Nghiên Cứu Xác Định Thông Số Công Nghệ Bảo Quản Gỗ Keo Lai Acacia Mangium X A Auriculiformis Làm Nguyên Liệu Ván Sàn Cabin Cho Tàu Thuyền Đi Biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

ĐINH VĂN TIẾN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN GỖ

KEO LAI ( Acacia mangium x A.auriculiformis) LÀM NGUYÊN LIỆU

VÁN SÀN, CABIN CHO TÀU THUYỀN ĐI BIỂN

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, Thiết bị và Công nghệ gỗ giấy

Mã số: 60.52.24

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Bích Ngọc

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Diện tích biển nội thủy Việt Nam có khoảng 4.200 km2

, với chiều dài

bờ biển trên 3000km. Đó là lợi thế của kinh tế biển cho việc khai thác khoáng

sản, hải sản, giao thông vận tải,... .

Hiện nay trong đánh bắt hải sản và vận tải biển, tàu thuyền bằng gỗ vẫn

chiếm tỷ trọng lớn do có nhiều ưu việt hơn so với phương tiện làm bằng vật

liệu khác. Đặc tính ưu việt của gỗ là dễ gia công chế biến, chịu va đập, chịu

uốn, giá thành rẻ. Tuy nhiên tầu thuyền được đóng bằng gỗ thường bị các

loài sinh vật sống trong môi trường nước biển tấn công phá hoại phương tiện

một cách âm thầm và rất mãnh liệt.

Các đề tài nghiên cứu về bảo quản gỗ tàu thuyền hiện nay quan tâm chủ

yếu đến việc nghiên cứu chống lại sự phả hủy gỗ của các sinh vật hại dưới

nước mà cụ thể là chống Hà hại gỗ, chưa có nghiên cứu về phòng chống sinh

vật gây hại cho phần gỗ trên mớn nước. Do đặc điểm sử dụng của tàu thuyền,

các kết cấu gỗ luôn bị hút ẩm tạo môi trường thuận lợi cho nấm mục và côn

trùng tấn công. Trong thực tiễn khảo sát tàu thuyền đi biển cho thấy gỗ phần

cabin, sàn tàu thường bị nấm mục và bị mọt cánh cứng gây hại. Vì thế cần

thiết có các nghiên cứu chống sinh vật gây hại cho các kết cấu gỗ đóng

boong, sàn, cabin, hầm tàu, đồng bộ với việc phòng chống Hà để bảo vệ con

tàu một cách toàn diện hơn.

Trước tình hình một số loại gỗ rừng tự nhiên phù hợp để đóng tàu thuyền

đi biển ngày càng khan hiếm, giá thành cao, trong khi nhu cầu về gỗ đóng tàu

thuyền đi biển còn rất lớn. Theo tính toán của các cơ sở đóng tàu: Tùy theo

công suất tàu, khối lượng gỗ làm sàn, hầm, cabin tàu thường chiếm từ 30%-

40% tổng lượng gỗ cần thiết để đóng một tàu gỗ. Nếu lượng gỗ này được thay

thế bằng gỗ rừng trồng sẽ góp phần đáng kể giải quyết tình trạng khan hiếm

nguyên liệu trong công nghiệp đóng tàu thuyền hiện nay.

2

Xuất phát từ yêu cầu đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ là:

“Nghiên cứu xác định thông số công nghệ bảo quản gỗ Keo lai ( Acacia

mangium x A.auriculiformis) làm nguyên liệu ván sàn, cabin cho tàu

thuyền đi biển”. Nội dung của đề tài luận văn là một nội dung nghiên cứu

của đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu xử lý một số loại gỗ rừng trồng từ nhóm

V đến nhóm VIII làm nguyên liệu đóng tàu thuyền đi biển” thuộc chương

trình KC.07/06-10 Nghiên cứu, ứng dụng và phát triển công nghệ phục vụ

công nghiệp hóa và hiện đại hóa nông nghiệp và phát triển nông thôn do Viện

Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam chủ trì thực hiện từ năm 2009- 2010.

3

Chương 1:TỔNG QUAN

1.1. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN GỖ ĐÓNG TÀU

THUYỀN ĐI BIỂN

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu ngoài nước

Từ lâu trong lĩnh vực hàng hải trên thế giới, người ta đã phát hiện mật độ

tấn công của một động vật sống trong môi trường nước biển đến phương tiện

vận chuyển bằng gỗ. Vì thế, trong những năm 1730, việc nghiên cứu chính

thức thu hút được các nhà khoa học. Năm 1733, Sellius nhà sinh vật Hà Lan

đã tiến hành phân loại Hà và đặt tên. Hà phá hoại gỗ đã được xếp vào nhóm

động vật thân mềm. Những nghiên cứu cơ bản về Hà hại gỗ cho tàu thuyền đi

biển do các tác giả người nước ngoài nghiên cứu, cũng đã được đề cập đến

mô tả một số loài Hà tại nước ta như: Năm 1936, F. Doll, Tạp chí Ngư học có

bài Les.Animaux rongeure deis surles có tes de l´ Indochine ( những động vật

gặm gỗ ven bờ Đông dương ), Jour. Conehykial ( số 296 – 301 ) đã mô tả một

số loài Hà sưu tầm được ở ven biển nước ta. Cuối những năm 1950, ở Trung

Quốc người ta cũng đã sử dụng CuSO4 để tẩm gỗ đóng tàu thuyền đi biển kết

quả có khả quan nhưng do sử dụng ở dạng nguyên đơn chất, vì vậy khả năng

rửa trôi của thuốc là rất lớn, do đó kết quả phòng trừ Hà không cao [25].

Cho đến nay vẫn còn tồn tại một số vấn đề chưa giải quyết được nhất là

biện pháp phòng trừ Hà hại gỗ vẫn còn thụ động, hiệu quả thiết thực chưa

cao. Ở Pháp, các nhà khoa học đã đưa ra một số giải pháp bảo quản trụ gỗ để

ngăn ngừa sự phá hoại của Hà: Giữ nguyên vỏ cây, bao bọc xung quanh khúc

gỗ bằng một lớp kim loại hay lớp dầu, nhựa, sơn thậm chí còn được bao bọc

bằng một lớp xi măng ra bề ngoài gỗ....

Năm 1961 – 1964, Roe, T., Hochman, H. đã tiến hành nghiên cứu đánh

giá hiệu lực chống Hà hại gỗ của một số loại thuốc hữu cơ như Creosote,

nhựa than, hỗn hợp nhựa than Cresote, Oxit tributylin. Kết quả nghiên cho

4

thấy rằng các loại thuốc trên có hiệu lực ngăn chặn sự xâm nhập của Hà

Mastesia và Teredine và các hoá chất vô cơ như hợp chất của đồng, thuỷ ngân

lại có khả năng phòng chống Hà Limnoria. Để tăng khả năng phòng chống 2

loài Hà trên, các cuộc thử nghiệm hỗn hợp giữa Creosote, đồng hoặc oxit

magie với dieldrin hoặc fenyl mercuric oleate đã được thử nghiệm và cho hiệu

quả tốt [45].

Các nghiên cứu đánh giá độ bền tự nhiên của một số loại gỗ thương mại

của Thổ nhĩ kỳ gồm gỗ Sồi (Quercus petraea), dẻ (Castanea sativa), dương

(Fagus orientalis), gỗ giác và lõi của Thông Scots (Pinus sylvestris) đã được

nhóm nghiên cứu của Trường đại học Tổng hợp Kareaelmas và Trường đại

học tổng hợp Portmouth thực hiện. Mẫu các loại gỗ được gia công với kích

thước 25x75x200mm được đặt tại cảng Portmouth thuộc biển Địa trung hải.

Thời gian theo dõi khảo nghiệm 7 tháng. Kết quả đã xác định được mẫu gỗ

Thông Scot bị phá hủy hoàn toàn, gỗ Sồi, Dương và gỗ Dẻ bị Hà gây hại từ

25% đến 50% mẫu gỗ. Như vậy, các loại gỗ thí nghiệm đều bị Hà tấn công,

gây hại mạnh. Loài Hà Teredo navalis được xác định có mặt ở hầu hết các

mẫu gỗ thí nghiệm [46].

Edwin L.và Pillai A.G. G. của Viện nghiên cứu Thủy sản Ấn Độ đã đánh

giá hiệu lực phòng chống Hà biển của một số loại thuốc CCA (Đồng- Crom –

Asenic), hỗn hợp Đồng – Creosote, hỗn hợp Asenic – Creosote. Mẫu gỗ cao

su 20 tuổi có kích thước 50x50 x200mm được tẩm lần lượt các hỗn hợp chất

bảo quản trên đây theo phương pháp chân không áp lực. Mẫu gỗ tẩm được đặt

tại cảng biển Cochin trong thời gian 33 tháng. Kết quả khảo nghiệm cho biết

mẫu đối chứng bị phá hủy trong thời gian 6 tháng. Bằng phương pháp xác

định độ bền nén dọc thớ, mẫu đối chứng giảm độ bền trung bình

0,16N/mm2

/ngày. Mẫu tẩm hỗn hợp Asenic – Creosote có độ bền nén dọc thớ

5

giảm 19%, mẫu tẩm Đồng – Creosote giảm 13% và mẫu tẩm CCA giảm 7%

[47].

Bên cạnh các nghiên cứu xử lí chống Hà biển hại gỗ bằng các loại hóa

chất bảo quản tương đối thông dụng trên thế giới, hiện nay xu hướng nghiên

cứu biến tính gỗ nhằm nâng cao độ bền tự nhiên và các đặc tính khác của gỗ

đã được tiến hành. Nhóm các nhà nghiên cứu tại Trường đại học Công nghệ

Chalmers và Trường Đại học Nông nghiệp của Thụy Điển đã nghiên cứu

đánh giá độ bền của gỗ Thông được acetyl hoá với sinh vật gây hại trong đó

có Hà biển. Mẫu gỗ thử nghiệm có mực độ acetyl hóa 14,5%, 19,7% và

21,3% được đặt tại vùng biển phía tây của Thụy Điển. Kết quả khảo nghiệm

xác định tuổi thọ trung bình của gỗ acetyl hóa không quá 2 năm. Mẫu gỗ có tỷ

lệ acetyl hóa 21,3% có mức độ Hà gây hại nhẹ. Ở mức acetyl hóa 14,5% mẫu

bị phá hoại hoàn toàn sau 22 tháng thử nghiệm [42].

Trong những năm trước đây, phần lớn các loại gỗ sử dụng ngoài trời với

các mục đích khác nhau thường được bảo quản bằng các loại thuốc chứa các

hợp chất của đồng. Do môi trường sử dụng ngoài trời, vấn đề khả năng rửa

trôi của thuốc bảo quản sau khi đã ngâm tẩm vào mẫu gỗ đã được quan tâm

để đánh giá hiệu quả của công tác bảo quản cũng như khả năng gây ô nhiễm

môi trường của thuốc bảo quản gỗ có chứa hợp chất của đồng. Lang – Dong

Lin và các cộng sự (2009) đã nghiên cứu khả năng rửa trôi, ăn mòn kim loại

và và khả năng phòng chống mối của 03 loại gỗ khác nhau đã được xử lý

bằng một số thuốc bảo quản có chứa hợp chất của đồng bao gồm:

- ACQ –A (7,2% Alkylbenzyldimethyl ammonium chloride + 9,2 CuO);

- Wolman CA-B (Copper azole).

Kết quả nghiên cứu cho biết tỷ lệ rửa trôi thuốc trong các loại gỗ đạt trong

khoảng từ 6,92 – 19,54 %.Tỷ lệ ăn mòn kim loại của thuốc gôc đồng đat từ

6

1,65% - 3,11% và cao hơn so với thuốc chứa hợp chất của kẽm. Các mẫu gỗ

sau tác động rửa trôi vẫn đạt hiệu lực phòng chống mối tốt [43]

Với các hóa chất như Sunphat đồng CuSO4, CuO..., thuốc bảo quản CCA

(hỗn hợp của hợp chất của đồng, Crôm và Asenic) đã có nhiều công trình

nghiên cứu xác định hiệu lực phòng chống đối với nấm mục và côn trùng.

Riêng thuốc bảo quản CCA, là loại thuốc được sử dụng rất rộng rãi tại Châu

Âu, châu Mỹ, châu Úc. Để bảo quản gỗ dùng ngoài trời có tác dụng chống

nấm mục và côn trùng rất tốt. Song hiện nay, loại thuốc này đang bị hạn chế

và cấm sử dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới do tác động gây ô nhiễm môi

trường.

Tổng quan sơ lược tình hình nghiên cứu ở nước ngoài cho thấy việc nghiên

cứu bảo quản gỗ đóng tàu thuyền đã được đề cập từ rất lâu. Song các kết quả

nghiên cứu đó chỉ mang tính chất tham khảo bởi đối tượng gỗ cần tác động

bảo quản, điều kiện, môi trường sử dụng tàu thuyền ở Việt Nam có nhiều

khác biệt. Đặc biệt là các loại thuốc chứa thành phần Asenic như CCA không

được phép sử dụng ở Việt Nam để bảo quản gỗ.

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu trong nước

Năm 1958-1960, Viện nghiên cứu vật liệu- Bộ Giao thông vận tải và

Bưu điện đã tiến hành thí nghiệm phòng trừ hà hại gỗ. Gần 1 vạn mẫu được

đặt tại Hải Phòng, Quảng Ninh đã có kết quả sơ bộ như sau:

+ Các loại gỗ nhóm 2 như: Lim, Táu, Nghiến, Sến: hà biển có phá hoại

nhưng chậm hơn các loại gỗ hồng sắc.

+ CuSO4 nồng độ sử dụng 20 -25% mới đủ sức chống lại hà.

Năm 1960 -1961, Khoa nghiên cứu gỗ - Học viện Nông lâm có thả một

số mẫu thử nghiệm và cọc gỗ ở cảng Hòn Gai và Bến Thủy Hải Phòng để thử

nghiệm hiệu lực của thuốc bảo quản đối với hà biển. Song công việc bị bỏ dở,

gián đoạn và không có số liệu để tổng kết.