gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ Tại mỗi vị trí bán kính 4 mẫu gỗ được cắt để đo các tính chất vật lý cơ học Như vậy tổng số mẫu từ 5 cây là 60 mẫu