Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván sàn engineering

Tỷ lệ kết cấu ảnh hưởng sâu sắc chất lượng ván sàn công nghiệp. Hiểu rõ các yếu tố quyết định độ bền, ổn định và thẩm mỹ cho không gian.

• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Chế biến lâm sản
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp dạng Engineering Flooring
• Loại tài liệu: Đề tài nghiên cứu

Tóm tắt

I. Bí quyết tối ưu tỷ lệ kết cấu cho chất lượng ván sàn gỗ

Ván sàn gỗ công nghiệp, đặc biệt là dòng sàn gỗ kỹ thuật (engineering wood flooring), đã trở thành lựa chọn ưu việt trong các không gian nội thất hiện đại nhờ tính thẩm mỹ cao và nhiều ưu điểm vượt trội. Tuy nhiên, chất lượng và độ bền của sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào một yếu tố kỹ thuật then chốt: tỷ lệ kết cấu. Đây là tỷ lệ giữa tổng chiều dày của các lớp bề mặt so với tổng chiều dày của toàn bộ tấm ván. Việc hiểu đúng và tối ưu hóa tỷ lệ này là chìa khóa để tạo ra những sản phẩm có độ ổn định kích thước cao, chống cong vênh và đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng sàn gỗ khắt khe nhất. Một cấu trúc cân bằng không chỉ giúp triệt tiêu nội ứng suất phát sinh do sự thay đổi của môi trường mà còn cải thiện đáng kể các đặc tính cơ học như khả năng chịu lực và độ cứng. Nghiên cứu này tập trung phân tích sâu vào ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu, sử dụng gỗ Bồ đề cho lớp mặt và gỗ Keo lá tràm cho lớp lõi, nhằm tìm ra một công thức cấu trúc hợp lý. Thông qua các phương pháp thí nghiệm vật liệu chuẩn hóa, nghiên cứu sẽ cung cấp những dữ liệu khoa học chính xác, làm cơ sở để đề xuất các thông số kỹ thuật sàn gỗ tối ưu cho các nhà sản xuất, góp phần nâng cao giá trị và tuổi thọ cho sản phẩm ván sàn gỗ công nghiệp dạng engineering flooring tại thị trường Việt Nam.

1.1. Khái niệm sàn gỗ kỹ thuật engineering wood flooring

Sàn gỗ kỹ thuật hay engineering wood flooring là một loại vật liệu lát sàn đa lớp, được thiết kế để tối ưu hóa các đặc tính của gỗ tự nhiên và khắc phục những nhược điểm của nó. Về cơ bản, đây là một dạng vật liệu composite gỗ tiên tiến. Không giống như sàn gỗ tự nhiên (solid wood) được làm từ một khối gỗ đặc, cấu tạo sàn gỗ engineering bao gồm nhiều lớp vật liệu khác nhau được ép lại với nhau dưới áp suất và nhiệt độ cao. Cấu trúc này thường có từ 3 đến nhiều lớp, mang lại sự ổn định vượt trội. Các lớp này được sắp xếp một cách có chủ đích để triệt tiêu các ứng suất nội tại, giúp ván sàn có khả năng chống co ngót và cong vênh tốt hơn đáng kể khi đối mặt với sự thay đổi của độ ẩm và nhiệt độ môi trường. Nhờ cấu trúc đặc biệt này, sàn gỗ engineering có thể được lắp đặt ở nhiều khu vực mà sàn gỗ tự nhiên không phù hợp, chẳng hạn như tầng hầm hoặc những nơi có độ ẩm cao.

1.2. Cấu trúc ván sàn gỗ công nghiệp và vai trò các lớp

Một tấm ván sàn gỗ công nghiệp dạng engineering flooring điển hình có cấu trúc gồm ba phần chính. Lớp trên cùng là lớp veneer bề mặt, được làm từ gỗ tự nhiên quý như Sồi, Óc chó, hoặc trong nghiên cứu này là gỗ Bồ đề. Độ dày lớp gỗ tự nhiên này quyết định tính thẩm mỹ, cảm quan và khả năng làm mới bề mặt của sàn. Lớp này thường được phủ thêm các lớp sơn UV để tăng cường khả năng chống mài mòn bề mặt. Lớp giữa, hay còn gọi là lớp lõi, là phần dày nhất và quyết định đến sự ổn định của tấm ván. Lớp lõi có thể được làm từ lõi HDF (High-Density Fiberboard) hoặc lõi Plywood (gỗ dán), được tạo thành từ nhiều lớp gỗ mỏng xếp vuông góc với nhau. Lớp dưới cùng là lớp đáy cân bằng, thường làm từ cùng loại gỗ với lớp veneer mặt nhưng chất lượng thấp hơn, có tác dụng tạo sự đối xứng, cân bằng lực và tăng cường khả năng chống ẩm từ nền nhà. Mỗi lớp đều có một vai trò riêng, và sự kết hợp hài hòa giữa chúng tạo nên một sản phẩm hoàn chỉnh với độ bền ván sàn cao.

II. Thách thức lớn nhất Cong vênh độ bền ván sàn gỗ

Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm, ván sàn gỗ công nghiệp vẫn phải đối mặt với những thách thức cố hữu, trong đó nổi bật nhất là hiện tượng cong vênh, co ngót và bong tách lớp. Những khuyết tật này không chỉ làm mất đi tính thẩm mỹ mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và an toàn trong quá trình sử dụng. Nguyên nhân chính của các vấn đề này đến từ cấu trúc ván sàn gỗ công nghiệp không được tối ưu. Khi tỷ lệ kết cấu giữa lớp mặt và lớp lõi không hợp lý, sản phẩm sẽ mất đi tính đối xứng, tạo ra sự chênh lệch về ứng suất kéo và nén giữa các lớp khi môi trường thay đổi. Tác động của độ ẩm là yếu tố bên ngoài lớn nhất, khiến các lớp gỗ co giãn không đồng đều, dẫn đến hiện tượng ván bị uốn cong. Bên cạnh đó, chất lượng của vật liệu thành phần như lớp veneer bề mặt hay lớp lõi, cùng với loại chất kết dính được sử dụng (ví dụ keo E0, E1) cũng đóng vai trò quan trọng. Việc không tuân thủ quy trình sản xuất ván sàn nghiêm ngặt và thiếu các chứng nhận chất lượng ván sàn uy tín cũng là nguyên nhân khiến sản phẩm không đạt được độ ổn định kích thước và độ bền ván sàn như mong đợi. Giải quyết triệt để các thách thức này đòi hỏi một sự hiểu biết sâu sắc về vật liệu và một phương pháp tiếp cận khoa học trong việc thiết kế cấu trúc sản phẩm.

2.1. Hiện tượng co ngót và cong vênh ở ván sàn công nghiệp

Hiện tượng chống co ngót và chống cong vênh là hai trong số những yêu cầu kỹ thuật quan trọng nhất đối với ván sàn gỗ công nghiệp. Nguyên nhân gốc rễ của sự cong vênh xuất phát từ bản chất không đồng nhất và dị hướng của gỗ. Khi độ ẩm trong không khí thay đổi, các thớ gỗ sẽ hấp thụ hoặc giải phóng hơi nước, dẫn đến sự giãn nở hoặc co lại. Nếu cấu trúc ván sàn gỗ công nghiệp không được thiết kế đối xứng, sự co giãn này sẽ không đồng đều giữa các lớp. Lớp mặt và lớp đáy sẽ tạo ra những lực kéo, nén đối nghịch nhau, gây ra nội ứng suất bên trong tấm ván. Khi nội ứng suất này vượt quá giới hạn cho phép, ván sàn sẽ bị biến dạng, cong lên ở các cạnh hoặc lõm xuống ở giữa. Đây là khuyết tật phổ biến và ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng, gây khó khăn cho việc lắp đặt và làm giảm tuổi thọ của sàn.

2.2. Tác động của độ ẩm và môi trường đến độ ổn định

Tác động của độ ẩm là yếu tố môi trường hàng đầu ảnh hưởng đến độ ổn định kích thước của sàn gỗ. Gỗ là một vật liệu hút ẩm tự nhiên, do đó, sự thay đổi độ ẩm tương đối của không khí sẽ trực tiếp làm thay đổi độ ẩm của ván sàn. Trong điều kiện thời tiết nồm ẩm, ván sẽ giãn nở; ngược lại, khi thời tiết hanh khô, ván sẽ co lại. Nếu sự thay đổi này diễn ra đột ngột và biên độ lớn, nó sẽ gây áp lực lên các mối liên kết keo và cấu trúc của ván. Một sản phẩm sàn gỗ kỹ thuật chất lượng cao phải có khả năng hạn chế tối đa sự thay đổi kích thước này. Điều này đạt được thông qua việc lựa chọn vật liệu lõi có độ ổn định cao như lõi Plywood hoặc HDF chịu ẩm, sử dụng lớp đáy cân bằng hiệu quả, và quan trọng nhất là một tỷ lệ kết cấu hợp lý để các lực co giãn có thể tự triệt tiêu lẫn nhau.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ kết cấu ván sàn

Để xác định tỷ lệ kết cấu tối ưu, một phương pháp nghiên cứu khoa học và bài bản là điều bắt buộc. Nghiên cứu này áp dụng hai phương pháp chính: phương pháp kế thừa và phương pháp thực nghiệm. Phương pháp kế thừa bao gồm việc tổng quan các tài liệu, công trình nghiên cứu trước đó và các tiêu chuẩn chất lượng sàn gỗ quốc tế, điển hình là Tiêu chuẩn Nông nghiệp Nhật Bản JAS – SE – 7. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tỷ lệ kết cấu hợp lý thường nằm trong khoảng 30-40%. Dựa trên cơ sở này, nghiên cứu tiến hành khoanh vùng thực nghiệm với 5 mức tỷ lệ kết cấu: 30%, 32,5%, 35%, 37,5% và 40%. Phương pháp thực nghiệm là trọng tâm, trong đó các mẫu ván sàn với các tỷ lệ kết cấu khác nhau được sản xuất trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát chặt chẽ. Nguyên liệu chính bao gồm gỗ Keo lá tràm làm ván lõi và gỗ Bồ đề làm ván mặt. Các thông số kỹ thuật sàn gỗ như độ ẩm vật liệu, chế độ ép, và loại keo sử dụng được cố định để đảm bảo chỉ có yếu tố tỷ lệ kết cấu là biến số duy nhất. Sau đó, các mẫu sẽ được kiểm tra chất lượng dựa trên các chỉ tiêu quan trọng nhất.

3.1. Phương pháp kế thừa các tiêu chuẩn chất lượng sàn gỗ

Nghiên cứu bắt đầu bằng việc kế thừa và phân tích các tài liệu khoa học, các công trình đã được công bố trong và ngoài nước về ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng vật liệu composite gỗ. Đồng thời, các tiêu chuẩn chất lượng sàn gỗ quốc tế như JAS – SE – 7 (Japanese Agricultural Standards for Engineering Flooring) được sử dụng làm kim chỉ nam để xác định các chỉ tiêu chất lượng cần kiểm tra và ngưỡng giá trị cho phép. Tiêu chuẩn này quy định rõ các yêu cầu về kích thước, độ cong vênh, độ võng, và đặc biệt là yêu cầu tổng chiều dày các lớp phủ mặt không được nhỏ hơn 1/3 tổng chiều dày sản phẩm. Việc kế thừa này giúp xây dựng một nền tảng lý thuyết vững chắc, xác định được khoảng nghiên cứu hợp lý (30-40%) và lựa chọn các phương pháp thí nghiệm vật liệu phù hợp, tiết kiệm thời gian và nguồn lực cho giai đoạn thực nghiệm.

3.2. Quy trình thực nghiệm và các thông số kỹ thuật sàn gỗ

Quy trình sản xuất ván sàn trong phòng thí nghiệm được mô phỏng theo quy trình công nghiệp nhưng được kiểm soát nghiêm ngặt. Gỗ Keo lá tràm được xử lý để làm ván lõi và gỗ Bồ đề được bóc thành các lớp ván mặt có độ dày khác nhau. Các thông số kỹ thuật sàn gỗ quan trọng được cố định bao gồm: chiều dày tổng thể của sản phẩm là 15mm, độ ẩm vật liệu từ 8-12%, chất kết dính là keo Synteko 1911/1999 (một loại keo EPI không chứa formaldehyde), áp suất ép 1.6 MPa và thời gian ép 60 phút ở nhiệt độ phòng. Năm nhóm mẫu được tạo ra, mỗi nhóm tương ứng với một tỷ lệ kết cấu từ 30% đến 40%. Việc cố định các yếu tố khác đảm bảo rằng mọi sự khác biệt về chất lượng quan sát được giữa các nhóm mẫu đều là kết quả trực tiếp từ sự thay đổi của tỷ lệ kết cấu.

3.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ võng độ bền và bong tách

Chất lượng của các mẫu ván sàn được đánh giá thông qua bốn chỉ tiêu chính. Thứ nhất là độ cong vênh, được đo theo cả ba phương: bề mặt, chiều dài và chiều rộng để đánh giá độ ổn định kích thước. Thứ hai là độ võng do uốn, một chỉ số phản ánh độ cứng và khả năng chịu lực của ván. Thứ ba là độ bền ván sàn, được kiểm tra thông qua chỉ tiêu độ bong tách màng keo sau chu trình ngâm nước nóng và sấy khô, mô phỏng điều kiện sử dụng khắc nghiệt. Chỉ tiêu này đánh giá chất lượng liên kết giữa các lớp vật liệu. Cuối cùng là khối lượng thể tích, một đặc tính vật lý cơ bản của sản phẩm. Các phép đo được thực hiện trên nhiều mẫu cho mỗi nhóm và số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.

IV. Kết quả thực nghiệm về tỷ lệ kết cấu ván sàn tối ưu

Kết quả từ các phương pháp thí nghiệm vật liệu đã cung cấp những bằng chứng rõ ràng về ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến các chỉ tiêu chất lượng quan trọng của ván sàn gỗ công nghiệp. Phân tích dữ liệu cho thấy một xu hướng nhất quán: khi tỷ lệ kết cấu (R) tăng từ 30% lên 40%, các đặc tính của ván sàn được cải thiện một cách đáng kể. Cụ thể, độ cong vênh trên cả ba phương diện (bề mặt, chiều dài, chiều rộng) đều giảm rõ rệt. Điều này khẳng định giả thuyết rằng một cấu trúc có xu hướng đối xứng hơn (khi lớp mặt và lớp đáy có chiều dày gần bằng nhau) sẽ giúp triệt tiêu hiệu quả nội ứng suất, từ đó tăng cường độ ổn định kích thước. Tương tự, độ võng do uốn cũng giảm khi tỷ lệ kết cấu tăng, cho thấy ván sàn trở nên cứng chắc và có khả năng chịu lực tốt hơn. Điều này là do việc tăng chiều dày của các lớp mặt (gỗ Bồ đề) giúp tăng mô đun đàn hồi tổng thể của sản phẩm. Độ bong tách màng keo cũng có xu hướng giảm nhẹ, chứng tỏ một cấu trúc cân bằng hơn cũng góp phần cải thiện độ bền ván sàn trong điều kiện môi trường thay đổi. Đáng chú ý, tỷ lệ kết cấu không ảnh hưởng đến khối lượng thể tích của sản phẩm, yếu tố này chủ yếu phụ thuộc vào loại nguyên liệu và áp suất ép.

4.1. Phân tích kết quả độ cong vênh theo các tỷ lệ

Kết quả đo lường cho thấy, khi tỷ lệ kết cấu tăng từ R=30% lên R=40%, độ cong vênh theo bề mặt ván giảm từ 0,08% xuống 0,05%; độ cong vênh theo chiều dài giảm từ 0,08% xuống 0,05%; và độ cong vênh theo chiều rộng giảm mạnh nhất, từ 0,24% xuống chỉ còn 0,11%. Sự cải thiện này là do khi tăng tỷ lệ kết cấu, chiều dày của lớp đáy cân bằng cũng tăng lên, tiến gần hơn đến chiều dày của lớp mặt, tạo ra một cấu trúc có tính đối xứng cao hơn. Cấu trúc đối xứng này giúp các lực co ngót và giãn nở do tác động của độ ẩm được cân bằng và triệt tiêu lẫn nhau, qua đó giảm thiểu biến dạng và đảm bảo sản phẩm phẳng hơn. Kết quả này chứng minh tầm quan trọng của việc thiết kế một cấu trúc ván sàn gỗ công nghiệp cân bằng để đạt được khả năng chống cong vênh tối ưu.

4.2. So sánh khả năng chịu lực và độ võng do uốn

Chỉ tiêu độ võng do uốn phản ánh độ cứng của ván sàn. Thực nghiệm cho thấy khi tỷ lệ kết cấu R tăng từ 30% đến 40%, độ võng trung bình giảm từ 1,07 mm xuống còn 0,76 mm. Điều này có nghĩa là ván sàn trở nên cứng hơn và có khả năng chịu lực tốt hơn. Lý giải cho hiện tượng này nằm ở lý thuyết sức bền vật liệu. Khi một tấm ván chịu uốn, các lớp vật liệu càng xa trục trung hòa thì càng chịu ứng suất lớn. Bằng cách tăng chiều dày của các lớp mặt (tăng tỷ lệ kết cấu), chúng ta đã tăng cường vật liệu ở những vùng chịu lực chính, qua đó tăng mô đun đàn hồi uốn tĩnh của toàn bộ tấm ván. Một ván sàn có độ võng thấp sẽ mang lại cảm giác chắc chắn hơn khi đi lại và có khả năng chịu tải trọng tốt hơn trong quá trình sử dụng lâu dài.

4.3. Đánh giá độ bong tách màng keo trong thí nghiệm

Độ bền ván sàn được thể hiện qua khả năng chống bong tách của màng keo. Kết quả thí nghiệm cho thấy độ bong tách giảm nhẹ từ 15,09% ở tỷ lệ R=30% xuống còn 14,48% ở tỷ lệ R=40%. Mặc dù sự thay đổi không lớn, nó vẫn cho thấy một xu hướng tích cực. Nguyên nhân là do một cấu trúc cân bằng hơn giúp giảm sự chênh lệch về mức độ co giãn giữa các lớp gỗ khi ngâm trong nước và sấy khô, từ đó giảm áp lực tác động lên màng keo. Chất lượng liên kết giữa các lớp, đặc biệt là giữa lớp veneer bề mặt và lõi Plywood (hoặc lõi gỗ xẻ trong nghiên cứu này), là yếu tố sống còn quyết định tuổi thọ của sản phẩm. Việc sử dụng keo chất lượng cao như keo E0, E1 kết hợp với một cấu trúc đối xứng sẽ là giải pháp toàn diện để nâng cao độ bền dán dính.

V. Kết luận Hướng đi cho ngành sản xuất ván sàn gỗ

Nghiên cứu đã khẳng định một cách khoa học rằng tỷ lệ kết cấu là một yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của ván sàn gỗ công nghiệp dạng engineering flooring. Dựa trên kết quả phân tích và thực nghiệm, có thể kết luận rằng trong khoảng nghiên cứu từ 30% đến 40%, tỷ lệ kết cấu càng cao thì các chỉ tiêu chất lượng quan trọng như chống cong vênh, khả năng chịu lực (thể hiện qua độ võng do uốn) và độ bền dán dính càng được cải thiện. Tỷ lệ kết cấu R=40% cho kết quả tối ưu nhất trong tất cả các mức thí nghiệm, với các chỉ số cong vênh và độ võng thấp nhất. Kết quả này cung cấp một cơ sở khoa học vững chắc cho các nhà sản xuất trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất ván sàn. Việc áp dụng một tỷ lệ kết cấu hợp lý, tiến gần đến mức 40%, sẽ giúp tạo ra các sản phẩm sàn gỗ kỹ thuật có độ ổn định kích thước cao, bền bỉ và đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng sàn gỗ ngày càng khắt khe của thị trường. Hướng đi trong tương lai cho ngành công nghiệp này không chỉ là tối ưu hóa cấu trúc mà còn là tiếp tục nghiên cứu các loại vật liệu composite gỗ mới, các loại chất kết dính thân thiện với môi trường hơn như keo E0, và phát triển các công nghệ sản xuất tiên tiến để nâng cao hơn nữa chất lượng sản phẩm.

5.1. Tổng hợp tỷ lệ kết cấu hợp lý 34 40 từ nghiên cứu

Từ các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước được tổng hợp, cùng với dữ liệu thực nghiệm của đề tài, khoảng tỷ lệ kết cấu hợp lý cho sàn gỗ kỹ thuật được xác định là từ 34% đến 40%. Trong đó, các công trình trước đây của Lê Văn An và Phạm Văn Chương (2009) cũng đã kết luận tỷ lệ hợp lý là 34-40%. Kết quả của nghiên cứu này đã củng cố và xác thực lại kết luận đó. Ở mức tỷ lệ 40%, sản phẩm đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa các đặc tính kỹ thuật: độ ổn định kích thước cao, độ cứng vượt trội và độ bền dán dính đảm bảo. Đây là thông số quan trọng mà các doanh nghiệp sản xuất có thể tham khảo để cải tiến thiết kế sản phẩm của mình, nhằm tạo ra những dòng ván sàn gỗ công nghiệp chất lượng cao, có khả năng cạnh tranh tốt hơn trên thị trường.

5.2. Ứng dụng thực tiễn trong quy trình sản xuất ván sàn

Kết quả nghiên cứu có giá trị ứng dụng thực tiễn cao. Các nhà sản xuất có thể trực tiếp áp dụng tỷ lệ kết cấu tối ưu (R=40%) vào quy trình sản xuất ván sàn của mình. Cụ thể, với ván sàn dày 15mm, cấu trúc có thể được thiết kế với độ dày lớp gỗ tự nhiên bề mặt và lớp cân bằng lực có tổng chiều dày khoảng 6mm, và lớp lõi dày 9mm. Việc điều chỉnh này không đòi hỏi thay đổi lớn về máy móc thiết bị mà chủ yếu là tối ưu hóa khâu chuẩn bị nguyên liệu và sắp xếp cấu trúc ván. Áp dụng tỷ lệ này sẽ giúp giảm thiểu tỷ lệ sản phẩm lỗi do cong vênh, nâng cao chất lượng đồng đều của sản phẩm, và cuối cùng là xây dựng uy tín thương hiệu thông qua việc cung cấp các sản phẩm đạt chứng nhận chất lượng ván sàn và có độ bền ván sàn vượt trội.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ván sàn công nghiệp ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn trong nội thất gia đình, văn phòng, công sở,. Xã hội càng phát triển, đòi hỏi của con người về chất lượng cuộc sống, tính thẩm mỹ cao hơn, đồng thời thúc đẩy việc phát triển ván sàn công nghiệp. Với những tính năng ưu việt mà sàn gỗ tự nhiên không có được và sự sang trọng, ấm cúng mà sàn đá hay gạch không có được thì ván sàn gỗ công nghiệp đã trở thành một vật liệu lát sàn có thể thay thế cho các loại vật liệu khác. Ván sàn công nghiệp hiện nay thường là loại ván sàn sử dụng các loại ván nhân tạo làm lõi, có phủ mặt bằng loại gỗ, ván lạng, ván bóc, giấy trang sức hoặc tre nứa., có chất lượng tốt để nâng cao chất lượng bề mặt, và phía dưới được dán một lớp giấy cân bằng lực, chống ẩm.

Ván sàn công nghiệp có nhiều ưu điểm như ván sàn làm bằng gỗ tự nhiên: Cách âm, cách nhiệt, bề mặt không bị đọng nước, vân thớ đẹp, thân thiện với con người và môi trường. Con người có thể nằm ngủ trực tiếp trên sàn mà không ảnh hưởng sức khoẻ.hơn thế, chúng ta có thể tạo ra dược nhiều loại vân thớ, màu sắc khác nhau theo ý muốn sử dụng. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng ván sàn công nghiệp cũng có những khuyết tật như: Cong vênh, mài mòn, bong tách màng keo khi độ ẩm môi trường thay đổi. ảnh hưởng lớn đến chất lượng, quá trình lắp ghép, giá thành sản phẩm.

Hiện nay có nhiều biện pháp để làm tăng chất lượng của sản phẩm ván sàn công nghiệp như: Biện pháp về chế độ ép, nguyên liệu, tỷ lệ kết cấu, biến tính,.trong đó tỷ lệ kết cấu là một yếu quan trọng ảnh hưởng lớn đến chất lượng ván, nếu tỷ lệ kết cấu không hợp lý thì ván sẽ rất dễ bị cong vênh sau một thời gian sử dụng. Đây cũng là khuyết tật chủ yếu của ván sàn hiện nay, 1 Phương pháp xác định cấu trúc hợp lý sẽ làm giảm hoặc triệt tiêu nội ứng suất và làm tăng tính chất cơ học cho ván. Để góp phần nâng cao chất lượng của ván sàn công nghiệp, tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp dạng Engineering Flooring”. 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.

Khái niệm ván sàn gỗ công nghiệp [14] Ván sàn gỗ công nghiệp là loại ván sử dụng nguyên nền tảng là gỗ xẻ, ván bóc,ván lạng, gỗ dán ván mỏng. Ván được sử dụng chủ yếu trong xây dựng và kỹ thuật. Nói rõ hơn ván sàn công nghiệp có cấu tạo 3 lớp, lớp giữa được làm từ gỗ xẻ (có thể là ván ghép thanh hoặc gỗ nguyên) và 2 lớp mặt là 2 lớp vật liệu mỏng. Công nghệ sản xuất ván sàn công nghiệp chú trọng vào vật liệu dán phủ bề mặt.

Một lớp vật liệu mỏng ở bên trên có tác dụng bảo vệ và trang sức cho lớp lõi, một lớp vật liệu khác ở lớp dưới có tác dụng chống hút ẩm và chống sự cong vênh. Tổng chiều dày các lớp ván mặt không nhỏ hơn 1/3 chiều dày sản phẩm. Với những tính năng ưu việt của ván sàn công nghiệp, chống chịu được tác dụng của môi truờng như chống ẩm, chống xước, nấm mốc, mối mọt,. đem lại sự ấm cúng và sang trọng cho mọi không gian nội thất.

Sàn nhà được lát ván sẽ tạo cảm giác sạch sẽ, êm ái cho đôi chân người sử dụng. Trong đề tài này ván sàn công nghiệp dạng lớp được sản xuất từ gỗ bồ đề và gỗ Keo lá tràm. Kết cấu gồm 2 phần chính là ván mặt và ván lõi. Theo tiêu chuẩn nông nghiệp Nhật Bản (JAS- SE - 7) thì loại hình ván sàn công nghiệp bao gồm các kích thước như sau: Kích thước Đơn vị Cấp độ kích thước Chiều dày mm 3, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18 Chiều rộng mm 75, 90, 100, 110, 150, 220, 240, 300, 303 Chiều dài mm 240, 300, 303, 900, 1800, 1818 3 Lớp lõi Lớp mặt Lớp cân bằng lực (a) (b) Hình 1.

Cấu tạo ván sàn gỗ công nghiệp dạng Engineering Flooring a - cấu tạo; b - sản phẩm của đề tài 1. Khái niệm về tỷ lệ kết cấu Tỷ lệ kết cấu là tỷ lệ tổng chiều dày các lớp ván mặt so với chiều dày sản phẩm. Được xác định theo công thức sau: n  ti R %  it1sp (1.1) Trong đó: R - tỷ lệ kết cấu, (%); t1 - chiều dày các lớp ván mặt, mm; tsp- chiều dày sản phẩm, mm. Tình hình sản xuất ván sàn trong và ngoài nƣớc [1] 1.

Tình hình sản xuất trên thế giới Hiện nay do nguồn gỗ tự nhiên ngày càng trở nên khan hiếm nên các nhà sản xuất ván sàn trên thế giới đã chuyển hướng sang sản xuất ván sàn gỗ nhân tạo (sàn gỗ công nghiệp) và phát triển rất mạnh mẽ ở các nước phát triển ở Châu Âu, Bắc Mỹ, Đông Á… Trên thị trường thế giới đã xuất hiện nhiều loại ván sàn khác nhau, nhưng chủ yếu vẫn là sản xuất từ bột gỗ (chiếm 65 – 85%), còn lại là chất phụ gia, chất chống ẩm, chất làm cứng,…máy móc thiết bị phục vụ cho công nghệ sản xuất loại ván này là ở các nước Châu Âu có nền công nghiệp rất hiện đại…loại HDF (high density fibre board) được sản xuất từ Đức; dạng three layer flooring được sản xuất ở Nhật bản, Hàn Quốc, Malaysia,. Trên thế giới hiện nay có một số thương hiệu sản xuất ván sàn nổi tiếng như: Pergo (Thụy Điển), unilin (Bỉ), Kronotex, Parador (Đức), Gago, Green Dong Wha (Hàn Quốc), EPI (pháp), Picenza (Ý),.Trong đó Pergo là hãng phát minh và sản xuất sán gỗ đầu tiên trên thế giới, cung cấp ván sàn cho cả thị truờng xây dựng, dân dụng cũng như công nghiệp cùng với các nhà phân phối độc quyền trên 60 nước từ Châu Âu, Bắc Mỹ đến Châu Á Thái Bình Dương. Đồng thời vào năm 1999 được sự giúp đỡ của Pergo, Uỷ ban Liên Minh Châu Âu gồm 11 nước đã đưa ra tiêu chuẩn Châu Âu về ván sàn công nghiệp. Tình hình sản xuất tại Việt Nam Do sự phát triển rất mạnh mẽ của nền sản xuất ván sàn trên thế giới đã tác động rất lớn đến tình hình sản xuất ở nước ta, Trong vòng hai năm lại đây, thị trường ván sàn gỗ phát triển nhanh chóng.

Trong khi, các nhãn hiệu gỗ công nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều và làm cho thị trường trở nên sôi động. Cùng với nhu cầu sử dụng nó ngày càng tăng và khả năng thay thế được các vật liệu lát sàn khác đã tạo điều kiện thuận lợi cho ngành sản xuất ván sàn phát triển ở nước ta. Trong nước cũng đã có một số nhà máy sản xuất ván sàn cung cấp cho thị trường trong nước và hướng đi tới xuất khẩu ra nước ngoài. Có thể kể đến như: Tập đoàn Hoà Phát (Hà Nội), tập đoàn Newsky (Thành phố Hồ Chí 5 Minh), The Bamboo Factory (Hải Dương), Công ty cổ phần sản xuất và thương mại Lạng Sơn.và một số làng nghề truyền thống về mây tre đan tại Tiến Động (Hà Nội) cũng đã và đang sản xuất ván sàn.

Một số hình ảnh về sản phẩm sàn gỗ công nghiệp đã trở nên rất thông dụng: Hình 1. Một số hình ảnh về ván sàn gỗ công nghiệp 6 1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về tỷ lệ kết cấu vật liệu gỗ 1.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc Trong nước đã có một số công trình nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu như: - Hoàng Hải Thanh, Phạm Văn Chương (1995), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván ghép thanh có phủ bề mặt bằng ván bóc, đề tài đã kết luận rằng khoảng giá trị tỷ lệ kết cấu hợp lý nhất nằm trong khoảng 23,4 – 29,6%. - Bùi Đình Thi (1996), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng sản phẩm ván dán 3 lớp 4mm, tác giả đã đưa ra khoảng tỷ lệ hợp lý là > 58,5% và < 65,5%.

- Phạm Văn Chương (2001), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu tới chất lượng Block board làm từ gỗ Keo tai tượng. Tỷ lệ kết cấu hợp lý R = 26 – 34%. -Nguyễn Thị Lục, Phạm Văn Chương (2006), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu tới chất lượng ván ghép thanh dạng Block board từ gỗ Bông gòn, dán phủ bằng gỗ Bồ đề khoảng nghiên cứu 20 – 40%, tác giả đã kết luận khoảng hợp lý là 30 – 35%. - Nguyễn Thị Thanh Hiền, (2007), đã nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu đến tính chất của vật liệu composite dạng lớp từ tre gỗ đã đưa ra kết luận như sau: Tỷ lệ kết cấu tăng 20 – 60% thì khối lượng thể tích và độ ẩm của vật liệu giảm nhưng cường độ uốn tĩnh và môđun đàn hồi uốn tĩnh và khả năng dán dính của màng keo tăng lên.

- Trần Minh Tới, Phạm Văn Chương (2008), đã nghiên cứu xác định tỷ lệ kết cấu của ván sàn công nghiệp tre - gỗ, với tỷ lệ: tre - gỗ - giấy cân bằng lực là: 3 – 15 – 0,5 (mm). - Lê Văn An, Phạm Văn Chương (2009), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp sản xuất từ gỗ Bồ đề và gỗ Keo lá tràm. Các tác giả đã kết luận: Tổng chiều dày các lớp ván mặt/chiều dày sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu chất lượng của ván sàn công 7 nghiệp (dạng three layer flooring) như: Độ cong vênh, độ võng do uốn, độ bong tách màng keo… Tỷ lệ kết cấu hợp lý: 34 – 40%. Tuy nhiên các công trình nghiên cứu trên chưa nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu hợp lý cho ván sàn gỗ công nghiệp được sản xuất từ ván lõi là gỗ xẻ (thanh nguyên) từ gỗ Keo lá tràm.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc Trên thế giới cũng có một số công trình nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu: - Carlos Amen-Chen, Ph.

Student, and Felisa Chan, Post-Doctoral Fellow, Dept. of Chemical Engineering, Bernard Riedl, Professor, Dept. of Wood Science, and Christian Roy, Professor, Dept. of Chemical Engineering, Univ.

Laval, Ste-Foy, QC, Canada (2000), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến tính chất vật lý, cơ học của ván OSB sử dụng keo P-F. - Heiko Thoemen, Christian Ruf, Department of Wood Science, University of Hamburg, Leuschnerstrasse 91 21031 Hamburg, Germany (2002), đã nghiên cứu xây dựng mô hình tỷ lệ kết cấu của ván nhân tạo và khảo nghiệm cho ván MDF.