NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝCỦA GỖ MUỒNG ĐEN (Cassia Siamea Lamk)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
****************

ĐẶNG XUÂN NGUYÊN

NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT
CƠ LÝCỦA GỖ MUỒNG ĐEN
(Cassia Siamea Lamk)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 07 / 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
****************

ĐẶNG XUÂN NGUYÊN

NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT
CƠ LÝ CỦA GỖ MUỒNG ĐEN
(Cassia Siamea Lamk)

Ngành: Công Nghệ Chế Biến Lâm Sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Giáo viên hƣớng dẫn:
ThS. NGUYỄN THỊ ÁNH NGUYỆT

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 07 / 2013

i


LỜI CẢM TẠ
Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp tôi luôn nhận
được sự dạy bảo của Thầy Cô, sự quan tâm giúp đỡ và động viên của gia
đình và bạn bè. Nhân dịp này, xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:
- Cha Mẹ đã sinh thành và nuôi dưỡng, và cho con ăn học nên người.
- Ban Giám Hiệu và toàn thể Thầy Cô Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí
Minh, đặc biệt là quý Thầy Cô Khoa Lâm Nghiệp và Bộ môn Chế Biến Lâm
Sản đã tận tâm truyền đạt kiến thức cho chúng tôi trong suốt khóa học.
- Đặc biệt xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến Cô Th.S Nguyễn Thị Ánh Nguyệt
và Thầy PGS.TS Phạm Ngọc Nam đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng
tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.
- Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và bột giấy - Trường Đại học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã giúp tôi trong việc thử ứng suất gỗ.
- Gửi lời cảm ơn chân thành tới anh Nguyễn Văn Tiến đã nhiệt tình giúp đỡ tôi
trong quá trình thứ ứng suất gỗ.
- Công ty Trường Tiền đã giúp đỡ tôi trong việc gia công mẫu gỗ thí nghiệm.
- Cảm ơn tập thể lớp DH0CB đã ủng hộ giúp đỡ tôi trong quá trình làm đề tài
- Xin cảm ơn gia đình và bạn bè gần xa đã luôn ở bên cạnh động viên và hỗ
trợ tôi trong những năm học tại trường.
Xin chân thành cảm ơn!
TP.HCM, tháng 06 năm 2013

Sinh viên: Đặng Xuân Nguyên

ii


TÓM TẮT
1. Tên đề tài: “Nghiên cứu cấu tạo và tính chất cơ lý của gỗ Muồng đen”
2. Thời gian nghiên cứu: Từ ngày 25/02/2013 đến ngày 20/06/2013.
3. Địa điểm thực hiện:
- Phòng thí nghiệm Khoa học gỗ - Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí
Minh
- Phòng thí nghiệm Chế biến lâm sản, Giấy và bột giấy – Trƣờng Đại học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
- Mẫu đƣợc gia công tại Công ty gỗ Trƣờng Tiền (Trƣờng Đại học Nông Lâm
– Khu phố 6, Phƣờng Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP. Hồ CHí Minh).
4. Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Chọn thanh, cắt khúc gia công mẫu, xác định các chỉ tiêu vật lý và cơ học
của gỗ theo các TCVN từ 340 – 1970 đến 363 – 1970 và theo tiêu chuẩn
ASTM của Trung tâm Nghiên cứu Chế biến lâm sản – Trƣờng đại học Nông
Lâm TP. HCM.
- Sử dụng phần mềm Excel và phƣơng pháp thống kê để đánh giá các kết quả
thu đƣợc.
- Mối quan hệ giữa khối lƣợng thể tích và các chỉ tiêu cơ lý đƣợc biểu thị qua
các phƣơng trình tƣơng quan.
5. Kết quả thu đƣợc:
♦ Đặc điểm cấu tạo:
- Cấu tạo thô đại: Gỗ giác và gỗ lõi phân biệt, giác màu vàng nhạt, lõi màu
nâu đen. Vòng sinh trƣởng rõ ràng thƣờng rộng từ 3-4 mm. Mặt gỗ thô và
cứng, gỗ nặng, gỗ lệch thớ.
-

Cấu tạo hiển vi: Mạch gỗ phần lớn là lỗ mạch đơn, đôi khi có lỗ mạch kép
cùng tồn tại. Lỗ mạch xếp phân tán, mật độ trung bình 4 lỗ/mm2. Đƣờng
kính lỗ mạch trung bình là 215 µm. Tấm xuyên mạch đơn. Trong mạch gỗ

iii


xuất hiện thể bít dạng màng mỏng và chất chứa.Tế bào mô mềm xa mạch
và vây quanh mạch. Tế bào mô mềm xa mạch phân tán. Tế bào mô mềm
dính mạch thành hình cánh, hình cánh nối tiếp phát triển thành những dãy
liên tục hoặc gián đoạn lệch hay lƣợn sóng. Tia đồng hình. Bề rộng tia từ 1
đến 3 tế bào. Mật độ tia 6 tia/mm. Có chất chứa trong tia gỗ.
♦ Tính chất vật lý:
- Độ hút ẩm sau 40 ngày của Muồng đen là Wa= 11,54 %
- Độ hút nƣớc sau 40 ngày của Muồng đen là Wn= 72,29 %
- Khối lƣợng thể tích của gỗ Muồng đen nhƣ sau: Dcb= 0,73; D0= 0,78;
Dkk= 0,83
- Tỷ lệ dãn nở các chiều của gỗ Muồng đen: Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến Yt=
5,62 %, tỷ lệ dãn nở xuyên tâm Y x= 3,97 %, tỷ lệ dãn nở theo chiều dài
Yl=0,97 %
- Tỷ lệ dãn nở thể tích của gỗ Muồng đen: Y v=11,44 %
- Hệ số dãn nở của gỗ Muồng đen: Theo chiều tiếp tuyến Kt= 0,17, theo
chiều xuyên tâm Kx=0,16, theo chiều dài K l= 0,04, hệ số dãn nở thể tích
Kv=0,77
- Độ ẩm bão hòa thớ gỗ và độ ẩm thăng bằng của gỗ Muồng đen:
Wtb=11,33%; Wbh=27,38 %
♦Tính chất cơ học:
- Ứng suất nén dọc của gỗ Muồng đen: σnd = 693,76(kG/cm2)
- Ứng suất nén ngang thớ của gỗ Muồng đen:σnn = 126,56 (kG/cm2)

- Ứng suất trƣợt dọc thớ của gỗ Muồng đen:σkd=107,26 kG/cm2)

iv


- Ứng suất trƣợt ngang thớ của gỗ Muồng đen: σtn= 54,03 kG/cm2)
- Ứng suất uốn tĩnh của gỗ Muồng đen: σut=1020,8kG/cm2)
- Ứng suất tách của gỗ Muồng đen:σt= 69,25 (kG/cm2)
- Ứng suất kéo dọc thớ của gỗ Muồng đen:σkd= 945,57 (kG/cm2)
- Độ cứng của gỗ Muồng đen:778,4 (kG/cm2)

v


SUMMARY
1. Project title: "Research on structure and mechanical properties of Cassia
SiameaLamk "
2. Total time research: From 01/03/2013 to 15/07/2013.
3. Location of:
- Laboratory of Wood Science - City University of Agriculture and Forestry.
Ho Chi Minh City
- Laboratory of Forest Product Processing, Pulp and Paper - City University of
Agriculture and Forestry. Ho Chi Minh City
- Samples were processed in Wood Co. Truong Tien (University of
Agriculture and Forestry - Quarter 6, Linh Trung Ward, Thu Duc District, Ho Chi
Minh City. Ho Chi Minh City).
4. Research Methodology:
- Select the radio, in the form of cut, determine the target's physical and
mechanical wood under the ISO from 340-1970 to 363 - 1970 and ASTM Research
Center of Forest Product Processing - University City University of Agriculture and

Forestry. HCM.
- Use Excel software and statistical methods to evaluate the results obtained.
- The relationship between density and mechanical properties of expressed
through the correlation equation.
5. The results were:
♦ Composition characteristics:
- Structure of the Raw: Wood and wood core visual discrimination, visual
light yellow, dark brown core. Clear growth rings usually 3-4 mm wide. The wood
has a coarse and hard, heavy wood, wood grain deviation.
- Microscopic structure: Wood Circuit largely single-hole circuit, double
circuit loss sometimes coexist. Loss order dispersion circuit, the average density of
4 holes/mm2. Hole diameter is 215 µm average circuit. Regular single-stranded

vi


sheet. In xylem appeared to bits and contains a thin film. Cells away from vessels
and soft tissues surrounding the vessels. Soft tissue cells dispersed away from the
circuit. Soft tissue cells stick to the right circuit, the serial wings developed into
continuous ranges of deviation or interruption or wavy. Tia homologies. Beam
width 1 to 3 cells. 6-ray beam density / mm. It contains the wooden beam.
♦ Physical properties:
- Moisture absorption after 40 days of Cassia Siamea Lamk Wa = 11.54%
- Water absorption after 40 days of Cassia Siamea Lamk: Wn = 72.29%
- Bulk density ofCassia Siamea Lamk: Dcb = 0.73, D0= 0.78; Dkk = 0.83
- The rate of expansion of the timber dimensionsCassia Siamea Lamk : tangent
dilatation ratio Yt = 5.62%, the rate of radial expansion Yx = 3.97%, the rate of
expansion in length Yl = 0.97 %
- The rate of expansion of the Cassia Siamea Lamk: Yv = 11.44%
- The coefficient of expansion of :Cassia Siamea Lamk tangent direction Kt =

0.17, according to the radial direction Kx = 0.16, the length K l = 0.04, volume
expansion coefficient Kv = 0.77
- Saturated humidity and grain moisture balance: Wtb = 11.33%; Wbh=
27.38%
♦ Mechanical properties:
- Compressive stress along the Cassia Siamea Lamk: σnd = 693.76 (kG/cm2)
- Horizontal compressive stress: σnn = 126.56 (kG/cm2)
- Stresses of slid of the Cassia Siamea Lamk: σkd = 107.26 kG/cm2)
- Horizontal stress of the Cassia Siamea Lamk: σtn = 54.03 kG/cm2)
- Static bending stress of the Cassia Siamea Lamk: σut = 1020.8 kG/cm2)
- Stress cup of Cassia Siamea Lamk: σt = 69.25 (kG/cm)
- Tensile stress along the grain : σkd = 945.57 (kG/cm2)
- The hardness of the Cassia Siamea Lamk: 778.4 (kG/cm2)

vii


MỤC LỤC
TRANG
TRANG TỰA............................................................................................................... i
LỜI CẢM TẠ.............................................................................................................. ii
TÓM TẮT .................................................................................................................. iii
SUMMARY ............................................................................................................... vi
MỤC LỤC ............................................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................. xi
DANH SÁCH CÁC BẢNG ...................................................................................... xiii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ....................................................................................... xiv
DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ.................................................................................... xvi
Chƣơng 1MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
1.1

Đặt vấn đề....................................................................................................... 1

1.2

Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. 2

1.3

Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 3

1.4

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ......................................................................... 3

Chƣơng 2TỔNG QUAN .............................................................................................. 4
2.1

Giới thiệu về cây Muồng đen .......................................................................... 4

2.2

Tổng quan về cây Muồng đen ......................................................................... 4

2.2.1

Nguồn gốc vùng phân bố tự nhiên............................................................ 4

2.2.2

Đặc điểm hình thái ................................................................................... 5

2.2.3

Đặc điểm sinh học ................................................................................... 5

2.2.4

Giá trị sử dụng ......................................................................................... 6

Chƣơng 3NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 7
3.1

Vật liệu khảo sát ............................................................................................. 7

3.2

Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 7

3.3

Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................. 7

3.4

Phƣơng pháp khảo sát đặc điểm cấu tạo .......................................................... 8

viii

3.4.1

Dụng cụ thí nghiệm ................................................................................. 8

3.4.2

Khảo sát cấu tạo thô đại ........................................................................... 8

3.4.3

Khảo sát cấu tạo hiển vi ........................................................................... 8

3.5

Phƣơng pháp khảo sát tính chất vật lý ........................................................... 10

3.5.1

Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................... 10

3.5.2

Xác định độ hút ẩm ................................................................................ 10

3.5.3

Xác định độ hút nƣớc ............................................................................. 11

3.5.4

Xác định khối lƣợng thể tích .................................................................. 11

3.5.5

Xác định tỷ lệ dãn nở các chiều.............................................................. 13

3.5.6

Xác định tỷ lệ dãn nở thể tích................................................................. 13

3.5.7

Xác định hệ số dãn nở ............................................................................ 14

3.5.8

Xác định điểm bão hòa thớ gỗ................................................................ 14

3.6

Phƣơng pháp khảo sát tính chất cơ học ......................................................... 15

3.6.1

Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................... 16

3.6.2

Ứng suất nén dọc thớ ............................................................................. 16

3.6.3

Ứng suất nén ngang thớ ......................................................................... 17

3.6.4

Ứng suất trƣợt dọc thớ ........................................................................... 17

3.6.5

Ứng suất trƣợt ngang thớ ....................................................................... 18

3.6.6

Ứng suất uốn tĩnh .................................................................................. 19

3.6.7

Ứng suất tách ......................................................................................... 20

3.6.8

Độ cứng ................................................................................................. 21

3.6.9

Ứng suất kéo dọc thớ ............................................................................. 22

Chƣơng 4KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 23
4.1

Đặc điểm cấu tạo của gỗ Muồng đen ............................................................ 23

4.1.1

Đặc điểm cấu tạo thô đại ........................................................................ 23

4.1.2

Đặc điểm cấu tạo hiển vi ........................................................................ 24

4.2

Đặc điểm tính chất vật lý .............................................................................. 27

4.2.1

Khối lƣợng thể tích ................................................................................ 27

4.2.2

Độ hút ẩm .............................................................................................. 28

ix


4.2.3

Độ hút nƣớc ........................................................................................... 29

4.2.4

Tỷ lệ dãn nở các chiều ........................................................................... 32

4.2.5

Hệ số dãn nở .......................................................................................... 33

4.2.6

Độ ẩm bão hòa thớ gỗ - Độ ẩm thăng bằng ............................................ 33

4.3

Tính chất cơ học ........................................................................................... 35

4.3.1

Ứng suất nén dọc ................................................................................... 36

4.3.2

Ứng suất nén ngang thớ ......................................................................... 37

4.3.3

Ứng suất trƣợt ........................................................................................ 39

4.3.4

Ứng suất uốn tĩnh .................................................................................. 41

4.3.5

Ứng suất tách ......................................................................................... 42

4.3.6

Độ cứng ................................................................................................. 43

4.3.7

Ứng suất kéo dọc thớ ............................................................................. 44

Chƣơng 5KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 47
5.1

Kết luận ........................................................................................................ 47

5.2

Kiến nghị ...................................................................................................... 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 49

x


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU

Ý NGHĨA

THỨ NGUYÊN

Wa

Độ hút ẩm

%

Wn

Độ hút nƣớc

%

Wbh

Độ ẩm bão hòa

%

Wtb

Độ ẩm thăng bằng

%

m0

Khối lƣợng khô kiệt

g

mkk

Khối lƣợng khô trong không khí

g

ma

Khối lƣợng sau khi hút ẩm, hút nƣớc

g

Yt, Yx, Yl

Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến, xuyên tâm, dọc thớ

%

Yv

Tỷ lệ dãn nở thể tích

%

TT, XT, L

Kích thƣớc chiều tiếp tuyến, xuyên tâm, dọc thớ

Kv

Hệ số dãn nở thể tích

Kt, Kx, Kl

Hệ số dãn nở tiếp tuyến, xuyên tâm, dọc thớ

Vt

Thể tích gỗ tƣơi

cm3

V0

Thể tích gỗ khô kiệt

cm3

Vtb

Thể tích gỗ ở độ ẩm thăng bằng

cm3

Dcb, D0, Dkk

Khối lƣợng thể tích cơ bản, khô kiệt, khô trong không khí

σnd

Ứng suất nén dọc

(kG/cm2)

σnn

Ứng suất nén ngang toàn bộ

(kG/cm2)

σtd

Ứng suất trƣợt dọc

(kG/cm2)

σtn

Ứng suất trƣợt ngang

(kG/cm2)

xi

mm

g/cm3


σut

Ứng suất uốn tĩnh

(kG/cm2)

σt

Ứng suất tách

(kG/cm2)

X

Giá trị trung bình

Sd

Độ lệch chuẩn

Cv

Hệ số biến động

R2

Hệ số xác định mức độ tƣơng quan

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

ASTM

American Society for Testing and Materials
(Hiệp hội Kiểm nghiệm và vật liệu)

KLTT

Khối lƣợng thể tích

DTTN

Diện tích tự nhiên

LT, TN

Lý thuyết, thực nghiệm

Đ.T.M

Đặc trƣng mẫu

xii

DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 4.1: Bảng phân cấp kích thƣớc tế bào mạch gỗ ............................................ 25
Bảng 4.2: Bảng phân cấp các đặc điểm của mạch gỗ ............................................. 25
Bảng 4.3: Bảng phân cấp các đặc điểm của tia gỗ ................................................. 25
Bảng 4.4: Khối lƣợng thể tích của gỗ Muồng đen (g/cm3) ..................................... 27
Bảng 4.5: Bảng phân nhóm gỗ theo KLTT theo TCVN 1072 – 1971 .................... 27
Bảng 4.6: Độ hút ẩm của gỗ Muồng đen ............................................................... 28
Bảng 4.7: So sánh độ hút ẩm của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ...................... 29
Bảng 4.8: Độ hút nƣớc của gỗ Muồng đen ............................................................ 30
Bảng 4.9: So sánh độ hút nƣớc của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ................... 31
Bảng 4.10: Tỷ lệ dãn nở của gỗ Muồng đen .......................................................... 32
Bảng 4.11: So sánh tỷ lệ dãn nở của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ................ 32
Bảng 4.12: Hệ số dãn nở của gỗ Muồng đen ......................................................... 33
Bảng 4.13: Độ ẩm bão hòa thớ gỗ - Độ ẩm thăng bằng của gỗ Muồng đen ........... 34
Bảng 4.14: So sánh độ ẩm bão hòa của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ............. 34
Bảng 4.15: Hệ số α điều chỉnh độ ẩm .................................................................... 35
Bảng 4.16: Tính chất cơ lý của gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1072 – 71).. 35
Bảng 4.17: Ứng suất nén dọc thớ của gỗ Muồng đen ............................................ 36
Bảng 4.18: So sánh ứng suất nén dọc của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ......... 36
Bảng 4.19: Ứng suất nén ngang thớ toàn bộ .......................................................... 38
Bảng 4.20: So sánh ứng suất nén ngang của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ..... 38
Bảng 4.21: Ứng suất trƣợt dọc của gỗ Muồng đen ................................................ 39
Bảng 4.22: Ứng suất trƣợt ngang của gỗ Muồng đen (kG/cm2) ............................. 39
Bảng 4.23: So sánh ứng suất trƣợt dọc của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ....... 40
Bảng 4.24: Ứng suất uốn tĩnh của gỗ Muồng đen .................................................. 41

Bảng 4.25: so sanh ứng suất uốn tĩnh của gỗ Muồng đen với một số loại gỗ ......... 41

xiii


Bảng 4.26: Phân hạng gỗ theo cƣờng độ ............................................................... 42
Bảng 4.27: Ứng suất tách của gỗ Muồng đen ........................................................ 42
Bảng 4.28: Phân hạng gỗ theo độ cứng (kG/cm2) mặt cắt ngang ........................... 43
Bảng 4.29: Độ cứng của gỗ Muồng đen ................................................................ 43
Bảng 4.30: Ứng suất kéo dọc thớ của gỗ Muồng đen ............................................ 44
Bảng 4.31: Một số đặc điểm cấu tạo của gỗ Muồng đen ........................................ 44
Bảng 4.32: Một số tính chất vật lý của gỗ Muồng đen ........................................... 45
Bảng 4.33: Một số tính chất cơ học của gỗ Muồng đen ......................................... 46

xiv


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1: Một số hình ảnh của cây Muồng đen ....................................................... 4
Hình 3.1: Mẫu xác định độ hút ẩm ........................................................................ 10
Hình 3.2: Mẫu xác định độ hút nƣớc ..................................................................... 11
Hình 3.3: Mẫu xác địnhkhối lƣợng thể tích, dãn nở thể tích,dãn nở các chiều ..... 12
Hình 3.4: Mẫu thí nghiệm ứng suất nén dọc thớ.................................................... 16
Hình 3.5: Mẫu thí nghiệm ứng suất nén ngang thớ toàn bộ ................................... 17
Hình 3.6: Mẫu thí nghiệm ứng suất trƣợt dọc thớ.................................................. 18
Hình 3.7: Mẫu thí nghiệm ứng suất trƣợt ngang thớ .............................................. 19

Hình 3.8: Mẫu thí nghiệm ứng suất uốn tĩnh ......................................................... 20
Hình 3.9: Mẫu thí nghiệm ứng suất tách ............................................................... 21
Hình 3.10: Mẫu thí nghiệm độ cứng ..................................................................... 21
Hình 3.11: Mẫu thí nghiệm ứng suất kéo dọc thớ.................................................. 22
Hình 4.2: Mặt cắt ngang, tiếp tuyến, xuyên tâm của gỗ Muồng đen ...................... 24
Hình 4.3: Chất chứa trong mạch gỗ, tế bào tia gỗ.................................................. 25

xv


DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ
ĐỒ THỊ

TRANG

Đồ thị 4.1: Sức hút ẩm của gỗ Muồng đen ........................................................... 28
Đồ thị 4.2: Sức hút nƣớc của gỗ Muồng đen ........................................................ 30
Đồ thị 4.3: Mối quan hệ giữa độ hút nƣớc và khối lƣợng thể tích ......................... 31
Đồ thị 4.4: Đƣờng biểu diễn TN và LT sự tƣơng quan giữa KLTT ....................... 37
và ứng suất nén dọc .............................................................................................. 37
Đồ thị 4.5: So sánh ứng trƣợt dọc của gỗ Muồng đen với các loại gỗ ................... 40

xvi


Chƣơng1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề

Rừng là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của nhân loại, từ ngàn xƣa con

ngƣời đã sống dựa vào rừng, rừng cunh cấp cho con ngƣời cái ăn, cái mặc.... Và
con ngƣời cũng biết sử dụng những cây gỗ từ rừng để làm nhà, làm vũ khí....
Ngoài ra, rừng còn góp phần quan trọng vào việc bảo vệ môi trƣờng sống của
con ngƣời cũng nhƣ mang một vai trò kinh tế lớn. Một trong những giá trị mà
rừng đem lại cho chúng ta đó là nguồn nguyên liệu gỗ. Gỗ là một loại nguyên
liệu đƣợc con ngƣời biết đến từ rất lâu và đƣợc con ngƣời sử dụng vào nhiều mục
đích khác nhau của xã hội nhƣ xây nhà cửa, cầu đƣờng, làm tàu thuyền, trang trí
nội thất, mỹ nghệ...
Khi xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng gỗ của con ngƣời ngày
càng tăng, để đáp ứng đƣợc nhu cầu đó con ngƣời đã khai thác gỗ ngày càng
nhiều hơn và cùng với những nguyên nhân khách quan nhƣ cháy rừng, sâu
bệnh... Đã dẫn đến diện tích rừng ngày càng thu hẹp, trữ lƣợng gỗ giảm một cách
đáng kể. Cùng với nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng cao nghành chế biến lâm sản
cũng không ngừng phát triển. Đây là một dấu hiệu đáng mừng, song điều đáng lo
ngại là nguồn nguyên liệu gỗ lại đang thiếu hụt trầm trọng với 80% nguồn
nguyên liệu gỗ phải nhập khẩu.

1


Một trong những giải pháp mà ngành chế biến Lâm Nghiệp đang rất quan
tâm đó là việc trồng rừng mới nhằm khôi phục lại nhiều diện tích rừng đã bị mất
và tạo nguồn nguyên liệu ổn định hơn cho ngành chế biến lâm sản.Tuy nhiên với
mức tiêu thụ gỗ ngày càng tăng thì nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng cũng không
đáp ứng đủ cho nhu cầu sử dụng hiện nay. Do vậy, việc tối ƣu hóa sử dụng gỗ và
tìm ra những nguồn nguyên liệu mới để phục vụ cho sản xuất là vấn đề quan
trọng nhất.
1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Ngành chế biến lâm sản đã có bƣớc phát triển mạnh, từng bƣớc đáp ứng nhu

cầu trong nƣớc, đóng góp ngày càng lớn vào kim ngạch xuất khẩu. Trong cơ cấu
thị trƣờng xuất khẩu đồ gỗ của Việt Nam năm 2012: Thị trƣờng Hoa Kỳ dẫn đầu
đạt 1,721 tỷ ÚSD chiếm 37% tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành; sang UE đạt
0,928 tỷ USD, chiếm 20%; sang Trung Quốc đạt 0,844 tỷ USD, chiếm 16%; đến
Nhật Bản đạt 0,638 tỷ USD, chiếm 14% tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành.
Hầu hết các thị trƣờng tiêu thụ lớn đều tăng trƣởng mạnh, nhƣ: Hoa Kỳ tăng
27%, Trung Quốc tăng 11%, Nhật Bản tăng 14,2% so với năm 2011. Đặc biệt,
vài năm gần đây thị trƣờng Trung Quốc nhập khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của Việt
Nam với giá trị tăng nhanh một cách chóng mặt. Trong đó, đáng báo động là xuất
khẩu gỗ nguyên liệu sang Trung Quốc đang tăng nhanh, sẽ là một nguy cơ càng
gây thiếu nguyên liệu cho các nhà sản xuất ván nhân tạo của Việt Nam.Tuy nhiên
bên cạnh đó, sức cạnh tranh của các doanh nghiệp cũng ngày càng gay gắt hơn,
tất cả các doanh nghiệp cần phải tổ chức lại sản xuất đổi mới công nghệ, thiết bị
để giảm giá thành sản xuất, tăng chất lƣợng sản phẩm, tăng sức cạnh tranh trên
thị trƣờng thế giới.
Để sử dụng nguồn nguyên liệu gỗ một các hợp lý, tiết kiệm, điều trƣớc tiên
là phải nghiên cứu những đặc tính cơ bản của nó. Thật vậy, trong quá trình chế
biến gỗ, vấn đề tìm hiểu các đặc điểm cấu tạo và cơ lý của gỗ có tầm quan trọng

2


đặc biệt, vì đó là cơ sở để xây dựng các quá trình công nghệ thích hợp cho từng
loại gỗ.
Cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh của ngành chế biến gỗ Việt
Nam, các doanh nghiệp chế biến gỗ đã đƣa ra thị trƣờng các sản phẩm có chất
lƣợng cao, mẫu mã đẹp, đáp ứng nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu. Tuy nhiên,
các dấu hiệu về đặc điểm cấu tạo và tính chất cơ lý của một số loại gỗ chƣa đƣợc
hệ thống hóa một cách đầy đủ, để phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu và ứng dụng
vào sản xuất. Vì vậy, xuất phát từ những vấn đề trên, cùng với sự hƣớng dẫn của

Th.S Nguyễn Thị Ánh Nguyệt, chúng tôi đã tiến hành đề tài: “Khảo sátcấu tạo và
tính chất cơ lý của gỗ Muồng đen”.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định các đặc điểm cấu tạo thô đại, cấu tạo hiển vi và một số chỉ tiêu cơ
lý của gỗ làm cơ sở cho việc định danh, phân loại, giải thích bản chất các hiện
tƣợng trong quá trình gia công và sử dụng gỗ Muồng đen. Từ đó vận dụng vào
trong thực tế để xây dựng công nghệ phù hợpvà xác định hƣớng sử dụng gỗ
Muồng đen để sử dụng loại gỗ này đạt hiệu quả cao hơn.
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: việc nghiên cứu các đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ lý của
gỗ không chỉ có ý nghĩa chuẩn đoán xác định gỗ trên thị trƣờng và trong sử dụng
mà còn nhiều ý nghĩa lý thuyết trong hệ thống thực vật và tiến hóa.
Ý nghĩa thực tiễn: là cơ sở giải thích bản chất các hiện tƣợng sản sinh trong
quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ. Đồng thời, trên cơ sở hiểu biết về cấu
tạo gỗ thì chúng ta có phƣơng pháp bảo quản sao cho phù hợp. Và cung cấp số
liệu cần thiết cho việc tinh toán thiết kế hợp lý, xây dựng các phƣơng pháp gia
công mới nhằm nâng cao khả năng lợi dụng gỗ, đề xuất quy trình công nghệ
thích hợp nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao.

3


Chƣơng 2
TỔNG QUAN
2.1 Giới thiệu về cây Muồng đen
Tên Việt Nam

: Muồng đen

Tên địa phƣơng

: Muồng xiêm,Muồng vàng

Tên các nƣớc lân cận

: May xathone( Lào – Thái)

Tên thƣơng phẩm

: Murasaki Taceyasen, Kassod tree.

Tên khoa học

: Cassia Siamea Lamk

Họ thực vật

: Caesalpiniaceeae

Nhóm

:I

Hình 2.1: Một số hình ảnh của cây Muồng đen
2.2 Tổng quan về cây Muồng đen
2.2.1 Nguồn gốc vùng phân bố tự nhiên
Trên thế giới: Muồng đen là cây của vùng Đông Nam Á, Nam Á và Nam
Trung Quốc. Thƣờng gặp ở Ấn độ, Myanmar, Thái Lan, Lào, Cămpuchia, Malaysia,

Indonesia....Hiện nay, cây Muồng đen đã đƣợc trồng ở hầu hết các nƣớc thuộc vùng
nhiệt đới trên thế giới.

4


Tại Việt Nam: Cây mọc nhiều ở các tỉnh phía Nam, từ Quảng Bình trở vào.
Tập trung nhiều ở các tỉnh Tây Nguyên: Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắc, Lâm Đồng và
Đồng Nai. Ở các tỉnh miền Bắc Muồng đen thƣờng đƣợc trồng để làm cây bóng mát
và cây che bóng cho cây công nghiệp nhƣ chè.
2.2.2 Đặc điểm hình thái
Cây gỗ cao 15-20m, đƣờng kính 50- 60cm; tán lá rộng, rậm, xanh mƣớt; thân
hình trụ vặn xoắn, vỏ xám nâu, nứt nhỏ lông đều đặn, thỉnh thoảng tạo thành múi do
thân vặn. Cây phân cành sóm, cành non có khía phủ lông mịn.
Lá kép lông chim một lần, chẵn, mọc cách, dài 10 - 25cm, cuống lá dài 2 3cm. Lá nhỏ 7- 15 đôi, hình bồ dục dài, dài 3-7cm, rộng 1 - 2cm, đầu tròn hay lõm,
với 1 mũi kim ngắn; gốc lá tròn. Lá kèm nhỏ sớm rụng.
Cụm hoa chùy ở đàu cành. Lá bắc hình trứng ngƣợc, đầu có mũi nhọn dài,
cánh đài hình tròn dày, không bằng nhau, mặt ngoài phủ lông nhung. Cánh tràng
mềm màu vàng tƣơi, hình trứng ngƣợc, rộng, có móng ngắn. Nhị mọc ở đỉnh. Bầu
phủ lông mịn, vòi nhẵn.
Quả đậu dẹt, nhẵn, lƣợn sóng; mép có gờ nổi rõ, dài 20- 30cm, rộng 1- 1,5cm,
khi non màu xanh lục. Khi già đen. Hạt 20- 30, hình bầu dục dẹt, vỏ cứng, màu nâu
nhạt. Một kilogam khoảng 32000-36000 hạt.
2.2.3 Đặc điểm sinh học
Muồng đen thƣờng phân bố ở độ cao dƣới 1.200m, tập trung nhiều ở độ cao
400-800m.Ở các khu vực có khí hậu nhiệt đới, với nhiệt độ trung bình năm 20 -26
°C; nhiệt độ tháng trung bình lạnh nhất không dƣới 15°C, lƣợng mƣa năm trung
bình trên 800mm, một năm có 2-3 tháng khô hạn( lƣợng mƣa dƣới 50mm/ tháng).
Thƣờng phân bố trên các loại đất feralit đỏ vàng phát triển trên các loại đá bazan,
phiến thạch mica, đá vôi có thành phần cơ giới cát pha tới thịt nhẹ. Muồng đen sống

đƣợc ở nơi đất xấu, khô hạn, nhƣng cây phát triển kém, dáng cằn cỗi, thấp nhỏ, cây
phân cành sớm, thân cong queo. Cây ƣa sáng hoàn toàn. Mọc thành quần tụ trong

5


rừng thứ sinh ở độ cao dƣới 1.200m. chúng thƣờng chiếm tầng trên hay mọc ở rìa
rừng. Tái sinh tốt nơi đất trống. Trong điều kiện đất tốt, đủ nƣớc, nhiệt độ cao,
Muồng đen thay lá rất nhanh và không rụng lá toàn phần, nhƣng trong điều kiện khô
hạn và nhiệt độ thấp, cây rụng lá toàn bộ trong mùa đông ( nhƣ ở Trung Quốc). Cây
không kén đất, nhƣng không chịu đƣợc nơi đất thấp, không thoát nƣớc, dễ bị úng,
ngập trong mùa mƣa.
Cây tái sinh bằng hạt tốt nơi đất trống, đủ ẩm; tái sinh chồi cũng tốt; chịu
đƣợc cắt tỉa mạnh. Mùa hoa tháng 5-6, quả chín tháng 11 - 12. Cũng có khi ra hoa
tháng 10-12, quả chín tháng 2-4 năm sau.
2.2.4 Giá trị sử dụng
Do có tán lá tròn, tạo bóng râm tốt, lá gần nhƣ xanh quanh năm, không rụng
hoàn toàn, chỉ thay lá dần từ tháng 1 đến tháng 3 và hoa đẹp, mỗi năm có 2 vụ
hoa(tháng 4-5 và tháng 9-10), lại dễ trồng. Vì thế, Muồng đen đã đƣợc trồng khá
phổ biến để làm cây bóng mát dọc đƣờng phố hoặc cây làm cảnh trong các công
viên của Việt Nam. Hầu hết các tỉnh của Việt Nam đều trồng loại cây này. Hiện nay
Muồng đen đƣợc trồng rộng rãi để lấy gỗ, trồng rừng phòng hộ, trồng làm cây phù
trợ cho cây nông nghiệp và công nghiệp nhƣ chè, cà phê, trồng cải tạo đất và lấy
bóng mát.... Hoa Muồng đen không hắc, không hấp dẫn ruồi, bọ; bộ rễ của cây rất
khỏe, rễ cái ăn khá sâu, nhiều rễ ngang ngang nhờ vậy cây ít bị nghiêng, đổ khi gió
bão lớn, lại rất chịu hạn nên nhiều nơi trồng Muồng đen làm cây chắn gió bảo vệ đô
thị.
Gỗ Muồng đen cứng, nặng, vòng sinh trƣởng rõ, có giác lõi phân biệt nên
đƣợc xếp vào gỗ nhóm I với các đặc tính cơ lý tốt nên đƣợc dùng trong những kết
cấu chịu lực, chủ yếu trong xây dựng và giao thông vận tải.

6


Chƣơng 3
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Vật liệu khảo sát
Vật liệu khảo sát là các mẫu gỗ Muồng đen lấy ở dạng gỗ xẻ. Các mẫu dùng
để khảo sát đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ lý hóa đƣợc lấy từ các thanh gỗ chƣa qua
xử lý, không bị khuyết tật, không bị nứt, không bị mối mọt sau đó đƣợc gia công
theo TCVN và theo tiêu chuẩn ASTM của trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản –
Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. HCM tại công ty gỗ Trƣờng Tiền.
3.2 Nội dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc mục tiêu đề ra, đề tài xác định những nội dung nghiên cứu sau:
-

Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo thô đại và hiển vi của gỗ Muồng đen

-

Nghiên cứu tính chất vật lý của gỗ Muồng đen: Độ hút ẩm, độ hút nƣớc,
khối lƣợng thể tích, độ dãn nở, điểm bão hòa thớ gỗ, hệ số dãn nở.

-

Nghiên cứutính chất cơ học của gỗ Muồng đen: Ứng suất nén, ứng suất
trƣợt, ứng suất uốn tĩnh, độ cứng, ứng suất tách, ứng suất kéo dọc thớ.

3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
- Về cấu tạo: Quan sát bằng mắt thƣờng, kính lúp và kính hiển vi. Mẫu quan

sát cấu tạo hiển vi đƣợc cắt trên máy cắt vi phẩu A.O Sliding microtom với độ dày
phẫu thức là 18 – 22 µm, tiến hành khử nƣớc, nhuộm màu và cố định trên phẫu thức
bằng keo Bal (Canada). Quan sát kính hiển vi có độ phóng đại X 40, X 100 lần. Các
mẫu thử tính chất cơ lý hóa đƣợc gia công theo TCVN, tiêu chuẩn ASTM.
- Về khối lƣợng thể tích: Dùng phƣơng pháp cân đo (dùng thƣớc pame để đo
kích thƣớc mẫu và dùng cân điện tử để xác định khối lƣợng mẫu).

7


- Về độ ẩm: Dùng tủ sấy thí nghiệm để sấy mẫu đến khối lƣợng khô.
- Về tính chất cơ học: Máy thử tính chất cơ học.
- Phƣơng pháp xử lý số liệu: Xử lý trên máy tính bằng phần mềm Microsoft
Excel. Áp dụng phƣơng pháp phân tích hồi qui để mô hình hóa đƣờng hồi quy thực
nghiệm theo dạng của hàm toán học biểu diễn kết quả nghiên cứu.
3.4 Phƣơng pháp khảo sát đặc điểm cấu tạo
3.4.1 Dụng cụ thí nghiệm
- Máy cắt vi phẩu A. O Sliding microtome.
- Kính lúp có độ phóng đại X 10.
- Kính lúp có độ phóng đại X (40 – 100).
- Một số hóa chất: Safranin, cồn tuyệt đối, xylem, oxy già, A. axetic, nƣớc
cất...
- Lame, đĩa pectri, cọ, băng keo, dao lam, kéo, giấy thấm.
3.4.2 Khảo sát cấu tạo thô đại
Mẫu gỗ dùng cho khảo sát thô đại chƣa qua xử lý đƣợc gia công với kích
thƣớc 20x50x100 mm (100 mm theo chiều dọc thớ gỗ) đƣợc quan sát dƣới kính lúp
có độ phóng đại X 10. Dùng dao thật bén cắt một nhát ở vị trí khảo sát, tạo ra bề
mặt thật phẳng, không bị xơ xƣớt, dùng kính lúp quan sát trên các mặt cắt có thể
quan sát các hình thức phân bố lỗ mạch, tia gỗ, chiều thớ gỗ, vòng sinh trƣởng.
Bằng các giác quan có thể nhận biết màu sắc, mùi vị, độ nặng nhẹ, …

3.4.3 Khảo sát cấu tạo hiển vi
Để khảo sát cấu tạo hiển vi cần phải có các tiêu bản rất mỏng không có bọt
khí (độ dày 18 – 22 μm) đƣợc cắt theo ba chiều tiếp tuyến, xuyên tâm, mặt cắt
ngang và đƣợc quan sát dƣới kính hiển vi có độ phóng đại X 40, X 100. Để có đƣợc
tiêu bản mỏng, ta phải tiến hành gia công mẫu với kích thƣớc 10x10x15 mm (15
mm theo chiều dọc thớ gỗ) và thực hiện nhƣ sau:
Mẫu gỗ đƣợc làm mềm bằng cách nấu gỗ trên nồi cách thủy. Cách này có ƣu
điểm là không làm hỏng thể bít nhƣng thời gian làm mềm gỗ lâu hơn so với các

8