LỜI CẢM ƠN Được sự phân công của quý thầy cô Viện Công nghiệp gỗ và Nội thất, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, sau 4 tháng thực tập em đã hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp “Tìm hiểu, đá
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Khái quát về ván ghép thanh
1.1.1.Tình hình nghiên cứu và sử dụng keo trong sản xuất ván ghép thanh
Ván ghép thanh là loại ván được hình thành từ việc dán ép các thanh gỗ nhỏ với nhau nhờ chất kết dính trong những điều kiện nhất định
Trên cơ sở lý thuyết dán dính cho thấy các lực liên kết của mối dán phụ thuộc rất nhiều vào sự hình thành các cầu nối hoá học giữa chúng Mỗi loại keo có cấu trúc phân tử khác nhau thì có các cầu nối hoá học khác nhau về số lượng và cầu nối, kết quả là cường độ dán dính sẽ khác nhau Vì vậy cần lựa chọn keo dán phù hợp với công nghệ, với mục đích sử dụng, đảm bảo chất lượng sản phẩm
Công nghệ sử dụng keo bao gồm nhiều công đoạn trong đó có pha keo, trải keo, công nghệ ép, ổn định,… Tùy vào cách chọn và sử dụng công nghệ khác nhau sẽ cho chất lượng dán dính khác nhau Để có được những sản phẩm ván ghép thanh có chất lượng tốt thì đã có không ít các công trình nghiên cứu xoay quanh các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh
Bettina Franke, Anna Schusser, Andreas Müller (2014) đã nghiên cứu ảnh hưởng của 3 loại keo Polyurethane resin (PUR), Melamine-urea- formaldehyde (MUF) and Emulsion polymer isocyanate (EPI) đến độ bền uốn, độ bền kéo đứt ngón ghép và độ bền dán dính của ván ghép thanh từ gỗ Dẻ gai (Fagus sylvatica) Kết quả nghiên cứu cho thấy loại keo ảnh hưởng rõ nét đến độ bền dán dính và độ bền cơ học của ván ghép thanh [10]
Matthew Vrazel và Terry Sellers, Jr (2004) đã nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo và nhiệt độ ép đến độ bền dán dính của ván ghép thanh từ gỗ Thông (Pseudotsuga menziesii) Tác giả đã nghiên cứu cho 3 loại keo resorcinol- formaldehyde (RF), Polyurethane/aqueous emulsion polymer (PU/AEP) và
3 resorcinol-formaldehyde/soy-isolate (RF-Soy); với 02 mức nhiệt độ ép là 26 o C và 35 o C Kết quả nghiên cứu cho thấy loại keo ảnh hưởng rõ nét đến độ bền dán dính của ván ghép thanh [9]
Murco Obucina, Enil Gondzic và Selver Smajic (2013) đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo và số bề mặt ghép được tráng keo (01 bề mặt hoặc cả 02 bề mặt) đến độ bền dán dính và độ bền uốn của gỗ Vân sam (Picea obovata) Tác giả đã sử dụng keo dán polyurethane, mã hiệu PURBOND HB S609; với 03 mức lượng trải keo là 180, 200 và 220 g/m 2 Kết quả nghiên cứu cho thấy, đối với gỗ Vân sam lượng keo sử dụng là 180 g/m 2 (tráng cả 2 mặt) sản phẩm có độ bền uốn tĩnh cao nhất [8]
Hình 1 Ảnh hưởng của lượng keo đến độ bền uốn của ván ghép thanh
Nguồn: Murco Obucina, Enil Gondzic và Selver Smajic (2013)
1.1.1.2 Ở Việt nam Ở Việt nam cũng đã có một số công trình nghiên cứu về sử dụng keo dán nói chung và sử dụng keo trong sản xuất ván ghép thanh nói riêng
Nguyễn Thanh Nghĩa (2008), đã nghiên cứu “Đánh giá khả năng sử dụng keo PVAc và keo EPI trong sản xuất ván sàn công nghiệp dạng three layer flooring”, tác giả kết luận rằng 2 loại keo PVAc và EPI đều có thể sử dụng trong sản phẩm ván sàn công nghiệp Sản phẩm làm từ EPI cho chất lượng tốt,độ bền dán dính cao, khả năng chịu ẩm nhiệt tốt và có độ trương nở chiều dày nhỏ Sản phẩm làm từ keo PVAc cũng có độ trương nở chiều dày nhỏ, độ ẩm, độ đồng phẳng đạt yêu cầu nhưng khả năng chịu ẩm nhiệt kém
Phan Duy Hưng (2008) đã nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo tráng EPI tới độ bền dán dính một số loại gỗ”
Nguyễn Thị Tuyên (2010), “Nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo và lượng keo đến chất lượng ván sàn công nghiệp từ nguyên liệu gỗ rừng trồng” tác giả đã chỉ ra rằng sản phẩm dùng keo EPI và PVAc có những ưu nhược điểm riêng Ngoài ra tác giả còn đưa ra lượng keo tráng hợp lý nhất cho ván sàn công nghiệp từ gỗ keo Lai khi dùng keo EPI là 250 g/m 2 , và khi dùng keo PVAc là 300 g/m 2 Phạm Văn Chương (2011) nghiên cứu “Ảnh hưởng của loại keo và lượng keo tráng đến chất lượng ván sàn công nghiệp sản xuất từ gỗ keo lai”
Hồ Thị Lam (2011) đã nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian để ráo màng keo sau trải keo (OAT và CAT) đến chất lượng dán dính của keo Synteko 1980/1993, 1985/1993 với gỗ Keo tai tượng Tác giả đã kết luận, thời gian sau khi trải keo ảnh hưởng rõ nét đến độ bền dán dính khi sử dụng cùng 01 loại keo Khoảng thời gian sau trải keo hợp lý đối với loại keo Synteko 1980/1993 là mức R2 (OAT = 4 phút, CAT = 8 phút), với loại keo Synteko 1985/1993 là mức R5 (OAT = 4 phút, CAT = 10 phút)
Từ những công trình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy: Công nghệ sử dụng keo dán và loại keo ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dán dính Vì vậy việc nghiên cứu, tìm hiểu, đánh giá kĩ thuật sử dụng keo là rất cần thiết đối với các nhà máy sản xuất ván ghép thanh nói chung và tại 2 công ty cổ phần Woodsland và công ty cổ phần lâm nghiệp tháng năm nói riêng.
Giới thiệu về các Công ty khảo sát
1.2.1.Công ty Cổ phần Woodsland a) Chức năng kinh doanh và địa điểm
Công ty Cổ phần Woodsland tiền thân là là Công ty Liên doanh Woodsland được thành lập năm 2002 Đến tháng 11/2003, Công ty Cổ phần Woodsland chính thức đi vào sản xuất Với hơn 10 năm hoạt động, Woodsland đã đạt được những bước tiến mạnh mẽ trong lĩnh vực xuất khẩu gỗ và trở thành
5 một trong những doanh nghiệp về gỗ lớn nhất Việt Nam; Năng suất: Các sản phẩm do công ty Woodsland sản xuất được xuất khẩu sang các thị trường lớn và khó tính nhất như Mỹ, Canada, Châu Âu, Nga, Nhật Bản, Năng suất:204,68m 3 Địa điểm: Lô 11, KCN Quang Minh, thị trấn Quang Minh, huyện Mê Linh, thành phố Hà Nội b) Nguyên liệu sản xuất chủ yếu:
- Gỗ: Chủ yếu là gỗ Keo lai, kích thước thanh cơ sở (320x51x21; 280x46x19 )
- Keo dán: Keo EPI 1985/1993; Keo EPI 1922/1999; Keo sữa PVAc 3314 chỉ dùng cho ghép dọc, Lượng keo sử dụng: 3,2 tấn/tháng
Thông số kỹ thuật của keo do nhà sản xuất cung cấp được trình bày tại bảng 1, 2 và bảng 3
Bảng 1 Thông số kỹ thuật của keo EPI 1985/1993
Loại sản phẩm Keo dán EPI
Màu sắc Trắng Hơi nâu Độ nhớt 11000-22000 mPas
150-700 mPas (Brookfield LVT, sp2, 30rpm, 25 o C) pH 6-8
Thời gian bảo quản 6 tháng (tại 30 o C)
12 tháng (tại 20 o C) Điều kiện bảo quản Nhiêt độ bảo quản từ 5 -
35 o C Sản phẩm có thể tạo màng ở bề mặt nếu thùng chứa không được đóng kín
Nếu sản phẩm bị đông cứng
Nhiêt độ bảo quản từ 5 –
35 o C Sản phẩm có thể tạo màng ở bề mặt nếu thùng chứa không được đóng
6 thì không thể làm tan ra và sử dụng lại
Keo có thể bị phân lớp sau 1-2 tháng bảo quản, sự phân lớp này không làm ảnh hưởng đến chất lượng dán dính nếu khuấy đều trước khi sử dụng kín
Nếu sản phẩm bị đông cứng thì không thể làm tan ra và sử dụng lại
Formaldehyde tự do Đạt được chuẩn F****
Khối lượng thể tích Khoảng 1200 - 1400 Kg/m 3 Khoảng 1200 Kg/m 3
Thông tin trong việc dán dính
Tính chất màng keo Độ bền màng keo có thể đáp ứng tiêu chuẩn JAIA-
005440 F****, EN 204 D4, chứng nhận KOMO 32778 Ứng dụng Ghép khối, ván sàn
Loại hình ép Ép nguội và ép nóng, ép cao tần
Nhiệt độ keo dán Trên 5 o C
Thời gian sống (30 0 C) Tối đa 90 phút
(Khi dán gỗ thông –thông, độ ẩm môi trường 65%, lượng keo tráng 180g/m 2 )
30-60 phút tùy thuộc vào điều kiện áp dụng Áp suất ép 8-12 kgf/cm 2
(Khi dán gỗ thông –thông, độ ẩm môi trường 65%, lượng keo tráng 180g/m 2 )
Tỷ lệ pha trộn (theo trọng lượng)
1985: 100 phần trọng lượng 1993: 10 - 15 phần trọng lượng Thời gian pha trộn 30 giây với trộn tự động bằng máy, 2 phút nếu trộn thủ công bằng tay Các hỗn hợp phải được đồng nhất
Lượng tráng keo 150 - 250 g/m 2 tùy vào điều kiện áp dụng Độ ẩm của gỗ 8 - 12% là tốt nhất, không quá 15%
Chuẩn bị gỗ Gỗ cần được đánh nhẵn bề mặt, để tạo điều kiện tốt nhất cho độ bền màng keo nên sử dụng trong vòng 24h sau khi chuẩn bị Đối với gỗ có dầu nhựa tốt nhất nên dán ép trong vòng 4 h sau khi gia công
Thời gian để ổn định Có thể gia công sau khi ép 2 - 6h nhưng tốt nhất là gia công sau khi ép 24h
Lưu ý Bảo quản keo và xúc tác ở nơi thoáng mát Không sử dụng keo đã hết hạn sử dụng;
Vệ sinh dụng cụ bằng nước trước khi keo đóng rắn; Keo EPI 1985/1993 được sử dụng cho ghép ngang, ghép khối gỗ - gỗ, gỗ - nhôm, gỗ - nhựa và các ứng dụng dán dính gỗ khác trong sản xuất hàng mộc nội và ngoại thất Là loại keo 2 thành phần có cường độ bám dính cao, chịu nhiệt tốt, kháng dung môi, kháng nước Có thể sử dụng với các thiết bị ghép nóng và ghép cao tần
Bảng 2 Thông số kỹ thuật keo EPI 1922/1999 Chỉ tiêu kĩ thuật EPI Adhesive 1922 Chất đóng rắn 1999
Màu sắc Trắng sữa Nâu trong suốt Độ nhớt (25 0 C) 5000 - 13000 mPas 150 - 450 mPas
Khối lượng riêng 1300 kg/m 3 1200 kg/m 3 Độ pH 6 - 8 NA
Tỉ lệ trộn 100 phần trọng lượng 10 - 15 phần trọng lượng
9 tháng ở 30 o C Điều kiện bảo quản
Nhiệt độ bảo quản từ 5-35 o C Nhiệt độ bảo quản từ 5-35 o C
Các yêu cầu kĩ thuật khi sử dụng
Thời gian trộn Trộn máy 30 giây, trộn tay 120 giây
Formandehyde Đáp ứng tiêu chuẩn F ****
Lượng keo tráng 150 - 250 g/m 2 , phụ thuộc vào điều kiện vật dán Độ ẩm gỗ 8 – 12% là tốt nhất, tối đa không quá 15%
Mặt phẳng ghép Láng, phẳng, không cháy cạnh, không sần sùi, không đổ lông, sau khi gia công mặt phẳng nên ghép ngay trong vòng 24 giờ Thời gian sử dụng của hỗn hợp keo sau khi trộn xúc tác
Yêu cầu không quá 60 phút ở 30 o C;
Không sử dụng keo khi không có xúc tác
Dưới 5 phút, đủ nhanh để hạn chế rủi ro keo bị khô trước khi ép, thời tiết khô nóng cần thao tác nhanh hơn để tránh keo bị khô trước khi ép
Thời gian ép Ép nguội 45 – 60 phút; Ép cao tần 60 giây Áp suất ép Từ 0,8 – 1,2 MPa, phụ thuộc vào điều kiện vật dán
Thời gian gia Khoảng 2 – 6 giờ, tốt nhất để sau 24 giờ;
9 công sau khi keo đóng rắn
Khả năng kháng nước sau 7 ngày;
Khả năng chịu ẩm của màng keo tốt nhất sau 14 ngày
Lưu ý Bảo quản keo và xúc tác ở nơi thoáng mát Không sử dụng keo đã hết hạn sử dụng;
Vệ sinh dụng cụ bằng nước trước khi keo đóng rắn;
Keo EPI 1922/1999 được sử dụng cho ghép ngang, ghép khối và các ứng dụng dán dính gỗ khác trong sản xuất hàng mộc nội và ngoại thất Là loại keo 2 thành phần có cường độ bám dính cao, chịu nhiệt tốt, kháng dung môi, kháng nước Có thể sử dụng với các thiết bị ghép nóng và ghép cao tần
Bảng 3 Thông số kỹ thuật keo PVAc 3314
Chỉ tiêu kĩ thuật Keo PVAc 3314
Trạng thái Chất lỏng, màu trắng Độ nhớt ở 25 0 C 7000 – 16000 mPas Độ pH ở 25 0 C 6.5-7.5
Thời gian bảo quản 6 tháng ở 20 o C
2 tháng ở 30 o C Điều kiện bảo quản Bảo quản ở nhiệt độ 5 – 30 o C, nếu không đóng kín thùng keo thì lớp keo trên bề mặt sẽ bị đóng rắn, vì vậy cần đóng gói bao bì cẩn thận
1.2.2 Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An a) Chức năng kinh doanh và địa điểm
Công ty Cổ phần Lâm Nghiệp Tháng Năm được thành lập vào năm 2013, nằm trong khuôn khổ dự án:” chế biến gỗ và phát triển lâm nghiệp bền vững” tại tỉnh Nghệ An với tổng mức đầu tư là 500 triệu USD Gồm 2 nhà máy chế biến gỗ ghép thanh và MDF
Nhà máy chế biến gỗ ghép thanh với tổng mức vốn đầu tư 150 triệu USD, với công suất 8.800m 3 /năm và nhà máy ván sợi MDF với vốn đầu tư 350
10 triệu USD , công suất 400.000m 3 /năm.được chia làm 2 giai đoạn Giai đoạn 1:( 130.000m 3 /năm với mức đầu tư 100 triệu USD), giai đoạn 2: 270.000m 3 /năm hoạt động vào năm 2017
Nhà máy chế biến gỗ Nghệ An, với tổng diện tích 40 ha, thuộc sở hữu của Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm, là khu phức hợp nhà máy – văn phòng của công ty Tọa lạc tại xã Nghĩa Hội, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An,
Với sự kiểm soát chất lượng tốt sản phẩm, dựa vào các tiêu chuẩn ISO 9000:2000 và các tiêu chuẩn quốc tế JIS, JAS để có thể đảm bảo chất của sản phẩm cũng như điều kiện để xuất khẩu ra thị trường nước ngoài với yêu cầu khắt khe của thị trường Mỹ, Nhật, EU 1 trong những yêu cầu quan trọng của các thị trường thế giới trong sản xuất ván nhân tạo đó chính là hàm lượng formandehyde trong ván phải đạt chuẩn theo yêu cầu từng quốc gia Và đó chính là việc kiểm soát tốt trong khâu sản xuất về công nghệ sử dụng keo dán Năng suất: 244,64m 3 /tháng
Keo sử dụng trong sản xuất ván ghép thanh: 2 dòng keo Prefere 6245N và Prefere 6191-6601VN do AICA cung cấp Lượng keo sử dụng: 4,5 tấn/tháng b) Nguyên liệu sản xuất chủ yếu:
- Gỗ: Chủ yếu là gỗ Keo lai, kích thước thanh cơ sở (220x50x21; 160x46x18 )
- Keo dán: Keo Prefere 6245N, Keo Prefere 6191-6601-VN
Thành phần, thông số kỹ thuật của keo do nhà sản xuất cung cấp được trình bày tại bảng 4,5,6,7 và bảng 8
Bảng 4 Thành phần keo Prefere 6245
Bảng 5 Thông số kỹ thuật keo Prefere 6245
Dạng tồn tại Chất lỏng màu trắng sữa Độ nhớt ở to0 o C 6.000 – 8000 mPa Độ pH 6.5 – 8.5
Bảng 6 Thành phần keo Prefer 6191
CAS No Polymer tổng hợp 9003-25-8; 24937-78-8
Bảng 7: Thông số kỹ thuật keo Prefere 6191-6601
Dạng tồn tại Chất lỏng màu trắng sữa Độ nhớt ở 30 o C 7.000- 9.500mPa Độ pH 6.5- 8.5
Tỉ lệ trộn Mkeoprefere6191/ Mchất xúc tác prefere 6601 = 100/15 Thời gian sử dụng hỗn hợp keo ở to= 30 o C thời gian sử dụng là 60phut
Phôi ghép Đồng nhất về chiều dày, mặt không bám bụi bẩn; độ ẩm: 6-15%
Thời gian tráng keo Lượng keo tráng ở mức 250g/m 2 và các thao tác phải nhanh, thời gian đóng rắn lâu nhất ở to= 20 o C và độ ẩm môi trường là 65% là khoảng 20 phút
Lực ghép Gỗ mềm: 0.6 – 1.0 N/mm 2 ( 6-10kg/cm 2 )
Gỗ cứng: 0.8- 1.2 N/mm 2 ( 8-12g/cm 2 ) Thời gian ghép Khung cửa, mặt bàn 45 phút
Ghép trụ: 60 phút Loại hình ghép Ghép nhiệt, nguội, cao tần
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá được thực trạng, kĩ thuật sử dụng keo dán trong sản xuất ván ghép thanh tại Công ty Cổ phần Woodsland và Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An
Kiểm tra được các thông số kỹ thuật của keo dán và chất lượng sản phẩm ván ghép thanh tại 02 Công ty.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Kĩ thuật sử dụng keo dán trong sản xuất ván ghép thanh và chất lượng sản phẩm ghép thanh b) Phạm vi nghiên cứu:
- Địa điểm: Công ty Cổ phần Woodsland và Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An
Nhà máy Thuận Hưng sử dụng 3 loại keo: EPI 1985/1993, EPI 1922/1999 và keo sữa PVAc 3314 chỉ dành cho ghép dọc
Công ty Cổ phần Lâm nghiệp Tháng Năm Nghệ An sử dụng 2 loại keo: Prefere 6245N và Prefere 6191-6601VN
Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Cơ sở lý thuyết
Nội dung 2: Tìm hiểu, đánh giá kĩ thuật sử dụng keo dán tại các địa điểm khảo sát
Nội dụng 3: Kiểm tra, đánh giá chất lượng keo dán tại hai Công ty
Nội dung 4: Kiểm tra, đánh giá chất lượng ván ghép thanh tại 02 Công ty.
Phương pháp nghiên cứu
- Nội dụng 1:Phương pháp lý thuyết
Phương pháp điều tra, khảo sát:
Tiếp cận cơ sở sản xuất, tìm hiểu và khảo sát loại keo sử dụng, kĩ thuật, quy trình sử dụng keo của nhà máy, theo dõi tình hình của 3 ca làm việc
Tiến hành thực nghiệm để kiểm tra các thông số kĩ thuật của keo so với lí thuyết và các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
Nội dung 2: Phương pháp điều tra, khảo sát
Nội dung 3: Sử dụng các tiêu chuẩn kiểm tra keo dán gồm: (EN 204:2001; EN 12765:2001; EN 302:1991)
Nội dung 4: Sử dụng các tiêu chuẩn kiểm tra ván ghép thanh được thể hiện như bảng 7
Bảng 9: Các tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng ván ghép thanh
TT Tính chất kiểm tra Tiêu chuẩn kiểm tra
1 Kiểm tra độ ẩm ván TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
2 Kiểm tra khối lượng thể tích ván TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
3 Kiểm tra độ bền uốn TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
4 Kiểm tra độ bền kéo đứt ngón ghép TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
5 Kiểm tra độ bền trượt của mạch keo
6 Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo
TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009) b) Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Excel và sử dụng thống kê toán học với các đặc trưng thống kê:
Trị số cộng trung bình ( x ) Được xác định theo công thức: n x x n
Trong đó: xi- Các giá trị ngẫu nhiên của thí nghiệm; n- số mẫu quan sát
Phương sai (S) Được xác định theo công thức:
Trong đó: xi- Giá trị các phần tử; x - Trung bình cộng của các giá trị xi.; n- Số mẫu quan sát
Hệ số biến động (S%) Được xác định theo công thức:
Trong đó: S- Phương sai; x -Trị số trung bình cộng
Hệ số trung bình cộng (m) Được xác định theo công thức: n m = S
Trong đó: S- Phương sai; n- Số mẫu quan sát
Hệ số chính xác (P) Được xác định theo công thức: = 100 (%) x
Trong đó: m- Sai số trung bình cộng; x - Trị số trung bình cộng
Sai số tuyệt đối của ước lượng (C 95% ) Được xác định theo công thức: ( ) ( ) n t S
Trong đó: tɑ/2- Mức tin cậy; S- Độ lệch chuẩn; n- Dung lượng mẫu
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Khái lược về ván ghép thanh
3.1.1 Khái niệm ván ghép thanh
Ván ghép thanh: là một sản phẩm ván gỗ công nghiệp được sản xuất bằng cách ghép các thanh gỗ tự nhiên có kích thước nhỏ lại với nhau nhờ chất kết dính và được ép dưới nhiệt độ và áp suất quy định để tạo thành những tấm ván có kích thước lớn hơn
3.1.2 Nguyên lí hình thành ván
Nguyên lý hình thành ván:
Trong ván ghép thanh có hai loại mối dán cơ bản:
Ghép các đầu thanh nguyên liệu tạo độ dài của thanh và sản phẩm
Ghép ngang để tạo chiều rộng của sản phẩm
- Ghép ngang của ván ghép thanh đối với nhiều loại gỗ là tương đối giống nhau vì diện tích dán tương tự nhau, lực ép tương đương nhau
- Ghép dọc của ván tùy thuộc vào phương pháp ghép: ghép nối đầu, ghép mộng, ghép ngón,
Ván ghép thanh là loại ván được hình thành trên cơ sở dán ghép các thanh có kích thước nhỏ, có cùng thông số kích thước nhờ chất kết dính và trong điều kiện ép nhất định tạo thành các thanh, ván có kích thước lớn hơn
Các phương pháp ghép thanh cơ sở trong sản xuất ván ghép thanh:
Phương pháp ghép đối đầu
Phương pháp ghép bằng mộng
Phương pháp ghép cạnh Đối với ván ghép thanh theo phương pháp ghép ngón các thanh thành phần được tạo ra từ các thanh có khẩu độ dài ngắn khác nhau, ghép lại với nhau nhờ mối ghép dạng mộng ngón và chất kết dính sau đó các thanh thành phần lại được ghép lại tạo thành tấm ván theo mục đích sử dụng
Phương pháp ghép nối ngón có nhiều ưu điểm so với các phương pháp ghép khác:
Khả năng liên kết ván có cường độ cao
Có khả năng tận dụng nguyên liệu cao
Gia công ít có khuyết tật
Nhưng nó cũng có những nhược điểm so với phương pháp ghép đối đầu:
- Lượng keo tiêu tốn hơn
- Gia công phức tạp hơn
- Đầu tư nhân công cao hơn
Do có những ưu điểm nổi bật nên phương pháp ghép ngón được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy và các cơ sở sản xuất ván ghép thanh hiện nay
Trong ván ghép thanh, hai thanh kề cạnh nhau phải ghép đối xứng qua mặt tiếp xúc, giữa hai thanh nếu ghép xuyên tâm và không được đối nhau nếu ghép tiếp tuyến, các thanh phải có kích thước chiều dầy và chiều rộng bằng nhau, hai cạnh kề nhaukhoong được trùng mạch ghép Trong cùng một mạch ghép các thanh phải có khẩu độ ngắn không được đối xứng theo phương xuyên tâm mà phải xếp theo một chiều theo phương tiếp tuyến
3.1.3 Ưu, nhược điểm của ván ghép thanh
+ Về cơ bản, gỗ ghép thanh kế thừa được rất nhiều ưu điểm của gỗ tự nhiên và hoàn toàn có thể thay thế gỗ tự nhiên như độ bền cơ lý, khả năng chịu nước, khả năng chịu lực…
+ Có sự đa dạng về mẫu mã như màu sắc, vân gỗ Với bề mặt đã được qua xử lý tốt chính vì vậy có bộ bền màu cao, có khả năng chịu xước và chịu va đập tốt Không bị mối mọt hay cong vênh như các loại gỗ khác
+ Có độ bền cũng không thua kém so với độ bền của gỗ tự nhiên nguyên khối
+ Dễ dàng trong việc thi công và thời gian thi công nên sản xuất được với số lượng lớn
+ Có tính ứng dụng cao, có thể sử dụng để thay thế cho gỗ tự nhiên trong việc thi công và thiết kế nội thất
+ Hạn chế tình trạng cạn kiệt gỗ rừng tự nhiên vì vật liệu của gỗ ghép thanh chủ yếu lấy từ rừng trồng
- Không đồng đều về màu sắc và đường vân vì được ghép từ những thanh gỗ nhỏ khác nhau
3.1.4 Ứng dụng ván ghép thanh
Ván ghép thanh được sử dụng chủ yếu trong sản xuất đồ mộc và nội thất Ngoài ra, còn được ứng dụng trong ngành xây dựng và giao thông vận tải.
Ảnh hưởng của keo dán đến chất lượng ván ghép thanh
Quá trình dán dính là sự liên kết giữa hai vật thể dưới tác dụng cảu một vật thứ ba (keo dán) trong điều kiện nhất định Vì vậy keo dán ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối dán, sự ảnh hưởng của keo tới chất lượng môi dán có thể mô tả bằng hàm sau: y = f ( x1, x2, x3, x4, x5 ) Trong đó: y : là hàm mục tiêu chất lượng mối dán x1 : ảnh hưởng của loại keo x2 : ảnh hưởng của độ nhớt x3: ảnh hưởng của hàm lượng khô x4: ảnh hưởng của độ pH của keo x5: ảnh hưởng của lượng keo tráng a) Ảnh hưởng của loại keo
Trên cơ sở lý thuyết dán dính cho thấy các lực liên kết của mối dán phụ thuộc rất nhiều vào sự hình thành các cầu nối hoá học giữa chúng Mỗi loại keo có cấu trúc phân tử khác nhau thì có các cầu nối hoá học khác nhau về số lượng và cầu nối, kết quả là cường độ dán dính sẽ khác nhau Vì vậy cần lựa chọn keo dán phù hợp với công nghệ, với mục đích sử dụng, đảm bảo chất lượng sản phẩm
19 Để lựa chọn keo dán cần căn cứ vào rất nhiều yếu tố như: công nghệ sản xuất, chất lượng sản phẩm, giá thành sản phẩm… Khi sử dụng ván sàn trong môi trường khác nhau thì yêu cầu về chất lượng cũng khác nhau, với sản phẩm cần có cường độ chịu uốn cao, màng keo chống được môi trường ẩm nhiệt, chất lượng mối dán tốt thì nên dùng các loại keo như EPI, MF, PE….Ngược lại, với sản phẩm ván sử dụng với sản xuất đồ mộc, đồ thủ công mỹ nghệ là loại sản phẩm thường xuyên tiếp xúc với con người, cường độ không yêu cầu quá cao thì có thể sử dụng các loại keo có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp, hàm lượng fomaldehyd tự do thấp, không độc hại để đảm bảo sức khỏe cho người sử dụng như keo PVA, PVAc, EPI Mỗi loại keo có những ảnh hưởng khác nhau tới chất lượng sản phẩm
Keo EPI là loại keo khi đóng rắn có cấu tạo mạng rất phức tạp, màng keo có cấu tạo càng phức tạp thì độ bền dán dính càng cao, màng keo có thể chịu được môi trường ẩm nhiệt cao Mặt khác, độ bền dán dính cao thì sản phẩm tạo ra có độ võng do uốn và trương nở chiều dày thấp Keo PVAc là loại keo khi đóng rắn có cấu tạo đơn giản hơn, độ bền dán dính thấp, khả năng chịu ẩm nhiệt kém
Tuy nhiên trong thực tế sản xuất trong mọi trường hợp không nhất thiết phải chọn loại keo có độ bền tốt nhất mà tùy thuộc yêu cầu về chất lượng sản phẩm cũng như mục đích sử dụng sản phẩm đó b) Ảnh hưởng của lượng trải keo
Khi thực hiện quá trình dán ép các lực liên kết của mối dán phụ thuộc rất nhiều vào sự hình thành các cầu nối hoá học giữa chúng Số lượng các cầu nối phụ thuộc vào lượng keo tráng Lượng keo tráng trên một diện tích bề mặt không đủ sẽ không tạo ra được tính liên tục của màng keo, sẽ không đủ số lượng các cầu nối hoá học, làm cho chất lượng mối dán kém, trương nở chiều dày lớn, khả năng bong tách lớn Lượng keo tăng lên, trương nở chiều dày giảm, bong tách giảm, nhưng nếu lượng keo quá lớn làm chiều dày màng keo tăng, sinh ra
20 nội ứng suất trong màng keo khi đã đóng rắn dẫn đến các khuyết tật như giòn, bong tách và lãng phí keo dán
Lượng keo tráng là một nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, công nghệ sản xuất và giá thành sản phẩm Với mỗi loại ván nhân tạo khác nhau thì lượng keo tráng khác nhau
Trong điều kiện nguyên liệu và công nghệ sản xuất, xác định việc lựa chọn lượng keo tráng trước tiên là phải căn cứ vào cường độ mối dán mà cụ thể là độ bền kéo trượt của sản phẩm Mối quan hệ đó có thể được biểu thị qua hình:
Hình 2 Mối quan hệ giữa lượng keo và độ bền kéo trượt màng keo
Cường độ kéo trượt màng keo tăng khi lượng keo tăng và sẽ đạt đến cường độ lớn nhất ở một mức keo nào đó và sẽ không tăng nữa mà có xu hướng giảm đi khi ta tiếp tục tăng lượng keo Điều này có thể được giải thích như sau :
Khi lượng keo sử dụng trên một đơn vị diện tích nhỏ do sự hao hụt qua các khâu tráng keo, khâu ép nên lượng keo thực tế trên bề mặt vật dán rất nhỏ, mặt khác do cấu tạo của gỗ và chất lượng bề mặt gia công không thể phẳng nhẵn tuyệt đối nên một phần lượng keo được sử dụng để điền lấp đầy vào các khoảng trống trong ruột của vách tế bào và các khuyết tật sinh ra trên bề mặt gia công Chính vì thế gây nên hiện tượng nghèo lượng keo trên bề mặt vật dán, với lượng keo nhỏ thì không thể tạo ra màng keo liên tục và đảm bảo chiều dài cần thiết, do vậy khi tạo thành mối dán sẽ có cường độ thấp Khi sử dụng lượng keo tăng Độ bền kéo trượt,
21 dần thì màng keo đảm bảo chiều dày, sự liên tục Do vậy cường độ của mối dán cũng tăng theo, đến khi lượng keo đủ để tạo một màng keo hoàn chỉnh nhất thì cường độ kéo trượt màng keo không tăng mà giảm dần khi lượng keo tiếp tục tăng Khi lượng keo tăng, màng keo dầy lên, khi dung môi thấm vào gỗ lớn gây ra sự chênh lệch về độ ẩm trên cùng một thanh ghép, màng keo dầy dễ gây ra nội ứng suất trong màng keo, khi dung môi bay hơi sẽ để lại bọt khí trong màng keo, đây là nguyên nhân làm gián đoạn màng keo, rạn nứt màng keo Do đó mà độ bền dán dính giảm dần cũng như mối dán dễ bị khuyết tật như cong vênh, dễ bị nấm mốc xâm hại
Theo một số đề tài nghiên cứu và thực tế sản xuất khi quan sát sự phá huỷ mẫu kéo trượt màng keo thường mẫu bị phá huỷ ở phần gỗ tiếp giáp với bề mặt màng keo Vì thế màng keo dầy cũng không đem lại hiệu quả nhất là khi bề mặt của vật dán đã được gia công chuẩn Vì vậy cần thiết phải xác định được lượng keo tráng hợp lý nhất đảm độ bền dán dính màng keo
Việc lựa chọn lượng keo tráng ngoài những yếu tố về vật dán, công nghệ sản xuất ta còn phải căn cứ vào thông số kỹ thuật của keo và căn cứ vào hiệu quả kinh tế, giá thành sản phẩm c) Ảnh hưởng của thông số kỹ thuật của keo
Hàm lượng khô chính là lượng chất rắn có trong keo Khi thực hiện dán dính thì dung môi keo sẽ thấm vào gỗ hoặc bay đi chỉ còn phần chất rắn thực hiện liên kết màng keo vì vậy hàm lượng khô ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng màng keo
Trong một loại keo thì hàm lượng khô thấp làm cho keo rất loãng chủ yếu là dung môi (phần nước dung môi là nước) nên khi thực hiện dán ép dung môi thấm vào gỗ làm độ ẩm tăng lên ảnh hưởng xấu đến chất lượng mỗi dán hoặc có thể gây nổ ván khi ép nhiệt, lượng keo quá ít không đủ thực hiện mối dán
Hàm lượng khô cao thì độ nhớt keo cao có thể gây khó khăn cho quá trình bôi tráng và dàn trải đều của keo
Tùy theo từng loại keo và công nghệ tráng keo mà chọn loại keo có hàm lượng khô phù hợp để đảm bảo độ bền của màng keo
Trị số hàm lượng khô thích hợp nhất từ 40 -60 %
Tìm hiểu, đánh giá kĩ thuật sử dụng keo của hai công ty
Công nghệ sử dụng keo tại Công ty Cổ phần Woodsland và Công ty Cổ phần Lâm ngiệp Tháng Năm Nghệ An
Công nghệ sử dụng keo của công ty được thể hiện qua sơ đồ sau:
Hình 3 Sơ đồ công nghệ sử dụng keo dán của Công ty Khâu chọn keo: Theo mục đích sử dụng và đơn hàng, công ty chọn keo
EPI 1985/1993, EPI 1922/1999 và keo PVAc 3314 làm keo sản xuất ván ghép thanh
Nhận keo: Keo và chất xúc tác sẽ được kiểm tra theo quy trình kiểm tra tiếp nhận đầu vào Nội dung kiểm tra gồm:
- Tên keo, tên nhà cung cấp;
- Mã lô hàng, ngày sản xuất;
- Màu sắc (so với mẫu tiêu chuẩn của lần nhập trước);
Chọn keo Nhận keo Pha trộn keo Trải keo
Thời gian để khô keo Công nghệ ép
- Giấy kiểm nghiệm lô hàng;
- Keo, chất xúc tác sau khi nhập về được bảo quản ở nơi thông thoáng và có kiểm soát nhiệt độ trong kho
Pha trộn keo: Tỉ lệ trộn, thời gian trộn, thời gian keo sống
Pha trộn keo chỉ áp dụng cho keo 2 thành phần, đó là keo EPI 1985/1993 và keo EPI 1922/1999, còn keo PVAc là keo 1 thành phần nên không cần pha trộn mà chỉ cần khuấy đều rồi cân ra và đưa vào sử dụng
Công ty thực hiện pha keo EPI 1985/1993 và keo EPI 1922/1999 giống nhau Cách sử dụng các loại keo EPI 1985/1993 và keo EPI 1922/1999 và keo PVAc 3314 giống nhau, bao gồm: cách trải keo, lượng keo trải, áp suất ép, thời gian ép, OAT, CAT, thời gian ổn định màng keo
Tỉ lệ trộn keo: Đối với keo EPI loại keo 2 thành phần, nhà cung cấp đề xuất chọn tỉ lệ pha chất đóng rắn (10 – 15)/ 100 phần trọng lượng keo, dùng cân kiểm tra ít nhất 2 lần/ ca Tuy nhiên thực tế tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ môi trường mà công ty đưa ra 2 tỉ lệ trộn keo khác nhau Nếu nhiệt độ lớn hơn 25 o C (nhiệt độ cao làm keo dễ đóng rắn thì cho ít chất xúc tác hơn) trộn 12 phần trọng lượng chất đóng rắn/ 100 phần trọng lượng keo Còn nhiệt độ thấp hơn 25 o C (keo khó đóng rắn) trộn 14 phần trọng lượng chất đóng rắn/ 100 phần trọng lượng keo
Trộn keo, trải keo và ghép dọc
- Keo và chất đóng rắn được cân xong đổ ra chậu, dùng 1 thanh gỗ nhỏ khuấy đều keo và chất đóng rắn với nhau Mỗi lần trộn 5 lạng keo và tỉ lệ chất đóng rắn theo thời tiết, dùng hết lại trộn tiếp Trộn keo bằng tay, thời gian khuấy là 2 phút
- Trải keo ghép dọc: Nhúng phần mộng ngón ghép vào keo sau đó quét ngón ghép qua bàn chải cước để keo trải đều trên bề mặt các ngón ghép đồng thời quét phần keo dư thừa ra ngoài Ghép dọc tráng keo 1 đầu sau đó tiến hành xếp ép
Lượng keo tráng: 200 g/m 2 ; Áp lực ép: 1 MPa;
Thời gian ép: ≥ 6 giây; Độ ẩm gỗ: 200 giây;
Thời gian chỉnh nguội: 2 – 3 phút
Thời gian ổn định màng keo sau ghép ngang là ≥ 4 giờ
Công nghệ sử dụng keo Công ty Cổ phần Lâm nghiệp tháng năm Nghệ An: Loại keo: Prefere 6245N và 6191-6601VN
Các bước sử dụng keo đều đi từ chọn loại keo đến pha keo, trải keo, công nghệ ép và thời gian để ráo màng keo, nhưng công ty đã kết hợp công đoạn phay finger với trải keo ngón bằng cụm máy sử dụng cơ giới tự động
- Gỗ mềm : 0,6 - 1,0 N/mm 2 (6-10kg/cm 2 )
- Gỗ cứng : 0,8 - 1,2 N/mm 2 (8-12kg/cm 2 )
Thời gian chỉnh nóng: >200 giây;
Thời gian chỉnh nguội: 2 – 3 phút
Công đoạn trộn keo: trộn keo với khối lượng nhiều so với ca làm việc, nếu nhiệt độ cao sẽ dẫn đến keo bị đóng rắn nhanh, tạo cục ảnh hưởng đến quá trình dàn trải keo và chất lượng mối ghép
Bước nhúng ngón ghép vào khay keo trong công đoạn ghép dọc, người công nhân chỉ nhìn bằng mắt thường lượng keo trải chưa đánh giá được lượng keo đủ hay thừa, dẫn đến tình trạng tràn keo hoặc thiếu keo trong quá trình ép ảnh hưởng đến mối dán và chất lượng bề mặt sản phẩm
Công đoạn ghép ngang, lượng trải keo quy định 170:250 g/m2, thực tế người công nhân chỉ cho thanh ghép đi qua rulo mà không kiểm tra chính xác lượng keo trải trên mỗi mặt diện tích thanh là bao nhiêu, lượng keo có đồng đều, liên tục chỉ đánh giá bằng mắt thường dẫn đến chất lượng mối ghép kém chất lượng có thể tách sau khi ghép Đối với ghép cảo, thời gian để ổn định chưa đủ đã tháo dẫn đến màng keo chưa đóng rắn hoàn toàn, làm cho mỗi ghép bị bong, ảnh hưởng đến chất lượng dán dính
- Công ty đã lựa chọn, sử dụng loại keo có chất lượng tốt, phù hợp trong sản xuất ván ghép thanh và đạt tiêu chuẩn F ****
- Trộn keo: đảm bảo yêu cầu, trước khi trộn keo thì có cân keo theo khoảng tỉ lệ mà nhà sản xuất khuyến cáo Tuy nhiên chưa linh động với các mức nhiệt độ môi trường và chưa căn cứ vào thời gian sống của keo để pha trộn keo
- Lượng keo ghép ở ghép ngang được kiểm soát tốt do thực hiện bằng máy, còn ghép dọc chưa được kiểm soát tốt bởi vì được làm thủ công với các dụng cụ sơ sài làm cho lượng keo tráng không đồng đều và bị tràn ra ngoài nhiều, gây lãng phí hoặc bị thiếu hụt lượng keo làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván
- Công nghệ ép: Áp suất ép và thời gian ép của công ty đã thực hiện như đề xuất của bộ phận kiểm tra chất lượng(quality control) Tuy nhiên thời gian sau trải keo (OAT và CAT) giảm đi nhiều, do thực tế sản xuất cần nhanh để đạt tiến độ sản xuất và năng suất làm việc Thời gian sau trải keo ít hơn so với quy định nên đã ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
- Qua khảo sát ở một số thanh gỗ ghép dọc thấy có hiện tượng nứt tại mối ghép hay một số mối ghép bị hở, ngón ghép chưa khít Hiện tượng nứt chân răng có thể do áp suất ép lớn làm nứt mối ghép Còn lỗi hở mối ghép là do lực ép chưa đủ làm cho mối ghép không được kín khít Tuy nhiên hiện tượng nứt và
29 hở tại mối ghép không nhiều, nguyên nhân có thể do máy bị lỗi nên gây ra hiện tượng trên
- Thời gian chờ màng keo ổn định thích hợp, vì không thấy hiện tượng vỡ, hỏng mối ghép sau khi chuyển qua công đoạn gia công khác
Kiểm tra chất lượng keo dán dùng trong sản xuất ván ghép thanh
Độ pH của keo được xác định bằng máy đo điện cực pH (AD 110)
Bước 1 Kết nối 2 đầu điện cực và cảm biến với máy
Bước 3: Đặt 2 đầu đo vào trong dung dịch keo kiểm tra rồi đọc chỉ số pH
Hình 4: Máy đo pH AD110 3.3.2 Xác định hàm lượng khô của keo
Xác định hàm lượng khô của keo: Phương pháp cân sấy
Hình 5: Tủ sấy thí nghiệm
Lấy một lượng keo vừa đủ (3-5g), cho vào các cốc sứ (số lượng 03 mẫu), đặt trong lò sấy ở nhiệt độ (103±2) 0 C, thời gian 24h, cân khối lượng mẫu đến không đổi giữa hai lần liên tiếp để xác định khối lượng mẫu khô kiệt Tính toán theo công thức sau:
𝑚 x 100 Trong đó: m0: khối lượng ban đầu của cốc (g) mkk: khối lượng sau khi sấy (g) m: khối lượng keo mẫu ban đầu (g)
3.3.3 Xác định độ nhớt của keo Độ nhớt của keo là chỉ số thể hiện sự đặc hay loãng của keo
Hình 6: Máy đo độ nhớt mã hiệu VISCOTESTER-345030
Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, máy đo độ nhớt, các vật dụng phục vụ quá trình đo
Bước 2: Chọn 1 trục chính phù hợp để đo đảm bảo độ nhớt ở trong phạm vi
Bước 3: Hạ thấp trục vào mẫu keo cho đến khi nút chặn là đạt (phải đặt nhớt kế thẳng, bong bóng khí ở trong vòng)
Bước 4: Khởi động nhớt kế để ổn định và đọc kết quả hiển thị trên màn hình máy( lưu ý: đọc độ nhớt khi quay được 3 vòng)
Kết quả kiểm tra keo dán đang sử dụng tại Công ty Cổ phần Woodsland được thể hiện ở bảng 10, 11 và 12 và kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 1
Bảng 10 Kiểm tra thông số kĩ thuật keo EPI 1985/1993
TT Thông số Đơn vị Trị số
Bảng 11 Kiểm tra thông số kĩ thuật keo EPI 1922/1999
TT Thông số Đơn vị Trị số
Bảng 12 Kiểm tra thông số kĩ thuật keo PVAc 3314
TT Thông số Đơn vị Trị số
Căn cứ vào các thông số kĩ thuật của keo mà nhà cung cấp đánh giá và quá trình kiểm tra ta thấy: Đối với keo sữa 2 thành phần là EPI 1985/1993, EPI 1922/1999, và keo PVAc 3314 các chỉ số kiểm tra của keo về độ pH, Hàm lượng khô đều nằm trong giá trị mà nhà cung cấp đã đánh giá
Bên cạnh đó, do điều kiện máy kiểm tra độ nhớt chỉ có thể đo được độ nhớt ở mức 300mPas nên vẫn chưa thể có số liệu chính xác về độ nhớt thực của keo, nhưng trong quá trình làm thì kim đồng hồ luôn chỉ ở mức vạch >
300mPas, tuy không phản ánh đúng giá trị chính xác nhưng phần nào cũng cho thấy độ nhớt của keo là đạt trong ngưỡng cho phép
Hàm lượng khô của 3 loại keo sử dụng cho ván ghép thanh đều nằm trong hàm lượng hợp lí 40-60% Độ pH kiểm tra có giá trị của keo EPI 1985/1993, keo EPI 1922/1999 lần lượt là 6,77 và 6,72 nằm trong khoảng giá trị cho phép của nhà cung cấp là pH (6-8), còn keo PVAc 3314 có giá trị là 6,98 nằm trong khoảng giá trị cho phép là pH (6,5-7,5) cho thấy đảm bảo cường độ dán tốt cho mối ghép.
Kiểm tra chất lượng sản phẩm ván ghép thanh
Nguyên liệu sản xuất ván ghép thanh tại hai nhà máy :Keo lai từ 5-7 năm tuổi
Một số tính chất cơ lý của gỗ Keo lai như bảng 13
Bảng 13 Tính chất cơ lý của gỗ Keo lai
Thông số Trị số Đơn vị
- Khối lượng thể tích ở MC%
- Khối lượng thể tích ở MC%
- Khối lượng thể tích ở MC=0%
Hút nước sau 24h ngâm nước 21,2 %
Hút ẩm sau 24h 2 % Độ co rút
% Độ dãn dài sau 30 ngày ngâm nước
Giới hạn bền khi nén dọc(MC%) 62,35 MPa
Giới hạn bền khi nén cục bộ(MC%)
Giới hạn bền khi nén toàn bộ(MC%)
MPa MPa Giới hạn bền khi kéo dọc thớ(MC%)
Giới hạn bền khi kéo ngang thớ(MC%)
Giới hạn bền uốn tĩnh (MC%) 88,6 MPa
Mô đun đàn hồi uốn tĩnh 7500 MPa
Giới hạn bền khi trượt dọc thớ xuyên tâm(MC%)
Giới hạn bền khi trượt dọc thớ tiếp tuyến (MC%)
MPa MPa Giới hạn bền khi trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC%)
Giới hạn bền khi trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC%)
MPa MPa Sức chống tách xuyên tâm (MC%)
Sức chống tách tiếp tuyến (MC%)
3.4.1 Độ ẩm Độ ẩm được kiểm tra tại nhà máy sản xuất
Sử dụng máy đo độ ẩm WARGER MMC 220
Vị trí đo 10 điểm trên tấm ván
Hình 7 Máy kiểm tra độ ẩm ván
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 2, kết quả tổng hợp ghi ở bảng 14
Theo tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8574-2010( ISO 8375:2009)
Dụng cụ: cân điện tử đo chính xác ± 0.01g thước kẹp độ chính xác 0.01mm
Dùng thước kẹp kỹ thuật có độ chính xác 0.02mm để đo chiều dài và chiều rộng của mẫu
Dùng thước kẹp điện tử có độ chính xác 0.01mm để đo chiều dày của mẫu( chiều dày được xác định bằng chiều dày của 4 điểm đo)
Dùng cân điện tử có độ chính xác 0.01g để cân khối lượng mẫu
𝛾 khối lượng thể tích ván g/cm3
Hình 8 Vị trí 4 điểm đo chiều dày mẫu
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 3, kết quả tổng hợp ghi ở bảng 14
3.4.3 Kiểm tra độ bền uốn tĩnh
Tiêu chuẩn kiểm tra; TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
Kích thước mẫu thử: 360 x 50 x t mm
Dụng cụ: máy vạn năng, thước kẹp với độ chính xác 0.02mm, panme độ chính xác 0.01mm
MOR: độ bền uốn tĩnh, MPa
𝐿 𝑔 - ( L= 12t, L≥200mm) khoảng cách giữa hai gối đỡ, mm t- chiều dày w- chiều rộng mẫu thứ, mm
Hình 9 Mẫu kiểm tra độ bền uốn tĩnh
Hình 10 Mẫu bị phá hủy sau khi uốn
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ biểu 4, kết quả tổng hợp ở bảng 14
3.4.4 Kiểm tra kéo đứt ngón ghép
Tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
Thước kẹp: độ chính xác 0.02mm
Thước panme độ chính xác 0.01mm
Máy kiểm tra vạn năng
𝜏 𝑘đ - độ bền kéo đứt, MPa
P- lực kéo khi mối ghép bị đứt, kgf w- chiều rộng tiết diện kéo, mm t- chiều dày tiết diện kéo, mm
Hình 11 Hình dạng mẫu xác định kéo đứt mối ghép
Hình 12 Ảnh mẫu bị phá hủy khi kéo đứt mối ghép
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ biểu 5, kết quả tổng hợp ghi ở bảng 14
3.4.5 Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo
Tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8574:2010(ISO 8375:2009)
Máy Qtest, thước kẹp có độ chính xác 0.02 mm Panme có độ chính xác 0.01mm
𝐹 , MPa Trong đó: p- lực phá hủy mẫu, kg.f
F- diện tích kéo trượt, mm 2
Hình 13 Mẫu xác định kéo trượt màng keo
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ biểu 6, kết quả được tổng hợp ở bảng 14
3.4.6 Kiểm tra kéo trượt mạch keo
Số lượng mẫu: 10 mẫu Đo các kích thước b và t của diện tích trượt chính xác đến 0,5 mm
Thanh mẫu thử phải được đặt trong dụng cụ trượt sao cho tải trọng được truyền theo hướng thớ gỗ Mạch keo phải ở vị trí sao cho khoảng cách tại mọi điểm giữa mạch keo và mặt phẳng trượt không vượt quá 1 mm
Tải trọng được truyền với tốc độ không đổi, sao cho sau ít nhất 20 s mẫu sẽ bị phá hủy
Tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy được đánh giá chính xác đến 5 %
Mỗi thanh mẫu thử phải được đánh dấu nhận biết bằng vật liệu bền màu Dấu này chỉ ra vị trí của thanh mẫu thử trong mặt cắt ngang của cấu kiện gỗ ghép thanh bằng keo
Tính toán ứng suất trượt: Độ bền trượt fs phải được tính toán đến hai chữ số có nghĩa theo công thức sau:
𝐹 𝑈 là tải trọng tới hạn, tính bằng Niutơn;
A là diện tích trượt, tính bằng milimét vuông (đối với thanh mẫu thử hình lăng trụ-chữ nhật
Hình 14 Mẫu kéo trượt mạch keo
Hình 15 Mẫu phá hủy sau khi kéo trượt
Kết quả thí nghiệm được ghi ở phụ lục 7 và tổng hợp ở bảng 14
Kết quả kiểm tra chất lượng ván ghép thanh của Công ty Cổ phần Woodsland được trình bày như bảng
Bảng 14 Chất lượng ván ghép thanh
TT Tính chất Đơn vị tính Trị số
3 Độ bền uốn tĩnh MPa 31,44 (3,71)
4 Độ bền kéo đứt ngón MPa 1,74 (0,2)
5 Độ bền kéo trượt màng keo MPa 8,38 (1,88)
6 Độ bền kéo trượt mạch keo MPa 7,09 (1,32)
Ghi chú: Trị số trong ngoặc đơn là độ lệch chuẩn
Qua xử lý số liệu thu được độ ẩm trung bình của ván là 11,2% tại bảng 11, độ ẩm này phù hợp để sản xuất ván ghép thanh tại Công ty so với điều kiện độ ẩm (MC%)
Khối lượng thể tích trung bình của ván công ty cổ phần woodsland là 0.56(g/cm 3 ), khối lượng thể tích trung bình của gỗ keo lai (MC= 12%) là 0.55g/cm3 Như vậy cho thấy khối lượng thể tích của ván ghép thanh gần bằng với khối lượng thể tích gỗ Keo lai.Đảm bảo thành phần vật chất, tính cơ giống như gỗ nguyên
Qua kết quả thí nghiệm thu được tại bảng cho thấy độ bền uốn tĩnh của ván ghép thanh của công ty cổ phần woodsland đạt trung bình là 31.14MPa, giới hạn độ bền uốn tĩnh (MC%) của gỗ keo lai là 88.6 MPa Cho thấy ván có độ bền uốn thấp hơn nhiều so với độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo lai, cụ thể là thấp hơn 2,84 lần so với gỗ Keo lai Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này do:
- Chất lượng bề mặt các thanh chưa đạt, độ nhẵn bề mặt không cao, không chỉ làm tăng lượng keo tráng trong quá trình tráng keo mà còn dễ gay ra hiện tượng màng keo không được liên tục , làm giảm lực uốn tĩnh, làm giảm tiếp xúc giữa các thanh do đó dẫn đến chất lượng mối ghép không đảm bảo
- Áp suất ép lớn, thời gian ép ngắn
- Lượng keo tráng ít, màng keo không liên tục
4) Độ bền kéo đứt ngón ghép
Kết quả ở bảng 11, Độ bền kéo đứt của mối ghép là 1.74 MPa, giới hạn bền khi kéo ngang thớ của gỗ Keo lai( MC%) là 3.764 MPa Từ kết quả cho thấy độ bền kéo đứt cửa mối ghép của ván thấp hơn so với giới hạn bền khi kéo ngang của thớ gỗ Keo lai Vì vậy, chất lượng ngón ghép chưa đảm bảo, nguyên nhân sảy ra hiện tượng mối ghép chưa được đảm bảo do:
Chiều dài ngón ghép ngắn, số lượng ngón ghép không đảm bảo
Lượng keo tráng trên một diện tích bề mặt ít thì khả năng dàn trải màng keo không liên tục, làm cho chất lượng mối ghép kém Áp suất ép lớn, thời gian ép ngắn
5) Độ bền kéo trượt màng keo
44 Độ bền kéo trượt màng keo là 8,38 MPa Giới hạn bền khi trượt dọc thớ xuyên tâm gỗ Keo lai (MC%) là 13,25 MPa Qua đây cho ta thấy độ bền kéo trượt màng keo thấp hơn với độ bền trượt dọc thớ xuyên tâm của gỗ Keo lai Một số nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này do: Độ ẩm hai thanh liền kề chênh lệch nhau lớn sẽ dẫn đến hiện tượng nhả ẩm và thoát ẩm làm cho gỗ bị co rút, dãn nở Trong khi đó màng keo cũng xảy ra hiện tượng co rút, dãn nỡ nhưng theo tỷ lệ co rút, dãn nỡ của thanh ghép và màng keo khác nhau dẫn đến hiện tượng tách màng keo, chất lượng mối dán kém đi
Chất lượng bề mặt các thanh kém, độ nhẵn không cao không chỉ làm tăng lượng keo tráng trong quá trình tráng keo mà dễ gây ra hiện tượng màng keo không liên tục, làm giảm lực kéo trượt màng keo, làm giảm tiếp xúc giữa các thanh do đó chất lượng mối dán không đảm bảo
- Lực ép liên kết thanh-thanh chưa đủ
- Lượng keo tráng ít hoặc keo tráng không đồng đều, màng keo không liên tục
6) Độ bền kéo trượt mạch keo Độ bền kéo trượt mạch keo là 9,07, độ bền giới hạn bền khi trượt dọc thớ tiếp tuyến(MC%) là 12.3 MPa, kết quả cho ta thấy độ bền kéo trượt thấp hơn nhiều so với giới hạn bền kéo tiếp tuyến của gỗ Keo lai, nguyên nhân là do :
Bề mặt không được nhẵn, phẳng làm cho diện tích tiếp xúc nhỏ và lượng keo trải không đồng đều liên tục dẫn đến liên kết mối ghép không chắc chắn
Do lực ép chưa đủ để hình thành liên kết chắc chắn Độ nhớt của keo lớn dẫn đến khó dàn trải, làm hao hụt lượng keo do bị tràn ra ngoài trong quá trình ghép dẫn đến chất lượng mối dán thấp
Sự khác nhau giữa độ bền kéo trượt mạch keo và độ bền keo trượt màng keo:
+ Giới hạn bền của hai độ bền này có trị số khác nhau và cách thử cũng khác nhau, do vậy hai tính chất này là khác nhau trong thử chất lượng ván