Đang tải... (xem toàn văn)
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.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬTĐại học Nông Lâm Tp. HCM Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 3/200789MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA KEO LAISOME ANATOMICAL CHARACTERISTICS, PHYSICALAND MECHANICAL PROPERTIES OF Acacia auriculiformis magiumNguyễn Thò nh NguyệtBộ môn Chế biến Lâm sản, Khoa Lâm nghiệp, Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí MinhĐT: 8968815 - 8964442; Fax: 89660173ABSTRACTAcacia auriculiformis magium is fastgrowingand has shown wide adaptability to a wide rangeof invironmental condition. It has yellow browncolor. The growth rings, sapwood and heartwood,earlywood and latewood are usually clearlydefined. Luster medium. Odor and taste notdistinct. Moderately hard and heavy. Texturemedium. Grain straight. Works easily and finishessmoothly.- Physical properties: Hydrohylic 149%; basicdensity 0,48g/cm3; proportions of sweeling (Radial,tangential, longitudinal) (6.92; 3.96; 0,6);.- Mechanical properties: Longitudinalcompressive strength (479.84KG/cm2); crossectioncompressive strength (radial, tangential) (88,5;85.53KG/cm2); tensile (longitudinal, crossection)(548.80; 42.41KG/cm2); longitudinal andcrossection shearing strength (radial, tangential)(92.99; 93.31; 48.08; 50.59KG/cm2); bending(1206,46% KG/cm2)… It is a valuable material forprocessing industries such as: paper pulp,furniture.ĐẶT VẤN ĐỀTrong những năm gần đây, kim ngạch xuấtkhẩu đồ gỗ của Việt Nam không ngừng gia tăng.Năm 2007 đạt 2,37 tỷ USD, dự kiến năm 2008 là3 tỷ USD. Sự tăng trưởng này là dấu hiệu đángmừng, tuy nhiên chúng ta phải nhập khẩu tới 80%nguyên liệu. Nếu như trước đây ngành chế biếngỗ dựa vào rừng tự nhiên là chính thì nay đã đãchuyển sang sử dụng gỗ nhập khẩu và gỗ rừngtrồng. Do vậy, việc tìm kiếm nguồn nguyên liệumới đóng vai trò quan trọng cho sự tồn tại vàphát triển của ngành công nghiệp chế biến lâmsản. Để thực hiện được mục tiêu đó phải có kếhoạch phát triển rừng, trồng những loại cây cókhả năng mọc nhanh, có giá trò kinh tế, cho năngsuất cao, có nhiều công dụng khác nhau nhằmgiải quyết nhu cầu nguyên liệu. Qua nhiều nghiêncứu đã tìm thấy một số loài cây họ đậu, bạch đàncó khả năng đáp ứng được các yêu cầu trên. Trongđó, keo lai (Acacia auriculiformis mangium) làgiống lai tự nhiên giữa keo tai tượng (Acaciamagium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis)thuộc họ đậu Fabacea. ƠÛ vùng Đông Nam bộ, keolai chiếm tỉ lệ lớn trong tổng diện tích rừng trồngtừ những năm 1995 trở lại đây và là một trongnhững loài cây được ưu tiên trồng rừng sản xuất,rừng phòng hộ trong chương trình trồng mới 5triệu ha rừng. Để có thể sử dụng gỗ keo lai saocho hợp lý cần tiến hành các nghiên cứu cơ bảnvề gỗ keo lai.Mục tiêu nghiên cứu: Xác đònh một số đặcđiểm cấu tạo, tính chất cơ lý có ảnh hưởng đếnquá trình gia công chế biến gỗ và sử dụng gỗ.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPCác cá thể cây keo lai chọn để khảo sát đượctrồng thuần loại, đều tuổi, tại phân trường Sôngmây, Lâm trường Trò An thuộc Công ty nguyênliệu giấy Đồng Nai. Đòa hình lượn sóng, gồm nhiềồi nhỏ, độ dốc nhỏ hơn 300. Đất feralit đỏ vàngphát triển trên phiến thạch sét, xếp loại đất cấpII. 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 thước20x50 x100mm, với kích thước lớn nhất theo chiềudọc thớ. Mặt gỗ được gia công nhẵn. Khi quansát bằng mắt thường hay kính lúp có độ phóngđại x10 cần dùng dao lạng một lớp mỏng để tạomặt phẳng mới.Mẫu quan sát cấu tạo hiển vi được cắt trênmáy cắt vi phẩu A.O Sliding microtome với độdày phẫu thức là 10 – 20 mm, tiến hành khử nước,nhuộm màu và cố đònh trên lame bằng keoCanada. Quan sát quan kính hiển vi có độ phóngđại X40, X100 lần.Các mẫu thử tính chất cơ lý được gia công vớikích thước theo TCVN. p dụng phương phápphân tích hồi qui (Regression) để mô hình hóamột đường hồi qui thực nghiệm theo dạng củamột hàm toán học biểu diễn kết quả nghiên cứu.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNĐặc điểm cấu tạoThân cây thẳng, đẹp tròn đều, tiả cành tựnhiên tốt, phân cành cao. Vỏ cây khi còn non cómàu trắng xanh, không nứt, khi già ngả sang màunâu, nứt thành những rãnh nhỏ và sâu, có phần NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬTTạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 3/2007 Đại học Nông Lâm Tp. HCM90giống vỏ Keo lá tràm. Quan sát trên mặt cắt nganggỗ có giác lõi phân biệt, giác có màu vàng nhạthay vàng xám, lõi có màu vàng nâu, tỉ lệ gỗ lõichiếm 60%. Sự phân chia giác và lõi của gỗ làmột đặc điểm cần chú ý trong gia công cắt gọt,do gỗ lõi thường cứng rắn hơn gỗ giác. Sự tồn tạicùng gỗ giác và lõi trong cùng mẻ sấy hay trêncùng thanh gỗ xẻ thường dẫn đến hiện tượng khôkhông đồng đều trong mẻ sấy hoặc trên cùngthanh gỗ sấy, hình thành ứng suất trong gỗ sấy.Gỗ keo lai thường có một số khuyết tật chủ yếunhư: mắt sống, mắt mục, gỗ bò biến màu, bò mục,hà. Vòng sinh trưởng rõ ràng, gỗ sớm gỗ muộnphân biệt, bề rộng thường 10- 12mm. Mặt gỗtrung bình, chiều hướng thớ gỗ khá thẳng thớù.Lỗ mạch phân bố theo hình thức phân tán, mômềm vây quanh mạch, tia gỗ nhỏ, trong mạchthường có chất chứa. Quan sát dưới kính hiển vi,lỗ mạch có hình bầu dục hoặc tròn, phần lớn làmạch đơn, đôi khi xuất hiện mạch kép (2- 3),đường kính lỗ mạch không đồng đều. Đường kínhlỗ mạch lớn trung bình 157 mm, đường kính lỗmạch nhỏ trung bình 52mm. Mật độ lỗ mạch 4/mm2. Tế bào mạch có dạng hình trống, tấm xuyênmạch đơn, nằm ngang hoặc hơi xiên tạo điều kiệnthuận lợi cho quá trình thoát dẫn ẩm của gỗ theochiều dọc thớ. Lỗ thông ngang trên vách mạchxếp so le, mật độ nhiều tạo điều kiện thuận lợicho quá trình hút và thoát nước theo chiều ngangthân cây. Tế bào mô mềm chiếm tỉ lệ khôngnhiều, chủ yếu là mô mềm vây quanh mạch bềrộng từ 1- 2 tế bào, vây quanh mạch không kínhoặc hình cánh. Tia đồng hình có xu hướng tạothành tầng so le, bề rộng tia (1-2) tế bào, chủ yếulà 1 hàng tế bào; ngược lại chiều cao tia gỗ biếnđộng từ 5 đến 15 hàng tế bào (285mm). Mật độtia 7/mm. Tia nhỏ và hẹp tạo cho độ nghiêngchéo thớ gỗ không lớn, gỗ dễ gia công vì góc tạobởi trục dọc thân cây và trục dọc tế bào sợi gỗnhỏ. Trên mặt cắt ngang, sợi gỗ có hình đa giác,ở phần gỗ sớm tế bào lớn vách mỏng, ở phần gỗmuộn tế bào bào vách dày hơn. Tuy nhiên, do gỗmuộn chiếm tỉ lệ không đáng kể nên gỗ keo laiít bò răn nứt mặt trên bề mặt.Tính chất vật lýSức hút nướcQua bảng 1 và đồ thò 1 cho thấy trong cùng điềukiện môi trường, khả năng hút nước của gỗ phụHình 1. Đặc điểm cấu tạo gỗ keo lai NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬTĐại học Nông Lâm Tp. HCM Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 3/200791thuộc vào thời gian ngâm. Gỗ khô kiệt sau 2 giờngâm trong nước độ ẩm đạt đến 23,01 %, sau 3 ngàộ ẩm đã đạt đến 62,88%; trong khoảng thời giannày song song với quá trình hút nước sẽ diễn ra quátrình dãn nở của gỗ đến khi gỗ đạt kích thước lớnnhất; sau đó, độ ẩm gỗ vẫn tiếp tục tăng đến khi gỗđạt độ ẩm tối đa. Kết quả nghiên cứu cho thấy độẩm của gỗ ngâm nước từ ngày thứ 29 trở đi hầu nhưkhông thay đổi »149 %. Tốc độ hút và thoát nước cóảnh hưởng đến kỹ thuật công nghệ phun keo, trángkeo, kỹ thuật bảo quản gỗ. So sánh với một số loạigỗ Sung đe (295%), Lát hoa (106%), Điều (136%), Chòchỉ (72%) cho thấy gỗ keo lai có khả năng hút nướckhá cao, tạo điều kiện thuận lợi trong công nghệsản xuất bột giấy và ván sợi ướt.Khối lượng thể tíchVới giá trò Dcb= 0,48(g/cm3); đối chiếu với bảngphân nhóm gỗ theo khối lượng thể tích trong TCVN1072-71 thì gỗ keo lai thuộc nhóm V. Bảng 2.Tỉ lệ co dãnKết quả nghiên cứu cho thấy tỉ lệ dãn nở củagỗ keo lai khá phù hợp với lý thuyết khoa họcgỗ: Ytt = 16,9xDcb, Yxt= 9,1x Dcb; Yv= 26,5 x Dcb.Ngoài ra, tỉ lệ co rút tiếp tuyến và xuyên tâm1,75 cho thấy gỗ này có thể sử dụng làm nguyênliệu sản xuất hàng mộc (Bảng 3).Tính chất cơ họcỨng suất nén (KG/cm2)Theo số liệu của bảng 4 cho thấy khả năngchòu nén của gỗ keo lai trung bình. Ứng suất néndọc được xem là chỉ tiêu chủ yếu để đánh giákhả năng chòu lực của gỗ. Sự khác biệt của ứngsuất khi nén ngang thớ theo các chiều xuyên tâm,tiếp tuyến của gỗ là cơ sở cho việc tìm giá tròthích hợp khi ép những chi tiết có sự khác nhauvề chiều tác dụng lực. Tuy nhiên, do gỗ keo lai cóđặc điểm tia gỗ nhỏ và hẹp dẫn đến sự khác biệtvề ứng suất ép ngang theo chiều xuyên tâm vàtiếp tuyến không đáng kể. Đây là một đặc điểmthuận lợi trong dán ghép gỗ.Bảng 1. Sức hút nước của gỗ keo lai S. ngày Đ.ẩm (%) 2 giờ 3 4 7 12 20 29 40 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) + 64.419R2 = 0.90820204060801001201401600 5 10 15 20 25 30 35 40 45T. gian (ngày) Đồ thò 1. Đường biểu diễn thực nghiệm và lý thuyết sức hút nước của gỗ keo lai NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬTTạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 3/2007 Đại học Nông Lâm Tp. HCM92Ứng suất kéo (KG/cm2)Kết quả nghiên cứu cho thấy ứng suất kéo củagỗ keo lai khá thấp điều này có thể giải thích do gỗkeo lai có kết cấu ít chặt chẽ, mắt nhiều ảnh hưởngđến ứng suất kéo dọc thớ và ngang thớ của gỗ. Bảng5.Ứng suất trượt (KG/cm2)Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự khác biệtvề sức chòu trượt của gỗ theo các chiều thớ. Gỗkeo lai thường có nhiều mắt sẽ làm tăng ứng lựctrượt dọc thớ. Ngoài ra, tia gỗ nhỏ dẫn đến sựkhác biệt ứng suất trượt không nhiều giữa chiềuxuyên tâm và tiếp tuyến. So sánh với các loại gỗBảng 2. Khối lượng thể tích của gỗ Khối lượng thể tích (g/cm3) Dcb DO Dtb X 0,48 0,50 0,54 Sd 0,04 0,03 0,03 Cv% 8,89 6,25 5,77 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 Sd 70,36 13,5 10,7 Cv(%) 14,66 15,23 12,52 Bảng 5. Ứng suất kéo của gỗ (KG/cm2)ù Chỉ tiêu Ứng suất kéo dọc (KG/cm2)ù Ứng suất kéo ngang (KG/cm2)ù X18% 524,1 41,14 X15% 548,80 42,41 Sd 251,57 14,6 Cv(%) 45,84 34,33 lá rộng khác như cao su (135,85; 108,01); Gõ mật(137,10; 116,85) cho thấy gỗ keo lai có ứng suấttrượt khá thấp do kết cấu gỗ ít chặt chẽ, gỗ kháthẳng thớ. ng lực trượt là một trong nhữngnguyên nhân làm phá hoại các kết cấu bằng gỗ,là cơ sở để tính toán chi phí động lực cho quátrìnhbăm dăm nghiền sợi. Vì vậy, có thể nói keo laithích hợp làm nguyên liệu sản xuất ván dăm, vánsợi, giấy. Mặt khác, ứng lực trượt thấp cần đượcchú ý trong các kết cấu bằng gỗ keo lai. Bảng 6.Ứng suất uốn tónh (KG/cm2)Ứng suất uốn tónh là chỉ tiêu quan trọng thứhai sau ứng suất nén dọc trong các chỉ tiêu cơ họccủa gỗ.Theo bảng 7, gỗ keo lai có ứng suất uốntónh không cao 963,61 KG/cm2. Đối chiếu với bảng NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬTĐại học Nông Lâm Tp. HCM Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 3/200793Bảng 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 X18% 79,04 79,31 40,87 43 X15% 92,99 93,31 48,08 50,59 Sd 24,91 28,10 16,17 9,09 Cv(%) 26,79 30,12 33,63 17,91 Bảng 7. Ứng suất uốn tónh Chỉ tiêu X18% X15% Sd Cv(%) 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 phân hạng gỗ theo cường độ, gỗ keo lai có: Ssnd+sut =1256(KG/cm2), được xếp vào nhóm gỗcó cường độ trung bình. Bảng 8.Ứng suất tách (KG/cm)Kết quả nghiên cứu cho thấy lực tách tiếptuyến lớn hơn lực tách theo phương xuyên tâm làkhông nhiều do gỗ có đặc điểm tia gỗ nhỏ vàhẹp. Với các giá trò ứng suất tách giúp ta xácđònh các thông số trong các kết cấu gỗ cần nốighép bằng đinh hay mộng và gia công dưới hìnhthức bổ chẻ. So sánh với các loại gỗ trâm vỏ đỏ(36,68; 41,56) Hoàng linh (26,39; 28,52) cho thấygỗ keo lai có ứng suất tách khá thấp. Bảng 9.KẾT LUẬNGỗ keo lai có giác lõi phân biệt, gỗ lõi cứngrắn hơn giác, bền hơn trong quá trình sử dụng;tuy nhiên có thể gây khó khăn trong gia công cắtgọt. ƠÛ gỗ lõi, do mạch gỗ có nhiều chất chứa cóthể ảnh hưởng đến quá trình thoát dẫn ẩm, tạonên các khuyết tật nứt nẻ, cong vênh của gỗ; đâylà một đặc điểm cần chú ý trong quá trình sấy vàhong phơi. Gỗ keo lai có nhiều mắt đặc biệt làmắt mục, ngoài ra gỗ có thể bò biến màu, bò mụcvà hà do vậy cần sử dụng gỗ hợp lý. Gỗ keo lai cókhối lượng thể tích trung bình, độ co dãn và tỉ lệco dãn tiếp tuyến/xuyên tâm không lớn sẽ phùhợp làm nguyên liệu cho sản xuất hàng mộc.Ngoài ra, gỗ keo lai thường có đường kính nhỏ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬTTạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 3/2007 Đại học Nông Lâm Tp. HCM94đến trung bình, phù hợp làm nguyên liệu sản xuấtván ghép thanh.TÀI LIỆU THAM KHẢOBùi Việt Hải, 2000. Bài giảng thống kê trong lâmnghiệp. Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ ChíMinh.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 andrelated properties of 145 timbers. Kluwer academicpublishers.Silvester D., 1987. Mechanical properties of timber– Pergamon Press Ltd. . Nông Lâm Tp. HCM Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 3/200789MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA KEO LAISOME ANATOMICAL CHARACTERISTICS, PHYSICALAND. keo lai saocho hợp lý cần tiến hành các nghiên cứu cơ bảnvề gỗ keo lai. Mục tiêu nghiên cứu: Xác đònh một số đặc iểm cấu tạo, tính chất cơ lý có ảnh hưởng