Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn giống đến chất lượng gỗ keo tai tượng (acacia mangium) trồng tại quảng trị

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN HUY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN GIỐNG
ĐẾN CHẤT LƯỢNG GỖ KEO TAI TƯỢNG
(Acacia mangium) TRỒNG TẠI QUẢNG TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Thái Nguyên - 2021


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN HUY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN GIỐNG
ĐẾN CHẤT LƯỢNG GỖ KEO TAI TƯỢNG
(Acacia mangium) TRỒNG TẠI QUẢNG TRỊ

Chuyên ngành : Lâm học
Mã số ngành: 8620201

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học: TS. Dương Văn Đoàn

Thái Nguyên - 2021

i

LỜI CAM ĐOAN
Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn giống đến
chất lượng gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại Quảng Trị”. Luận
văn đã được sử dụng thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin có sẵn
được trích rõ nguồn gốc.
Tơi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu đã đưa trong luận
văn này là trung thực. Các số liệu được trích dẫn rõ nguồn gốc.

Giảng viên hướng dẫn

Học viên

TS. Dương Văn Đoàn

Nguyễn Văn Huy

XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN BIỆN
Xác nhận đã sửa chữa sai sót sau khi hội đồng đánh giá chấm
(Kí, họ và tên)


ii

LỜI CẢM ƠN

Để hồn thành chương trình đào tạo Thạc sĩ chuyên ngành Lâm học tại
trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, tôi xin chân thành cảm ơn đến: Quý

thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm, Khoa Lâm nghiệp, Viện Nghiên cứu
và Phát triển Lâm nghiệp, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu nhà
trường đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời
gian khóa học. Tơi xin gửi lời cảm ơn đến TS. Trần Lâm Đồng – Viện Khoa
học Lâm Nghiệp Việt Nam và các cán bộ Trung tâm khoa học Lâm nghiệp
Bắc Trung Bộ đã hỗ trợ chúng tôi thu thập các cây mẫu trong nghiên cứu này.
Đặc biệt, tơi xin trân trọng cảm ơn TS. Dương Văn Đồn đã dành nhiều thời
gian quý báu, tận tình hướng dẫn tơi trong suốt thời gian thực tập và hồn
thành luận văn này.
Do thời gian có hạn, trình độ chun mơn còn hạn chế và bản thân mới
bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, nên đề tài khơng tránh
khỏi những thiếu sót. Kính mong q thầy, cơ giáo và bạn bè đồng nghiệp
quan tâm góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 01 tháng 08 năm 2021
Học Viên

Nguyễn Văn Huy


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii
MỤC LỤC ....................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ v
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................. vii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 3
3. Ý nghĩa của đề tài .......................................................................................... 3
3.1. Ý nghĩa học tập .......................................................................................... 3
3.2. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 3
3.3. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 4
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 5
1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu ...................................................... 5
1.1.1. Khối lượng thể tích ................................................................................. 5
1.1.2. Tính chất cơ học của gỗ .......................................................................... 8
1.1.3. Sợi gỗ……………………………………………………………………...16
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu .............................................................. 17
1.2.1. Trên thế giới .......................................................................................... 17
1.2.2. Trong nước ............................................................................................ 23
1.3. Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội tại tỉnh Quảng Trị............................. 29
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................... 36
2.1. Đối tượng và phạm vi............................................................................... 36
2.1.1. Đối tượng .............................................................................................. 36


iv

2.1.2. Phạm vi.................................................................................................. 36
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 37
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 37
2.3.1. Phương pháp thu thập mẫu và xử lý mẫu ............................................. 37
2.3.2. Phương pháp thí nghiệm ....................................................................... 41
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 48
3.1. Nghiên cứu về khối lượng thể tích (KLTT) ............................................. 48

3.1.1. Nghiên cứu khối lượng thể tích (KLTT) trong mỗi nguồn giống. ............. 48
3.1.2. Sự biến đổi khối lượng thể tích (KLTT) giữa các nguồn giống ........... 50
3.2. Những biến đổi độ bền uốn tĩnh (MOR) .................................................. 52
3.2.1. Sự biến đổi độ về độ bền uốn tĩnh (MOR) trong mỗi nguồn giống...... 52
3.2.2. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh (MOR) giữa các nguồn giống .................. 54
3.3. Những biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) .................................... 56
3.3.1. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) trong mỗi nguồn giống . 56
3.3.2. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) giữa các nguồn giống .... 58
3.4. Những biến đổi chiều dài sợi gỗ (CDSG) ................................................ 59
3.4.1. Sự biến đổi chiều dài sợi gỗ (CDSG) trong mỗi nguồn giống.............. 59
3.4.2. Sự biến đổi chiều dài sợi gỗ (CDSG) giữa các nguồn giống ................ 62
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 64
1. Kết luận ....................................................................................................... 64
2. Đề nghị ........................................................................................................ 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 67


v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
KTTT

Khối lượng thể tích

D1.3

Đường kính ở vị trí 1,3m

Hvn

Chiều cao vút ngọn

XT

Xuyên tâm

TT

Tiếp tuyến

DT

Dọc thớ

MOR

Độ bền uốn tĩnh

MOE

Môđun đàn hồi uốn tĩnh

DMOE

Mô đun đàn hồi uốn tĩnh động lực học

CDSG

Chiều dài sợi gỗ

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

A

Lơ hạt hỗn hợp 10 dịng tốt nhất của
vườn giống Bàu Bàng

B

Lơ hạt vườn giống ghép Ba Vì

C

Lơ hạt xuất xứ Balimo

D

Lô hạt xuất xứ Oriomo (Úc)

E

Lô hạt rừng giống Hàm Yên

F

Lô hạt rừng giống Long Thành

G

Lô đại trà sản xuất


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Khối lượng thể tích (KLTT) ở vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi
nguồn giống ..................................................................................................... 48
Bảng 3.2. Khối lượng thể tích (KLTT) ở các nguồn giống Keo tai tượng ..... 50
Bảng 3.3. Độ bền uốn tĩnh (MOR) tại vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi
nguồn giống Keo tai tượng.............................................................................. 52
Bảng 3.4. Độ bền uốn tĩnh (MOR) ở các nguồn giống Keo tai tượng ............ 54
Bảng 3.5. Mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) tại vị trí gần tâm và gần vỏ trong
mỗi nguồn giống Keo tai tượng ...................................................................... 56
Bảng 3.6. Mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) ở các nguồn giống Keo tai tượng.. 58
Bảng 3.7. Chiều dài sợi gỗ tại vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống
Keo tai tượng ................................................................................................... 60
Bảng 3.8. Chiều dài sợi gỗ giữa ở các nguồn giống Keo tai tượng ................ 62


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Rừng khảo nghiệm Keo tai tượng tại Quảng Trị ............................ 38
Hình 2.2. Đo giá trị đường kính trung bình của cây ....................................... 38
Hình 2.3. Đo chiều cao của cây sau khi chặt hạ ............................................. 39
Hình 2.4. Qúa trình cắt khúc ........................................................................... 40
Hình 2.5. Cơng tác xẻ mẫu gỗ ......................................................................... 40
Hình 2.6. Mẫu gỗ được đặt trong phịng kín ................................................... 41

Hình 2.7. Quy trình xẻ mẫu gỗ cây Keo tai tượng cho thí nghiệm ................. 41
Hình 2.8. Thước Panme đo chiều dài mẫu ...................................................... 42
Hình 2.9. Thước điện tử đo chiều xuyên tâm và tiếp tuyến ........................... 42
Hình 2.10. Cân điện tử .................................................................................... 42
Hình 2.11. Máy thử sức bền vật liệu vạn năng ............................................... 42
Hình 2.12. Q trình đo các tính chất cơ học ................................................. 44
Hình 2.13. Hóa chất thí nghiệm ...................................................................... 46
Hình 2.14. Máy hiển vi huỳnh quang.............................................................. 47
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi khối lượng thể tích (KLTT) giữa vị trí
gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống...................................................... 49
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi về khối lượng thể tích (KLTT) giữa các
nguồn giống Keo tai tượng.............................................................................. 51
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ bền uốn tĩnh (MOR) giữa vị trí gần
tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống ............................................................ 53
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi về độ bền uốn tĩnh (MOR) giữa các
nguồn giống Keo tai tượng.............................................................................. 55
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) giữa
vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống ............................................. 57
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi về mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE)
giữa các nguồn giống Keo tai tượng ............................................................... 59


viii

Hình 3.7. Hình ảnh chiều dài sợi gỗ ở vị trí gần tâm (trái) và gần vỏ (phải) ở
nguồn giống lơ hạt hỗn hợp 10 dịng tốt nhất của vườn giống Bàu Bàng..….60
Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi chiều dài sợi gỗ giữa vị trí gần tâm và
gần vỏ trong mỗi nguồn giống ........................................................................ 61
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi về chiều dài sợi gỗ giữa các nguồn
giống Keo tai tượng ......................................................................................... 62

1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong sản xuất nông lâm nghiệp nói chung, giống có vai trị hết sức
quan trọng quyết định đến năng suất và chất lượng của cây trồng. Đặc biệt
trong lĩnh vực lâm nghiệp với đối tượng là cây dài ngày, khả năng tác động
vào điều kiện hoàn cảnh bằng các biện pháp kỹ thuật như bón phân, tưới nước
là rất hạn chế thì giống càng có vai trị quan trọng.
Các lồi cây sinh trưởng nhanh như keo, bạch đàn, thơng… là nhóm
lồi cây có vai trị quan trọng đặc biệt trong cơ cấu cây trồng rừng hiện nay ở
nước ta. Là nguồn cung cấp gỗ nguyên liệu chủ yếu cho sản xuất giấy, ván
dăm, ván sợi và đồ mộc phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.
Diện tích rừng trồng các lồi cây này đến năm 2018 đạt khoảng 2,7 triệu ha, chiếm
khoảng 65 -70% tổng diện tích rừng trồng cả nước (Nguyễn Quốc Dự, 2018).
Do tầm quan trọng đặc biệt của nhóm lồi cây này, trong nhiều năm
qua công tác nghiên cứu chọn tạo giống và phát triển giống các loài cây này
đã được quan tâm chú trọng. Đã có nhiều giống mới được cơng nhận và phát
triển vào sản xuất nhờ đó năng suất rừng trồng nước ta đã có bước cải thiện
đáng kể, từ dưới 10 m³/ha/năm giai đoạn trước năm 2000 - 2010 lên đến 1520 m³/ha/năm giai đoạn 2015 – 2020 (Nguyễn Quốc Dự, 2018), góp phần
đáng kể nâng cao thu nhập đời sống người dân trồng rừng và phát triển các
ngành kinh tế liên quan như sản xuất giấy, ván nhân tạo, xuất khẩu dăm gỗ và
sản xuất đồ mộc xuất khẩu.
Ở nước ta trong các chương trình trồng rừng 327 trước đây và chương
trình trồng mới 5 triệu ha rừng, Keo tai tượng được chọn là cây trồng rừng
chính quan trọng và cần được ưu tiên phát triển. Với những ưu điểm như giúp
cải tạo môi trường sinh thái, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, …. Keo tai
tượng được trồng phổ biến với rừng gỗ nhỏ, rừng gỗ lớn để cung cấp nguồn

2

nguyên liệu cho xuất khẩu gỗ và các ngành công nghiệp chế biến gỗ như gỗ
ván dăm, bột giấy,…
Keo tai tượng có tên khoa học là Acacia mangium. Hiện nay Keo tai
tượng được trồng chủ yếu thành các rừng gỗ nhỏ, tức là có thể khai thác từ
giai đoạn 6 - 7 năm đem lại giá trị kinh tế ổn định. Việc lựa chọn giống cây
cũng chỉ tập trung vào các mục tiêu chính là năng suất sinh trưởng, khả năng
chống chịu sâu bệnh hại và chống chịu với các điều kiện bất lợi. Tuy nhiên
đối với các rừng trồng gỗ lớn, tức là cây sau 10 - 14 năm trồng mới tiến hành
khai thác, sản lượng có thể đạt từ 200 - 240 m³/ha và hầu hết các cây có thể
đạt đường kính trên 18 cm (Dương Đại Tiến, 2018). Lúc đó rừng sẽ bán gỗ
xẻ, gỗ chế biến với giá trị cao hơn so với rừng trồng gỗ nhỏ, lợi nhuận có thể
gấp 1,5 - 2 lần giá trị rừng gỗ nhỏ. Trong những năm gần đây việc chuyển hóa
rừng gỗ nhỏ sang rừng gỗ lớn ln được Chính phủ quan tâm và chỉ đạo các
dự án nhằm nâng cao chất lượng từ rừng.
Việc chọn giống là một trong những khâu quan trọng nhất của trồng
rừng, đặc biệt là rừng sản xuất tuy nhiên trong những năm gần đây việc chọn
giống và sản xuất giống lại không chú trọng đến tính di truyền dựa trên các
tính chất của gỗ, việc chọn giống chủ yếu dựa trên khả năng sinh trưởng và
phát triển (đường kính, chiều cao, hình dạng thân), khả năng chống chịu sâu
bệnh và các yếu tố thời tiết,... mà chưa chú trọng đến chất lượng sau này của
cây gỗ, sản phẩm cuối cùng của việc trồng rừng lại chưa được đảm bảo. Do
đó, chọn giống Keo tai tượng dựa trên các tính chất gỗ như khối lượng thể
tích, tính chất cơ học, sợi gỗ,…cần được nghiên cứu để lựa chọn được các
nguồn giống Keo tai tượng khơng chỉ sinh trưởng nhanh mà cịn có chất
lượng gỗ tốt phục vụ cho trồng rừng ở nước ta.
Xuất phát từ thực tế trên tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng

của nguồn giống đến chất lượng gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng
tại Quảng Trị” nhằm nghiên cứu và đánh giá ảnh hưởng của nguồn giống tới


3

chất lượng của gỗ từ đó đề xuất được những nguồn giống có tính chất gỗ vượt
trội cho mục đích nhân giống, lai tạo và trồng rừng sản xuất.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu được ảnh hưởng của nguồn giống đến khối lượng thể
tích gỗ Keo tai tượng.
- Nghiên cứu được ảnh hưởng của nguồn giống đến độ bền uốn tĩnh của gỗ
Keo tai tượng.
- Nghiên cứu được ảnh hưởng của nguồn giống đến mô đun đàn hồi uốn tĩnh
của gỗ Keo tai tượng.
- Nghiên cứu được ảnh hưởng của nguồn giống đến chiều dài sợi gỗ của gỗ
Keo tai tượng.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa học tập
- Áp dụng được lý thuyết đã học vào thực tiễn và học hỏi thêm được
những kiến thức bổ ích từ bên ngoài trường.
- Củng cố được kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành cho bản thân
phục vụ cho cơng việc sau này. Tích lũy những kinh nghiệm cho công việc
khi đi làm.
- Rèn luyện về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học
hỏi những kinh nghiệm từ thực tế.
3.2. Ý nghĩa khoa học
- Tạo điều kiện cho học viên tiếp xúc, làm quen với thực tế cơng tác
nghiên cứu khoa học.
- Góp phần hoàn chỉnh dữ liệu khoa học cho nghiên cứu chuyên sâu về

loài cây Keo tai tượng.
- Là cơ sở khoa học để lựa chọn nguồn giống Keo tai tượng tối ưu nhất
cho trồng rừng.


4

3.3. Ý nghĩa thực tiễn
- Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực và chính xác.
- Nâng cao kiến thức thực tế của bản thân phục vụ cho công tác sau khi
ra trường.


5

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Khối lượng thể tích
1.1.1.1. Khái niệm
Để đánh giá lượng thực chất gỗ có trong một đơn vị thể tích người ta
dùng khái niệm khối lượng thể tích.
Khối lượng thể tích của gỗ là tỉ số giữa khối lượng gỗ trên một đơn vị
thể tích gỗ (Lê Xuân Tình, 1998).
(g/cm3) hoặc (kg/cm3)

=

Căn cứ vào khối lượng thể tích có thể đánh giá được một phần cường
độ và giá trị công nghệ của gỗ. Nghiên cứu khối lượng thể tích của gỗ là một

vấn đề quan trọng và cần thiết.
Tùy theo lượng nước chứa trong gỗ nhiều ít khác nhau mà có 4 khái
niệm về khối lượng thể tích thường gọi.
- Khối lượng thể tích cơ bản (điều kiện) là tỷ số giữa khối lượng gỗ khô
kiệt và thể tích gỗ tươi (độ ẩm của gỗ trên điểm bão hòa thớ gỗ) (Nguyễn Việt
Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
=

( /

)

- Khối lượng thể tích gỗ tươi là tỷ số giữa khối lượng gỗ tươi và thể tích
gỗ tươi.
=

( /

)

- Khối lượng thể tích gỗ tươi là tỷ số giữa khối lượng khơ và thể tích gỗ khơ.
Tùy theo điều kiện khí hậu mỗi nơi khác nhau mà độ ẩm thăng bằng
cao hay thấp. Nhưng nói chung khơng thể lớn hơn 30% (Nguyễn Việt Hưng,
Nguyễn Văn Thái, 2014).


6

=

( /

)

- Khối lượng thể tích gỗ khơ kiệt là tỷ số giữa khối lượng và thể tích gỗ
hồn tồn khô (W = 0%) (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
=

( /

)

1.1.1.2. Phương pháp xác định khối lượng thể tích
Tùy theo cách xác định thể tích mà có 4 phương pháp xác định khối
lượng thể tích.
Phương pháp cân đo: Đây là phương pháp thường dùng và chính xác
nhất. Mẫu gỗ thí nghiệm có kích thước 2 x 2 x 3cm (kích thước lớn nhất theo
chiều dọc thớ). Dùng thước kẹp hoặc thước pan – me 3 chiều chính xác đến
0,01 mm và cân đối khối lượng mẫu gỗ chính xác đến 0,01 g. Tính khối lượng
thể tích theo cơng thức :
=

(g/cm3)

Trong đó:
– khối lượng thể tích
m - là khối lượng gỗ (g)
v là thể tích mẫu gỗ (cm3)
Ngồi ra cịn có phương pháp nhúng nước, phương pháp dùng thể tích
thủy ngân, phương pháp thủ cơng (Lê Xn Tình, 1998).

1.1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới khối lượng thể tích gỗ
• Lồi cây
Do các loại cây có cấu tạo khác nhau nên khối lượng thể tích cũng
khơng giống nhau.
Sự chênh lệch này chủ yếu là do độ rỗng của gỗ nhiều hay ít. Độ rộng
càng lớn thì khối lượng thể tích càng bé và ngược lại độ rỗng càng bé thì khối
lượng thể tích càng lớn.


7

Ngoài ra, do chất chứa trong ruột tế bào càng nhiều, khối lượng thể tích
càng lớn, nên nói chung gỗ lõi nặng hơn gỗ dác (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn
Văn Thái, 2014).
• Tỷ lệ gỗ sởm - gỗ muộn
Đối với các loại gỗ có gỗ sớm gỗ muộn phân biệt thì tỷ lệ gỗ muộn
nhiều hay ít có ảnh hưởng lớn đến khối lượng thể tích của gỗ. Tỷ lệ gỗ muộn
nhiều khối lượng thể tích lớn. Ngược lại tỷ lệ gỗ muộn ít khối lượng thể tích
thấp (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
• Độ ẩm
Nước trong gỗ nhiều hay ít là nhân tố ảnh hưởng lớn đến khối lượng
thể tích của gỗ. Gỗ chứa nhiều nước, khối lượng thể tích cao, chứa ít nước
khối lượng thể tích thấp.
Căn cứ vào cơng thức xác định khối lượng thể tích ta phân tích sự thay
đổi độ ẩm gỗ:
- Khi độ ẩm giảm từ cao đến độ ẩm bão hoà (30%), lúc này khối lượng
m của gỗ sẽ giảm xuống, nhưng thể tích của gỗ là khơng thay đổi. Do đó khối
lượng thể tích của gỗ sẽ giảm xuống nhanh.
- Khi độ ẩm giảm từ độ ẩm bão hoà xuống độ ẩm khô kiệt (30 – 0%):
lúc này khối lượng của gỗ tiếp tục giảm xuống, tuy nhiên thể tích của gỗ cũng

giảm xuống. Nhưng qua thí nghiệm ta thấy khối lượng m của gỗ giảm nhanh
hơn. Do vậy, khối lượng thể tích của gỗ giảm chậm.
- Khi độ ẩm tăng từ 0- 30%: lúc này khối lượng của gỗ tiếp tăng lên,
tuy nhiên thể tích của gỗ cũng tăng lên. Nhưng qua thí nghiệm ta thấy khối
lượng m của gỗ tăng nhanh hơn. Do vậy, khối lượng thể tích của gỗ tăng chậm.
- Khi độ ẩm tăng từ 30% đến cao: lúc này khối lượng m của gỗ sẽ tăng
lên, nhưng thể tích gỗ là khơng thay đổi. Do đó khối lượng thể tích của gỗ sẽ
tăng lên nhanh (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
• Vị trí khác nhau trong thân cây


8

- Ở các vị trí khác nhau trong thân cây, khối lượng thể tích cũng khác
nhau. Nói chung gỗ ở phần gốc có khối lượng thể tích cao nhất, giữa thân là
trung bình và gần ngọn là thấp nhất. Chênh lệch giữa gốc và ngọn đến gần 25%.
- Gần tuỷ và gần vỏ khối lượng thể tích bé. Khối lượng thể tích gỗ lõi
lớn hơn ở gỗ giác (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
• Vịng tăng trưởng hàng năm
- Đối với gỗ mạch xếp vòng cây lá rộng: vòng năm trưởng hàng năm
càng lớn có khối lượng thể tích càng lớn, vì vịng năm rộng gỗ muộn nhiều.
- Với gỗ cây lá kim thì ngược lại, vịng năm càng hẹp khối lượng thể
tích càng cao vì gỗ cây lá kim vịng năm càng rộng gỗ muộn càng ít.
- Đối với gỗ lá rộng mạch phân tán - vòng năm rộng thì tỷ lệ gỗ sớm và
gỗ muộn khơng thay đổi nên khối lượng thể tích khơng thay đổi (Nguyễn Việt
Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
1.1.2. Tính chất cơ học của gỗ
1.1.2.1 Khái niệm cơ bản về tính chất cơ học
• Ứng lực
Khi bị lực bên ngoài tác dụng, gỗ sẽ biến dạng. Các phần tử cấu tạo bên

gỗ sẽ sản sinh nội lực chống chịu lại, đó là ứng lực. Ký hiệu P đơn vị N hoặc Kgf.
Ứng lực có tác dụng chống lại lực phá hoại từ bên ngoài, đồng thời có
tác dụng khơi phục lại hình dạng và kích thước cũ của vật. Ứng lực bằng
ngoại lực về trị số nhưng ngược chiều (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái,
2014).
• Ứng suất
Để đánh giá khả năng chịu lực của vật liệu và để so sánh cường độ của
các loại vật liệu khác nhau, người ta dùng ứng suất (Nguyễn Việt Hưng,
Nguyễn Văn Thái, 2014).
Ứng suất là ứng lực sản sinh trên một đơn vị diện tích chịu lực.
Ứng suất đơn giản được tính theo cơng thức sau.


9

=
Trong đó:

, /

– lực bên ngồi tác dụng, tính bằng niutơn (N).
F – diện tích chịu lực (m )

• Biến dạng
Sau khi bị ngoại lực tác dụng, gỗ ít nhiều thay đổi về hình ở nước. Hiện
tượng ấy gọi là sự biến dạng (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
Biến dạng tuyệt đối
Biến dạng thường biểu thị bằng độ tăng giảm dài tuyệt đối (∆l) gọi 1à
biến dạng tuyệt đối.
Biến dạng tương đối

Chỉ độ tăng giảm dài tương đối – gọi là biến dạng tương đối ( )
=

∆

∆l: - độ tăng giảm dài tuyệt đối (cm)
1: - chiều dài của vật (cm)
Biến dạng đàn hồi
Biến dạng đàn hồi do xenlulo có cấu trúc định hình và là thành phần
chủ yếu sản sinh ra nội lực của gỗ (ứng lực có trị số lớn nhất).
Biến dạng vĩnh cửu
Biến dạng vĩnh cửu là do linhin có cấu trúc vơ định hình và là thành
phần chủ yếu sản sinh ra nội lực có trị số thấp.
1.1.2.2. Các tính chất cơ học của gỗ
Tùy theo phương thức tác dụng của ngoại lực, chiều thớ của gỗ và nội lực
sản sinh trong gỗ, người ta chia các ứng lực thành 3 nhóm chính: Các ứng lực
đơn giảm, các ứng lực phức tạp, các ứng lực có tính chất cơng nghệ. Tuy
nhiên trong nghiên cứu này chỉ nghiên cứu ở các ứng lực phức tạp cụ thể là
sức chịu uốn tĩnh.
a. Sức chịu uốn tĩnh:


10

- Dầm (xà) trong các kết cấu gỗ thường do lực uốn làm biến dạng. Có
thể nói sức chịu uốn tĩnh là chỉ tiêu quan trọng thứ 2 sau lực ép dọc thớ.
- Để đánh giá cường độ gỗ thường lấy tổng số hai ứng suất: ép dọc thớ
và uốn tĩnh làm tiêu chuẩn.
- Khi bị uốn cong, phần gỗ chịu ép biến dạng nhiều hơn phần gỗ chịu
kéo. Vì trong gỗ ứng suất kéo dọc thớ lớn gấp 2 - 3 lần ứng suất ép dọc thớ.

Do đó mặt trung hịa chuyển dịch về phía chịu kéo (Lê Xn Tình, 1998).
- Mẫu thử nghiệm có kích thước 20 × 20 × 300 mm, kích thước lớn
nhất theo chiều dọc thớ.
- Mẫu gỗ đặt trên 2 gối tựa tròn cố định, bán kính cong của gối là 15
mm. Cự ly 2 gối là 240 mm. Khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực P/2 là 80
mm, hoặc tại điểm giữa của dầm (P). Tốc độ tăng lực là 7000±1500N/ph (Lê Xuân
Tình, 1998).
- Các loại gỗ lá rộng qui định hướng tác động của lực theo chiều tiếp
tuyến. Các loại gỗ lá kim thí nghiệm cả 2 hướng.
- Ứng suất uốn tĩnh tính theo cơng thức:
Nếu 2 điểm đặc lực:

=

Nếu 1 điểm đặt lực:

=

!" #
$%&

(N/m2)

!" #

$%&

(N/m2)

Trong đó:

Pmax là lực phá hoại (N);
l cự ly hai gối (m);
b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m);
Hệ số điều chỉnh độ ẩm α = 0,04.
b. Xác định mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE)
Thí nghiệm xác định mơ đun đàn hồi dùng mẫu có hình dạng và kích
thước, bố trí như lực uốn tính. Mỗi mẫu thử, cho lực lặp lại 6 lần. Mỗi lần tác
động từ 200 ÷ 600N. Tốc độ tăng lực là 5000 ± 1000N/ph. Đọc số trên đồng


11

hồ đo biến hình ngay sau mỗi lần tăng lực. Lấy trị số bình quân biến dạng của
3 lần tăng lực cuối cùng (Lê Xn Tình, 1998).
Tính mơ đun đàn hồi theo cơng thức sau, chính xác đến 108N/m2:
MO' =
MO' =

(#)

* +$%) ,
* ( ..)
/$%) ,

(N/m2) cho 2 điểm đặt lực

(N/m2) cho 1 điểm đặt lực

Trong đó:
l cự ly hai gối (m);

b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m);
f là độ võng;
P’ = 600 – 200N = 400N hoặc P’ = 400 – 200N = 200N.
c. Sức chịu uốn va đập
- Về khả năng chịu uốn va đập của gỗ có rất nhiều loại. hiện nay
thường chỉ xác định sức chịu uốn xung kích. Sức chịu uốn xung kích được
dùng làm chỉ tiêu đánh giá độ giịn hay độ dẻo của gỗ.
- Tính chất này cũng rất quan trọng trong nhiều cơng trình như gỗ
chống lị cần dẻo dai, khó gẫy hoặc gẫy chậm hoặc phát ra tiếng động khi bị
phá hoại để người biết, tránh xảy ra tai nạn lao động. Gỗ làm đà giáo cũng đòi
hỏi độ dẻo dai cao mới đảm bảo an tồn (Lê Xn Tình, 1998).
- Gỗ dùng làm vỏ tàu thuyền, độ dẻo dai là chỉ tiêu rất quan trọng vì
cơng trình phải chịu sự va đập thường xun của sóng. Thí nghiệm về sức
chịu uốn xung kích của gỗ không phải xác định lực phá hoại mà biểu thị bằng
cơng (N/m) tiêu hóa trong q trình đập gẫy mẫu gỗ. Đến nay vẫn chưa tìm
được cơng thức nào có thể tính ra ứng suất gỗ sản sinh tương ứng với cơng
tiêu hao của máy. Do đó với cơng thức dùng để tính sức chịu uốn xung kích,
kết quả có được chỉ cho ta tài liệu tham khảo để đánh giá, so sánh phẩm chất
gỗ (độ dẻo) nó khơng có giá trị tính tốn trong q trình thiết kế kết cấu gỗ (Lê
Xuân Tình, 1998).


12

Mẫu dùng thí nghiệm sức chịu uốn xung kích có hình dạng và kích
thước tương tự như mẫu thử lực uốn tính. Gỗ lá rộng chỉ đập trên mặt tiếp
tuyến, cịn gỗ lá kim thì đập cả trên 2 mặt xun tâm và tiếp tuyến (Lê
Xn Tình, 1998).
1.1.2.3. Tính chất khơng đồng nhất của gỗ
* Lồi cây

- Tính chất cơ học của gỗ biến động rất lớn. Tùy theo khối lượng thể
tích cao, thấp mà cường độ lớn, nhỏ khác nhau. Gỗ nặng có khả năng chịu lực
lớn hơn gỗ nhẹ.
Gỗ lim xanh (Erythrophiocum fordii Oliver) có

*0

= 0,93g/cm sức

chịu ép dọc thớ là 765. 105 N/m .
Gỗ sung (Ficus sp) có

*0

= 0,35g/

cao sức chịu ép dọc thớ là

156.10N/m (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
* Vị trí khác nhau trên thân cây
- Phần gốc ứng suất lớn hơn phần ngọn.
- Gỗ giác ứng suất cao hơn gỗ lõi.
* Theo chiều thớ
Theo chiều dọc – chiều ngang
- Ứng suất chiều dọc lớn hơn chiều ngang (ép dọc, kéo dọc...). Vì trong
thân cây, đại bộ phận tế bào sắp xếp theo chiều dọc thân cây, trong mỗi tế bào
thì vách thứ sinh chiếm phần chủ yếu, trong đó có các mixen xenlulơ ở lớp
giữa xếp gần song song với trục dọc thân cây nên cường độ theo chiều dọc
cao hơn rất nhiều so với cường độ chiều ngang thớ.
- Loại gỗ có thớ gỗ càng thẳng chênh lệch giữa hai chiều càng rõ. Theo

chiều ngang, do sự tồn tại của tia gỗ và gỗ sớm, gỗ muộn làm cho cường độ
chiều tiếp tuyến và chiều xuyên tâm chênh lệch nhau.


13

Theo chiều xuyên trì và tiếp tuyến
Gỗ lá kim và gỗ lá rộng mạch xếp vòng, do gỗ sớm, gỗ muộn phân biệt,
tia gỗ nhỏ và ít nên cường độ chiều tiếp tuyến lớn hơn cường độ chiều xuyên
tâm. Ngược lại gỗ lá rộng mạch phân tán gỗ sớm, gỗ muộn ít phân biệt, tia gỗ
nhiều và lớn nên cường độ chiều xuyên tâm lớn hơn cường độ chiều tiếp
tuyến (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
1.1.2.4. Các tính chất cơ học của gỗ
Tùy theo phương thức tác động của ngoại lực và chiều thớ của gỗ, tính
chất cơ học của gỗ có thể chia thành 3 nhóm chính:
- Nhóm ứng lực đơn giản: Khi lực tác động lên gỗ, trong gỗ chỉ sản
sinh một ứng lực duy nhất chống lại: ép dọc, ép ngang, kéo dọc, kéo ngang,
trượt dọc, trượt ngang, cắt đứt vng góc.
- Những ứng lực phức tạp: Khi lực bên ngoài tác dụng vào gỗ, trong gỗ
sản sinh ít nhất là 2 ứng lực chống lại: Uốn tĩnh, uốn va đập, uốn dọc, sức
chịu xoắn.
- Nhóm ứng lực có tính chất cơng nghệ: các lực này liên hệ mật thiết
đến q trình gia cơng bể mặt và lắp ghép kết cấu gỗ: độ cứng tĩnh, độ cứng
va đập, sức chịu tách, lực bám đinh.
Do đặc điểm cấu tạo của gỗ theo 3 chiều: dọc, xuyên tâm và tiếp tuyến
khác nhau, nên tuỳ theo phương tác động của lực, mỗi tính chất gỗ lại phân
làm 2 hoặc 3 loại: ứng suất chiều dọc thớ, chiều xuyên tâm và chiều tiếp
tuyến (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
1.1.2.5. Các nhân tố ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ
 Khối lượng thể tích

Quan hệ giữa tính chất cơ học và khối lượng thể tích của gỗ khá chặt
chẽ và được biểu thị thành phương trình bậc 1 (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn
Văn Thái, 2014).
= 1. + 3


14

 Độ ẩm
Gỗ phơi khô = 2. σgô? tươi/ướt
Thông thường khi độ ẩm tăng lên từ 0 – 30%, gỗ dãn nở làm cho
khoảng cách giữa các mixen nới rộng ra, làm sức hút tương hỗ giữa các mixen
giảm xuống, làm cho sức chịu lực bên ngoài tác động làm cho tính ổn định
của các mixen khi chịu lực kém đi, làm cho ứng lực giảm xuống.
Tuy nhiên, khi xét ảnh hưởng đến cường độ người ta xét trong 2 phạm
vi thì mối quan hệ giữa khối lượng thể tích gỗ và cường độ biểu thị là phương
trình bậc 2.
σ = a. w + b. w + c
[w=(5-10)% - WBH]: cường độ gỗ giảm dần và ngược lại.
[w=(5-10)% - 0%]: cường độ gỗ giảm dần và ngược lại.
Khi độ ẩm giảm từ (5-10%) xuống 0% trong gỗ xảy ra hiện tượng quay
cực của các phần xenlulo, khi xuất hiện lực này trong gỗ phải sản sinh một nội
lực chống lại và ngược lại, khi độ ẩm tăng từ 0% đến (5-10%) hiện tượng quay
cực của các phân tử xenlulo được trở lại nên giải phóng cho gỗ nội lực (Nguyễn
Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
 Ảnh hưởng của cấu tạo
• Ảnh hưởng của sự sắp xếp các tế bào trong thân cây và cấu trúc vách
tế bào (sự sắp xếp các mixen).
Trong thân cây, đại đa số các tế bào xếp theo chiều dọc thân cây. Mặt
khác, trong vách tế bào đại đa số các mixen sắp xếp theo chiều dọc tế bào

hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 30° so với trục dọc tế bào, đặc biệt là lớp giữa
của vách thứ sinh. Do vậy các lực tác dụng theo chiều dọc thân cây lớn theo
chiều ngang thân cây như: ứng suất ép dọc, kéo dọc, độ cứng... thường lớn hơn ép
ngang, kéo ngang, uốn tĩnh... (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).


15

• Ảnh hưởng của tia gỗ.
Tia gỗ gây nên sự chênh lệch về ứng suất giữa chiều xuyên tâm và
chiều tiếp tuyến (đối với gỗ có gỗ sớm và gỗ muộn khơng phân biệt, tia gỗ
lớn, số lượng nhiều) ví dụ như: trượt dọc, ngang tiếp tuyến lớn hơn xuyên
tâm, nén xuyên tâm > tiếp tuyến (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái,
2014).
• Ảnh hưởng của gỗ sớm – gỗ muộn.
Đối với gỗ lá kim và gỗ lá rộng mạch vòng có gỗ sớm và gỗ muộn phân
biệt cũng là một nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch về ứng suất giữa chiêu
xuyên tâm và chiều tiếp tuyến (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
• Tổ thành tế bào trong cây.
Đó là tỷ lệ tế bào vách dày và tế bào vách mỏng. Các lồi cây khác
nhau, vị trí khác nhau trong thân cây khác nhau thì tỷ lệ này khác nhau do đó
cường độ gỗ thay đổi khác nhau (Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái,
2014).
• Tỷ lệ giữa 3 tổ chức:
- Tổ chức dẫn nước và muối khoáng
- Tổ chức dự trữ chất dinh dưỡng
- Tổ chức cơ học
• Tỷ lệ thành phần xenlulo và lignin.
Xenlulo có cấu trúc vơ định hình, là thành phần chủ yếu sản sinh ra nội
lực của gỗ. Hay nói cách khác, xenlulo tạo ra những ứng lực lớn nhất (ed, kd, ut).

Do vậy gỗ nhiều xenlulo thì các ứng lực như: ed, kd, ut, độ cứng) sẽ tăng lên.
Ligmin là thành phần liên kết với xenlulo, do vậy lực tách lignin ra
khối xenlulo thường là nhỏ như: en, kn, td, tn, tách...) Do vậy, ở vị nào trong
cây có hàm lượng lignin cao thì thường các lực như: em, kn, td, tn, tách cao
(Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Văn Thái, 2014).
• Gỗ giác – gỗ lõi.