thuyết trình vật liệu xây dựng vật liệu gỗ

BÀI THUYẾT TRÌNH


VẬT LIỆU XÂY DỰNG – VẬT LIỆU GỖ
I. Giới thiệu
II. Khái niệm
1) Lịch sử phát triển của gỗ
2) Đặc điểm sử dụng kết cấu gỗ của ta hiện nay
III. Cấu tạo
1) Cấu tạo vĩ mô
2) Cấu tạo vi mô
IV. Tính chất cơ học của gỗ
1) Ảnh hưởng thời gian chịu lực cường độ lâu dài của gỗ
2) Sự làm việc của gỗ khi chịu kéo
3) Tính chất vật lý
V. Ứng dụng của gỗ vào cuộc sống
VI. Phân loại
VII.Ưu – nhược điểm
VIII.Biện pháp bảo quản


I.GIỚI THIỆU


II.KHÁI NIỆM

• Cấu tạo từ: xenluloza (40-50%), hemixenluloza (1525%), lignin (15-30%) và một số chất khác
• Được khai thác chủ yếu từ các loài cây thân gỗ
• Bình quân hàng năm khoảng 5,5 tỷ mét khối gỗ được
thu hoạch sử dụng cho nhu cầu chủ yếu như sản xuất
đồ nội thất và trong ngành đóng tàu, xây dựng.

II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển

• Cây gỗ lớn đầu tiên được phát hiện cách đây khoảng
350-400 triệu năm
• Người ta sử dụng gỗ với nhiều mục đích, chủ yếu là
nhiên liệu hoặc như một vật liệu xây dựng đối với nhà ở,
các công cụ, vũ khí, đồ gỗ, bao bì, tác phẩm nghệ thuật,
và giấy.
• Cùng với gạch đá, gỗ là vật liệu xây dựng chính và cuộc
sống lâu dài, và đạt được một mức độ cao về kỹ thuật và
nghệ thuật


II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển

Chùa Một Cột (còn có tên khác là Diên Hựu tự) được vua
Lý Thái Tông cho khởi công vào năm 1049


II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển

Hình 2. Chùa Keo là một
ngôi chùa ở xã Duy Nhất,
huyện Vũ Thư, tỉnh Thái
Bình, Việt Nam, được xây
dựng từ những năm 1061
dưới thời Lý Thánh Tông.

II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển

Hình 3.Khuê Văn Các
- kiến trúc tiêu biểu
của Văn Miếu - Quốc
Tử Giám được xây
dựng vào năm 1070


II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển

Kết cấu gỗ truyền thống
của ta có các đặc điểm sau:
Hình thức kết cấu chịu lực
là khung không gian. Độ
cứng dọc nhà lớn, vật liệu
gỗ chỉ chịu nén và uốn,
không chịu kéo (thích hợp
với tính năng chịu lực tốt
của gỗ);

Phối cảnh góc Đình Bảng


II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển

Liên kết chân cột
Liên kết đầu cột
- Dùng sức nặng của nhà chịu lực xô ngang (cột chôn không

sâu);
- Liên kết: Chủ yếu là liên kết mộng, liên kết chốt, chắt chắn, dễ
tháo lắp;


II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển
- Vật liệu gỗ được bảo vệ tốt như sơn son thấp vàng, ngâm
nước, ngâm bùn, mái đua xa cột để hắt nước mưa;


II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển
Kích thước: Được thống nhất hoá ở từng địa
phương, được ghi trên các thước tầm (rui mực)
của mỗi nhà;


II.KHÁI NIỆM - 1)Lịch sử phát triển

Đầu đao chùa tây phương
Kiến trúc: Chi tiết trang trí kết hợp khéo
léo với bộ phận chịu lực tạo nên hình
thức nhẹ nhàng, thanh thoát nhưng vẫn
chắc chắn vững vàng.


II.KHÁI NIỆM - 2)Đặc điểm kết cấu gỗ của ta
hiện nay
- Hình thức kết cấu nghèo nàn.
Nguyên nhân:
- Gỗ ở nước ta tuy phong phú nhưng phức tạp, chưa được

coi trọng nghiên cứu;
- Việc bảo quản, khai thác, sử dụng, tái tạo chưa hợp lý.
Hướng phát triển:
- Khai thác và sử dụng gỗ hợp lý hơn, là vật liệu chính ở nông
thôn và thị trấn;
- Công nghiệp hoá sản xuất, chế tạo, xử lý kết cấu gỗ thành
nhiều dạng: gỗ dán (fame), ván sàn…


III.CẤU TẠO

• Gỗ nước ta hầu hết thuộc loại cây lá rộng, gỗ cây lá kim
(như thông, pơmu, kim giao, sam...) rất ít.
• Gỗ cây lá rộng có cấu tạo phức tạp hơn gỗ cây lá kim
• Cấu tạo của gỗ có thể nhìn thấy bằng mắt thường hoặc
với độ phóng đại không lớn gọi là cấu tạo thô (vĩ mô),
cấu tạo của gỗ chỉ nhìn thấy qua kính hiển vi gọi là cấu
tạo nhỏ (vi mô).


III.CẤU TẠO – 1)Cấu tạo vi mô
Cắt ngang thân cây bằng mắt thường
ta thấy các lớp sau:
- Vỏ cây: 2 lớp để bảo vệ
- Lớp gỗ giác (gỗ sống): màu nhạt, ẩm,
chứa chất dinh dưỡng, dễ mục, mọt
-Lớp gỗ lõi (gỗ chết): sẫm, cứng, chứa ít
nước, cứng, khó mục, mọt.
- Tuỷ: Nằm ở trung tâm, mềm yếu, dễ
mục nát.

- Tia lõi: Những tia nhỏ hướng vào tâm.
- Vòng tuổi: Những vòng tròn đồng tâm
bao quanh tuỷ gồm 2 lớp đậm (gỗ
muộn), nhạt (gỗ sớm), mỗi vòng ứng với
1 năm sinh trưởng.

1. gỗ sớm; 2. gỗ muộn; 3.
tủy; 4. lõi; 5. giác; 6. Vỏ cây


III.CẤU TẠO – 1)Cấu tạo vi mô
Quan
sátcây)
mặtnằm
cắt ngang
ta có
Lõi cây
(tủy
ở trungthân
tâm,cây
là phần
thể nhìn
libe, nát.Nhìn
lớp hình toàn
thành,
mềm
yếu thấy:
nhất, vỏ,
dễ mục
bộlớp

gỗ bìa,
lớp gỗ ta
lõi thấy
và lõiphần
cây. gỗ được cấu
mặt
cắt ngang
Vỏ có chức năng bảo vệ gỗ khỏi bị
tạo bởi các vòng tròn đồng tâm đó là các
tác dụng
cơ học.
vòng
tuổi.Hàng
năm vào mùa xuân gỗ phát
Libe là lớp tế bào mỏng của vỏ, có
triển mạnh,
lớp gỗ xuân dày, màu nhạt,
chức nhiều
năng nước.
là truyền
dự hạ,
trữ thu,
thứcđông
ăn để
chứa
Vàovàmùa
nuôi
cây.
gỗ
phát

triển chậm, lớp gỗ mỏng, màu
Lớp hình thành gồm một lớp tế bào
sẫm, ít nước và cứng. Nhìn kỹ mặt cắt
sống mỏng
sinh trưởng
ngang
còn cócó
thểkhả
phátnăng
hiện được
những ra
phía
ngoài
để sinhvào
ra tâm
vỏ và
phía
tia
nhỏ
li ti hướng
gọivào
là tia
lõi.trong
để sinhvòng
ra gỗ.
Những
tròn đồng tâm bao quanh
Lớp gỗ bìa (giác hay
gỗ sống)
chứa nhiều

nước,
tủy(gồm
2 lớpmàu
đậmnhạt,
(gỗ muộn),lớp
nhạt
(gỗ
dễ mục nát, mềm và sớm),
có cường
thấp.
mỗi độ
vòng
tương ứng 1 năm sinh
Lớp gỗ lõi (hay gỗ chết
) mầu sẫm và cứng hơn, chứa ít nước
trưởng.
và khó bị mục mọt.


III.CẤU TẠO – 2)Cấu tạo vĩ mô

Cấu trúc gỗ lá rộng


III.CẤU TẠO – 2)Cấu tạo vĩ mô

Các mặt cắt gỗ


IV.TÍNH CHẤT CƠ HỌC

1)Ảnh hưởng thời gian chịu lực cường độ lâu
dài của gỗ
Cường độ gỗ phụ thuộc
vào thời gian tác dụng
tải trọng, tải trọng tác
dụng trong thời gian
càng ngắn thì cường độ
càng lớn.khi tải trọng đạt
rất nhanh (t=0) ta được
cường độ bền tức thời
σb khi đặt tải trọng lâu vô
hạn ta được cường độ
lâu dài σld là ứng suất
lớn nhất mà mẩu gỗ có
thể chịu được mà không
bao giờ bị phá hoại

+σ < σld không bao giờ gỗ bị phá hoại
+σ > σld sớm hay muộn gỗ cũng bị
phá hoại
Do đó để xác địng Rtc dự vào σld:
Rtc = σld = (0,5/0,6) σb =K0 . σb (K0
là hệ số lâu dài)


IV.TÍNH CHẤT CƠ HỌC
2)Sự làm việc của gỗ khi chịu kéo
Kéo dọc mẫu thử tiêu chuẩn,vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất và
biến dạng,nhận thấy quan hệ giữa σ và ɛ gần như thẳng.phá
hoại xảy ra biến dạng khi tương đối khá nhỏ 0,8%,lấy qui ước

σtl =0.5 σb .khi chịu kéo gỗ làm việc như vật liệu dòn không
thể phân bố lại ứng suất nên chịu ảnh hưởng nhìu bởi các yếu
tố khuyết tật không đồng nhất
Cường độ chịu kéo khi thí ngiệm của gỗ khá cao thường
bằng σb k =800/1000 .nhưng thực tế cường độ giảm đi
nhiều do chịu ảnh hưởng các khuyết tật của gỗ hay kích
thước tuyệt đối của gỗ lớn đưa đến mức độ không đồng
nhất càng cao
Hệ số đồng nhất K=K1 .K2 -> Rk=K.Rtc
Cường độ chịu kéo ngang của gỗ rất nhỏ Rk (90˚)
=15/20 Rk (Rk là cường độ kéo dọc)


IV.TÍNH CHẤT CƠ HỌC - 3) Tính chất vật
lý
a/ Độ ẩm và tính hút ẩm:
Độsấy,
ẩmnước
có ảnh
đến tính
của
gỗ từ lớp gỗ
•
Khi
từhưởng
từ táchlớn
ra khỏi
mặt chất
ngoài,
nước

• Nước
trongdần
gỗ ra
cóthay
3 dạng:
mao
(tựnó
do),
bên
trongnằm
chuyển
thế. Nước
Còn khi
gỗ quản
khô thì
lại hút
nướctừhấp
phụ khí.
và nước liên kết hóa học:
nước
không
- Nước
nằm
trong
tế bào,
các
• Mức
độ tự
hútdo
hơi

nước
phụmột
thuộc
vào khoảng
nhiệt độtrống
và độgiữa
ẩm tương
tế của
bào không
và bênkhí.
trong
ốngcủa
dẫnkhông khí không cố định nên
đối
Vì các
độ ẩm
Nước
phụ nằm
vỏ tếđổi.
bàoĐộ
và ẩm
khoảng
trống
giữa
độ-ẩm
củahấp
gỗ cũng
luôntrong
luôn thay
mà gỗ

nhận
các tế
được
khibào
người ta giữ nó lâu dài trong không khí có độ ẩm
- Nước
kết hóa
học nằm
học của
tương
đối liên
và nhiệt
độ không
đổitrong
gọi làthành
độ ẩmphần
cân hóa
bằng.
tạo bằng
gỗ của gỗ khô trong phòng là 8 ÷ 12%, của gỗ
• các
Độ chất
ẩm cân
• Trong
gỗ đang
phát
chứa
nướckhông
hấp phụ
và15

khô
trongcây
không
khí sau
khi triển
sấy lâu
dài cả
ở ngoài
khí là
÷nước
18%.tự do, hoặc chỉ có chứa nước hấp phụ
Trạng
củatính
gỗ chất
chứacủa
nước
hấp phụ
cựcthể
đạitích,
và cường
không
•• Vì
các thái
chỉ tiêu
gỗ (khối
lượng
có nước
tự do
gọiđộlàẩm
giới(trong

hạn bão
độ)
thay đổi
theo
giớihòa
hạnthớ
của(Wbht)
lượng nước hấp
• Tùycho
từng
loạiđểgỗsogiới
hạn
bão ta
hòa
thớ cóchuyển
thể daovềđộng
từ
phụ),
nên
sánh
người
thường
độ ẩm
23 đến
35%.
tiêu
chuẩn
(18%).

IV.TÍNH CHẤT CƠ HỌC - 3) Tính chất vật
lý
b/ Khối lượng riêng:
Khối lượng riêng đối với mọi loại gỗ thường như nhau và giá trị
trung bình của nó là 1,54 g/cm3.

c/ Khối lượng thể tích:
Khối
thể tích
của
gỗtích,
phụgỗ
thuộc
vào
độ ra
rỗng
(độ
rỗng
Dựalượng
vào khối
lượng
thể
được
chia
năm
loại:
Gỗcủa
rất gỗ
lánhẹ
kim:(γ0<400kg/m3),

46 ÷81%, gỗ lágỗ
rộng:
độ ẩm.
Người
ta chuyển
nhẹ32480%)
(γ0 = 40 và
÷ 500
kg/m3),
gỗ nhẹ
khối
củakg/m3),
gỗ ở độ
bất(γ0
kỳ =(W)
khối kg/m3)
lượng thể
vừalượng
(γ0 = thể
500tích
÷ 700
gỗẩm
nặng
700về÷ 900
tích
tiêu(γ0
chuẩn
(18%)
theo
và ởgỗđộrấtẩm

nặng
> 900
kg/m3
). công thức:
Những loại gỗ rất nặng như gỗ nghiến (γ0 = 1100 kg/m3), gỗ
sến (γ0=1080kg/m3). Những loại gỗ rất nhẹ như: Gỗ sung, gỗ
muồng trắng.
Trong đó:
- γ18 và γw - Khối lượng thể tích của gỗ có độ ẩm W và độ ẩm
18%. 18
- K0 - Hệ số co thể tích.


IV.TÍNH CHẤT CƠ HỌC - 3) Tính chất vật
lý
d/ Độ co ngót:
Độ co ngót của gỗ là độ giảm chiều dài và thể tích khi sấy khô.
số co
tíchgỗK0
(đối
lá ra khi
Nước mao quản bay hơi Hệ
không
làmthể
cho
co.
Covới
chỉgỗ
xảy
kim:

gỗ lá
rộng:
được
xácđi các
gỗ mất nước hấp phụ. Khi
đó0,5,
chiều
dày
vỏ 0,6)
tế bào
giảm
định
theo
thức:
mixen xích lại gần nhau làm
cho
kíchcông
thước
củaWgỗ giảm.
K0=Y0/W
Mức độ co thể tích y0 (%)
được xác định dựa theo thể tích của
W khi
- Độsấy
ẩmkhô
của(V1)
gỗ (%),
mẫu gỗ trước khi sấy khôTrong
(V) vàđó:
sau

theo công
không được vượt quá giới hạn bão
thức:
hòa thớ.
Sự thay đổi kích thước theo các
phương không giống nhau sẽ sinh ra
những ứng suất khác nhau khiến cho
gỗ bị cong vênh và xuất hiện những
vết nứt.


IV.TÍNH CHẤT CƠ HỌC - 3) Tính chất vật
lý
e/ Trương nở:
Là khả năng của gỗ tăng kích thước
và thể tích khi hút nước vào thành tế
bào. Gỗ bị trương nở khi hút nước
đến giới hạn bão hòa thớ. Trương nở
cũng giống như co ngót không giống
nhau theo các phương khác nhau
(hình 8-3): Dọc thớ 0,1÷0.8%, pháp
tuyến: 3÷5%, tiếp tuyến 6÷12%.