Nghiên cứu khoa học " Chuyển đổi nhanh khối lượng thể tích của gỗ ở các độ ẩm gỗ khác nhau " pptx

Chuyển đổi nhanh khối lượng thể tích của gỗ ở các độ ẩm gỗ khác nhau
Đỗ Văn Bản
Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Khối lượng thể tích (KLTT) của gỗ là một tính chất vật lý hết sức quan trọng và là
một trong những chỉ tiêu không thể thiếu để đánh giá giá trị và định hướng sử
dụng gỗ. Do KLTT có mối liên quan tương đối chặt chẽ với nhiều tính chất khác
của gỗ như khả năng co rút dãn nở, sức bền khi nén dọc, sức bền khi uốn tĩnh,…
nên dựa vào giá trị KLTT người ta có thể suy diễn một cách tương đối về độ bền
cơ học và tự nhiên của gỗ.
Trong nhiều tài liệu, giá trị trung bình về KLTT thường được chuyển đổi về giá trị
ở độ ẩm của gỗ 0% và độ ẩm gỗ thăng bằng không khí. Trong thực tế, độ ẩm
thăng bằng không khí được quy định khác nhau tuỳ theo từng vùng, từng quốc gia.
Ví dụ: ở Châu Âu hay theo quốc tế quy định là 12%, ở miền Bắc Việt Nam là 18%
và miền Nam Việt Nam và một số nước trong khu vực là 15%. Chính những quy
định khác nhau về độ ẩm thăng bằng không khí của gỗ đã gây nhiều khó khăn cho
việc tham khảo tài liệu hoặc sử dụng các chỉ tiêu đánh giá gỗ dựa vào KLTT theo
các quy định khác nhau. Do vậy, người ta thường tìm cách chuyển đổi KLTT về độ
ẩm gỗ tương ứng phù hợp với mục đích, yêu cầu.
I. Phương pháp nghiên cứu
Để tạo điều kiện thuận lợi khi chuyển đổi KLTT của gỗ ở độ ẩm gỗ bất kỳ trong
phạm vi từ 0% đến 25% và KLTT tương ứng với các độ ẩm thăng bằng không khí
theo quy định khác nhau, chúng tôi đã dựa vào các công thức tính toán chuyển đổi
và xem xét mối tương quan của KLTT ở độ ẩm gỗ khác nhau nhằm tìm biện pháp
chuyển đổi đơn giản dễ dàng hơn.

II. Kết quả nghiên cứu
2.1. Chuyển đổi KLTT ở độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 0% đến 25%
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 362-70, việc chuyển đổi KLTT tương ứng với
độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 18-22% (độ ẩm của gỗ khi thí nghiệm) sang KLTT ở
độ ẩm gỗ 18% (độ ẩm gỗ thăng bằng không khí) thông qua công thức sau:

P
18
= Pw (1,075-0,005w) (1)
trong đó:
P
18
: KLTT ở độ ẩm 18%;
Pw : KLTT ở độ ẩm trong phạm vi từ 18 đến 22%;
w : Độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 18 đến 22%.
Khi gỗ có độ ẩm nằm trong phạm vi từ 0-25%, quan hệ giữa KLTT ở độ ẩm 0%
với KLTT ở độ ẩm lúc thí nghiệm bằng công thức sau:

(2)
trong đó:
P
1
: KLTT ở độ ẩm 0%;
P
1u
: KLTT ở độ ẩm trong phạm vi từ 0 đến 25%;
u : Độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 0 đến 25%.
Theo DIN 52-182 ta có thể chuyển đổi KLTT ở các độ ẩm 0% sang KLTT ở độ
ẩm gỗ bất kỳ nằm trong phạm vi từ 0-25% như sau:
(3)
Trong trường hợp cần chuyển đổi KLTT ở độ ẩm 12% sang KLTT ở độ ẩm 15%
hay 18% và ngược lại, ta có thể áp dụng công thức 2 để chuyển đổi về KLTT ở độ
ẩm 0%, sau đó dùng công thức 3 để chuyển đổi tiếp. Như vậy, công thức 2 trở
thành công thức trung gian. Cách chuyển đổi này không phải là cách chuyển đổi
nhanh.
2.2. Chuyển đổi nhanh KLTT ở các độ ẩm gỗ khác nhau

Dựa vào kết quả xác định KLTT của 51 loại gỗ ở các độ ẩm 0%, 18%, 12% và
15% (gọi là KLTT thí nghiệm) được liệt kê ở phụ lục 1, ta có thể lập các mối
tương quan giữa các KLTT ở các độ ẩm trên theo phương trình bậc nhất y="a.x"
+b. KLTT được xác định bằng các phương trình tương quan này gọi là KLTT
chuyển đổi. Đồ thị dưới đây là một ví dụ về mối tương quan giữa KLTT ở độ ẩm
0% và độ ẩm 18%.

Tập hợp các phương trình tương quan giữa các KLTT ở độ ẩm 0%, 12%, 15% và
18% ta có bảng 1 sau:
Bảng 1. Các phương trình tương quan giữa các KLTT ở các độ ẩm khác nhau
KLTT ở độ ẩm x
y
0% 12% 15% 18%
0% - 0,9884r
12
-20,188

(R
2
=0,9988)
0,9854r
15
-26,866
(R
2
=0,9983)
0,9858r
18
-
32,991

(R
2
=0,997)
12%

1,0106r
0
+21,157

(R
2
=0,9988)
- 0,9972r
15
-6,9099
(R
2
=0,9999)
0,9979r
18
-
13,299
(R
2
=0,9992)
15%

1,0131r
0
+28,333

(R
2
=0,09983)
1,0027r
12
+6,9709

(R
2
=0,09999)
- 1,0008r
18
-
6,4617
(R
2
=0,9994)
KLTT
ở độ
ẩm
18%

1,0113r
0
+35,378

(R
2
=0,997)

1,0012r
12
+13,966

(R
2
=0,9992)
0,9986r
15
+6,8517

(R
2
=0,9994)
-
Chọn KLTT thí nghiệm của 4 loại gỗ bất kỳ trong phụ lục 1 và áp dụng các công
thức chuyển đổi ở bảng 1, ta có kết quả như sau:
Bảng 2. Kết quả chuyển đổi KLTT ở các độ ẩm gỗ khác nhau theo các công
thức ở bảng 1
KLTT được xác định bằng các công thức chuyển
đổi dựa vào các KLTT ở các độ ẩm
Loại gỗ
theo SĐK
Độ ẩm KLTT tương
ứng (theo
phụ lục1)
0% 12% 15% 18%
1 2 3 4 5 6 7
0% 351 - 354 354 356
12% 378 376 - 378 380

15% 386 384 386 - 388
2619
18% 394 391 393 393 -
0% 412 - 413 413 414
12% 438 438 - 438 439
15% 446 446 446 - 448
2701
18% 454 452 453 452 -
0% 284 - 278 277 277
12% 302 308 - 300 301
15% 308 316 309 - 309
2728
18% 315 323 316 315 -
0% 609 - 612 613 616
12% 640 637 - 641 644
15% 650 645 649 - 653
2784
18% 659 651 655 655 -
Qua bảng 2 ta thấy sự chênh lệch giữa KLTT thí nghiệm (ghi ở cột số 3) với
KLTT chuyển đổi ở cùng độ ẩm (ghi ở cột 4, 5, 6 và 7) không đáng kể. Như vậy
những công thức chuyển đổi ở bảng 1 hoàn toàn có thể áp dụng khi cần phải
chuyển đổi nhanh KLTT ở các độ ẩm khác nhau với mục đích để tham khảo, so
sánh.
3. Kết luận
Chuyển đổi nhanh KLTT ở độ ẩm gỗ khác nhau chủ yếu để phục vụ cho việc tham
khảo, so sánh KLTT cùng một loại gỗ ở nhiều nguồn tài liệu và theo các quy định
về độ ẩm thăng bằng không khí của gỗ khác nhau. Theo các tài liệu, số liệu thí
nghiệm và xét các tương quan giữa các KLTT ở độ ẩm gỗ khác nhau, chúng tôi
đưa ra một số công thức chuyển đổi giúp cho bạn đọc thuận lợi hơn khi tham khảo
các tài liệu về KLTT.

Tài liệu tham khảo chính
1. Tiêu chuẩn nhà nước TCVN 362-70 – Gỗ. Phương pháp xác định khối lượng
thể tích (có hiệu lực từ 1-1-1972).
2. Tiêu chuẩn Đức DIN 52-182 – Kiểm tra gỗ. Xác định khối lượng thể tích (ban
hành tháng 9 năm 1976).
3. Peter Niemz
Gỗ. Giải phẫu – Hoá học – Vật lý; Vật lý của gỗ và các vật liệu từ gỗ.Nhà xuất
bản DRW, 1993.
4. Tư liệu của Phòng nghiên cứu Tài nguyên thực vật rừng.
Summary:The density of wood is one of the most important wood characteristics.
The density of the same wood species expressed in the different ducuments may
be given with different moisture contents.
Based on the documents, standards and the correlations between the densities at
different moisture contents by determination of 51 wood species, we have
established some formulas for fast converting the density at any moisture to the
density at corresponded moisture contents of wood.
Phụ lục 1. Kết quả xác định KLTT ở các độ ẩm khác nhau của 51 loại gỗ thí
nghiệm
KLTT ở độ ẩm KLTT ở độ ẩm Stt Số
đăng
kí
0% 12% 15% 18%
Stt Số
đăng kí

0% 12% 15% 18%
1 2612 351 378 386 394 27 2731 328 351 358 365

2 2617 586 615 624 624 28 2735 629 660 670 679
3 2619 705 735 744 744 29 2736 445 475 484 492
4 2621 320 334 341 341 30 2737 719 747 756 764
5 2625 762 801 814 814 31 2738 776 807 816 825
6 2626 955 985 994 994 32 2757 606 637 646 655
7 2627 680 716 727 727 33 2759 502 529 537 544
8 2628 577 611 620 620 34 2764 638 668 678 687
9 2629 992 1012 1018 1018 35 2765 816 850 860 870
10 2630 872 899 908 908 36 2769 448 476 485 494
11 2631 811 827 834 834 37 2770 741 774 783 793
12 2633 546 577 586 586 38 2771 785 828 841 854
13 2634 736 757 765 765 39 2773 527 544 552 561
14 2637 365 391 398 398 40 2775 762 792 800 809
15 2638 918 944 952 952 41 2776 757 786 794 803
16 2640 691 719 727 727 42 2779 494 529 540 550
17 2701 420 448 456 456 43 2780 722 753 763 772
18 2707 314 328 334 334 44 2781 625 656 666 676
19 2710 412 438 446 454 45 2782 464 478 482 487
20 2711 379 402 409 416 46 2784 609 640 650 659
21 2717 544 575 584 593 47 2785 648 682 691 701
22 2720 707 731 741 751 48 2787 573 593 601 610
23 2721 865 884 891 899 49 2789 752 780 790 801
24 2726 569 602 612 622 50 2790 742 770 778 786
25 2728 284 302 308 315 51 2792 554 587 597 607
26 2730 565 598 607 617