Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1. Lịch sử phát triển của ván LVN. Trên thế giới Ván LVL là loại sản phẩm mới và được sản xuất với công nghệ hiện đại, mục đích tạo ra ván có chiều dầy lớn hơn so với ván dán thông thường, để có thể thay thế được gỗ tự nhiên. Nó được sản xuất trong những thập kỷ gần đây ở các nước Bắc Mĩ và Châu Âu.
Theo tài liệu [6] thì ván LVL (Laminated Venner Lumber) là loại ván đặc biệt được tạo ra bàng cách dán ép các lớp ván mỏng song song với nhau theo chiều thớ gỗ. Trong 20 năm trở lại đây loại hình sản phẩm này đã trở thành một yếu tố quan trọng và hiện nay nó rất phù hợp cho ứng dụng thực tế, tạo ra các chi tiết chịu lực khác nhau điển hình như :khung cửa, dầm, xà.trong xây dựng và trong sản xuất đồ mộc. Các cấp kích thước của ván LVL: - Chiều dài lớn nhất: 23m (về mặt lý thuyết là không có giới hạn) - Chiều rộng lớn nhất: 1,8m - Chiều dầy lớn nhất: 0,075m Sản phẩm LVLđã được giới thiệu đầu tiên ở Phần Lan vào những năm 70. + Dây chuyền đầu tiên được sản xuất vào năm 1981.
+ Dây chuyền thứ hai được sản xuất vào năm 1986. + Dây chuyền thứ 3 được sản xuất vào khoảng 1997. Ngay nay có 2 dây truyền lớn sản xuất LVL với sản lượng sản xuất ra là 60000 m3/1 dây truyền trong năm, trong đó 75 – 80% xuất khẩu, thị trường chính tiêu thụ loại hình sản phẩm này là Chung Âu. - Lượng tiêu hao nguyên liệu vào khoảng 2,7 m3 gỗ/1m3sản phẩm.
Gỗ tròn bóc vỏ sau đó sử lý trong nước với nhiệt độ xử lý đã định rồi để nguội trong một thời gian nhất định đến khi nhiệt độ gỗ bằng 300C sau đó tiến hành bóc gỗ. Nguyên liệu dùng sản xuất LVL ở Mỹ có:NL= 300 600 Kg/m3. Kết quả của công trình nghiên cứu sản xuất ván LVL từ gỗ Keo tai tượng và gỗ Cao su bằng các loại chất kết dính khác nhau được trình bày trong tài liệu [5] cho thấy: Các loại ván LVL được sản xuất ở các nhà máy ván dán thông thường, các tấm ván mỏng ướt được sấy đến MC < 6% trên máy sấy ván mỏng ở nhiệt độ sấy là T = 150 1700C. Có ba loại keo sử dụng làm chất kết dính là: MUF, PF, UF.
Đối với keo UF và PF được dùng theo công thức thông thường trong sản xuất ván dán thông dụng trong khi đó với loaị keo MUF được dùng cho loại ván LVL đặc biệt. Các tấm ván mỏng sau khi sấy và tráng keo xẽ được xếp theo quy định như sau: - Mặt phải với mặt phải. - Mặt trái với mặt trái. Kết cấu xếp như vậy được thực hiện trên cùng một mặt ở cùng một tầng xếp việc xếp ván mỏng để cấu trúc thành ván LVL có thể theo nguyên tắc đối xứng , mặt phải đối xứng với mặt phải và mặt trái đối xứng với mặt trái và cách xếp khác là không đối xứng mặt phải và mặt trái.
Tất cả các tấm ván mỏng đều không được nối đầu, ván LVL rộng 4 8 feet được làm ra bởi các thớ gỗ chạy song song với chiều rộng. Máy tráng keo kiểu ru lô ( roller coater) được sử dụng để tráng keo và thời gian để ráo và xếp ván là không quá 30 phút. Ván LVL sau khi được xếp lớp sẽ được ép nguội trên máy ép riêng ở áp suất là: P = 10 Kgf/cm2 trong 20 phút, sau đó được ép trên máy ép nhiệt ở áp suất ép là 12 Kgf/cm2, dưới nhiệt độ ép là 125, 120, 1100C tương ứng với các loại keo MUF, PF, UF trong khoảng thời gian là 50 phút. Khi dùng keo MUF trong sản xuất ván LVL gặp một số trở ngại trong ép nhiệt khí, số lớp ván được xếp là 15 lớp vì thế một vài loại ván khi dùng chất kết dính là MUF đã được hạ xuống bằng ván 13 lớp, để dễ dàng trong công việc xếp ván.
Tại Việt Nam. Trong những năm gần đây trở về trước, việc sản xuất ván LVL trong thực tế là chưa có. Nhưng trên thế giới các nước phát triển họ đã đi vào sản xuất loại ván này. Theo su thế phát triển của xã hội hiện nay thì như cầu về ván LVL trong nước cần phải được đáp ứng với mong muốn thay thế cho gỗ tự nhiên tránh hiện tương khai thác gỗ tự nhiên bừa bãi khiến cho lượng gỗ nguyên có đường kính lớn đang dần cạn kiệt.
Như chúng ta đã biết gỗ yêu cầu trong xây dựng ngày một tăng điều này dẫn đến những ý tưởng nghiên cứu và sản xuất LVL trong nước cần được đề cập đến. Hiện nay trong nước đã và đang có những công trình nghiên cứu về ván LVL của các sinh viên Trường Đại Học LN với mục đích có thể đi vào sản xuất từ các loại nguyên liệu như: - Bồ đề : ( ……. Riêng với cây Keo Lai thì đây là một sự phát hiện mới về nguyên liệu ở nhưng khu rừng hỗn giao giữa Keo Tai Tượng và Keo Lá Tràm ở một số nơi như: Ở trong nước:( Hà Tây, Hoà Bình, Sơn La, Phú Thọ, Tuyên Quang,Vĩnh Phúc,Thái Nguyên, Quảng Trị, Bình Định. Ở ngoài nước:( Malaysia, Úc .) Đặc điểm của cây Keo Lai cho thấy là: thế hệ lai F1 có tính chất tốt kết hợp được của hai cây bố và cây mẹ, còn thế hệ lai F2 bi thoái hoá khi lai tự nhiên cho nên người ta đã tiến hành lai nhân tạo giữa hai giống cây keo lá tràm và cây keo Tai Tượng để tạo ra giống Keo Lai, người ta chỉ sử dụng thế hệ lai F1 vào sản xuất ván nhân tạo, và đặc biệt sử dụng vào nghiên cứu và sản xuất ván LVL.
Đây có thể gọi là bước đầu nghiên cứu mở ra tầm phát triển quan trọng của ngành ván nhân tạo trong nước. Hiện nay đang có một số công trình nghiên cứu để sản xuất ván LVL của các đồng nghiệp có thể kể đến như: 1/ Lê Công Nam - “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian ép tới tính chất của ván LVL sản xuất từ cây gỗ Keo Lai với cấp chiều dày ván mỏng là 2 mm”. 2/ Lê Vũ Thanh - “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của áp suất ép tới tính chất của ván LVL sản xuất từ cây gỗ keo Lai với cấp chiều dày ván mỏng là 2 mm”. Và một số đề tài nghiên cứu khác.
Với yếu tố nhiệt độ ép nó ảnh hưởng tới rất nhiều yếu tố qua nhiều giai đoạn tạo ván LVL một cách rất khác nhau như: - Nó ảnh hưởng trực tiếp tới tính chất của ván mỏng - Ảnh hưởng chất kết dính - Ảnh hưởng tới việc lựa chọn thời gian ép… Từ đó các yếu tố đó nó dẫn đến sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới tính chất của ván LVL. Vì vậy đề tài đã đề cập đến vấn đề nhiệt độ một cách sâu sắc để cho quá trình tạo ván một cách thuận lợi và hạn chế một cách tối đa của sự ảnh hưởng về nhiệt độ tới các tính chất của loại ván này. Mục tiêu của đề tài. Xác định được sự ảnh hưởng của nhiệt độ ép tới chất lượng sản phẩm LVL, để từ đó đưa ra được thông số công nghệ: nhiệt độ ép một cách hợp lý nhất.
Ngoài ra ta có thể căn cứ vào đó để chọn nhiệt độ ép cho ván LVL với các dạng sản phẩm có các cấp chiều dầy ván mỏng và chiều dầy sản phẩm khác nhau. Nội dung nghiên cứu. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến một số tính chất của ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai, vơi phương pháp ép nhiệt nhiều bước “Step by step”. Phạm vi nghiên cứu.
Những yếu tố cố định. - Phương pháp ép. - Thời gian ép. - Lượng keo tráng.
Yếu tố khảo sát. Đề tài lựa chọn yếu tố nhiệt độ ép là thông số khảo sát với 3 cấp nhiệt độ là 1100C, 1200C, 1300C. Phương pháp nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm.
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Những vấn đề chung về nguyên liệu gỗ keo lai ( Acacia mangium x auriculiformis). Cấu tạo của gỗ Keo Lai. Cấu tạo thô đại.
Keo lai ở độ tuổi (8 – 9) tuổi vỏ có mầu nâu xám, sần sùi, trên phần vỏ ngoài có rãnh nứt chạy dọc thân cây. Phần thân cây từ 1,3m trở lên vỏ nhẵn dần và có mầu nâu, phần vỏ ngoài khô mủ, phần trong xốp. Gỗ mới khi chặt hạ phần gỗ giác và gỗ lõi không phân biệt nhưng sau khi một thờ gian phần gỗ lõi trở nên sẫm mầu làm cho gỗ giác và gỗ lõi phân biệt rõ hơn. Vòng năm của gỗ không rõ, chiều rộng vòng năm từ 1,2 – 1,7 cm, thớ gỗ thẳng và khá thô.
Cấu tạo hiển vi. Mạch gỗ có kích thước trung bình từ 0,1 - 0,2mm, số lượng ít, mạch gỗ xế phân tán hình thức tụ hợp đơn và kép với số lượng 2 –3 lỗ/ mm2, trong mạch gỗ không có thể bít, quan sát trên mặt cắt ngang thấy rõ tia gỗ, kích thước tia gỗ nhỏ hơn 0,1mm, số lượng tia trung bình từ 5 – 10 tia/ 1mm.Tế bào mô mềm của gỗ keo lai có hình thức phân bố phân tán, hình thức tụ hợp vây quanh mạch hình kín. Trong gỗ Keo lai, lỗ thông ngang xếp so le kích thước nhỏ, đường kính 0,6 – 0,8 m, ngoài các thành phần trên gỗ Keo lai không có cấu tạo lớp và không có ống dẫn nhựa dọc. Một số tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo lai.
Tính chất Trị số Đơn vị Tỷ lệ cenlulose 49 51 % Tỷ lệ co rút Dọc thớ 0,59 % Xuyên tâm 3,73 % Tiếp tuyến 7,61 % Tỷ lệ dãn nở Dọc thớ YL : 0,37 % Xuyên tâm YXT : 3,71 % Ứng suất uấn tĩnh UT : 88,60 MPa Modul đàn hồi E : 14000 MPa Cường độ kéo dọc thớ KD : 104,84 MPa KNXT : 3,83 MPa Cường độ kéo ngang thớ KNTT : 3,66 MPa TXT : 1,22 MPa Ứng suất tách TT : 1,50 MPa Độ cứng tĩnh Xuyên tâm HXT : 43,20 MPa Tiếp tuyến HTT : 46,00 MPa Mặt cắt ngang HMCN : 58,67 MPa 1. Sự ảnh hưởng của nguyên liệu đến công nghệ ép và chất lượng sản phẩm. Ảnh hưởng của loài gỗ. Đối với mỗi loại gỗ khác nhau xẽ có sự ảnh hưởng tới công nghệ ép và chất lượng sản phẩm là khác nhau, vì chúng có cấu tạo, tổ thành hoá học khác nhau.
Như chúng ta đã biết trong sản xuất ván dán nói chung và LVL nói riêng.
