Nghiên cứu khoa học " Nghiên cứu ảnh hưởng của áp xuất ép biên và chiều dày thành tre luồng đến độ hở mạch keo của ván ghép thanh tre luồng " docx

Nghiên cứu ảnh hưởng của áp xuất ép biên và chiều dày thành tre luồng đến độ hở
mạch keo của ván ghép thanh tre luồng
Bùi Chí Kiên
Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam
Việt Nam có đặc điểm khí hậu, đất đai . . . rất phù hợp cho tre luồng sinh trưởng
và phát triển. Từ một cây măng sau 3 tháng đã có một cây tre trưởng thành, chỉ 3
đến 4 năm đã có thể khai thác và sử dụng. Căn cứ vào độ tuổi người ta xác định
được đặc tính của từng độ tuổi:
- Tre luồng từ 2 đến 3 tuổi là tre bánh tẻ, thường sử dụng sản xuất giấy.
- Tre luồng từ 3 đến 6 tuổi là tre già, dùng làm vật liệu xây dựng, đồ mộc, đồ mỹ
nghệ, sản xuất ván nhân tạo . . .
Hiện nay sử dụng tre luồng làm nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất ván nhân
tạo là một trong những mục tiêu chính của ngành công nghiệp chế biến lâm sản,
đặc điểm nổi bật của tre luồng là chiều dày thành tre luồng giảm từ gốc đến ngọn,
bên cạnh đó còn độ cong, độ thót ngọn. Tre luồng thường cong theo một chiều, độ
cong, độ thót ngọn thường tập trung ở phần ngọn, phần ngọn cây chiều dày thường
nhỏ nên khi sử dụng thường loại bỏ phần này.
Tre luồng thường bị mắc các bệnh sau:
+ Tre luồng bị cụt ngọn: Do tác động của mưa gió hay một lý do tự nhiên nào đó
mà tre luồng bị cụt ngọn trong quá trình sinh trưởng, nhất là thời kỳ từ măng đến
tre trưởng thành. Điều này làm cho sự phát triển của cây bị thay đổi, các tính chất
cơ - vật lý thay đổi, tre giòn và khả năng chịu lực kém.
+ Tre luồng bị kiến đục: Tre luồng khi đang phát triển cũng như sau khi chặt hạ
thường bị sâu nấm phá hại, do trong thân cây có một hàm lượng đường không nhỏ
rất hấp dẫn với côn trùng và nấm mốc. Bệnh này thường xuất hiện khi cây còn
sống, phần bị bệnh sẽ bị biến màu và bị thay đổi các tính chất cơ - lý, sau khi chặt
hạ nếu không được bảo quản sẽ dễ bị nấm mốc hoặc mối mọt phá hại rất nhanh,
làm giảm hoặc mất khả năng sử dụng của tre luồng.
+ Tre luồng bị bệnh khuy: Đây là loại bệnh mà tre luồng thường hay mắc phải,
theo Phan Đức Thuội, Lê Xuân Tình thì loại bệnh này rất dễ lây lan và ảnh hưởng
lớn tới các tính chất cơ - lý của tre luồng.

1. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Từ những đặc điểm trên thì nguyên liệu để sản xuất ván ghép thanh phải có độ tuổi
từ 3 năm trở lên, loại bỏ phần ngọn và những cây đã mắc bệnh. Để xác định ảnh
hưởng của áp suất ép biên và chiều dày thành tre luồng đến độ hở mạch keo của
ván ghép thanh chúng tôi cố định các yếu tố sau:
- Độ tuổi của tre luồng.
- Vị trí lấy mẫu (gốc, thân).
- Độ ẩm của thanh tre luồng trước khi ép ván (8%).
- Khối lượng thể tích của ván (8g/cm
3
).
- Số lớp ván(3 lớp), chiều dày 15mm.
- Tỷ lệ kết cấu của ván (1-1-1).
- Chất kết dính: Keo nước nhập từ Trung Quốc với các thông số sau
+ Màu sắc: Trắng sữa
+ Hàm lượng khô: 67%
+ Độ nhớt theo Bz4 (ở 25
0
C): 60 giây
+ Độ PH bảo quản: 8
+ Độ PH khi đóng rắn: 6
+ Lượng keo sử dụng: 1,0 kg/m
2
sản phẩm
+ Phương pháp ép: khô - nhiệt
+ áp suất ép chính max: 18 kg/cm
2

+ Nhiệt độ ép: 130

o
C
+Thời gian ép: 11 phút 00 giây
+ Sản phẩm đạt tiêu chuẩn Quốc tế SGS, phục vụ trang trí nội thất, sàn nhảy, sàn
thi đấu thể thao . . .
2. Nội dung nghiên cứu
a. Xác định ảnh hưởng chiều dày thành tre luồng đến độ hở mạch keo của ván
Chiều dày thành tre luồng có ảnh hưởng đến mật độ bó mạch trong từng thanh khi
gia công, cách ghép các thanh trong cùng một lớp và giữa các lớp với nhau, ảnh
hưởng đến khả năng liên kết giữa các thanh cũng như làm thay đổi tính chất của
từng thanh dẫn đến tính chất của ván thay đổi. Độ hở mạch keo là một hàm số phụ
thuộc vào chiều dày thành tre luồng, bằng thực nghiệm chúng tôi đã xác định được
ảnh hưởng của chiều dày thành tre luồng đến độ hở mạch keo theo bảng sau:
Độhở(%)

Chiều dày(mm)
Độ hở trung bình số mẫu
6.5 - 8.5 25,18 30
8.5 - 10.5 19,68 30
10.5 - 12.5 18,68 30
12.5 - 14.5 16,05 30
Từ kết quả thực nghiệm, xử lý số liệu theo phương pháp thống kê toán học trên
máy tính chúng ta biết được quan hệ giữa độ hở mạch keo và chiều dày thành tre
luồng theo phương trình sau:
Y = 95.79 + 2.73X - 102.59lgX
Hệ số tương quan R = 0.98
Trong đó: Y: là độ hở mạch keo của ván
X: là cấp chiều dày thành tre luồng
Đồ thị quan hệ độ hở mạch keo theo chiều dày
Y(%)

25
20
15
10
5
X(mm)
8 10 12 14 14.5
Như vậy, khi chiều dày thành tre luồng tăng thì độ hở mạch keo của ván giảm
xuống đó là do đặc điểm cấu tạo, tre luồng có mật độ bó mạch tăng dần từ trong ra
ngoài theo phương xuyên tâm và tăng dần từ gốc đến ngọn theo phương chiều cao
thân cây, nên tính chất cơ học tại các điểm là khác nhau. Khi kích thước thanh gia
công cố định, chiều dày thành tre luồng tăng thì chênh lệch mật độ bó mạch giữa
phần cật và ruột của thanh gia công giảm, tức mật độ bó mạch trong thanh gia
công đồng đều hơn. Do vậy, khi ép ván dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất thì
chênh lệch co ngót khi ép giữa hai bề mặt của thanh giảm, độ hở mạch keo của
ván giảm khi chiều dày thành tre luồng tăng, tạo ván có chất lượng tốt hơn.
b. Xác định ảnh hưởng độ hở mạch keo theo áp suất ép biên
ápsuất ép biên nhằm tạo ra sự tiếp xúc giữa các thanh tre luồng với nhau được tốt
hơn, đồng thời tạo cho màng keo mỏng, đều, liên tục và làm các thanh kết dính lại
với nhau.
Bằng thực nghiệm, chúng tôi xác định được ảnh hưởng của áp suất ép biên P đến
độ hở mạch keo theo bảng sau:
Độ hở (%)

P ép biên(kg/cm
2
)
Độ hở trung bình số mẫu
5 22 30
5.5 15,23 30

6 11,64 30
7 8,36 30
Từ kết quả thực nghiệm, xử lý số liệu bằng phương pháp thống kê trên máy tính
cho chúng ta quan hệ giữa độ hở mạch keo và áp suất ép biên theo phương trình
sau:
Y = 260.3 + 38.08X - 613.5lgX
Hệ số tương quan R = 0.99
Trong đó: Y: Là độ hở mạch keo
X: Là áp xuất ép biên
Đồ thị quan hệ độ hở mạch keo theo áp suất ép biên
Y(%)
25
20
15
10
5
X(kg/cm
2
)
2 4 6 7
Khi áp suất ép biên tăng thì độ hở mạch keo của ván giảm xuống, đó là do tre
luồng có ứng suất tách ngang rất nhỏ, nên khi xẻ thanh không bao giờ cạnh xẻ là
một đường thẳng, đồng thời giữa các lóng của tre luồng còn có các đốt, phần này
có các bó mạch sắp xếp không theo quy luật, bó mạch phần này nhiều hơn phần
lóng nên phần đốt thường cứng chắc và giòn. Khi chúng ta ép ván thường xảy ra
ba trường hợp tiếp xúc theo thứ tự sau:
1. Mắt tiếp xúc với mắt
2. Lóng tiếp xúc với mắt
3. Lóng tiếp xúc với lóng
Dưới tác dụng của nhiệt độ, áp suất các thanh ghép được hoá mềm làm các bó

mạch biến dạng dẻo và xích lại gần nhau hơn mà không bị phá hủy. Vậy áp xuất
ép biên phải đủ lớn để bề mặt tiếp xúc gữa các thanh là tốt nhất, nhưng áp suất ép
biên phải nhỏ hơn ứng suất ép ngang của tre luồng để ván không bị phá huỷ.

Kết luận
Qua quá trình nghiên cứu thực nghiệm, kiểm tra tính toán độ hở mạch keo của ván
ghép thanh tre luồng chúng tôi thấy rằng:
+ Khi chiều dày thành tre luồng tăng thì độ hở mạch keo của ván giảm xuống, chất
lượng ván tăng lên.
+ Khi tăng áp xuất ép biên độ hở mạch keo giảm, tuy nhiên áp xuất ép biên không
được vượt quá ứng suất ép ngang của tre luồng.
Khi sản xuất, để ván sản phẩm có độ hở mạch keo nhỏ nhất, chất lượng ván tốt
nhất thì nên ép ván theo chế độ ép sau:
+ ápsuất ép chính max: 18 kg/cm
2

+ ápsuất ép biên max: 6.5 kg/cm
2

+ Nhiệt độ ép: 130
0
C
+ Thời gian ép: 11 phút
Tài liệu tham khảo

- Phạm Văn Chương - Trần Ngọc thiệp - Nguyễn Văn Thuận, Công nghệ sản xuất
ván nhân tạo, Đại học Lâm nghiệp, 1993.
- Nguyễn Văn Thuận, Keo dán gỗ, 1994.
- Lê Xuân Tình- Nguyễn Đình Hưng, Nguyễn Xuân Khu Lâm sản và bảo quản
lâm sản.

- Trần Trí Đức, Thống kê toán học, 1981.
Summary
Bamboo block-board has been produced in Vietnam. This product is much desired
on foreign market such as in Canada, the United States. However the remaining
problem of this product is the hollow space along gluing line and this causes ill-
effects on quality and price of the product.
Though research we have found out the effect of the thickness of the bamboo and
side pressing strength on the hollow gluing lines of the board.
To obtain best quality of the product with least hollow gluing lines, pressure
regime should be:
- Max. main pressure: 18kgs/cm
2

- Max. side pressure: 6.5kg/cm
2

- Pressing temperature: 130
0
CPressing time: 11 minutes.