Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ dán phủ ván mỏng lên bề mặt ván composite dăm gỗ xi măng làm ván sàn

i

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Trƣờng Đại học Lâm nghiệp
theo chƣơng trình đào tạo sau đại học chuyên ngành Kỹ thuật máy, thiết bị và
công nghệ gỗ, giấy khoá 2011-2013, tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ
của nhiều tập thể và cá nhân.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
PGS.TS. Vũ Huy Đại đã tận tình giúp đỡ và hƣớng dẫn tôi trong quá trình học
tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trƣờng, các thầy cô giáo
và cán bộ của khoa Sau đại học, khoa Chế biến lâm sản, Trung tâm thực
nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng, Trung tâm thí nghiệmthực hành khoa Chế biến lâm sản, Trung tâm thƣ viện của Trƣờng Đại học
Lâm Nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp đã luôn dành sự động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành tốt bản luận
văn này.
Hà Nội, ngày 24tháng 10 năm 2014
Tác giả

Dƣơng thị Huyền Thanh


ii

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn ......................................................................................................... i
Mmục lục........................................................................................................... ii

Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................ iv
Danh mục các bảng ........................................................................................... v
Danh mục các hình ........................................................................................... vi
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 2
1.1. Đặc điểm chung của vật liệu Composite Dăm gỗ - Xi măng ................. 2
1.2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu ...................................................................... 5
1.2.1. Trên thế giới ..................................................................................... 5
1.2.2. Ở Việt Nam .................................................................................... 10
Chƣơng 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................... 13
2.1. Mục tiêu ................................................................................................ 13
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 13
2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................... 13
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 13
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 14
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 14
2.4.1. Phƣơng pháp lý thuyết ................................................................... 14
2.4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm ............................................................. 14
Chƣơng 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................... 19
3.1. Giới thiệu về ván dăm – xi măng.......................................................... 19
3.1.1. Giới thiệu chung về ván dăm – xi măng ........................................ 19


iii

3.1.2. Sơ đồ công nghệ tạo ván dăm gỗ- xi măng .................................... 20
3.1.3. Mô tả các bƣớc công nghệ sản xuất ván dăm – xi măng ............... 21
Chƣơng 4. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ........................................................ 31
4.1. Nghiên cứu lựa chọn loại keo dán phủ. ................................................ 31

4.1.1. Giới thiệu về keo PVAc ................................................................. 31
4.1.2. Giới thiệu về keo Cascamite OS .................................................... 33
4.1.3. Thực nghiệm và chọn keo dán phủ ................................................ 33
4.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ ép tới chất lƣợng dán phủ ............. 34
4.2.1. Kiểm tra chất lƣợng ván nền .......................................................... 34
4.3. Khả năng áp dụng ván dăm gỗ - xi măng dán phủ ván kết hợp giữa ván
bóc và ván lạng gỗ Sồi trắng để làm ván sàn công nghiệp .......................... 39
4.4. Hƣớng dẫn lặp đặt ván sàn dăm gỗ- xi măng ....................................... 41
KẾT LUẬN – KHUYẾN NGHỊ ..................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT

Ký hiệu

Tên gọi

Đơn vị

1



Khối lƣợng thể tích

2

H

Độ hút nƣớc

3

Mean

4

mo

5

MOR

6

ms

Khối lƣợng mẫu sau khi ngâm

g

7

P

Hệ số chính xác

%

8

SD

Độ lệch chuẩn

9

SE

Sai số chuẩn

10

T

Nhiệt độ

11

t

Thời gian

h

12

T1

Hút nƣớc trung bình của mẫu đối chứng

%

13

T2

Hút nƣớc trung bình của mẫu xử lý

%

14

V

Hệ số biến động

%

g/cm3
%

Giá trị trung bình
Khối lƣợng mẫu khô kiệt
Độ bền uốn tĩnh

g
MPa

o

C


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Tên bảng

1.1

Một số loài cây có khả năng tƣơng thích tốt làm ván dăm gỗ

Trang

- xi măng.

10

3.1

Tỷ lệ thành phần nguyên liệu sản xuất ván dăm gỗ - xi măng

26

4.1

Thông số kỹ thuật của keo PVAc

32

4.2

Thông số kỹ thuật keo Cascamite OS

33

4.3

Khả năng dán dính của các loại keo thử nghiệm

34

4.4

Tính chất của ván dăm gỗ - xi măng

35

4.5

Tính chất dán phủ bề mặt

39

4.6

Tính chất ván sàn dăm gỗ- xi măng

40


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

1.1

Tấm sàn xi măng dăm gỗ Smile Board

3

1.2

Vật liệu tấm Smile Décor Wood dùng làm hàng rào

4

1.3

Vật liệu tấm Smile Décor Wood dùng làm ván sàn ngoại thất

4

1.4

Tấm Smile Décor ốp tƣờng

5

1.5

Tấm Smile Décor làm cầu thang

5

2.1

Kích thƣớc mẫu đo độ bền dán dính ván mỏng lên ván nền

16

2.2

Bố trí thí nghiệm thử độ bền dán dính

16

3.1

Sơ đồ công nghệ sản xuất ván dăm gỗ- xi măng

20

4.1

Polyvinyl acetate homopolymer

32

4.2

Hình ảnh sản phẩm ván dăm gỗ - xi măng

34

4.3

Hình ảnh ván dăm gỗ - xi măng sau khi đƣợc tiến hành phủ

4.4

mặt băng ván mỏng từ gỗ Sồi trắng

38

Hình ảnh lắp đặt ván sàn dăm gỗ - xi măng

42


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Gỗ là loại vật liệu hữu cơ tự nhiên có những tính chất ƣu việt mà các loại
vật liệu khác không có đƣợc nhƣ: Nhẹ, dễ gia công, có tính đàn hồi, màu sắc,
hoa văn đẹp, cách âm, cách nhiệt,… Từ đó gỗ đã và đang đƣợc con ngƣời ƣa
chuộng và sử dụng rất rộng rãi trong đời sống hằng ngày. Tuy nhiên, bên cạnh
những ƣu điểm đó gỗ cũng có những nhƣợc điểm nhƣ: Tính chất không đồng
đều theo chiều thớ, dễ thay đổi kích thƣớc khi độ ẩm thay đổi, dẫn đến cong
vênh, nứt nẻ, dễ bị vi sinh vật phá hại khi để ngoài trời hoặc trong quá trình sử
dụng. Các nhƣợc điểm này đã làm hạn chế khả năng sử dụng gỗ so với các
loại vật liệu khác, làm giảm đáng kể giá trị sử dụng của gỗ.
Hiện nay có rất nhiều các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng
của gỗ, trong đó có các phƣơng pháp nhƣ: xử lý bảo quản gỗ, biến tính gỗ và
tạo composite từ gỗ. Các phƣơng pháp này đều có mục đích nâng cao hiệu
quả sử dụng gỗ và hạn chế các tính chất bất lợi cho quá trình sử dụng của gỗ.
Biện pháp tạo composite từ dăm gỗ và xi măng cũng đang là một hƣớng
nghiên cứu đƣợc quan tâm. Vấn đề này đã đƣợc nghiên cứu trên thế giới
nhƣng hiện nay ở nƣớc ta thì còn tƣơng đối ít. Do vậy, các kiến thức về ván
dăm gỗ - xi măng còn đang rất thiếu thốn. trong đó, vấn đề nghiên cứu về
trang sức bằng phƣơng pháp dán phủ cho ván dăm gỗ - xi măng thì chƣa đƣợc
thực hiện và đây là đề tài đầu tiên nghiên cứu về vấn đề này.
Với mục đích đánh giá khả năng dán phủ và khả năng áp dụng vật liệu
composite từ dăm gỗ và xi măng đã đƣợc dán phủ vào sản xuất, chúng tôi đã
tiến hành đề tài: “Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ dán phủ ván mỏng
lên bề mặt ván composite dăm gỗ - xi măng làm ván sàn.”.

2

Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.Đặc điểm chung của vật liệu Composite Dăm gỗ - Xi măng
Công nghệ mới đem lại hiệu quả kinh tế, chất lƣợng cao cho công trình
là một yêu cầu quan trọng luôn đƣợc đặt ra trong lĩnh vực xây dựng, để đáp
ứng đáp ứng đƣợc yêu cầu này, trong những năm vừa qua các công trình xây
dựng đã áp dụng hiệu quả công nghệ vật liệu Composite trong đó Vật liệu
Composite dăm gỗ xi măng với nhiều Ƣu điểm nổi bật đã đƣợc nhiều nƣớc
trên thế giới nghiên cứu ứng dụng và đƣa vào sản xuất cộng nghiệp. Vật liệu
Composite Dăm gỗ - xi măng đƣợc gọi là composite cốt hạt dạng sợi với vật
liệu nền là xi măng đƣợc gọi là cốt hạt trong đó dăm gỗ đƣợc gọi là vật liệu
dạng sợi. Các chuyên gia về xây dựng có đánh giá ƣu điểm nổi bật của công
nghệ này là tạo ra vật liệu Composite xi măng gỗ có trọng lƣợng nhẹ và chịu
lực tốt giúp giảm đƣợc kết cấu móng, có khả năng đàn hồi, chịu đƣợc môi
trƣờng ẩm ƣớt, chống mối mọt và chống cháy tạo nên vật liệu Composite xi
măng gỗ có bề mặt phẳng mịn, mang tính mỹ thuật cao. Chính vì vậy, sản
phẩm này đang là sự lựa chọn tối ƣu của ngƣời dân các nƣớc phƣơng Tây
hiện nay. Bên cạnh đó, vật liệu Composite xi măng gỗ với kết cấu là sự kết
hợp giữa xi măng và dăm gỗ tự nhiên giúp tăng khả năng cách âm, cách nhiệt
nên tiết kiệm đáng kể chi phí năng lƣợng điện cho hệ thống làm mát, điều
hòa, đồng thời lại giúp làm giảm khối lƣợng so với tƣờng gạch hay sàn bê
tông truyền thống. Mỗi mét vuông tƣờng, sàn bằng vật liệu Composite xi
măng gỗ có khối lƣợng chỉ khoảng 30% so với tƣờng gạch và sàn bê tông.
Không chỉ thích hợp cho những công trình xây dựng trên nền đất yếu vì tiết
kiệm chi phí gia cố móng, Vật liệu Composite - xi măng gỗ có thể thay thế
hữu hiệu gạch xây dựng và cát đá vốn phải khai thác tài nguyên đất và thời
gian thi công kéo dài. Là loại vật liệu xanh, thân thiện với môi trƣờng đặc

3

biết là rất thích hợp với khí hậu Việt Nam vật liệu Composite xi măng gỗ góp
phần đem lại một không gian kiến trúc thoáng đãng, hiện đại giúp các nhà đầu
tƣ gia tăng hiệu quả kinh tế bởi giá thành thấp tiếp kiệm thời gian thi công tại
công trƣờng thời gian lắp đặt và không cần nhân công trình độ cao dẫn đến
giảm chi phí xây dựng. Đồng thời, với ƣu điểm trên, còn tạo ra sự linh hoạt,
đa dạng cho các mẫu nhà, công trình xây dựng, kiến trúc theo yêu cầu của
khách hàng.
Nhờ những đặc tính ƣu việt mà vật liệu Composite đƣợc dùng để thay
cho gỗ tự nhiên, ván dăm, ván sợi dùng trong xây dựng, giao thông, các công
trình nội thất, ngoại thất, đồ nội thất ô tô, máy bay,...

Hình 1.1: Tấm sàn xi măng dăm gỗ Smile Board


4

Hình 1.2: Vật liệu tấm Smile Décor Wood dùng làm hàng rào.

Hình 1.3: Vật liệu tấm Smile Décor Wood dùng làm ván sàn ngoại thất


5

Hình 1.4: Tấm Smile Décor ốp tƣờng

Hình 1.5: Tấm Smile Décor làm cầu thang

1.2.Lịch sử vấn đề nghiên cứu
1.2.1. Trên thế giới
Bên cạnh đó phế liệu của công nghiệp chế biến gỗ đã đƣợc sử dụng để
sản xuất vật liệu mới ở một số quốc gia có ngành công nghiệp chế biến gỗ
phát triển. Chẳng hạn nhƣ sản xuất vật liệu xây dựng với nguyên liệu là phế
liệu của công nghiệp chế biến gỗ. Vật liệu xây dựng đƣợc sản xuất từ phế liệu
của công nghiệp chế biến gỗ bằng cách sản xuất ván nhân tạo (chủ yếu là ván
dăm) với chất kết dính vô cơ nhƣ xi măng, thạch cao, xỉ lò, muội than cám…
Ở các nƣớc phát triển trên thế giới nhƣ Úc, Nga, Mỹ, Nhật bản ...ván
dăm gỗ- xi măng đã đƣợc sử dụng trong chế tạo vật liệu xây dựng và đồ gia
dụng trong hơn 60 năm. Vật liệu này có đặc tính của vật liệu gỗ và xi măng,
do vậy có một số ƣu điểm và lợi thế của vật liệu tổng hợp: khả năng chống
sinh vật hại gỗ và côn trùng, đặc tính cách âm, cách nhiệt tốt, chống cháy tốt,
độ ổn định kích thƣớc cao, dễ chễ tạo, lắp ghép, tháo dời.., bền khí hậu tƣơng
đối tốt và tính năng gia công tốt, chủ yếu sử dụng làm vật liệu tƣờng, vách
ngăn, ván sàn, vật liệu cách âm, cách nhiệt. Vật liệu dăm gỗ-xi măng là một


6

trong những loại vật liệu xanh có nguồn gốc từ thiên nhiên thân thiện với môi
trƣờng. Trong vật liệu không chứa các hóa chất độc hại nhƣ formandehide tự
do làm ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời.
Trong thành phần của ván dăm gỗ-xi măng, tỷ lệ gỗ từ 20-50% khối
lƣợng của vật liệu. Vật liệu gỗ với chất kết dính vô cơ hoặc vật liệu tổng hợp
lignocellulose khác đƣợc sản xuất ở dạng khối hoặc tấm có chứa khoảng 7030% chất kết dính vô cơ. (Simatupang et al 1977). Chittenden (1972) phân
chia composite gỗ- xi măng thành hai nhóm riêng biệt:
Composite gỗ-xi măng, trong đó gỗ đƣợc kết hợp nhƣ một chất gia
cƣờng: (nhƣ sợi, mùn cƣa, vỏ bào hoặc các hạt, xi măng (hoặc các khoáng sản

chất kết dính) đóng vai trò nhƣ một chất kết dính. Gỗ có thể đóng vai trò nhƣ
chất phụ gia hoặc vật liệu gia cố cải thiện độ cứng, độ dẻo dai, cƣờng độ. Tỷ
lệ trọng lƣợng, và khả năng chịu nhiệt và âm thanh của xi măng khi đƣa vào
một hỗn hợp với xi măng (Goodell et al. 1997). Các loại phổ biến nhất là ván
dăm gỗ- xi măng (Cement-bonded particleboard ), composite sợi gỗ-xi măng
(Wood wool- cement board) và composite xi măng sợi thực vật Cemnent fibreboard, có tên thƣơng mại là 'Hardiplank' ở Úc.
Ở Nga và một số nƣớc châu Âu rất phổ biến loại ván dăm xi măng
(Abrolit) đƣợc dung làm ván ốp tƣờng cho các toà nhà, các công trình dân
dụng. Tuy nhiên ở các nƣớc châu Á, rất phổ biến loại vật liệu composite gỗ-xi
măng sợi thực vật (wood-wood- cement board). Sản phẩm này có thể dùng
làm đồ gỗ ngoại thất vì nó có tính chống chịu môi trƣờng cao: ván sàn, ván ốp
tƣờng, hàng rào cho các biệt thự.
Các tính chất cơ học của vật liệu dăm gỗ xi măng bị ảnh hƣởng bởi kích
thƣớc, hình học, thành phần và sắp xếp của các gia cố hoặc phụ (Brandt năm
1995, Razi et al. 1999). Liên kết dán dính trong ván dăm gỗ - xi măng phần


7

lớn là phụ thuộc vào hydro liên kết giữa bề mặt gỗ và xi măng (1983 Coutts,
Coutts và đồng nghiệp1984).
Bề mặt thô ráp của dăm gỗ có một tích cực ảnh hƣởng đến sức mạnh liên
kết với xi măng portland (Kayahara et al. 1979). Các thuộc tính của ván dăm
gỗ- xi măng đáng kể ảnh hƣởng bởi tỷ lệ, kích thƣớc, kết cấu và khác đặc
điểm của nguyên liệu gỗ (Kayahara et al. 1979, Stahl và cộng sự năm 1997.
Badejo 1988).
Ván dăm gỗ - xi măng là vật liệu xây dựng nhẹ kiểu mới, dùng xi
măng và dăm gỗ làm nguyên liệu chủ yếu, sau khi trộn với nƣớc và phụ gia
hoá chất (còn gọi là chất khoáng hóa), rồi trải thảm, ép thành hình, bảo
dƣỡng, cắt cạnh và xử lý điều ẩm.

Vật liệu dăm gỗ - xi măng có ƣu điểm của gỗ và xi măng. So với gỗ nó
có tính năng chịu nƣớc, chậm cháy và bảo quản tốt. So với sản phẩm xi măng
có đặc tính nhẹ, tính năng gia công cơ giới tốt (có thể cƣa, đánh nhẵn, khoan
lỗ, đóng đinh); Có thể dùng nhiều loại trang sức bề mặt. (giấy dán, dầu bong).
Công nghiệp chế biến gỗ trên thế giới trong những năm gần đây đã có
những bƣớc phát triển. Ở các nƣớc có trình độ công nghệ, máy móc thiết hiện
đại thì tỷ lệ lợi dụng gỗ rất cao nhƣ Đức tỷ lệ lợi dụng đạt từ 90-98%, ở Nga
là trên 80%. Nhƣng ở các nƣớc đang phát triển công nghiệp chế biến gỗ còn
nhiều hạn chế nhƣ thiết bị máy móc còn thô sơ, tỷ lệ lợi dụng gỗ thấp. Theo
số liệu thống kê cho thấy thì cứ 1 triệu m³ gỗ tròn thì sẽ thải ra 600.000 m³
đến 700.000 m³ phế liệu.
Phế liệu của công nghiệp chế biến gỗ rất đa dạng và phong phú về
chủng loại nhƣ: đầu mẩu, bìa bắp, lõi gỗ bóc, sản phẩm hỏng của quá trình
bóc, lạng ván mỏng, phoi bào, mùn cƣa … Ở những nƣớc có nền công nghiệp
chế biến gỗ phát triển thì những loại phế liệu này là nguồn nguyên liệu hỗ trợ
để sản xuất các loại ván nhân tạo nhƣ ván dăm, ván sợi. Còn ở những nƣớc có


8

nền công nghiệp chế biến gỗ chƣa phát triển thì lƣợng phế liệu đó chủ yếu
đƣợc sử dụng làm chất đốt phổ thông.
Hiện nay trên thế giới xuất hiện rất nhiều loại vật liệu mới, trong đó có
rất nhiều loại vật liệu xây dựng, đáng chú ý nhất là Arbolit. Vật liệu Arbolit là
hỗn hợp giữa phế liệu của dây truyền chế biến nông, lâm sản với xi măng và
các phụ gia khác. Arbolit (theo tiếng Hi Lạp thi từ Arbo có nghĩa là gỗ, từ
litos có nghĩa là đá) thuộc nhóm bê tông nhẹ hay bê tông hữu cơ, là một trong
những loại vật liệu mới đang đƣợc ƣa chuộng sử dụng làm nhà nghỉ, tƣờng
bao tại các khu du lịch sinh thái ở các nƣớc phát triển.
Loại vật liệu dăm gỗ- xi măng có tên gọi là Arbolit trên thế giới đã có rất

nhiều các công trình nghiên cứu và sử dụng thành công loại sản phẩm này.
Điển hình là các công trình nghiên cứu của Trung Quốc, Đức, Nga, Nhật Bản,
Ôxtraylia. Ở Nga gọi là Arbolit, Durisol (Hà Lan, Thụy Điển), Velokc (Áo),
Woodstrone (Mỹ)…Hiện nay ở các nƣớc này vật liệu Arbolit đã đƣợc sử
dụng rất nhiều, chủ yếu dùng làm sàn, làm tƣờng không chịu lực ngoài trời,
làm vách ngăn, cách âm, cách nhiệt, chịu ẩm…
Công nghệ bao gồm các bƣớc: Tạo dăm gỗ đạt kích thƣớc yêu cầu từ
các loại phế liệu gỗ; xử lý khoáng hóa bề mặt dăm gỗ; trộn hỗn hợp dăm gô,
xi măng và các chất phụ gia; trải thảm trong khuôn định hình, ép rung; xử lý
nhiệt; ổn định, gia công, vận chuyển. Nguyên liệu sử dụng là hầu hết các loại
phế liệu trong ngành công nghiệp chế biến gỗ;
Quá trình ép ván dăm gỗ- xi măng (dạng arbolit) đƣợc thực hiện trên
dây chuyền sản xuất ván arbolit ở mức trung bình đạt 12-24.000 m3/năm.
Loại ván dăm xi măng ar bolit có khối lƣợng thể tích dao động từ 400-850
kg/m3, hệ số dẫn nhiệt 0,08-0,17 W/m.K. Độ bền nén 3-3,5 MPa; độ bền uốn
tĩnh 0,7-1 MPa; hệ số tiêu âm 0,17-0,6. Sản phẩm có kích thƣớc 400x200x200


9

mm; 500x300x250 mm; 800x400x80 mm. Thậm chí có thể tạo ra sản phẩm
có kích thƣớc lớn. 800x400x80 mm.
Một loại hình ván dăm gỗ- xi măng (Cement – particle board) khác đƣợc
sản xuất trên dây chuyền hiện đại, tự động hóa tất cả các khâu, sản phẩm đƣợc
sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Ván dăm gỗ- xi măng đƣợc sản xuất
nhiều ở châu Âu: Iatlia, Thụy điển, Đức, Séc, Nga. Quá trình sản xuất ván
dăm xi măng bao gồm các công đoạn: Lƣu giữ nguyên liệu tại kho; băm gỗ
tạo dăm nguyên liệu; xử lý khoáng hóa dăm gỗ; trộn hỗn hợp dăm gỗ- xi
măng và các chất phụ gia; trải thảm, ép, đóng rắn, ổn định, cắt cạnh, trang sức
bề mặt.

Tại Nga, các dây chuyền sản xuất ván dăm gỗ- xi măng đƣợc tự động
hóa và hoàn thiện về công nghệ, một số tính chất ván dăm gỗ- xi măng theo
tiêu chuẩn GOST 26816-86 nhƣ sau: Khối lƣợng thể tích đạt từ 950 -1350
kg/m3; độ trƣơng nở chiều dày sau 24 giờ hút nƣớc 2%, độ hút nƣớc trong 24
giờ 16%; độ bền uốn tĩnh 9-12 MPa, độ bền kéo vuông góc bề mặt ván 0,4
MPa, mô đun đàn hồi uốn tĩnh 3500 MPa; khả năng bám vít theo bề mặt ván
4-7 N/m2, hệ số truyền nhiệt 0,26 W/m.K; khả năng chống cháy đạt cấp độ Irất khó cháy.
Các tác giả Noor Azrieda A.R, Razali A.K, Izran K tại Viện nghiên
cứu Lâm nghiệp của Malaisia đã nghiên cứu khả năng tƣơng thích của 30 loài
gỗ đối với sản xuất ván dăm gỗ - xi măng bằng phƣơng pháp xác định sự
thay đổi nhiệt độ thủy hóa và xác định hàm lƣợng thành phần các chất đƣờng
và tinh bột của các loài gỗ khi cho các loài gỗ này tƣơng tác với chất MgCl 2,
CaCl2 với các cấp nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy đã lựa chọn đƣợc 5
loại gỗ tƣơng thích nhất trong sản xuất ván dăm gỗ - xi măng ở Malaisia
(bảng 1.1).


10

Bảng 1.1. Một số loài cây có khả năng tƣơng thích tốt làm ván
dăm gỗ - xi măng
Hàm lƣợng đƣờng,

Hàm lƣợng tinh bột,

(%)

(%)

Memeh

0.05

0.11

Langian

0.04

0.02

KeleMPay

0.70

0.02

Melemb

0.53

0.03

Terap

0.07

0.01

Mahang

*

0.03

Loài cây

Loài cây ở Philipin sản xuất ván dăm xi măng.
- Loài cây Keo tai tƣợng (Acacia mangium) ở Maisia cũng đã đƣợc thử
nghiệm để sản xuất ván dăm gỗ - xi măng, kết quả cho thấy có thể tạo ra ván
dăm gỗ - xi măng từ gỗ Keo tai tƣợng 4 tuổi với hàm lƣợng MgCl 2 chiếm 3%
tổng khối lƣợng hỗn hợp, trong đó tỷ lệ giữa gỗ và xi măng là 1: 2,5.
Vấn đề kết hợp phế liệu của công nghiệp chế biến gỗ với chất kết dính
vô cơ và các chất phụ gia khác nhƣ tạo composite dăm gỗ - xi măng là một
hƣớng đi đúng đắn và có tiềm năng cho ngành công nghệ vật liệu.
1.2.2. Ở Việt Nam
Ở nƣớc ta những công trình nghiên cứu về composite gỗ-xi măng hầu nhƣ
rất ít. Vào năm 1986, Viện Vật liệu xây dựng nghiên cứu đề tài chế tạo vật
liệu lợp xi măng cốt sợi thực vật (đay, dừa, bã mía) để làm tấm lợp nhà. Dự
án đã đƣợc triển khai ứng dụng ở nhiều địa phƣơng góp phần giải quyết nhu
cầu vật liệu lợp vốn rất khan hiếm trong giai đoạn đó.
Trần Quốc Tế và các cộng tác viên đã nghiên cứu tạo ván dăm rơm – xi
măng vớni chiều dày 5 mm dùng làm lớp mặt để tạo tấm panel lõi xốp


11

polysteren với độ dày tùy ý. Hệ số dẫn nhiệt 0,48 W/m.K. Các tấm panel lõi
xốp với độ dày 5 cm dùng trong xây dựng làm nhà cao tầng, các nhà ở trên
nền đất yếu. Giá thành của tấm panel lõi xốp vẫn còn cao hơn 30-50% so với

tƣờng xây thông thƣờng. Tuy nhiên đứng trên góc độ kinh tế, kỹ thuật, môi
trƣờng, biến đổi khí hậu thì hiệu quả đem lại rất to lớn.
Trần Tuấn Nghĩa, Viện Khoa học Lâm nghiệp đã nghiên cứu tạo ván
dăm gỗ- xi măng có chiều dày đến 5 cm từ gỗ Thông đạt khối lƣợng thể tích
từ 720-800 kg/cm3,, độ bền nén đạt 1,3-1,5 MPa bằng phƣơng pháp đổ bê
tông thông thƣờng trong khuôn định hình. Tác giả khẳng định có thể sử dụng
làm tƣờng nhà xây dựng, vách ngăn.
Phạm Văn Chƣơng (2008) đã nghiên cứu bƣớc đầu công nghệ tạo vật liệu
composite từ phế liệu gỗ dùng trong xây dựng, báo cáo đề tài KHCN cấp bộ.
Các loại vật liệu đƣợc nghiên cứu trong những năm gần đây ở nƣớc ta chủ
yếu là các vật liệu trên nền sợi, vài thuỷ tinh kết hợp với sợi thực vật, sử dụng
chất kết dính là PE không no hoặc nhựa UF đóng rắn nguội.
Trong những năm gần đây sản phẩm dăm gỗ - xi măng trên nền sợi thực
vật đã đƣợc nhập khẩu vào nƣớc ta từ Malaisia, Tháilan, Trung Quốc với các
tên thƣơng mại nhƣ vật liệu UCO, Cemenboard, Shera, Smartboard, Prima…
có một ƣu điểm dùng trong xây dựng là thay thế cho các sản phẩm gỗ ốp trần,
tƣờng, sàn nhà và trang trí nội, ngoại thất. Thậm chí đây cũng là một vật liệu
để làm vách ngăn, ván, cửa hoặc mái ngói.
Vật liệu dăm gỗ-xi măng có tiềm năng rất lớn trong xây dựng ở nƣớc ta,
trong khi đó chƣa có công trình nghiên cứu một cách tổng thể về chúng và
triển khai áp dụng công nghệ sản xuất trong nƣớc. Do đó, vấn đề hiện nay là
cần có các đề tài nghiên cứu một cách có hệ thống, từ nghiên cứu phƣơng pháp
sản xuất cũng nhƣ là các phƣơng pháp trang sức ván dăm gỗ - xi măng để đƣa
ra sản xuất trên quy mô công nghiệp.


12

Do vậy, đề phục vụ cho công tác nghiên cứu cũng nhƣ áp dụng ván dăm gỗ - xi
măng vào thực tế thì cần có rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu trong đó có vấn đề

nghiên cứu các phƣơng pháp trang sức ván dăm gỗ - xi măng. Do đó, đề tài có
tính cấp thiết cao, nó đóng góp một số kiến thức ban đầu về công nghệ trang
sức ván dăm gỗ - xi măng.


13

Chƣơng 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu
- Xác định loại keo phù hợp dán phủ ván phủ mặt lên bề mặt ván
composite dăm gỗ - xi măng.
- Xác định thông số công nghệ dán phủ trong quá trình dán phủ ván
phủ mặt lên bề mặt ván composite dăn gỗ - xi măng.
- Đánh giá chất lƣợng ván composite dăm gỗ- xi măng sau khi dán
phủ mặt làm ván sàn.
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
Ván dăm – xi măng đƣợc trang sức bằng tấm trang sức có cấu tạo từ các
lớp ván mỏng kết hợp với ván lạng từ gỗ Sồi trắng đƣợc mua sẵn trên thị
trƣờng.
Ảnh hƣởng của các yếu tố công nghệ trong quá trình dán phủ tới chất
lƣợng của lớp trang sức bằng tấm trang sức.
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
+ Các yếu tố cố định:
- Loại ván nền: ván dăm gỗ – xi măng.
- Kích thƣớc mẫu dùng cho nghiên cứu thực nghiệm: 400x400x16 (mm);
- Ván dùng để trang sức là ván kết hợp giữa ván mỏng và ván lạng từ gỗ
Sồi trắng, chiều dày 3 mm.

- Nhiệt độ ép T=600C
- Áp suất ép : P=0.6 Mpa.
- Độ ẩm ván phủ mặt W=8-10%;


14

+ Yếu tố thay đổi: đề tài lựa chọn 03 mức thời gian ép là 8 phút, 10 phút
và 12 phút.
+ Các chỉ tiêu chất lượng của gỗ sau dán phủ cần kiểm tra:
- Độ bền dán dính ván mỏng với bề mặt ván composite dăm gỗ- xi măng.
- Độ bền uốn tĩnh.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Lựa chọn loại keo dán hợp lý cho dán phủ ván mỏng lên bề mặt ván
composite dăm gỗ- xi măng;
2.3.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian ép đến chất lƣợng dán phủ.
2.3.3. Đánh giá khả năng sử dụng ván composite dăm gỗ- xi măng đƣợc
dán phủ mặt làm ván sàn.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp lý thuyết
Kế thừa các công trình nghiên cứu liên quan để nghiên cứu cơ sở lý
thuyết xử lý ổn định kích thƣớc gỗ bằng phƣơng pháp biến tính nhiệt.
2.4.2. Phương pháp thực nghiệm
2.4.2.1. phương pháp dán phủ ván mỏng
Trong đề tài nghiên cứu ảnh hƣởng của các yếu tố ảnh hƣởng tới chất
lƣợng của quá trình dán phủ ván mỏng lên ván nền là ván dăm gỗ - xi măng,
các yếu tố cần nghiên cứu là loại keo dán, các thông số trong quá trình ép (áp
suất ép, nhiệt độ ép, thời gian ép). Nhƣng do điều kiện không cho phép nên đề
tài chỉ nghiên cứu ảnh hƣởng của loại keo dán và thời gian ép tới chất lƣợng
dán phủ ván mỏng lên ván nền ván dăm gỗ - xi măng.

Đề tài thực hiện nghiên cứu:
- Ảnh hƣởng của loại keo dán đƣợc tiến hành so sánh giữa keo dán một
thành phần Cascamite OS.có gốc là Urea formandehide và keo PVAc.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ ép ta sử dụng chế độ ép nhƣ sau:


15

Áp suất ép: P=0.6 Mpa.
Nhiệt độ ép: T=600C.
Thời gian ép : 8 phút, 10 phút, 12 phút.
2.4.2.3. Phương pháp xác định các tính chất vật lý, cơ học và công nghệ của
gỗ trước và sau khi xử lý
1. phƣơng pháp xác định khả năng dán dính của keo dán
Để xác định khả năng dán dính của các loại keo khác nhau khi dán phủ
ván mỏng lên bề mặt ván dăm gỗ - xi măng từ đó xác định đƣợc loại keo nào
thích hợp cho dán phủ ván mỏng lên ván dăm gỗ - xi măng.
Phƣơng pháp xác định khả năng dán dính của keo dán theo tiêu chuẩn
GB/T 15104-2006, phƣơng pháp xác định đƣợc tiến hành nhƣ sau:
Kích thƣớc mẫu 50 x 50 x t, t =19 mm;
Phƣơng pháp xác định và dụng cụ
Mẫu kiểm tra ở giữa có khoét lỗ tròn có diện tích hình tròn S =1000 mm2.
Độ bền dán dính đƣợc xác định dựa trên nguyên lý kéo giật tấm trang trí trong
vùng đƣợc khoét lỗ ra khỏi bề mặt ván.
Thí nghiệm đƣợc thực hiện trên máy thử cơ lý MTS tại Trung tâm thí
nghiệm Khoa CBLS.
2. Độ bền dán dính ván mỏng với bề mặt ván nền
Độ bền dán dính ván mỏng trên bề mặt ván nền đƣợc thực hiện theo tiêu
chuẩn ГОСТ 15867-79 nhƣ sau:
Mẫu đƣợc tiến hành cắt theo hình dạng sau:

16

1- Ván mỏng, 2- màng keo, 3- ván nền, 4- đƣờng tác dụng lực
Hình 2.1 kích thƣớc mẫu đo độ bền dán dính ván mỏng lên ván nền
Dung lƣợng mẫu 16 mẫu.
Tiến hành kiểm tra độ bám dính của ván mỏng lên bề mặt ván nền
- lắp mẫu vào máy kiểm tra nhƣ hình vẽ

1 - đấm; 2 - con dao; 3 - tự đứng hỗ trợ với cơ sở hình trụ; 4 - pin; 5 - Hỗ
trợ với một cơ sở bằng phẳng; 6 - mẫu; 7 - vít M5
Hình 2.2 bố trí thí nghiệm thử độ bền dán dính


17

Cho đấm di chuyển với tốc độ 24 – 30 mm/phút
Xác định tải trọng P khi mẫu bị phá hủy.
3. Khối lƣợng thể tích
Tiêu chuẩn kiểm tra: ASTM D 1037, Dung lƣợng mẫu: 10 mẫu
Kích thƣớc mẫu: 50 x 50 x t mm, ở đây t=20 mm
Phƣơng pháp và dụng cụ kiểm tra:
+ Phƣơng pháp kiểm tra: Dùng phƣơng pháp cân -đo.
+ Dụng cụ kiểm tra: Thƣớc kẹp kỹ thuật có độ chính xác 0,01 mm, Cân
điện tử có độ chính xác 0,01 g. Công thức xác định :  

m
; g/cm3
V

Trong đó:  - khối lƣợng thể tích của mẫu, g/cm3 ;
m - khối lƣợng của mẫu, g
V - thể tích mẫu, cm3

4. Độ bền uốn tĩnh.
- Tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8048-3:2009
- Kích thƣớc mẫu: 20 х 20 х 300 mm
- Dung lƣợng mẫu: 10 mẫu/chế độ
- Dụng cụ kiểm tra: Thƣớc kẹp độ chính xác 0,01mm, máy thử tính chất cơ
lý MTS.
- Công thức xác định:
MOR 

3  Pmax  l
2  b  h2

, MPa

Trong đó: Pmax – lực phá hủy, N
l – khoảng cách giữa 2 gối ,mm
b, h – chiều rộng, chiều cao mẫu, mm
Để xác định khả năng áp dụng ván dăm gỗ - xi măng có ,khả năng sản xuất
ván sàn hay không thì ta cần thực hiện các khí nghiệm nhằm xác định khối
lƣợng thể tích, độ bám dính ván phủ mặt với bề mặt ván dăm gỗ- xi măng, độ


18

bền uốn tĩnh, khả năng chống cháy, khả năng cách nhiệt, hệ số tiêu âm từ đó

mới xác định đƣợc ván dăm gỗ - xi măng đƣợc dán phủ bằng ván kết hợp từ
ván bóc và ván lạng từ gỗ Sồi trắng có thể làm ván sàn đƣợc hay không.
Do đề tài không có điều kiện để thử cụ thể về khả năng chống cháy, khả
năng cách nhiệt và hệ số tiêu âm nên đề tài sẽ kế thừa các kết quả của đề tài
nghiên cứu tạo ván dăm gỗ - xi măng để tiến hành đánh giá khả năng áp dụng
ván dăm gỗ - xi măng đƣợc dán phủ mặt bằng ván kết hợp từ ván bóc và ván
lạng từ gỗ Sồi trắng để làm ván sàn do các tính chất này chủ yếu là do tác
dụng của ván nền.


19

Chƣơng 3
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1. Giới thiệu về ván dăm – xi măng
3.1.1. Giới thiệu chung về ván dăm – xi măng
Composite gỗ-xi măng, trong đó gỗ đƣợc kết hợp nhƣ một chất gia cƣờng:
(nhƣ sợi, mùn cƣa, vỏ bào hoặc các hạt, xi măng (hoặc các khoáng sản chất
kết dính) đóng vai trò nhƣ một chất kết dính. Gỗ có thể đóng vai trò nhƣ chất
phụ gia hoặc vật liệu gia cố cải thiện độ cứng, độ dẻo dai, cƣờng độ. Tỷ lệ
trọng lƣợng, và khả năng chịu nhiệt và âm thanh của xi măng khi đƣa vào một
hỗn hợp với xi măng.
Vật liệu dăm gỗ - xi măng có ƣu điểm của gỗ và xi măng. So với gỗ nó
có tính năng chịu nƣớc, chậm cháy và bảo quản tốt. So với sản phẩm xi măng
có đặc tính nhẹ, tính năng gia công cơ giới tốt (có thể cƣa, đánh nhẵn, khoan
lỗ, đóng đinh); Có thể dùng nhiều loại trang sức bề mặt. (giấy dán, dầu bong).
Ván dăm gỗ- xi măng có những ƣu điểm sau:
- Độ bền cơ học và độ bền của gỗ đƣợc nâng cao
- Không gây độc hại với môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời.
- Độ bền với sinh vật hại gỗ, nấm mốc, côn trùng.

- Khả năng chống cháy tốt, độ bền với ẩm
- Khả năng cách âm, cách nhiệt rất tốt.
- Dễ gia công
- Giá thành hạ.
Vật liệu dăm gỗ- xi măng có nguồn gốc thiên nhiên thân thiện với môi
trƣờng mang đặc tính của vật liệu gỗ và xi măng: cách âm, cách nhiệt cao,
chống cháy tốt, độ ổn định kích thƣớc cao, dễ chễ tạo, lắp ghép, tháo dời.. khả
năng chống sinh vật hại gỗ và côn trùng. Trong vật liệu không chứa các hóa