Đặt vấn đề Rừng vốn được xem là “lá phổi” của trái đất và có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và sự đa dạng sinh học trên hành tinh của chúng ta. Ở Việt Nam hiện nay, gỗ rừng cũng có vai trò quan trọng và ngày càng khan hiếm khi nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng tăng, đặc biệt là loài gỗ quý hiếm. - Một trong số loài cây gỗ điển hình đang được quan tâm đó là cây gỗ Sa mộc (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) là một trong hai loài thuộc chi Sa mộc hay sa mu (Cunninghamia), thuộc họ Hoàng đàn (Cupressaceae) có phân bố ở khu vực Trung Quốc, Đài Loan và Việt Nam. Sa mộc là cây gỗ lớn có tán hình tháp, cao trên 30 m và đường kính có thể tới trên 200 cm.
Cây mọc rải rác thành các đám nhỏ trong rừng nguyên sinh rậm thường xanh hỗn giao nhiệt đới gió mùa núi thấp hoặc trung bình. Là loài cây có giá trị cao về kinh tế và bảo vệ nguồn gen. Gỗ và tinh dầu là hai sản phẩm quan trọng của nguồn gen Sa mộc. Gỗ sa mộc là bền, ít mối mọt, có hoa văn, màu sắc rất đẹp, và rất được ưa dùng đồ thủ công mĩ nghệ, làm các vật dụng trong gia đình, làm nhà.
Trong quá trình sử dụng và lưu trữ, gỗ luôn có xu hướng hút và nhả ẩm để đạt được độ 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 khô đến độ ẩm sử dụng luôn luôn xảy ra hiện tượng co rút hoặc giãn nở. Và đã có một số nghiên cứu về hiện tượng co rút và giãn nỡ của các loài cây gỗ như Cao su, Mỡ, Keo tai tượng,… Đối với cây Sa mộc thì vẫn chưa có nghiên cứu nào rõ về sự biến h 2 đổi tính chất co rút và giãn nở từ tâm ra vỏ gỗ nên việc nghiên tính chất trên của loài cây này là rất cần thiết. Khi hiểu biết tính chất co rút và giãn nở của gỗ sẽ góp phần hết sức quan trọng trong việc tính toán độ bền kết cấu của gỗ.
Xác định lựa chọn chế độ gia công làm đồ gia dụng, nội thất, chế biến và sử dụng hợp lí phục vụ đời sống hàng ngày, và là cơ sở cho việc thẩm định chất lượng, giá trị của gỗ. Khi xác định các thông số công nghệ của quá trình gia công cơ học hoặc xử lí thủy nhiệt, tính toán kết cấu gỗ và các trường hợp khác cần thiết phải xác định các khả năng chịu lực và biến dạng của gỗ. Vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi tính chất co rút và giãn nở từ tâm ra vỏ của gỗ Sa mộc (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) được trồng ở huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai”. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu được sự biến đổi tính các tính chất liên quan đến độ ổn định kích thước của gỗ bên trong cây Sa mộc.
Mục tiêu cụ thể: + Nghiên cứu về sự biến đổi khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ. + Nghiên cứu sự biến đổi tính chất co rút và giãn nở theo hướng từ tâm ra vỏ. + Kiểm tra được mối quan hệ tương quan giữa khối lượng thể tích và tính chất co rút, giãn nở của gỗ. Ý nghĩa của đề tài 1.
Ý nghĩa khoa học, học tập - Tạo điều kiện cho sinh viên được tiếp xúc, làm quen với thực tế công tác nghiên cứu khoa học. h 3 - Góp phần hoàn chỉnh dữ liệu khoa học về nghiên cứu chuyên sâu độ co rút giãn nở của loài cây gỗ hiếm Sa mộc. - Là cơ sở khoa học để lựa chọn các giải pháp bảo tồn, phát triển và sử dụng loài cây gỗ Sa mộc. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được ảnh hưởng của môi trường đến sự co rút và giãn nở bên trong cây gỗ cây Sa mộc.
- Số liệu thu thập phải khác quan, trung thực và chính xác. - Nâng cao kiến thức thực tế của bản thân phục vụ cho công tác sau khi ra trường. h 4 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 2.
Tính chất hút nước của gỗ Sức hút nước của gỗ là năng lực hút lấy nước vào gỗ khi ngâm gỗ trong nước. Tính chất hút nước 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 thể tích, 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 thể tích. Khối lượng thể tích 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. Tuy nhiên trong sản xuất ván nhân tạo, lượng keo dễ bị thấm sâu, nhiều gây thiếu keo trên bề mặt dán dính nếu điều chỉnh độ nhớt của keo không phù hợp (Dương Văn Đoàn và cs, 2018) [2]. Tính chất thoát ẩm của gỗ Đối với quá trình thoát ẩm từ gỗ tơi, 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 h 5 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 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 cs, 2018) [2]. Khối lượng thể tích của gỗ Khối lượng thể tích là cơ sở hợp lý cho việc đánh giá giá trị của gỗ trong những lĩnh vực sử dụng khác nhau. Khối lượng thể tích có mối liên quan mật thiết với các tính chất vật lý, cơ học khác của gỗ. Khối lượng thể tích liên quan chặt chẽ đến sức co giãn của gỗ, theo các chiều thớ khác nhau, ảnh hưởng của khối thể tích là khác nhau.
Khối lượng thể tích 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 thể tích cũng ảnh hưởng tới độ cứng của gỗ, gỗ có khối lượng thể tích càng lớn thì độ cứng càng cao đồng thời có khả năng chịu mài mòn cao. Khối lượng thể tích của gỗ nặng hay nhẹ là do cấu tạo của gỗ quyết định, do đó khối lượng thể tích có ảnh hưởng đến hầu hết các tính chất vật lý, cơ học của gỗ. Gỗ có khối lượng thể tích thấp thì cường độ cơ học của gỗ cũng thấp.
Khối lượng thể tích là một nhân tốc quan trọng trong việc sử dụng nguyên liệu gỗ (Nguyễn Quý Nam và cs, 2018) [5]. Những nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam 2. Trên Thế giới Nghiên cứu tính chất vật lí cơ học của gỗ và sự ổn định kích thước gỗ là cơ sở quan trọng nhằm lựa chọn chế độ gia công làm đồ gia dụng, nội thất, chế biến và sử dụng hợp lí phục vụ đời sống hàng ngày, và là cơ sở cho việc thẩm định chất lượng, giá trị của gỗ. Vì vậy trên thế giới đã có những tính chất của các loài cây gỗ được nghiên cứu và tuyên bố.
Từ những năm 30 thế kỉ trước, các nhà khoa học Nga, Đức,. đã nghiên cứu và công bố tài liệu nói về tính chất của gỗ Mỡ. Các nhà khoa học đã dùng phương pháp vật lý, hóa học hay kiêm dụng cả hai loại để xử lý gỗ, làm cho các chất xử lý thấm đọng vào trong các vách tế bào, hoặc làm phát sinh các mối liên kết giao nhau giữa các thành phần của gỗ, từ đó làm cho mật độ của gỗ tăng lên, cường độ của gỗ cũng được nâng cao. Năm 1937, Stamm và Hansen đã nghiên cứu về độ co rút và giãn nở trên gỗ qua xử nhiệt.
Các dữ liệu cho thấy tính hút ẩm của gỗ giảm một các đáng kể. Đối với gỗ được xử lý trong môi trường không khí thì độ cứng mất đi nhiều hơn khi được xử lí trong môi trường chất khí. Đến năm 1946, Stamm lần đầu tiên có báo cáo thử nhiệm một hệ thống về khả năng làm tăng tính kháng nấm mốc cho gỗ khi xử lí trong bồn kim loại nóng. Báo cáo cũng xác định về khả năng cái thiện được độ bền và ổn định kích thước.
Hệ số co rút và giãn nở (ASE) tăng lên 40 %, còn độ uốn tĩnh là 20 %.