Đặt vấn đề Ở Việt Nam hiện nay, tài nguyên gỗ rừng trồng của nước ta rất phong phú và đã trở thành nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp sản xuất đồ gỗ. Nhu cầu của xã hội về sử dụng gỗ và sản phẩm từ gỗ ngày càng gia tăng cả về số lượng và chất lượng. Trong khi đó rừng tự nhiên ngày càng khan hiếm trong khi nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng tăng. Tuy nhiên, gỗ rừng trồng do sinh trưởng nhanh, có khả năng tái sinh tự nhiên tốt song gỗ mềm, nhẹ tỷ trọng thấp hơn nhiều so với một số loài gỗ rừng tự nhiên, chính vì vậy gỗ rừng trồng ít được dùng vào sản xuất hàng mộc dân dụng, đặc biệt là hàng mộc cao cấp và mỹ nghệ, tỉ lệ gỗ tuổi non cao, nên còn tồn tại nhiều nhược điểm như: kích thước không ổn định, dễ biến màu, dễ mục, dễ cháy, dễ bị sâu nấm, côn trùng phá hoại và có khả năng hút, nhả ẩm dẫn đến bị thay đổi kích thước theo các chiều không giống nhau, vì thế gỗ dễ bị biến hình, cong vênh, nứt nẻ.
Những nhược điểm này đã mang lại nhiều khó khăn cho việc sản xuất, tiêu thụ sản phẩm của các xí nghiệp sản xuất và làm giảm hiệu quả sử dụng tài nguyên gỗ. Do đó, hướng thay thế gỗ mọc nhanh rừng trồng và đưa ra công nghệ tạo ra loại vật liệu có tính chất tốt ngày càng được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu. Một trong những hướng nghiên cứu đó là nghiên cứu về tính chất co rút và tính chất giãn nở của gỗ đang rất được quan tâm. Một trong số loài cây gỗ điển hình đang được quan tâm về chất lượng cũng như phương thức bảo quản để tăng khả sử dụng đó là cây Cây Gáo vàng.
Cây Gáo vàng là loài cây hàng đầu về kích thước, có sự phát triển nhanh. Gỗ cây Gáo vàng có màu vàng nhạt kết cấu đều, sợi gỗ thô và dài, không có mùi vị dị biệt, gỗ khô nhanh, không dễ nứt nên chế biến rất dễ, tính năng bám sơn tốt. Tính năng h 2 lực học của gỗ Gáo vàng thuộc loại trung bình, các tiêu chí chất lượng của gỗ Gáo Vàng tương đương với gỗ Sa Mộc. Gỗ Gáo Vàng rất thích hợp dùng để sản xuất đồ gia dụng, đồ thủ công mỹ nghệ, thùng xe, trang trí kiến trúc, là nguyên liệu rất tốt để làm ván sợi nhân tạo, ván MDF, bột giấy…[11].
Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu biết rõ về các tính chất của gỗ: tính chất co rút và tính chất giãn nở. Trong quá trình sử dụng và lữu trữ, gỗ luôn có xu hướng hút và nhả ẩm để đạt được đổ ẩm thăng bằng nên trong quá trình gia công chế biến và sử dụng, đối với mọi loại hình sản phẩm thì nguyên liệu gỗ phải được hong phơi hoặc sấy khô đến độ ẩm nhất định. Khi hong phơi hoặc sấy gỗ đến độ ẩm sử dụng luôn luôn xảy ra hiện tượng co rút hoặc giãn nở. Khả năng co rút hoặc giãn nở của gỗ phụ thuộc vào loại gỗ, khối lượng riêng, vị trí trong cây và vị trí xẻ gỗ thì sự biến đổi tính chất cũng khác nhau.
Vì vậy việc nghiên cứu, xác định tính chất co rút và giãn nở của gỗ là một nhiệm vụ quan trọng trong khoa học gỗ nói riêng và trong nghiên cứu đánh giá giá trị tài nguyên cây gỗ nói chung. Kết quả xác định tính chất co rút và giãn nở của gỗ là cơ sở khoa học rất cơ bản và quan trọng để tìm hiểu về bản chất của gỗ, là căn cứ để sử dụng, chế biến, bảo quản gỗ hợp lý, hiệu quả và tận dụng tối đa tài nguyên gỗ, là những tiêu chí để đánh giá chất lượng rừng, đánh giá tuyển chọn giống, nghiên cứu những ảnh hưởng của các nhân tố môi trường, biện pháp kinh doanh. Tuy nhiên qua tìm hiểu các nghiên cứu về cây Gáo vàng trong nước tôi nhận thấy rằng nghiên cứu về sự biến đổi các tính chất co rút và tính chất giãn nỡ trên gỗ cây Gáo vàng được trồng ở Việt Nam thì chưa có nghiên cứu báo cáo nào tại Việt Nam. Vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi tính chất co rút và giãn nở trong thân cây Gáo vàng (Nauclea orientalis) trồng ở huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu”.
Mục tiêu nghiên cứu 1. Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu được sự biến đổi các tính chất liên quan đến độ ổn định kích thước gỗ bên trong thân cây Gáo vàng. Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu được sự biến đổi khối lượng riêng theo hướng từ tâm ra vỏ, từ gốc đến ngọn. - Nghiên cứu được sự biến đổi tính chất co rút và giãn nở theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn.
- Kiểm tra được mối tương quan giữa khối lượng riêng và độ co rút, giãn nở của gỗ. Ý nghĩa của việc nghiên cứu 1. Ý nghĩa trong học tập - Áp dụng được lý thuyết đã học vào thực tiễn và học hỏi thêm được những kiến thức bổ ích mới ngoài trường. - Củng cố được kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành cho bản thân phục vụ cho công việc sau này.
Tích lũy những kinh nghiệm cho công việc khi đi làm. - Rèn luyện về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ thực tế. Ý nghĩa khoa học - Qua nghiên cứu thực tiễn đề tài giúp ta làm quên 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 nhưng chuyên môn ngành, sau này có điều kiện tốt hơn để phục vụ công tác phát triển ngành nông lâm kết hợp trong khoa lâm nghiệp.
h 4 - 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. - Góp phần hoàn chỉnh dữ liệu trong nghiên cứu khoa học về nghiên cứu chuyên sâu loài cây Gáo vàng. - Kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học đánh giá được sự biến đổi tính chất vật lý, cơ học cây Gáo vàng.
Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được ảnh hưởng của môi trường đến sự co rút và giãn nở bên trong gỗ cây Gáo Vàng. - Đề xuất một số giải pháp kiến nghị về phương pháp, cách thức chế biến và bảo quản gỗ. - Nâng cao kiến thức thực tế của bản thân phục vụ cho công tác sau khi ra trường. h 5 PHẦN 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.
Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 2. Khối lượng riêng của gỗ Khối lượng riêng là cơ sở hợp lý cho việc đánh giá giá trị của gỗ trong những lĩnh vực sử dụng khác nhau. Khối lượng riêng có mối liên quan mật thiết với các tính chất vật lý, cơ học khác của gỗ. Khối lượng riêng liên quan chặt chẽ đến sức co giãn của gỗ, theo các chiều thớ khác nhau, ảnh hưởng của khối riêng là khác nhau.
Khối lượng riêng là nhân tố quan trọng đối với khả năng truyền nhiệt của gỗ, gỗ nặng có khả năng truyền nhiệt cao hơn gỗ nhẹ. Khối lượng riêng cũng ảnh hưởng tới độ cứng của gỗ, gỗ có khối lượng riêng càng lớn thì độ cứng càng cao đồng thời có khả năng chịu mài mòn cao. Khối lượng riêng của gỗ nặng hay nhẹ là do cấu tạo của gỗ quyết định, do đó khối lượng riêng có ảnh hưởng đến hầu hết các tính chất vật lý, cơ học của gỗ. Gỗ có khối lượng riêng thấp thì cường độ cơ học của gỗ cũng thấp.
Khối lượng riêng là một nhân tố quan trọng trong việc sử dụng nguyên liệu gỗ (Dương Văn Đoàn và Nguyễn Cảnh Mão, 2010) [3]. Tính chất co rút Đối với quá trình co rút từ gỗ tươi, ướt. Trong thực tế khi co dãn người ta dễ dàng nhận thấy rằng nó không đều theo 3 chiều. Sở dĩ có sự sai khác nhau về co dãn giữa hai chiều dọc thớ và ngang thớ là do sự sắp xếp tế bào và cấu trúc vách tế bào.
Trong thân cây đại bộ phận tế bào xếp dọc thân cây (ở gỗ lá rộng tổng cộng chiếm khoảng 90% thể tích) chỉ có tia gỗ là sắp xếp theo chiều ngang thân cây). Theo cấu trúc vách tế bào thì trong mỗi tế bào đại bộ phận các mixen sắp xếp song song với trục dọc tế bào. Như vậy ta rút ra một kết luận: trong cây đại bộ phận các mixen sắp xếp song song với trục dọc thân h 6 cây. Theo chiều ngang thớ, co dãn xuyên tâm nhỏ hơn theo chiều tiếp tuyến là do tia gỗ gây nên.
Các tế bào tia gỗ nằm vuông góc với trục dọc thân cây. Với mỗi tia gỗ thì co dãn ngang thớ là lớn hơn rất nhiều so với chiều dọc tia gỗ, chiều ngang tia gỗ chính là chiều tiếp tuyến của thân cây, chiều dọc tia gỗ là chiều xuyên tâm của thân cây. Sự chênh lệch co dãn theo ba chiều, nhất là theo hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến dễ gây nên biến hình, cong vênh, nứt nẻ (Dương Văn Đoàn và Nguyễn Cảnh Mão, 2010) [3]. Tính chất giãn nở Sức giãn nở của gỗ là năng lực hút lấy nước vào gỗ khi ngâm gỗ trong nước.
Tính chất giãn nở của gỗ được thể hiện ở độ hút nước. Độ hút nước, thời gian hút nước phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như khối lượng riêng, vị trí, chiều thớ, kích thước, nhiệt độ nước và độ ẩm ban đầu., trong đó yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất là khối lượng riêng. Khối lượng riêng càng lớn thì khả năng hút nước càng chậm, gỗ lõi hút nước chậm hơn gỗ giác. Mặt cắt xuyên tâm và mặt cắt tiếp tuyến của gỗ hút nước rất chậm.
Diện tích mặt cắt ngang càng lớn thì tố độ hút nước càng nhanh, ở nhiệt độ cao gỗ hút nước 16 nhanh nhưng không nhiều. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sức hút nước của gỗ là vấn đề có ý nghĩa thực tế trong kỹ thuật ngâm tẩm gỗ bằng hoá chất, dưới điều kiện áp suất thường. Gỗ hút nước làm thay đổi độ ẩm của gỗ, độ ẩm ảnh hưởng nhiều đến các tính chất vật lý và cơ học, đặc biệt trong giới hạn độ ẩm bão hoà thớ gỗ. Trong công nghệ cần phải chú ý đặc điểm này của gỗ để lựa chọn độ ẩm gỗ cho thích hợp.
Với loại gỗ có hút nước lớn, tốc độ hút nước nhanh, trong quá trình nấu bột giấy, dịch nấu dễ dàng thẩm thấu vào gỗ.