Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Áp Suất Ép Đến Một Số Tính Chất Của Ván Ghép Khối Từ Gỗ Keo Lá Tràm Sau Biến Tính Thủy Nhiệt

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong thực tế ngày nay gỗ tự nhiên, gỗ có kích thước lớn ngày càng khan

hiếm về trữ lượng và chủng loại. Do vậy, việc tìm ra nguồn nguyên liệu mới,

tiết kiệm, các loại sản phẩm mới đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm đang

là vấn đề được các cấp, các ngành chế biến gỗ quan tâm. Một trong những giải

pháp để nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ, hạn chế những nhược điểm của gỗ là sử

dụng gỗ mọc nhanh rừng trồng, những loại gỗ cơ tính thấp, phế liệu nông

nghiệp để sản xuất ván nhân tạo nói chung, ván ghép khối nói riêng,

Ván ghép khối được sử dụng nhiều trên thế giới và trong nhiều lĩnh vực

như: làm dầm trong các công trình như các nhà máy, trong các văn phòng,

khách sạn, làm nhà thể thao, nhà thờ, làm cầu, làm cấu trúc trong công viên,

giàn hoa, làm bàn ghế, cầu thang....

Việc nghiên cứu những yếu tố công nghệ nhằm nâng cao chất lượng ván

nhân tạo nói chung và ván ghép khối nói riêng là rất quan trọng. Trong đó, áp

suất ép là một trong những yếu tố quan trọng, nhằm tạo ra sự tiếp xúc tốt nhất

giữa hai bề mặt vật dán, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Như vậy, việc

xác định trị số áp suất ép cho một đối tượng cụ thể là cần thiết.

Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của khoa Chế biến lâm

sản, trường Đại học Lâm nghiệp, dưới sự hướng dẫn khoa học của

NGƯT.PGS.TS. Phạm Văn Chương tôi tiến hành làm luận văn: “Nghiên cứu

ảnh hưởng của áp suất ép đến một số tính chất của ván ghép khối từ gỗ Keo

lá tràm sau biến tính thủy nhiệt”

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về ván ghép khối dạng Glulam

1.1.1. Khái niệm ván ghép khối dạng Glulam

Glulam (Glue Laminated Timber) là cấu trúc được thiết kế bởi việc sắp xếp

nhiều lớp gỗ, các lớp gỗ dài này được nối dài lại với nhau bằng dạng ngón. Các

lớp này liên kết với nhau thành một cấu trúc vững chắc nhờ keo dán. Nhờ có sự

liên kết của nhiều thanh gỗ nhỏ lại với nhau sẽ tạo ra được một lực lớn để

chống lại tác dụng trong quá trình sử dụng.

Đặc điểm chung của loại ván này là đa dạng về kích thước, không kén

chọn nguyên liệu, công nghệ đơn giản, phạm vi sử dụng rộng.

Ở nhiều nước coi đây là vật liệu của kiến trúc, tức là chúng được sử dụng

để thay thế cho những loại gỗ tròn có đường kính lớn. Nếu như dùng để sản

xuất đồ gia dụng, thì căn cứ vào loại gỗ khác nhau, hoặc loại keo sử dụng khác

nhau mà công dụng của chúng cũng sẽ khác nhau.

Về cơ bản gỗ ghép không làm thay đổi kết cấu nguyên có của gỗ, hoặc là

có thể nói, gỗ ghép vẫn phát huy được tác dụng tự nhiên của gỗ, do đó gỗ ghép

vẫn thuộc loại vật liệu tự nhiên. Gỗ ghép có tính đồng đều và tính ổn định về

kích thước tốt hơn so với gỗ tự nhiên cùng loại. Sản xuất gỗ ghép sẽ sử dụng

gỗ nhỏ vào những mục đích cần gỗ lớn, gỗ chất lượng kém nhưng lại sử dụng ở

những vị trí đòi hỏi chất lượng cao, gỗ có độ rộng nhỏ nhưng lại dùng ở những

nơi có yêu cầu độ rộng lớn, điều đó có tác dụng rất lớn cho việc nâng cao hiệu

quả lợi dụng gỗ.

Ngoài ra, gỗ ghép còn được ứng dụng trong: sản xuất cửa chính, cửa sổ,

cửa thông phòng, đồ gia dụng, tay vịn ghế, mặt bàn ăn, dụng cụ dạy học, tủ

kính, tay vịn cầu thang, ghép tường trong phòng thể thao, ván sàn, khung cửa,...

Một số ưu điểm chủ yếu của gỗ ghép:

 Có thể sản xuất từ gỗ có kích thước nhỏ, độ bền cơ học thấp;

 Dễ nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ;

 Sản phẩm đa dạng và ổn định về kích thước;

 Linh động khi liên kết và lắp ghép;

 Phạm vi sử dụng rộng.

Từ việc nghiên cứu và phát triển trong ngành công nghiệp chế biến gỗ

và xây dựng được hỗ trợ bởi các chương trình quốc gia và khu vực, các sáng

chế mới như gỗ ghép có thể là một mục tiêu đầu tư.

1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ván ghép khối trên thế giới

Trên thế giới, ván ghép khối dạng Glulam (Glue Laminated Timber)

được sử dụng nhiều trên thế giới và trong nhiều lĩnh vực như: Làm dầm trong

các công trình như các nhà máy, phân xưởng, trong các văn phòng, khách sạn,

Làm nhà thể thao, nhà thờ, làm nhà gia đình, trường học, làm cầu, làm cấu trúc

trong công viên, giàn hoa, làm bàn ghế.....

Glulam là loại vật liệu được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1893, nó được

đưa vào xây dựng phòng hoà nhạc ở Besel thuộc Phần Lan. Ở Châu âu, glulam

đã được sử dụng cách đây khoảng 100 năm, cùng với khả năng chống ẩm của

chất kết dính nó đã được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn 50 năm trước.

Tại Mỹ lần đầu tiên vào năm 1934 tại phòng thí nghiệm lâm sản Viện

hàn lâm khoa học. Năm 1930 một số công ty được thành lập sử dụng công nghệ

chế tạo Glulam cho các phòng tập thể dụng, nhà thờ, trường học, nhà máy.

Trong thế chiến thế giới thứ II sự cần thiết của Glulam được sử dụng xây dựng

các tòa nhà nhà quân sự. Vào đầu năm 1950 đã có ít nhất một chục nhà sản

xuất Glulam tại Mỹ, năm 1952 các nhà sản xuất kết hợp với nhau hình thành

nên viện xây dựng gỗ tại Mỹ (AITC). Hiệp hội này lần đầu tiên sản xuất theo

tiêu chuẩn quốc gia vào năm 1963, tiêu chuẩn CS-253-63 kết cấu nhiều lớp gỗ

dán vào nhau. Năm 1973 AITC đã tiếp tục đưa ra các tiêu chuẩn PS-56-73, tiêu

chuẩn ANSI A190.1-1973. Năm 1982 và 1992 phiên bản tiêu chuẩn mới nhất

biết đến như ANSI/AITC A190.1-1992 Hiện nay khoảng 30 nhà sản xuất trên

khắp nước Mỹ và Canada có đủ điều kiện để sản xuất ván Glulam theo tiêu

chuẩn ANSI/AITC A190.1, tổng số sản xuất hàng năm là khoảng 300.000.000

feet tàu. Năm 1990 thị trường xuất khẩu Glulam được phát triển, một số lượng

lớn được di chuyển tới Thái Bình Dương, số lượng lớn đi đến đất nước Nhật

Bản.

Về lĩnh vực nghiên cứu, trên thế giới hiện nay đã có nhiều công trình

nghiên cứu về cấu trúc, kích thước của Glulam, nhưng chủ yếu là nghiên cứu

về cấu trúc của dầm sử dụng trong các công trình xây dựng, cụ thể là nghiên

cứu về kích thước của dầm. Tuy nhiên, lĩnh vực nghiên cứu về cấu trúc sắp xếp

các thanh cơ sở chưa được đề cập một cách cụ thể về cấu trúc này....

1.2. Xử lý thuỷ - nhiệt và khả năng dán dính của gỗ sau xử lý thủy nhiệt

Biến tính thủy - nhiệt là quá trình làm thay đổi một số tính chất vật lý, cơ

học, sinh học và tính chất công nghệ của gỗ dưới tác dụng của nhiệt độ cao khi

xử lý gỗ ở trong môi trường nước, sau đó được gia nhiệt bằng phương pháp

sấy.

Nhiệt độ của môi trường trong biến tính thuỷ - nhiệt cho gỗ dao động từ

100°C đến 200°C. Ở nhiệt độ thấp hơn 100°C, tính chất vật liệu gỗ thay đổi

không đáng kể, nhưng nếu nhiệt độ lớn hơn 200°C, gỗ sẽ bị phá huỷ nghiêm

trọng, đặc biệt là cường độ của gỗ. Các quá trình biến tính thuỷ - nhiệt hiện nay

giới hạn nhiệt độ biến tính không vượt quá 200°C và phụ thuộc vào rất nhiều

yếu tố như:

- Thời gian và nhiệt độ của quá trình xử lý

- Loại gỗ

- Độ ẩm của gỗ trước khi xử lý

- Kích thước của mẫu gỗ được xử lý

Quá trình biến tính thuỷ - nhiệt làm thay đổi thành phần hoá học của cấu

trúc vách tế bào, đem đến một loạt thay đổi các tính chất của gỗ:

- Khối lượng thể tích giảm

- Tăng tính ổn định kích thước, giảm khả năng hút ẩm và hút nước

- Cải thiện độ bền sinh học

- Giảm cường độ và modul uốn tĩnh,

- Màu sắc của gỗ bị sẫm lại

- Công nghệ sạch, thân thiện với môi trường

- Độ cứng của gỗ tăng