Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong bối cảnh nguồn tài nguyên gỗ rừng tự nhiên ngày càng khan hiếm, gỗ rừng trồng đã trở thành nguồn nguyên liệu thay thế chủ yếu phục vụ nhu cầu chế biến lâm sản và sản xuất đồ gỗ nội thất. Tuy nhiên, các loài cây rừng trồng mọc nhanh thường có tỷ trọng thấp, tỷ lệ gỗ non cao và tính ổn định kích thước kém. Sự thay đổi độ ẩm trong quá trình sử dụng dẫn đến hiện tượng hút, nhả ẩm không đồng đều theo các chiều thớ gỗ, gây ra các biến dạng như cong vênh, co rút, giãn nở hoặc nứt nẻ.
Cây Mỡ (Manglietia conifer Dandy, thuộc họ Mộc Lan - Magnoliaceae, nhóm IV theo bảng phân loại gỗ tạm thời của Việt Nam) là một trong những loài cây gỗ bản địa mọc nhanh chủ lực trong các chương trình trồng rừng kinh tế ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Gỗ Mỡ có màu trắng hoặc vàng nhạt, thớ thẳng, dăm mịn, thịt đều, dễ gia công cưa xẻ, chạm trổ và bắt đinh vít. Dù được sử dụng phổ biến làm cột, kèo, đồ mộc gia dụng, các dữ liệu thực nghiệm về sự biến đổi tính chất vật lý dọc theo chiều cao và theo bán kính thân cây Mỡ vẫn còn hạn chế. Do gỗ là vật liệu sinh học dị tính, việc khảo sát tính chất co rút và giãn nở tại các vị trí khác nhau trong thân cây là cơ sở để người sản xuất lựa chọn phương án gia công, sấy và bảo quản phù hợp.
Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể trong văn bản như sau:
- Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu sự biến đổi các tính chất liên quan đến độ ổn định kích thước gỗ của cây Mỡ.
- Mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu sự biến đổi khối lượng thể tích (KLTT) theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn.
- Nghiên cứu sự biến đổi tính chất co rút và giãn nở theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn.
- Kiểm tra mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất co rút, giãn nở của gỗ.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Sự biến đổi về khối lượng thể tích, tính chất co rút và giãn nở trên gỗ Mỡ khai thác từ rừng trồng ở cấp tuổi 10.
- Phạm vi không gian: Rừng trồng thuần loài cây Mỡ tại xã Dương Sơn, huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn.
- Phạm vi nội dung: Khảo sát các chỉ tiêu theo chiều xuyên tâm và tiếp tuyến tại 3 vị trí bán kính (10%, 50%, 90%) và 5 cấp chiều cao thân cây (0,3 m; 1,3 m; 2,3 m; 3,3 m; 4,3 m).
- Thời gian thực hiện: Từ ngày 01 tháng 01 năm 2019 đến ngày 30 tháng 05 năm 2019.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng
Nghiên cứu dựa trên các nguyên lý cơ bản của khoa học gỗ về cấu tạo giải phẫu và cơ chế tương tác giữa gỗ với ẩm:
- Tính chất hút ẩm và thoát ẩm: Nước trong vách tế bào thoát ra dưới điểm bão hòa thớ gỗ làm giảm khoảng cách giữa các sợi microfibril, dẫn đến sự co ngót thể tích. Ngược lại, khi hút nước, các phân tử nước xen vào giữa các mixen khiến vách tế bào phồng lên sinh ra hiện tượng giãn nở. Do khoảng 90% tế bào gỗ lá rộng xếp dọc trục thân và các tia gỗ xếp vuông góc theo phương xuyên tâm, mức độ biến dạng giữa chiều tiếp tuyến, xuyên tâm và dọc thớ có sự chênh lệch lớn.
- Khối lượng thể tích (KLTT): Được xác định ở trạng thái khô kiệt ($g/cm^3$), biểu thị tỷ lệ giữa khối lượng gỗ khô tuyệt đối và thể tích gỗ khô tuyệt đối. Đây là chỉ tiêu vật lý trung tâm ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cơ học và độ ổn định kích thước.
Tiêu chuẩn kỹ thuật và phương pháp thực nghiệm
Nghiên cứu áp dụng các Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) trong gia công và thử nghiệm cơ lý gỗ:
- TCVN 8048-2: 2009: Phương pháp xác định khối lượng thể tích gỗ ở trạng thái khô kiệt theo công thức:
$$\text{KLTT} = \frac{m}{V} \quad (g/cm^3)$$
Trong đó $m$ là khối lượng khô kiệt ($g$) và $V$ là thể tích mẫu khô kiệt ($cm^3$).
- TCVN 8048-13: 2009: Phương pháp xác định độ co rút theo phương xuyên tâm ($\alpha_{xt}$) và phương tiếp tuyến ($\alpha_{tt}$):
$$\alpha_{xt} = \frac{l_{xt1} - l_{xt2}}{l_{xt1}} \times 100 (%) \quad ; \quad \alpha_{tt} = \frac{l_{tt1} - l_{tt2}}{l_{tt1}} \times 100 (%)$$
Với $l_{xt1}, l_{tt1}$ là kích thước sau khi ngâm nước bão hòa; $l_{xt2}, l_{tt2}$ là kích thước sau khi sấy khô kiệt ở nhiệt độ $(103 \pm 2)^\circ C$.
- TCVN 8048-15: 2009: Phương pháp xác định độ giãn nở theo phương xuyên tâm ($\beta_{xt}$) và tiếp tuyến ($\beta_{tt}$):
$$\beta_{xt} = \frac{l_{xt4} - l_{xt3}}{l_{xt4}} \times 100 (%) \quad ; \quad \beta_{tt} = \frac{l_{tt4} - l_{tt3}}{l_{tt4}} \times 100 (%)$$
Với $l_{xt3}, l_{tt3}$ là kích thước đo ở trạng thái khô kiệt; $l_{xt4}, l_{tt4}$ là kích thước sau khi ngâm nước đến trạng thái bão hòa.
Dữ liệu và thiết bị nghiên cứu
- Mẫu thực vật: Khai thác 3 cây Mỡ 10 năm tuổi có thân thẳng, sinh trưởng bình thường, không khuyết tật sâu bệnh tại xã Dương Sơn, huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn.
- Cây 1: Đường kính $D_{1.3} = 27,0\text{ cm}$, Chiều cao vút ngọn $H_{vn} = 24,0\text{ m}$.
- Cây 2: Đường kính $D_{1.3} = 22,0\text{ cm}$, Chiều cao vút ngọn $H_{vn} = 24,5\text{ m}$.
- Cây 3: Đường kính $D_{1.3} = 31,5\text{ cm}$, Chiều cao vút ngọn $H_{vn} = 28,0\text{ m}$.
- Quy cách mẫu: Từ mỗi cây, cưa 5 khúc gỗ dài $50\text{ cm}$ tại các độ cao $0,3\text{ m}$; $1,3\text{ m}$; $2,3\text{ m}$; $3,3\text{ m}$ và $4,3\text{ m}$ (tổng cộng 15 khúc). Xẻ tấm ván dày $6\text{ cm}$ xuyên tâm, để khô tự nhiên trong 1 tháng. Cắt các mẫu kích thước $2 \times 2 \times 2\text{ cm}$ theo hướng Bắc tại 3 vị trí bán kính $10%$, $50%$ và $90%$ tính từ tâm ra vỏ. Mỗi vị trí lấy 4 mẫu đo co rút và 4 mẫu đo giãn nở. Tổng số mẫu thử nghiệm là 360 mẫu (180 mẫu co rút và 180 mẫu giãn nở).
- Thiết bị sử dụng: Thước panme cơ khí (độ chính xác $0,02\text{ mm}$), cân điện tử, tủ sấy chuyên dụng $(103 \pm 2)^\circ C$, bình hút ẩm chứa hạt hút ẩm, bình chứa nước cất.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Tác giả nêu bật tầm quan trọng của việc nghiên cứu tính chất co rút và giãn nở của gỗ rừng trồng nói chung và cây Mỡ nói riêng. Phần này xác định việc thiếu hụt các nghiên cứu cơ bản về sự biến đổi cơ lý gỗ theo các hướng không gian trong thân cây Mỡ đang gây trở ngại cho việc tối ưu hóa quy trình sấy và chế biến gỗ. Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc mô tả sự biến đổi của khối lượng thể tích, độ co rút, độ giãn nở và kiểm định mối tương quan giữa các thông số này.
Phần 2: Tổng quan nghiên cứu
Chương này tổng kết cơ sở lý thuyết về tính chất hút nước, thoát ẩm và khối lượng thể tích gỗ. Tổng quan tài liệu bao gồm các công trình nghiên cứu trên thế giới về phương pháp xử lý biến tính gỗ bằng nhiệt, hóa chất (PEG, nhựa polymer tổng hợp WPC) và các phương pháp xác định khối lượng thể tích mẫu nhỏ (Phillips, 1965; Suleyman Korkut, 2011).
Ở trong nước, tác giả điểm qua các nghiên cứu về tính chất gỗ Mỡ và Sa Mộc (Phạm Văn Chương, 2005), nâng cao chất lượng gỗ Mỡ bằng biến tính hóa học (Đào Xuân Thu, 2011), biến động độ co rút của Keo tai tượng và Keo lá tràm (Hoàng Thị Hiền và cs., 2016), biến đổi khối lượng thể tích gỗ Bạch đàn trắng (Nguyễn Quý Nam, 2006; Shichaleune Oudone và Nguyễn Văn Thiết, 2016), biến động tính chất gỗ Keo lai (Nguyễn Tử Kim, 2009), tính chất cơ lý gỗ Sa Mộc Dầu (Hồ Ngọc Sơn và Nguyễn Thị Tuyên, 2018), cùng nghiên cứu của Doan Van Duong và Junji Matsumura (2018) về tính chất biến đổi trong thân cây Xoan ta (Melia azedarach). Phần này cũng trình bày đặc tính thực vật học của loài Mỡ (Manglietia conifer Dandy).
Phần 3: Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết tiêu chuẩn chọn 3 cây gỗ mẫu, quy trình xẻ mẫu ván tâm, phương pháp chia tách mẫu nhỏ tại các tỷ lệ bán kính ($10%, 50%, 90%$) và các cấp chiều cao ($0,3\text{ m} \rightarrow 4,3\text{ m}$). Toàn bộ các bước sấy, ngâm mẫu, xác định kích thước bằng thước panme và công thức tính toán độ co rút, độ giãn nở, khối lượng thể tích khô kiệt theo các tiêu chuẩn TCVN 8048-2: 2009, TCVN 8048-13: 2009, TCVN 8048-15: 2009 được mô tả tuần tự và minh bạch.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu
Phần này trình bày các phát hiện thực nghiệm thông qua các bảng số liệu trung bình và đồ thị biểu diễn:
- Khối lượng thể tích khô kiệt trung bình của gỗ Mỡ đạt $0,41\text{ g/cm}^3$, có xu hướng tăng đều từ tâm ra vỏ ở tất cả các cấp chiều cao và tương đối ổn định dọc theo chiều cao thân cây.
- Độ co rút tiếp tuyến ($\alpha_{tt} = 4,42%$) cao hơn độ co rút xuyên tâm ($\alpha_{xt} = 3,72%$). Biến đổi độ co rút theo bán kính và chiều cao có xu hướng dao động không ổn định.
- Độ giãn nở tiếp tuyến ($\beta_{tt} = 4,19% - 4,20%$) lớn hơn độ giãn nở xuyên tâm ($\beta_{xt} = 3,58%$). Cả hai chỉ tiêu giãn nở đều có quy luật tăng dần từ tâm ra vỏ và tăng từ gốc lên ngọn.
- Phân tích hồi quy tương quan tuyến tính cho thấy khối lượng thể tích có mối tương quan thuận mức độ trung bình với độ giãn nở ($r = 0,41$ ở phương xuyên tâm và $r = 0,37$ ở phương tiếp tuyến, $p < 0,05$), trong khi không có tương quan có ý nghĩa thống kê với độ co rút ($r = 0,08$ và $r = 0,16$, $p > 0,05$).
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Tóm tắt các kết luận cốt lõi về quy luật biến thiên của khối lượng thể tích, độ co rút, độ giãn nở và các hệ số tương quan thực nghiệm. Đồng thời, tác giả đưa ra các kiến nghị về việc mở rộng nghiên cứu sang các lập địa khác và đề xuất trang bị thêm cơ sở vật chất phòng thí nghiệm.
Kết quả và đóng góp
Số liệu thực nghiệm chi tiết
1. Khối lượng thể tích khô kiệt (KLTT)
Khối lượng thể tích khô kiệt trung bình của gỗ Mỡ 10 tuổi tại Na Rì đạt giá trị trung bình chung là $0,41\text{ g/cm}^3$.
| Chỉ tiêu khảo sát |
Vị trí bán kính 10% |
Vị trí bán kính 50% |
Vị trí bán kính 90% |
Trung bình theo chiều cao |
| Chiều cao 0,3 m |
$0,37\text{ g/cm}^3$ |
$0,40\text{ g/cm}^3$ |
$0,44\text{ g/cm}^3$ |
$0,40\text{ g/cm}^3$ |
| Chiều cao 1,3 m |
$0,40\text{ g/cm}^3$ |
$0,41\text{ g/cm}^3$ |
$0,44\text{ g/cm}^3$ |
$0,42\text{ g/cm}^3$ |
| Chiều cao 2,3 m |
$0,38\text{ g/cm}^3$ |
$0,41\text{ g/cm}^3$ |
$0,42\text{ g/cm}^3$ |
$0,40\text{ g/cm}^3$ |
| Chiều cao 3,3 m |
$0,38\text{ g/cm}^3$ |
$0,41\text{ g/cm}^3$ |
$0,45\text{ g/cm}^3$ |
$0,41\text{ g/cm}^3$ |
| Chiều cao 4,3 m |
$0,37\text{ g/cm}^3$ |
$0,42\text{ g/cm}^3$ |
$0,44\text{ g/cm}^3$ |
$0,41\text{ g/cm}^3$ |
| Trung bình theo bán kính |
$0,38\text{ g/cm}^3$ |
$0,41\text{ g/cm}^3$ |
$0,44\text{ g/cm}^3$ |
$0,41\text{ g/cm}^3$ |
(Ghi chú: Thống kê trên nhóm mẫu đo giãn nở cũng cho kết quả tương đồng: bán kính 10% đạt $0,39\text{ g/cm}^3$; 50% đạt $0,41\text{ g/cm}^3$; 90% đạt $0,43\text{ g/cm}^3$; trung bình toàn cây đạt $0,41\text{ g/cm}^3$).
2. Tính chất co rút của gỗ Mỡ
- Độ co rút xuyên tâm ($\alpha_{xt}$): Giá trị trung bình đạt $3,72%$. Theo chiều bán kính từ tâm ra vỏ, độ co rút tại vị trí 10%, 50% và 90% lần lượt là $3,60%$; $3,81%$ và $3,75%$. Theo chiều cao từ 0,3 m đến 4,3 m, giá trị lần lượt là $3,70%$; $3,68%$; $3,83%$; $3,60%$ và $3,81%$. Xu hướng biến đổi không ổn định.
- Độ co rút tiếp tuyến ($\alpha_{tt}$): Giá trị trung bình đạt $4,42%$. Theo chiều bán kính tại 10%, 50% và 90% lần lượt là $4,50%$; $4,26%$ và $4,43%$. Theo chiều cao thân cây từ 0,3 m đến 4,3 m, giá trị lần lượt là $4,50%$; $4,26%$; $4,54%$; $4,38%$ và $4,39%$.
| Độ cao thân cây |
$\alpha_{xt}$ Bán kính 10% |
$\alpha_{xt}$ Bán kính 50% |
$\alpha_{xt}$ Bán kính 90% |
$\alpha_{xt}$ Trung bình |
$\alpha_{tt}$ Bán kính 10% |
$\alpha_{tt}$ Bán kính 50% |
$\alpha_{tt}$ Bán kính 90% |
$\alpha_{tt}$ Trung bình |
| 0,3 m |
3,65% |
3,53% |
3,92% |
3,70% |
4,90% |
4,25% |
4,69% |
4,50% |
| 1,3 m |
3,63% |
3,77% |
3,64% |
3,68% |
4,51% |
4,20% |
4,20% |
4,26% |
| 2,3 m |
3,67% |
3,94% |
3,87% |
3,83% |
4,62% |
4,71% |
4,60% |
4,54% |
| 3,3 m |
3,53% |
3,77% |
3,63% |
3,60% |
4,32% |
4,32% |
4,51% |
4,38% |
| 4,3 m |
3,67% |
4,06% |
3,70% |
3,81% |
4,77% |
4,24% |
4,15% |
4,39% |
| Trung bình |
3,60% |
3,81% |
3,75% |
3,72% |
4,50% |
4,26% |
4,43% |
4,42% |
3. Tính chất giãn nở của gỗ Mỡ
- Độ giãn nở xuyên tâm ($\beta_{xt}$): Giá trị trung bình đạt $3,58%$. Theo bán kính từ tâm ra vỏ (10%, 50%, 90%), độ giãn nở tăng dần: $3,37% \rightarrow 3,66% \rightarrow 3,71%$. Theo chiều cao (0,3 m $\rightarrow$ 4,3 m), giá trị tăng dần: $3,42% \rightarrow 3,59% \rightarrow 3,49% \rightarrow 3,73% \rightarrow 3,66%$.
- Độ giãn nở tiếp tuyến ($\beta_{tt}$): Giá trị trung bình tại các vị trí bán kính 10%, 50%, 90% lần lượt là $4,10%$; $4,21%$ và $4,25%$. Dọc theo chiều cao từ 0,3 m đến 4,3 m, giá trị tăng dần từ $4,09% \rightarrow 4,15% \rightarrow 4,14% \rightarrow 4,22% \rightarrow 4,32%$.
| Độ cao thân cây |
$\beta_{xt}$ Bán kính 10% |
$\beta_{xt}$ Bán kính 50% |
$\beta_{xt}$ Bán kính 90% |
$\beta_{xt}$ Trung bình |
$\beta_{tt}$ Bán kính 10% |
$\beta_{tt}$ Bán kính 50% |
$\beta_{tt}$ Bán kính 90% |
$\beta_{tt}$ Trung bình |
| 0,3 m |
3,13% |
3,62% |
3,51% |
3,42% |
3,80% |
4,11% |
4,36% |
4,09% |
| 1,3 m |
3,36% |
3,57% |
3,83% |
3,59% |
4,12% |
4,13% |
4,20% |
4,15% |
| 2,3 m |
3,31% |
3,54% |
3,61% |
3,49% |
4,10% |
4,18% |
4,14% |
4,14% |
| 3,3 m |
3,53% |
3,90% |
3,77% |
3,73% |
4,21% |
4,23% |
4,22% |
4,22% |
| 4,3 m |
3,51% |
3,66% |
3,82% |
3,66% |
4,27% |
4,38% |
4,32% |
4,32% |
| Trung bình |
3,37% |
3,66% |
3,71% |
3,58% |
4,10% |
4,21% |
4,25% |
4,19% |
4. Tương quan thống kê giữa KLTT và tính chất co giãn
- Khối lượng thể tích và Giãn nở xuyên tâm: Tương quan thuận mức trung bình ($r = 0,41; p < 0,05$).
- Khối lượng thể tích và Giãn nở tiếp tuyến: Tương quan thuận mức trung bình ($r = 0,37; p < 0,05$).
- Khối lượng thể tích và Co rút xuyên tâm: Không có tương quan tuyến tính ($r = 0,08; p > 0,05$).
- Khối lượng thể tích và Co rút tiếp tuyến: Không có tương quan tuyến tính ($r = 0,16; p > 0,05$).
Đóng góp học thuật và so sánh nghiên cứu
- Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chi tiết đầu tiên về quy luật biến đổi tính chất co rút và giãn nở 2 chiều (xuyên tâm, tiếp tuyến) dọc theo không gian thân cây Mỡ rừng trồng tại Na Rì, Bắc Kạn.
- So sánh với loài Xoan ta (Melia azedarach) của Doan Van Duong và Junji Matsumura (2018), gỗ Mỡ có khối lượng thể tích ($0,41\text{ g/cm}^3$) tương đương Xoan ta ($0,42 - 0,44\text{ g/cm}^3$) và đều có xu hướng tăng từ tâm ra vỏ. Tuy nhiên, độ co rút xuyên tâm của Xoan ta tăng đều theo bán kính, trong khi ở cây Mỡ dao động không ổn định (tăng ở khoảng 10-50% rồi giảm ở 90%).
- So sánh với loài Sa Mộc Dầu của Hồ Ngọc Sơn và Nguyễn Thị Tuyên (2018), độ giãn nở tiếp tuyến của gỗ Mỡ ($4,19% - 4,20%$) có xu hướng biến đổi và giá trị tương đương với Sa Mộc Dầu ($3,28% - 3,73%$).
- Xác lập cơ sở định lượng cho thấy có thể sử dụng khối lượng thể tích để ước lượng độ giãn nở của gỗ Mỡ mà không cần thực hiện các phép đo giãn nở phức tạp, nhưng không thể dùng để dự báo độ co rút.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Dựa trên các nội dung tác giả đã trình bày:
- Hạn chế về dung lượng mẫu và phạm vi địa lý: Khóa luận chỉ thực hiện thu thập mẫu trên 3 cây gỗ Mỡ thuộc một cấp tuổi duy nhất (10 năm tuổi) tại một địa điểm khảo sát cụ thể là xã Dương Sơn, huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn, chưa mở rộng ra các vùng lập địa và các cấp tuổi khai thác khác.
- Hạn chế về trang thiết bị thí nghiệm: Cơ sở vật chất và dụng cụ phòng thí nghiệm còn thiếu thốn, chưa có phòng bảo quản mẫu chuyên dụng để kiểm soát tuyệt đối môi trường nhiệt ẩm trong quá trình làm thực nghiệm.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Mở rộng phạm vi nghiên cứu thực nghiệm trên cây Mỡ tại nhiều khu vực rừng trồng có điều kiện khí hậu, lập địa và độ tuổi khác nhau.
- Tiến hành khảo sát thêm các chỉ tiêu co rút, giãn nở trên nhiều loài cây gỗ rừng trồng mọc nhanh khác nhằm hoàn thiện cơ sở dữ liệu khoa học gỗ.
- Tăng cường đầu tư trang thiết bị, phòng chứa mẫu thí nghiệm và các thiết bị đo kiểm độ chính xác cao phục vụ nghiên cứu chuyên sâu.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là nguồn tài liệu tham khảo thực nghiệm phục vụ các nhóm đối tượng:
- Sinh viên và học viên ngành Lâm nghiệp, Nông lâm kết hợp, Chế biến lâm sản: Cung cấp tài liệu tham khảo về quy trình xẻ mẫu thực nghiệm, phương pháp bố trí mẫu thử theo bán kính và chiều cao thân cây, cũng như cách áp dụng các tiêu chuẩn quốc gia (TCVN 8048-2: 2009, TCVN 8048-13: 2009, TCVN 8048-15: 2009) để xác định các chỉ tiêu cơ lý của gỗ.
- Các nhà nghiên cứu về khoa học gỗ và công nghệ vật liệu: Sử dụng các thông số khối lượng thể tích ($0,41\text{ g/cm}^3$), tỷ lệ co rút ($\alpha_{xt} = 3,72%; \alpha_{tt} = 4,42%$) và giãn nở ($\beta_{xt} = 3,58%; \beta_{tt} = 4,19%$) làm số liệu so sánh khi nghiên cứu tính chất gỗ mọc nhanh hoặc phát triển công nghệ biến tính gỗ.
- Kỹ sư và cơ sở chế biến gỗ: Phần số liệu chênh lệch giữa co rút tiếp tuyến và co rút xuyên tâm là cơ sở thực tế để tính toán chế độ sấy, xây dựng lượng dư gia công cưa xẻ và lựa chọn vị trí phôi gỗ thích hợp nhằm hạn chế nứt nẻ, cong vênh trong sản xuất ván ghép thanh và đồ mộc gia dụng.
Câu hỏi thường gặp
1. Kích thước và số lượng mẫu gỗ được chế tạo trong khóa luận là bao nhiêu?
Khóa luận sử dụng các mẫu thử có kích thước chuẩn $2\text{ cm (xuyên tâm)} \times 2\text{ cm (tiếp tuyến)} \times 2\text{ cm (dọc thớ)}$. Tổng cộng có 360 mẫu được lấy từ 3 cây Mỡ (mỗi cây lấy 5 khúc tại các độ cao $0,3\text{ m}$; $1,3\text{ m}$; $2,3\text{ m}$; $3,3\text{ m}$ và $4,3\text{ m}$), bao gồm 180 mẫu đo co rút và 180 mẫu đo giãn nở phân bố tại các vị trí $10%$, $50%$ và $90%$ bán kính thân cây.
2. Khối lượng thể tích khô kiệt của gỗ Mỡ biến đổi như thế nào trong thân cây?
Khối lượng thể tích khô kiệt trung bình của gỗ Mỡ đạt $0,41\text{ g/cm}^3$. Theo chiều bán kính từ tâm ra vỏ, khối lượng thể tích tăng dần từ $0,38\text{ g/cm}^3$ (vị trí 10%) lên $0,41\text{ g/cm}^3$ (vị trí 50%) và đạt $0,44\text{ g/cm}^3$ (vị trí 90%). Theo chiều cao thân cây từ gốc đến ngọn ($0,3\text{ m} \rightarrow 4,3\text{ m}$), khối lượng thể tích tương đối ổn định, dao động trong khoảng $0,40 - 0,42\text{ g/cm}^3$.
3. Tỷ lệ co rút và giãn nở giữa phương tiếp tuyến và phương xuyên tâm có sự chênh lệch ra sao?
Cả tính chất co rút và giãn nở của gỗ Mỡ đều có giá trị theo phương tiếp tuyến lớn hơn phương xuyên tâm:
- Độ co rút tiếp tuyến trung bình là $4,42%$, cao hơn độ co rút xuyên tâm ($3,72%$).
- Độ giãn nở tiếp tuyến trung bình là $4,19% - 4,20%$, cao hơn độ giãn nở xuyên tâm ($3,58%$).
4. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất co rút, giãn nở được thể hiện như thế nào?
Khối lượng thể tích có mối tương quan thuận mức độ trung bình và có ý nghĩa thống kê với độ giãn nở xuyên tâm ($r = 0,41; p < 0,05$) và độ giãn nở tiếp tuyến ($r = 0,37; p < 0,05$). Ngược lại, khối lượng thể tích không có mối tương quan có ý nghĩa thống kê với độ co rút xuyên tâm ($r = 0,08; p > 0,05$) và độ co rút tiếp tuyến ($r = 0,16; p > 0,05$).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Việt Ánh đã xác định được các chỉ tiêu vật lý cơ bản và quy luật biến thiên của khối lượng thể tích, tính chất co rút và giãn nở trong thân cây Mỡ 10 tuổi tại huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn. Kết quả thực nghiệm cho thấy khối lượng thể tích khô kiệt trung bình đạt $0,41\text{ g/cm}^3$, biến dạng tiếp tuyến luôn lớn hơn biến dạng xuyên tâm ở cả hai quá trình co rút và giãn nở. Nghiên cứu chỉ ra mối tương quan thuận giữa khối lượng thể tích và độ giãn nở của gỗ, cung cấp cơ sở khoa học thực chứng phục vụ công tác tuyển chọn giống, tối ưu hóa công nghệ sấy và nâng cao hiệu quả chế biến sử dụng gỗ Mỡ rừng trồng.
