CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. ĐAI CƯƠNG VỀ CÁC LOẠI GỖ VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA NÓ 1. Đại cương về các loại gỗ [11] 1.
Đặc điểm của gỗ. Gỗ là nguyên vật liệu được con người sử dụng lâu đời và rộng rãi nhất, là một trong những nguyên vật liệu chủ yếu của nền kinh tế quốc dân. Trong các văn kiện chính thức từ trước đến nay, nhà nước ta vẫn xếp gỗ đứng hàng thứ 3 sau điện và than. Gỗ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiêp, giao thông vận tải, kiến trúc, xây dựng, khai khoáng.
Gỗ dùng để làm khung mái nhà, cánh cửa, làm trụ mỏ, thanh tà vẹt đường tàu hỏa. Ngoài ra, gỗ còn được dùng rộng rãi trong văn phòng phẩm, nhạc cụ, dụng cụ thể dục thể thao, đóng tàu, bàn ghế dụng cụ học sinh, đồ dùng trong gia đình và trong công sở. Gỗ được xếp đống tại bãi. Thống kê hiện nay trên thế giới có trên 100 ngành dùng gỗ làm nguyên vật liệu với trên 22.000 công việc khác nhau và sản xuất ra trên 10.
Với phương pháp chế biến hóa học, từ 1m 3 gỗ có thể phân ly thành 200 kg thớ và chế ra 160 kg tơ nhân tạo, dệt vải có thể may được 300 bộ quần áo hoặc dệt thành 4000 đôi tất, tương đương với sản lượng bông của ½ ha trong 1 năm, hoặc tương đương với số Luan van 4 tơ của 320.000 con tằm hoặc bằng số lượng lông cắt được của 25-30 con cừu trong 1 năm. Gỗ có thể thay thế được một phần gang thép. Gỗ có khối lượng thể tích trung bình là 0,5-0,7 g/cm3 , nếu bóc hoặc lạng thành ván mỏng, tráng keo, xếp thành nhiều lớp ngang dọc rồi ép với áp suất và nhiệt độ cao thì sẽ biến gỗ thành một vật liệu mới, khối lượng thể tích lúc này có thể tăng đến 1,35 g/cm 3 [11]. Loại gỗ này rất ít thấm nước, không co dãn, cách nhiệt, cách điện tốt, chịu được ma sát và chịu lực rất cao dùng để sản xuất thoi dệt, chế tạo bánh xe răng, trục vít và các loại đinh ốc… thay thế cho gang thép.
Sản lượng gỗ khai thác năm 2017 ước tính đạt 11,5 triệu m3, tăng 12,4% do các thị trường tiêu thụ gỗ truyền thống như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc tăng trưởng tốt. Một số địa phương có sản lượng gỗ khai thác tăng cao: Bình Định đạt 853.000m 3, tăng 17,9%; Bắc Giang đạt 575.000m3, tăng 14,9%; Nghệ An đạt 515.000m3, tăng 22%; Quảng Bình đạt 440.000m3, tăng 55,8%; Hà Tĩnh đạt 419. Sản lượng củi khai thác đạt 26,3 triệu ste, tăng 0,4% so với năm 2016. Phân loại gỗ Phân loại gỗ theo tính chất cơ lý Dựa vào tính chất cơ lý của gỗ, người ta phân gỗ thành 6 nhóm (bảng 1.
Việc phân chia này nhằm mục đích phục vụ cho việc thiết kế các kết cấu gỗ dùng trong xây dựng, giao thông vận tải và kiến trúc. Phân loại gỗ theo tính chất cơ lý của gỗ [14] Ứng suất, 10 5n/m2 (1 N/m2 = 10-3 kG/cm2) Nhóm Khối lượng thể Nén dọc Uốn tĩnh Kéo dọc Cắt dọc tích g/cm2 từ 630 từ 1300 từ 1395 từ 125 I từ 0,86 trở lên trở lên trở lên trở lên trở lên II 0,73 - 0,85 525 - 629 1080 - 1299 1165 - 1394 105 - 124 III 0,62 - 0,72 440 - 524 900 - 1079 970 - 1164 85 - 104 IV 0,55 - 0,61 365 - 439 750 - 899 810 - 969 70 - 84 V 0,50 - 0,54 305 - 364 625 - 749 675 - 809 60 - 69 từ 304 từ 624 từ 674 từ 59 VI từ 0,49 trở xuống trở xuống trở xuống trở xuống trở xuống Luan van 5 Phân loại theo độ bền tự nhiên và giá trị kinh tế. Dựa vào độ bền tự nhiên và giá trị kinh tế người ta phân loại gỗ thành 8 nhóm với khoảng 365 loại gỗ chủ yếu, có giá thành kinh tế cao, có trữ lượng và sản lượng đáng kể. Các căn cứ dựa vào để phân loại là cấu tạo, độ bền tự nhiên và giá trị kinh tế của loại gỗ.
Nhóm I : Tiêu chuẩn chính của các loại gỗ trong nhóm này là gỗ có màu sắc, vân thớ đẹp, hương vị thơm, rất khan hiếm, có độ bền tự nhiên và giá trị kinh tế cao nhất. Các loại gỗ trong nhóm này thường được dùng làm đồ mỹ nghệ, gỗ lạng, hàng mộc trạm khảm, ván sàn đặc biệt…Nhóm I có 41 loại gỗ, đó là: cẩm lai, bằng lăng cườm, dáng hương, trắc, gụ, Pơmu, gõ đỏ, mun, hoàng đàn, lát các loại…. Nhóm II: Tiêu chuẩn của các lọai gỗ nhóm này là có độ bền tự nhiên cao và có giá trị kinh tế cao. Gỗ nhóm này được dùng cho việc xây dựng các công trình nhà ở lâu năm, cầu cống lớn, tà vẹt, nông cụ máy móc nông nghiệp, khung tàu, thuyền, phà, khung toa xe, ván sàn cao cấp, cầu thang….Nhóm II có 26 loại gỗ, đó là đinh, lim, sến, táu, nghiến, trai, kiền kiền,… Nhóm III: Tiêu chuẩn chính mà của nhóm này là độ bền tự nhiên tương đối cao nhưng kém hơn nhóm II.
Yêu cầu chính của gỗ nhóm này là phải dẻo dai (sức chịu uốn va đập lớn nhất) để chịu đựng được lực xung kích. Các loại gỗ nhóm này dùng làm vỏ tàu thuyền, dụng cụ thể dục thể thao,… Nhóm III có 24 loại gỗ, đó là: săng lẻ, chò chỉ, cà ổi, tếch, trường mật, trường chua, trường kẹn, sao đen, dâu vàng,. Nhóm IV : Tiêu chuẩn của nhóm gỗ này là mềm, nhẹ, dễ dàng gia công, ít co dãn. Gỗ nhóm này phù hợp cho việc đóng thùng đựng chất lỏng, các dụng cụ sinh hoạt, bút chì,…Nhóm IV có 34 loại gỗ, đó là: mỡ, vàng tâm, giỗi, gội nếp, kháo vàng, de hương, dầu, long não, kim giao, thông nàng, thông 3 lá,… Từ nhóm V đến nhóm VIII : Tiêu chuẩn xếp loại dựa vào khối lượng thể tích, cường độ, độ bền tự nhiên và giá trị kinh tế giảm dần.
Nhóm V có 65 loại gỗ, nhóm VI có 70 loại gỗ. Gỗ của hai nhóm này dùng làm đồ mộc thông dụng, xây dựng công trình, nhà cửa bán kiên cố, đóng các loại thùng đựng, toa xe và gỗ chống lò,. Nhóm VII có 45 loại gỗ, nhóm VIII có 48 loại gỗ. Gỗ trong hai nhóm này được sử dụng trong xây dựng tạm thời, làm cốp pha, quan tài,… Các loại gỗ từ nhóm V đến nhóm VIII có kích thước phù hợp thường được dùng làm gỗ chống lò.
Cấu tạo gỗ [16] Cấu tạo của gỗ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình dẫn ẩm, quá trình khô của gỗ mặt khác còn ảnh hưởng đến quá trình co rút, làm nảy sinh khuyết tật của gỗ trong quá trình sấy, ảnh hưởng đến chất lượng gỗ sấy. Mặt cắt ngang của một cây gỗ thanh tùng Cấu tạo các lớp của gỗ thường bao gồm: Vỏ, mạch rây, tầng sinh trụ, mạch gỗ và ruột (hình 1. Cấu tạo các lớp của gỗ. Hình thức phân bố tế bào mạch gỗ Tế bào mạch gỗ là tổ chức dẫn truyền nhựa nguyên (khoáng và nước) trong thân cây, chỉ có ở cây gỗ lá rộng.
Mạch gỗ chiếm 20-30% thể tích thân cây. Cấu tạo mạch gỗ là tập hợp của các tế bào mạch gỗ nối tiếp nhau thành ống dài theo chiều dọc của thân cây. Quan sát dưới kính hiển vi, tế bào mạch gỗ có hình dạng: hình trụ, hình trống hoặc viên trụ. Mạch gỗ là thành phần lớn nhất trong cấu tạo thô đại của gỗ nên dễ quan sát nhất, trên mặt cắt ngang nó có hình tròn hoặc elip nên gọi là lỗ mạch, trên mặt cắt xuyên tâm và tiếp tuyến nó có dạng ống nên gọi là ống mạch.
Tia gỗ Tia gỗ là tổ chức của các tế bào mô mềm xếp theo chiều ngang của thân cây. có chức năng dẫn truyền và dự trữ chất dinh dưỡng theo chiều ngang thân cây. Trên mặt cắt ngang, tia gỗ có hình những dây xuyên tâm. Trên mặt cắt xuyên tâm, thường là các dây đứt đoạn.
Trên mặt cắt tiếp tuyến, tia gỗ là các điểm. Với cây lá kim, tia gỗ chiếm 5-6% thể tích thân cây Với cây lá rộng, tia gỗ chiếm từ 10-20% thể tích thân cây. Tia gỗ có kích thước lớn, số lượng nhiều làm cho gỗ bị nghiêng, xoắn thớ gây chênh lệch co dãn giữa hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến. Tia gỗ là nguyên nhân chủ yếu gây nên hiên tượng nứt đầu ở gỗ.
Gỗ giác, lõi: Mật độ sắp xếp các tế bào mạch gỗ ở phần gỗ giác và gỗ lõi có sự chêch lệch tương đối lớn. Điều này dẫn đến sự khác biệt trong quá trình khô của gỗ ở hai phần này, cụ thể phần gỗ giác bao giờ cũng khô nhanh hơn và ít nảy sinh khuyết tật hơn so với phần gỗ lõi. Nhưng phần gỗ giác thường chịu lực kém và mau hỏng còn phần gỗ lõi thường chịu lực tốt hơn và có độ bền cao hơn. Thể bít, chất chiết suất: Các chất dầu nhựa và chất chứa trong ruột tế bào có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình dẫn và thoát ẩm.
Khi độ ẩm của gỗ giảm xuống, các chất dầu nhựa kết tinh keo lại (đóng rắn) bịt kín ruột tế bào và lỗ thông ngang, làm hạn chế quá trình di chuyển ẩm từ trong ra ngoài. Mặt khác ở giai đoạn đầu của quá trình sấy, khi độ ẩm của gỗ còn cao, hơi nước hình thành nhiều, các chất này thoát ra bề mặt gỗ mạnh. Ở bề mặt các chất này tiếp xúc với không khí làm cho nhựa hoá cứng. Dầu nhựa tạo thành những lớp màng ngăn cách không cho ẩm bên trong gỗ thoát ra ngoài, dẫn đến hiện tượng trai bề mặt gỗ, làm cho quá trình khô của gỗ không thực hiện được, cho dù kéo dài thời gian sấy cũng không có hiệu quả.
Tính chất cơ lý của gỗ 1. Độ ẩm tương đối và độ ẩm tuyệt đối của gỗ Lương nước trong gỗ được biểu thị bằng độ ẩm. Độ ẩm là tỷ lệ phần trăm lượng nước có trong gỗ so với khối lượng gỗ. và độ ẩm này gọi là độ ẩm tương đối của gỗ ký hiệu là Wa (%).
( m 1 m 0 ) x 100 W o (%) m0 Trong đó : m 1 : là khối lượng gỗ có nước (g) m o : là khối lượng gỗ khô hoàn toàn (g) Độ ẩm tương đối luôn luôn nhỏ hơn 100%. Ngược lại nếu lượng nước trong gỗ quá nhiều, lúc này độ ẩm tuyệt đối có thể lên trên 100%. Trong thực tế khi nói về độ ẩm của gỗ, đó là độ ẩm tuyệt đối.