Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép và thời gian ép đến chất lượng ván LVL chậm cháy từ gỗ keo lá tràm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
----------------------------

NGUYỄN HỮU TRUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ÉP VÀ
THỜI GIAN ÉP ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÁN LVL
CHẬM CHÁY TỪ GỖ KEO LÁ TRÀM

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Đồng Nai - 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN HỮ U TRUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ÉP VÀ
THỜI GIAN ÉP ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÁN LVL
CHẬM CHÁY TỪ GỖ KEO LÁ TRÀM

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy

Mã số: 60-52-24
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học: PGS - TS. Trần Văn Chứ

Đồng Nai - 2012


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Đồng Nai, ngày 20 tháng 06 năm 2012.
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Hữu Trung


LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi xin chân thành cảm ơn PGSTS. Trần Văn Chứ, người thầy đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Cảm ơn Khoa Sau Đại Học - Trường Đại học Lâm nghiệp, cùng các thầy
cô giáo, toàn thể cán bộ Trung tâm thực nghiệm và chuyển giao kỹ thuật Công
nghiệp rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, đã đóng góp ý kiến và tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Cảm ơn các cán bộ kỹ thuật của Trung tâm nghiên cứu và chuyển giao
công nghệ công nghiệp rừng và Phòng thí nghiê ̣m Trường Đa ̣i ho ̣c Nông Lâm
Thành phố Hồ Chí Minh đã hướng dẫn kỹ thuật và hỗ trợ các trang thiết bị
nghiên cứu, thử nghiệm tốt nhất giúp tôi thực hiện đề tài này.

Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè cùng gia đình đã quan
tâm động viên khích lệ tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Một lần nữa, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chung đối với tất cả mọi người đã
giúp đỡ và ủng hộ tôi!

Đồ ng Nai, Tháng 6-2012
Tác giả

Nguyễn Hữu Trung


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................... 1
1.1TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................... 1
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU........................................................... 4
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .............................................. 4
1.2.1.1. Nghiên cứu về công nghệ và chế độ ép ván LVL: ..................... 7
1.2.1.2. Nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu và chiều dày ván mỏng
trong ván LVL: ....................................................................................... 7
1.2.1.3. Các nghiên cứu về loại keo, tỷ lệ keo, loại gỗ và
điều kiện công nghệ: ............................................................................... 7
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................ 8
1.2.3. Nhận xét chung ............................................................................ 10
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.

.............................................. 11

1.3.1. Mục tiêu lý thuyết

.............................................. 11

1.3.2. Mục tiêu thực tiễn ....................................................................... 11
1.4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

............................................... 11

1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................... 12
1.6. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................. 12
1.6.1. Các yếu tố cố định ....................................................................... 12
1.6.2. Các yếu tố thay đổi ...................................................................... 12


1.7. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................. 13
1.7.1. Phương pháp chuyên gia ............................................................ 13
1.7.2. Phương pháp kế thừa.................................................................. 13
1.7.3. Phương pháp thực nghiệm ......................................................... 13
1.7.3.1 Phương pháp thực nghiệm ........................................................ 14
1.7.3.2. Phương pháp xử lý số liệu ....................................................... 17
1.7.4. Kiểm tra chất lượng ván LVL chậm cháy ................................ 18
1.7.4.1. Kiểm tra chất lượng keo ............................................................ 18
1.7.4.2. Kiểm tra độ ẩm ván mỏng ........................................................ 18
1.7.4.3. Kiểm tra sai số chiều dày ván mỏng ......................................... 18
1.7.4.4. Kiểm tra tần số vết nứt và chiều sâu vết nứt ............................ 20
1.7.4.5. Độ bền uốn tĩnh của ván LVL .................................................. 21
1.7.4.6. Độ bền kéo trượt màng keo....................................................... 23

1.7.4.7. Kiểm tra tính chậm cháy của ván ............................................. 24
1.8. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ................................. 26
1.8.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................... 26
1.8.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................... 26
Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN .............................................................. 27
2.1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN LVL......................................... 27
2.1.1. Nguyên tắc hình thành ván LVL ............................................... 27
2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván LVL ...................... 28
2.1.2.1. Các yếu tố thuộc về chất kết dính ............................................. 28
2.1.2.2. Các yếu tố thuộc về nguyên liệu gỗ .......................................... 31
2.1.2.3. Các yếu tố thuộc về công nghệ ................................................. 35
2.2. GỖ KEO LÁ TRÀM ...................................................................... 49


2.2.1. Tên go ̣i và phân bố ...................................................................... 49
2.2.2.Đă ̣c điể m và tính chấ t .................................................................. 49
2.2.2.1. Đặc điểm nhận biết .................................................................. 49
2.2.2.2. Đặc tính sinh học và sinh thái học .......................................... 50
2.2.2.3. Đặc điểm cấu tạo của gỗ ........................................................... 50
2.2.2.4. Tính chất .................................................................................... 51
2.3. LÝ THUYẾT VỀ CHỐNG CHÁY GỖ VÀ SẢN PHẨM GỖ ... 52
2.3.1. Cơ chế chống cháy ....................................................................... 52
2.3.2. Các chất chống cháy.................................................................... 56
2.3.2.1. Chất chống cháy vô cơ .............................................................. 56
2.3.2.2. Chất chống cháy hữu cơ ........................................................... 56
2.3.3. Xử lý chống cháy trong quá trình sản xuất .............................. 57
2.3.3.1. Chống cháy cho sản phẩm ....................................................... 57
a. Ngâm tẩm chất chống cháy....................................................... 57
b. Phương pháp phun quét chất chống cháy .............................. 58
c. Phủ bề mặt ván dán bằng các màng chất chống cháy............ 58

d. Phương pháp ép nhiệt ............................................................... 59
2.3.3.2. Xử lý chống cháy trong quá trình sản xuất tạo sản phẩm ...... 59
2.3.4. Các phương pháp kiểm tra khả năng chống cháy ................... 60
2.3.4.1. Phương pháp xác định chỉ số lan truyền ngọn lửa ................. 60
2.3.4.2. Phương pháp ống lửa, hộp gốm ............................................... 61
2.3.4.3. Phương pháp đánh giá khả năng bén lửa của ván LVL ........ 61
2.3.4.4. Phương pháp xác định nhiệt lượng cháy ................................ 62
2.3.4.5. Phương pháp xác định vật liệu phát sáng, toả khói ................ 62
2.3.4.6. Kỹ thuật phân tích nhiệt ........................................................... 62


2.3.4.7. Phương pháp xác định tốc độ toả nhiệt ................................... 62
Chương 3: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................... 63
3.1. NGUYÊN VẬT LIỆU THỰC NGHIỆM TẠO VÁN LVL
CHẬM CHÁY ...................................................................................... 63
3.1.1. Quá trình công nghệ tạo ván LVL chậm cháy ......................... 63
3.1.2. Nguyên liệu ................................................................................. 64
3.1.2.1. Ván mỏng gỗ Keo lá tràm ......................................................... 64
3.1.2.2. Hóa chất..................................................................................... 64
3.1.3. Thực nghiệm tạo ván LVL ......................................................... 65
3.1.3.1. Các chỉ tiêu của ván thí nghiệm ............................................... 65
3.1.3.2. Sấy ván mỏng ............................................................................ 66
3.1.3.3. Phân loại ván mỏng .................................................................. 67
3.1.3.4. Tráng keo ................................................................................... 68
3.1.3.5. Lên khuôn .................................................................................. 69
3.1.3.6. Ép nhiệt ...................................................................................... 70
3.1.3.7. Xử lý cuối ................................................................................... 72
3.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ............................................................. 74
3.2.1. Kiểm tra một số chỉ tiêu của hỗn hợp hóa chất........................ 74
3.2.1.1. Khả năng hòa tan của hỗn hợp chất chống cháy .................... 74

3.2.1.2. Độ pH của hỗn hợp chất chống cháy, chất chống
ẩm, keo dán ............................................................................................. 76
3.2.1.3. Thời gian gel hoá của hỗn hợp keo dán .................................. 76
3.2.1.4. Độ bền liên kết của màng keo................................................... 77
3.2.2. Chất lượng ván mỏng.................................................................. 77
3.3. . KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ........................... 78


3.3.1. Kết quả thí nghiệm tỷ lệ trưởng nở chiều dày ván LVL ......... 78
3.3.2. Độ bền uốn tĩnh ván LVL ........................................................... 81
3.3.3. Độ bền kéo trượt màng keo ........................................................ 83
3.3.4. Tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL ............................................ 85
3.3.5. Xác định các thông số tối ưu và chỉ tiêu tối ưu ........................ 87
3.3.5. Nhận xét – đánh giá kết quả nghiên cứu................................... 88
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................... 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 94
PHỤ LỤC ................................................................................................ 97


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Mức, bước thay đổi các thông số thí nghiệm

16

1.2

Ma trận thí nghiệm dạng mã hóa

17

2.1

Tiêu chuẩn nguyên liệu cho ván mỏng.

35

3.1

Khả năng hòa tan trong nước của một số chất nhóm Bo

75

3.2

Chất lượng ván mỏng gỗ Keo lá tràm sau khi sấy

77

3.3

Tỷ lệ trưởng nở chiều dày ván LVL

79

3.4

Độ bền uốn tĩnh ván LVL (MPa)

81

3.5

Độ bền kéo trượt màng keo ván LVL

83

3.6

Tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL

85


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH,
Số hiệu

Tên hình

Trang

hình
1.1

Cháy rừng nam Hải Vân

2

1.2

Ván LVL dùng trong kiến trúc và xây dựng

5

1.3

Mô hình bài toán xác định các thông số tối ưu tạo ván LVL

16

1.4

Máy kiểm tra chất lượng của keo

19

1.5

Mẫu kích thước kiểm tra sai số chiều dày ván mỏng

20

1.6

Kiểm tra tần số vết nứt và chiều sâu vết nứt

20

1.7

Sơ đồ kiểm tra độ bền uốn tĩnh

22

1.8

Thiết bị đo độ bền uốn tĩnh

22

1.9

Mẫu kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo

23

1.10

Các thiết bị kiểm tra khả năng chậm cháy của ván

25

2.1

Sơ đồ công nghệ tạo ván LVL

27

2.2

Cây gỗ Keo lá tràm

50

2.3

Sơ đồ cháy

52

3.1

Quá trình công nghệ sản xuất ván LVL châ ̣m cháy

63

3.2

Phân loa ̣i ván mỏng

68

3.3

Tráng keo bằ ng tráng keo kiể u rulô

69

3.4

Lên khuôn ép

70

3.5

Biểu đồ ép nhiệt

71

3.6

Máy ép nhiê ̣t nhiề u tầ ng

71

3.7

Do ̣c ca ̣nh theo kích thước yêu cầ u

73

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Số hiệu
đồ thị
3.3
3.4
3.5
3.6.

Tên đồ thị

Trang

Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa nhiệt độ ép, thời gian ép và tỷ
lệ trương nở chiều dày ván LVL
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, thời gian ép
và độ bền uốn tĩnh ván LVL
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, thời gian ép
và độ bền kéo trượt màng keo ván LVL
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, thời gian ép
và tỷ lệ tổn thất khối lượng ván LVL

80
82
84
86


1

MỞ ĐẦU
Ở Việt Nam, trong những năm gần đây ván nhân tạo đang dần dần thay
thế gỗ tự nhiên. Trong số các loại ván nhân tạo, ván LVL (Laminated Veneer
Lumber) là một loại ván có nhiều tính chất rất quý báu. Ván LVL được sử
dụng rộng rãi trong các chi tiết chịu lực, như: dầm, xà, khung cửa, cánh cửa
hay các chi tiết chịu uốn. Ván LVL cải thiện được một số nhược điểm của gỗ
tự nhiên như: tính chất ván đồng đều hơn gỗ nguyên, có thể tạo ra các chi tiết
có kích thước lớn khắc phục sự hạn chế về đường kính và chiều cao (đặc biệt
là đối với gỗ rừng trồng).
Do tính năng sử dụng ván LVL mang tính hiệu quả cao và đa dạng, gần
gủi với con người nhất là những sản phẩm dùng trong hàng mộc và trong xây
dựng. Đồng thời cây gỗ keo lá tràm ở nước ta là một sự phát hiện ngẫu nhiên,
hiện nay nó là loại nguyên liệu được ưu tiên phát triển và khả năng sử dụng
của nó áp dụng vào ngành ván nhân tạo là thế hệ lai nhân tạo F 1. Ở Viêt Nam
giống cây này được trồng ở rất nhiều nơi như: Bình Dương, Bình Phước,
Đồng Nai, Tây Ninh, Hoà Bình, Sơn La, Phú Thọ, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc,
Thái Nguyên, Quảng Trị, Bình Định, Tây Ninh, … Tuy nhiên, ván LVL chưa
xử lý chống cháy rất dễ cháy. Điều đó rất nguy hiểm khi có cháy xảy ra. Vì
vậy, chống cháy cho ván LVL là một yêu cầu bắt buộc và cấp bách.
Vì vậy, việc nghiên cứu về chống cháy cho ván LVL dùng trong đồ mộc
và xây dựng là một việc làm hết sức cần thiết và có ý nghĩa.
Được sự cho phép của trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Đào tạo Sau
Đại học tôi tiến hành luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép và
thời gian ép đến chất lượng ván LVL ( Laminated Veneer Lumber ) chậm
cháy từ gỗ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Benth.)”.


2

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Hoả hoạn luôn là mối đe doạ thường xuyên đối với đời sống con người.
Mỗi khi có hoả hoạn xảy ra, đều để lại những hậu quả khủng khiếp, gây thiệt
hại về người và của cải vật chất. Từ lâu hoả hoạn đã được xếp vào một trong
bốn đại họa của loài người “Thuỷ, Hoả, Đạo, Tặc”.
Trong công tác phòng cháy và chữa cháy, thì phòng cháy bao giờ cũng
phải là chủ yếu, vì đó là biện pháp tích cực chủ động, cơ bản và hiệu quả nhất.
Tuy biết rằng, muốn phòng cháy triệt để phải loại trừ được toàn bộ các nguồn
gốc gây cháy ra khỏi các hoạt động của con người, nhưng thực tế người ta vẫn
chưa làm được điều đó, vì đây là một vấn đề hết sức phức tạp, khó khăn.
Nhiều vụ cháy đã xảy ra do những nguyên nhân ngoài khả năng khống chế
của con người như: động đất, núi lửa, sét đánh…

Hình 1.1. Cháy rừng nam Hải Vân


3

Gỗ, một vật liệu không thể thiếu trong cuộc sống con người. Gỗ được sử
dụng trong hầu hết các lĩnh vực: xây dựng, trang trí nội thất… Trong khi đó,
gỗ và sản phẩm từ gỗ thì ngày được con người sử dụng gia tăng cả về số
lượng và chất lượng theo đà tiến bộ của xã hội. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng,
chúng ta đã chuyển hướng mục tiêu từ sử dụng gỗ rừng tự nhiên và sản phẩm
xẻ sang gỗ mọc nhanh rừng trồng và sản phẩm ván nhân tạo. Những năm gần
đây, ván nhân ta ̣o đang dần là loại vật liệu góp phần thay thế gỗ tự nhiên và
được sử dụng rộng rãi trong đồ mộc, trong xây dựng, kiến trúc.
Ván LVL ( Laminated Veneer Lumber) là một trong những ván có
nhiều ưu điểm: có khả năng chịu nén ép, mô đun đàn hồi và độ bền uốn tĩnh
cao hơn so với ván xẻ dùng làm nguyên liệu. Nó nâng cao khả năng sử dụng

và cải thiện độ bền kết cấu thông qua việc hạn chế đến mức thấp nhất sự ảnh
hưởng của các khuyết tật tự nhiên của gỗ. Các sản phẩm LVL có ưu điểm là
chiều dài lớn hơn nhờ vào quá trình ép liên tục, đồng thời có thể tạo ra chiều
rộng lớn theo ý muốn. Ván LVL về cơ bản giống như ván dán có cấu trúc ván
ép lớp là sự sắp xếp các lớp ván mỏng theo một hướng nhất định, với chất kết
dính nhằm tổ chức lại cấu trúc của gỗ.
Tuy nhiên, khi dùng hoá chất chống cháy cho ván LVL , chúng ta cần
chú ý đến sự ảnh hưởng của các thông số chế độ ép (đặc biệt nhiệt độ và thời
gian ép), hoá chất chống cháy đến tính năng kỹ thuật của keo dán (khả năng
hoà tan, độ bền liên kết, độ pH của hỗn hợp, …), đến tính chất vật lý, cơ học
của ván LVL (đặc biệt khả năng hút nước của ván, độ bền liên kết của ván…).
Chúng ta mong muốn đạt hiệu quả chống cháy cao, nhưng các tính chất
vật lý, cơ học khác của ván LVL không bị ảnh hưởng hoặc có ảnh hưởng thì
vẫn phải nằm trong giới hạn cho phép.
Vì vậy, luận văn này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép,
thời gian ép ảnh hưởng tới chất lượng của ván LVL.


4

1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Khối lượng tiêu dùng ván nhân tạo trên thế giới phát triển với tốc độ
cao, từ năm 1980 đến năm 2000 tăng lên 1,6 lần. Năm 2003 toàn thế giới sản
xuất khoảng 190 triệu m3 ván nhân tạo.
Các nước và vùng lãnh thổ Châu Á cũng đã phát triển mạnh sản xuất
ván nhân tạo, năm 1976 Thái Lan có 58 triệu dân, sản xuất 2,2 triệu m3 ván
nhân tạo, bình quân 0,04m3/người/năm (trong đó ván dăm 1,3 triệu m3);
Malaysia có 19 triệu dân, sản xuất khoảng 1 triệu m3 ván sợi, bình quân
0,05m3/người/năm; Đài Loan có 22 triệu dân, hàng năm sản xuất 40.000m3

ván MDF và nhập khẩu 350.000m3 ván nhân tạo các loại. Để đáp ứng nhu cầ u
sử du ̣ng ván thì con người luôn nghiên cứu và sản xuấ t ra các loa ̣i ván nhân
ta ̣o khác nhau.
Lịch sử phát triển về nghiên cứu và sản xuất ván LVL trên thế giới có
thể nói bắt đầu từ những năm 1960. Lúc đó khi ở Mỹ, gỗ rừng tự nhiên dùng
để làm khung cửa, cánh cửa và các chi tiết chịu lực ngày càng khan hiếm. Các
nhà khoa học và các nhà sản xuất đã cải tiến kết cấu xếp phôi và chiều dày
ván bóc từ ván dán để tạo ra loại ván có tính chịu lực cao và kích thước dài.
Ván đó chính là ván LVL. Ván LVL là một loại ván dán đặc biệt, có khả năng
chịu lực rất cao. Ngay sau khi ván này ra đời đã được rất nhiều nhà sản xuất
đặt hàng. Từ đó đến nay đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về ván LVL,
công nghệ sản xuất ván LVL đã rất phát triển và nhiều nước đã sản xuất ván
LVL với số lượng rất lớn và coi ván LVL là một trong những nguyên liệu chủ
yếu dùng trong kiến trúc và xây dựng.


5

a. Sử dụng ván LVL để sản xuất khung nhà

b. Sử dụng ván LVL làm khung và mái nhà

c. Sử dụng ván LVL làm cầu thang
Hình 1.2. Ván LVL dùng trong kiến trúc và xây dựng


6

Ván LVL được sản xuất bằng cách dán keo các tấm gỗ bóc. LVL có thể
gồm từ 12-16 lớp gỗ bóc. Người ta thường dùng keo PF (Phenole

Formaldehyde) có hoạt tính cao và chống ẩm tốt để sản xuất LVL, nhưng
người ta cũng dùng cả keo MUF (Melamine Urea Formaldehyde). Quá trình
sản xuất LVL tương tự quá trình sản xuất ván gỗ dán, nhưng điều khác biệt
lớn nhất là trong LVL thớ gỗ các tấm ván bóc đều hướng theo chiều dài,
ngược lại trong ván gỗ dán các tấm ván bóc liền kề có thớ vuông góc với
nhau. Ván bóc có chiều dày 1,5 - 4mm được sấy trước khi tráng keo và được
ép sơ bộ trước khi ép nhiệt. LVL được sản xuất theo khổ rộng tiếp đó được
cắt theo kích thước yêu cầu. Chiều dày phổ biến của LVL là 24, 30, 32, 38, 40
và 45mm, đôi khi tới 105 và 150 mm. Người ta cũng có thể sản xuất LVL trên
dây chuyền sản xuất ván gỗ dán. Nhật Bản đã cải tiến hàng chục dây chuyền
sản xuất ván gỗ dán để sản xuất LVL. ở Malaysia, Indonesia, Úc,
NewZealand cũng có nhà máy LVL.
Ván LVL là một loại vật liệu composite công trình có chất lượng cao
được tạo thành từ các tấm ván bóc kết dính đồng thời với nhau bằng keo dán.
LVL được sử dụng cho các bộ phận tòa nhà bao gồm : xà, cột và dầm. LVL
còn có thể sử dụng cho gờ nổi trong dầm chữ I cùng với mạng ván gỗ dán.
LVL có thể được cung cấp cho bất kỳ độ dài nào, đặc biệt thích hợp cho các
nhịp dài trước đây thường dùng sắt và bê tông, ở nhiều nước đã tiến hành
kiểm tra và chứng nhận chất lượng cho LVL chẳng hạn Finish Kerto LVL
(Phần Lan) đã được chứng nhận tại một số nước Âu Châu và Bắc Mỹ.
Ván LVL là một loại vật liệu rất bền chắc, LVL đã khắc phục các
khuyết tật gỗ tự nhiên do mắt, thớ gỗ… gây ra và làm giảm ứng lực gỗ, mắt
không được loại khỏi LVL nhưng do gỗ đã được lạng mỏng và trải ra thành
nhiều lớp nên ứng lực của LVL không bị suy giảm.


7

Lịch sử phát triển về nghiên cứu và sản xuất ván LVL trên thế giới có
thể nói đến nay đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về ván LVL, công nghệ

sản xuất ván LVL đã rất phát triển và nhiều nước đã sản xuất ván LVL với số
lượng rất lớn và coi ván LVL là một trong những nguyên liệu chủ yếu dùng
trong kiến trúc và xây dựng. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu của các
nhà khoa học trên thế giới có thể tóm tắt theo các hướng sau:
1.2.1.1. Nghiên cứu về công nghệ và chế độ ép ván LVL
Công nghệ và các thông số chế độ ép ván LVL đã có một số nhà khoa
học nghiên cứu. Các nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu về ảnh hưởng của áp
suất, nhiệt độ và thời gian ép tới chất lượng ván LVL. Người đi đầu theo
hướng này là OLAVI, người Mỹ. Bên cạnh đó một số khoa học của Phần Lan,
Thụy Điển cũng đã có những nghiên cứu về ảnh hưởng của một số loại gỗ tới
chất lượng ván LVL. Tuy nhiên, cũng nhận thấy rằng, các nghiên cứu trên
đây chưa thấu đáo và chỉ theo đơn phương. Tức là chỉ nghiên cứu ảnh hưởng
của một yếu tố chứ chưa nghiên cứu đa yếu tố. Vì vậy, việc nghiên cứu ảnh
hưởng của áp suất, nhiệt độ, thời gian, công nghệ tạo ván LVL là hết sức cần
thiết.
1.2.1.2. Nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu và chiều dày ván mỏng trong ván LVL:
Tỷ lệ kết cấu và chiều dày ván mỏng có ảnh hưởng rất lớn tới chất
lượng ván. Vì vậy theo hướng này đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu. Các
nhà khoa học đã nghiên cứu theo hướng này là Prof. ALEXANDER
POLACIK (Cộng hoà Séc), Razali, A - K và Wong (Trung Quốc), Selangor
(Malaysia), … Tuy nhiên, tỷ lệ kết cấu còn rất nhiều hướng nghiên cứu mà
các nhà khoa học chưa nghiên cứu triệt để. Vì vậy, cần có nhiều tỷ lệ kết cấu
và nhiều chiều dày ván cần được nghiên cứu.


8

1.2.1.3. Các nghiên cứu về loại keo, tỷ lệ keo, loại gỗ và điều kiện công
nghệ
Theo các hướng này trên thế gới cũng đã có một số nhà khoa học

nghiên cứu. Tuy nhiên, các thông tin nhận được chỉ là những thông tin kế t
quả chưa có tính thuyết phục về khoa học.
Bên cạnh đó, trong điều kiện hiện nay ván LVL vẫn chưa đáp ứng được
yêu cầu về chất lượng khi sử dụng vào trong các công trình kiến trúc. Chính
vì vậy, việc nâng cao chất lượng ván LVL là một hướng hết sức có ý nghĩa.
Từ các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới về ván
LVL: Ván LVL là một loại ván đã được nghiên cứu và sản xuất trên thế giới.
Tuy nhiên, trong điều kiện hiện nay đã có rất nhiều loại gỗ và nhiều loại sản
phẩm cần nguyên liệu là ván LVL. Mỗi loại sản phẩm cần một loại ván LVL
có tính chất và công dụng riêng. Mặt khác các thông tin nhận được chỉ là các
thông tin hết sức chung chung. Chúng ta không thể áp dụng vào sản xuất.
Vì vậy, việc nghiên cứu tiếp về ván LVL là hết sức cần thiết và có ý
nghĩa. Hướng nghiên cứu của luận án là nghiên cứu về nhiệt độ và thời gian
ép làm tăng khả năng chậm cháy của ván LVL.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Năm 2004, Quốc Hội nước Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam đã
thông qua Luật Phòng chống cháy. Trong đó, một trong những yêu cầu bắt
buộc đối với gỗ dùng trong hàng mộc dân dụng, xây dựng là phải có tính
chống cháy. Vì vậy, các nhà khoa học và các nhà sản xuất của ngành Chế biến
lâm sản cần phải có các nghiên cứu và sử dụng các loại gỗ và sản phẩm gỗ
chống cháy.
Chống cháy cho gỗ và sản phẩm gỗ trên thế giới đã được nhiều các nhà
khoa học nghiên cứu và nhiều nhà máy, xí nghiệp đã tạo và sử dụng các loại
vật liệu chậm cháy. Các nghiên cứu đó theo các hướng: Nghiên cứu về động


9

lực học quá trình cháy, nghiên cứu về cơ chế phòng chống cháy, nổ; nghiên
cứu về các hoá chất chống cháy, nghiên cứu về các phương pháp chống cháy

cho gỗ và sản phẩm từ gỗ. Phòng chống cháy cho vật liệu có khả năng cháy
nói chung đã được các nhà khoa học của trường Đại học Phòng Cháy Chữa
Cháy, Cục Phòng Cháy Chữa Cháy và Viện An Toàn Lao Động nghiên cứu.
Tuy nhiên, mục đích của các công trình nghiên cứu đó chủ yếu là chữa cháy.
Còn việc phòng chống cháy cho gỗ và sản phẩm từ gỗ thì rất ít có các công
trình nghiên cứu, đặc biệt là ván LVL.
Trường Đại học Lâm Nghiệp cũng đã có một số công trình nghiên cứu
về phòng chống cháy cho gỗ của PGS .TS Hoàng Thúc Đệ, TS Nguyễn Cảnh
Mão trong quá trình sấy gỗ và hóa lâm sản. Điều đáng chú ý nhất, trong
những năm gần đây (1995-2003) đã có một số công trình nghiên cứu tạo ván
dăm chậm cháy như: đề tài TS Trần Văn Chứ và một số đề tài có liên quan
đến chất chống cháy và ảnh hưởng của một số chất chống cháy đến khả năng
trang sức, độ bền, khả năng chống cháy của ván dăm, ván sợi, ván LVL.
Trong những năm gần đây trở về trước, việc sản xuất ván LVL trong
thực tế là rấ t ít. Nhưng trên thế giới các nước phát triển họ đã đi vào sản xuất
loại ván này. Theo xu thế phát triển của xã hội hiện nay thì nhu cầu về ván
LVL trong nước cần phải được đáp ứng với mong muốn thay thế cho gỗ tự
nhiên tránh hiện tương khai thác gỗ tự nhiên bừa bãi khiến cho lượng gỗ
nguyên có đường kính lớn đang dần cạn kiệt. Như chúng ta đã biết gỗ yêu cầu
trong xây dựng ngày một tăng điều này dẫn đến những ý tưởng nghiên cứu và
sản xuất LVL trong nước cần được đề cập đến. Hiện nay trong nước đã và
đang có những công trình nghiên cứu về ván LVL của các sinh viên Trường
Đại Học Lâm Nghiệp với mục đích có thể đi vào sản xuất từ các loại nguyên
liệu như: Keo Lai, Trám trắng, Bồ đề. Tuy nhiên, mục đích của các công trình
nghiên cứu đó chủ yếu là sản xuấ t ván LVL thông du ̣ng. Còn việc phòng


10

chống cháy cho gỗ và sản phẩm từ gỗ thì rất ít có các công trình nghiên cứu,

đặc biệt là ván LVL.
Keo lá tràm (còn có tên gọi khác là keo lưỡi liềm, tràm bông vàng). Gỗ
keo lá tràm là loại gỗ lá rộng có khối lượng thể tích trung bình. Khối lượng
thể tích gỗ khô kiệt (ở độ ẩm 0%) là 0,56 g/cm3. Khối lượng thể tích gỗ khô
(ở độ ẩm 12%) là 0,59 g/cm3. Tỷ lệ co rút thể tích 5,7%. Hệ số co rút thể tích
0,41. Tính chất cơ học của gỗ Keo lá tràm ở Ba Vì được thử nghiệm ở độ ẩm
12%, thu được kết quả như sau: cường độ uốn tĩnh 100 N/mm2, mô-đun đàn
hồi uốn tĩnh 9000 N/mm2, cường độ ép dọc thớ 46 N/mm2, trượt dọc thớ 16,5
N/mm2, lực tách 11 N/mm. Gỗ keo lá tràm có hàm lượng Celullose tổng 66%,
alpha-Celullose 35%, lignin 31%, pentozan 16% và tro 1,5%; hàm lượng các
chất tan trong cồn-benzen 9,7%, trong nước nóng 10,6%, và trong xút 24%.
Từ tính chất cơ học, vật lý, hóa học của gỗ qua kiểm tra cho thấy gỗ keo lá
tràm hoàn toàn có thể đáp ứng tiêu chuẩn dùng làm nguyên liệu cho công
nghệ sản xuất ván LVL. Đây có thể gọi là bước đầu nghiên cứu mở ra tầm
phát triển quan trọng của ngành ván nhân tạo trong nước.
Với yếu tố nhiệt độ ép, thời gian ép có ảnh hưởng tới rất nhiều yếu tố
như: ảnh hưởng trực tiếp tới tính chất của ván mỏng; ảnh hưởng tới khả năng
dán dính; ảnh hưởng tới việc lựa chọn hóa chấ t chố ng cháy; khả năng cháy của ván
Như vậy nhiệt độ ép, thời gian ép có ảnh hưởng tới một số tính chất của
ván LVL. Vì vậy đề tài đã đề cập đến vấn đề nhiệt độ và lượng hóa chất
chống cháy trong quá trình tạo ván để hạn chế một cách tối đa của sự ảnh
hưởng về nhiệt độ và hóa chất chống cháy tới một số tính chất của ván LVL.
1.2.3. Nhận xét chung
Qua điều tra về các nghiên cứu của các nhà khoa học của các nước,
chúng tôi thấy: các nhà khoa học của Liên Xô cũ (Liên Bang Nga bây giờ),
Mỹ, Đức, Phần Lan, Thuỵ Điển, Nhật Bản, Trung Quốc… đã có những


11

nghiên cứu về ván LVL chậm cháy rất kỹ lưỡng. Tuy nhiên, các công bố đó
chỉ có giá trị tham khảo và chỉ dừng lại ở những thông tin khoa học hết sức
chung chung. Chúng ta không thể áp dụng những kết quả đó vào sản xuất ván
LVL của nước ta.
Ở các nước có ngành Chế biễn gỗ phát triển, khi sản xuất ván LVL
người ta có thể thay đổi nhiều công đoạn trong dây chuyền công nghệ, thậm
chí thay cả dây chuyền mới mà không gặp quá nhiều khó khăn. Ở Việt Nam,
sự thay đổi dù chỉ là một công đoạn nhỏ của dây chuyền sản xuất cũng sẽ gây
rất nhiều khó khăn, do sự khác biệt của nước ta với các nước khác về điều
kiện trang thiết bị, điều kiện địa lý, khả năng tìm kiếm nguyên liệu.
Do đó, hướng nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu, tạo ra loại ván
LVL chậm cháy có các tính chất cơ học, vật lý đáp ứng yêu cầu. Quy trình
sản xuất ván LVL không xáo trộn (hoặc thay đổi rất ít) so với quy trình sản
xuất ván LVL thông dụng.
Chủ yếu trong luận văn này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của 2
thông số nhiệt độ ép và thời gian ép ảnh hưởng tới chất lượng ván LVL.
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.3.1. Mục tiêu lý thuyết
- Đánh giá được mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ ép, thời gian ép đến một
số tính chất vật lý, cơ học và khả năng chậm cháy của ván LVL.
- Nghiên cứu tạo ra được ván LVL chậm cháy đáp ứng được yêu cầu kỹ
thuật của ván LVL dùng trong hàng mộc, xây dựng.
1.3.2. Mục tiêu thực tiễn
Tìm ra các thông số công nghệ (nhiệt độ ép, thời gian ép) hợp lý, các giải
pháp công nghệ tạo ván LVL phù hợp khi sản xuất ván LVL chậm cháy trong
điều kiện công nghệ và sản xuất của Việt Nam.


12

1.4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Công nghệ tạo ván LVL chậm cháy và keo Urea-Formaldehyde. Gỗ
dùng trong nghiên cứu là gỗ Keo lá tràm.
1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu xác định chất lượng của ván mỏng gỗ Keo lá tràm dùng
trong sản xuất ván dán chậm cháy.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến chất lượng ván LVL chậm
cháy.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ép đến chất lượng ván LVL chậm
cháy.
- Đề xuất quy trình công nghệ tạo ván LVL chậm cháy từ gỗ Keo lá tràm
trong điều kiện công nghệ sản xuất của Việt Nam.
1.6. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.6.1. Các yếu tố cố định
- Loại keo dán Urea – Formaldehyde (U-F). Lượng keo tráng 180g/m2
(chỉ quét một mặt của ván mỏng).
- Chất chống cháy: Borat (Na2B4O7.10H2O) và boric (H3BO3). Tỷ lệ hỗn
hợp của borat là boric là 1:1 (theo khối lượng). Lượng chất chống cháy là
10% (so với lượng keo khô kiệt).
- Gỗ dùng trong thí nghiệm là gỗ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis
A. Cunn. ex Benth.).
- Chiều dày ván mỏng ướt là 1.8mm. Số lớp ván mỏng là 15 lớp. Các
lớp ván được xếp song song theo một nguyên tắc mặt phải - mặt phải. Yêu
cầu độ ẩm ván mỏng sau khi sấy là 10%, độ ẩm của ván mỏng sau khi tráng
keo là 20%. Chiều dày ván LVL là 27mm.
- Áp suấ t ép có đinh
̣ trong quá trình ép 1,2Mpa
- Phương pháp ép là ép một lần với các thông số chế độ ép khác nhau.

13

1.6.2. Các yếu tố thay đổi
Các thông số chế độ ép như sau:
- Nhiệt độ ép: T = 120, 130, 140, 150, 160oC.
- Thời gian ép: 30, 40, 50, 60, 70 phút.
1.7. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.7.1. Phương pháp chuyên gia
Phương pháp chuyên gia được sử dụng khi điều tra, khảo sát nghiên cứu
về hiện trạng công nghệ sản xuất ván LVL. Các tư liệu, tài liệu có tính lịch sử,
tài liệu cung cấp các thông tin tổng quan về kinh tế xã hội, tự nhiên thuộc các
vùng lãnh thổ và các kết quả nghiên cứu có liên quan đã được xuất bản,..
1.7.2. Phương pháp kế thừa
- Kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ sản
xuất ván LVL thông dụng và ván LVL chậm cháy.
- Ngoài ra phương pháp này còn tìm hiểu và lựa chọn để kế thừa những
yếu tố công nghệ thích hợp phù hợp với mục đích nghiên cứu của đề tài nhằm
rút ngắn được thời gian và kinh phí nghiên cứu.
1.7.3. Phương pháp thực nghiệm
Mục đích của kế hoạch đa yếu tố là nghiên cứu sự ảnh hưởng của lượng
keo tráng, lượng chất chống cháy đến các tính chất vật lý, cơ học của ván
LVL từ gỗ Keo lá tràm.
Có rất nhiều yếu tố công nghệ tham gia vào quá trình sản xuất sản phẩm.
Tuy nhiên, dựa trên tính điều khiển được, khả năng tác động mạnh đến chất
lượng, năng suất, giá thành của quá trình sản xuất của các yếu tố, chúng tôi
lựa chọn các yếu tố nghiên cứu như sau:
- Nhiệt độ ép T (0C): mã hóa (X1)
- Thời gian ép  (phút) : ký hiệu (X2)