Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất ép đến chất lượng ván ghép thanh dạng glulam glue laminated timber từ gỗ keo tai tượng

Lời cảm ơn!
Nhân dịp hồn thành khố luận tốt nghiệp tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu
sắc đến các thầy cô giáo trong khoa Chế biến lâm sản - trường Đại học Lâm
nghiệp, những người đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS.NGƢT. Phạm
Văn Chƣơng người đã tận tình hướng dẫn tơi trong suốt thời gian thực hiện đề
tài này.
Qua đây, tôi xin cảm ơn cán bộ, cơng nhân viên thuộc Trung tâm thí
nghiệm Khoa Chế biến lâm sản, Trung tâm thông tin khoa học thư viện, các cô
chú cán bộ công nhân viên Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao
công nghiệp rừng trường Đại học Lâm nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi
trong suốt thời gian thực hiện khố luận.
Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã hết lịng giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2009
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trường Tú


ĐẶT VẤN ĐỀ
Đứng trước nhu cầu rừng tự nhiên ngày càng cạn kiệt, trong khi đó
nhu cầu về gỗ của xã hội ngày càng gia tăng về số lượng và chất lượng ,một
trong những nhu cầu cấp bách cho ngành Chế biến lâm sản của nước ta hiện
nay là tìm kiếm nguồn nguyên liệu, đa dạng loại hình sản phẩm, nâng cao
chất lượng và đổi mới công nghệ.
Một trong những giải pháp đó là sử dụng gỗ rừng trồng sinh trưởng
nhanh để sản xuất ván nhân tạo, hiệu quả là vừa nâng cao tỉ lệ lợi dụng vừa
khắc phục được nhược điểm của gỗ. Hiện nay,các loại hình ván nhân tạo phổ
biến như ván dăm, ván dán… Các ván này dùng chủ yếu cho đồ mộc. Để đáp

ứng những sản phẩm dùng trong kiến trúc và xây dựng, ván ghép thanh dạng
Glulam là sự lựa chọn.
Ván ghép thanh dạng Glulam là loại ván ghép thanh đặc biệt, với nhiều
ưu điểm như: không cong vênh, không biến dạng,với chiều dài tuỳ ý và làm các
chi tiết cong. Nó càng càng được sử dụng và sản xuất rộng rãi.
Quá trình sản xuất ván ghép thanh dạng glulam có nhiều yếu tố ảnh
hưởng đến chất lượng (nguyện liệu ,áp suất ép, nhiệt độ,thời gian ép…) và một
trong những yếu tố quan trọng là áp suất ép. Trong q trình dán dính lực ép để
làm bề mặt dán dính tiếp xúc chặt chẽ, thuận lợi cho dung dịch keo thấm ướt
triệt để, loại bỏ chất bay hơi phân tử thấp tạo ra trong quá trình đóng rắn và tạo
ra màng keo mỏng đều và liên tục ngồi ra áp suất ép cịn để khống chế chiều
dày sản phẩm và tạo khối lượng thể tích của sản phẩm.
Ván ghép thanh dạng glulam với nhiều ưu điểm của nó, chắc chắn trong
tương lai sẽ được sử dụng nhiều để đáp ứng nhu cầu xã hội.
Chính vì vậy tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất ép đến
chất lượng ván ghép thanh dạng Glulam (Glue laminated timber) từ gỗ Keo
tai tượng” nhằm tạo ra loại vật liệu mới phục vụ cho sản xuất hàng mộc thông
dụng và phục vụ trong xây dựng.
1


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Khái niệm ván ghép thanh dạng Glulam (Glue laminated timber)[3]
Ván ghép thanh dạng Glulam là sản phẩm được ra bằng cách dán ghép
các thanh gỗ xẻ lại với nhau nhờ chất kết dính, trong một điều kiện cơng nghệ
nhất định.
Hầu hết sản phẩm Glulam có chiều thớ gỗ song song với chiều dài sản
phẩm. Hiện nay, glulam được chia thành hai loại chính (theo cấu trúc) là
Horizontally glulam và Vertically glulam.

Hình 1.1. Horizontal glulam

Hình 1.2 Vertical glulam
Glulam là được dùng chủ yếu trong các cơng trình xây dựng, trong sản
xuất mặt hàng mộc thông dụng, trong các cơng trình giao thơng, trường học,
khu thể dục thể thao...
Glulam với khả năng ổn định kích thước khi thay đổi độ ẩm, hình dạng
và kích thước có thể linh động điều chỉnh, có khối lượng thể tích trung bình, độ
bền cơ học cao và liên kết dễ dàng. Và đặc biệt là các chi tiết cong. Chính vì
vậy mà Glulam được sử dụng nhiều trong cơng trình xây dựng lớn như: cầu
đường, vì kèo nhà, trụ cột, dầm xà...

2


Dưới đây là một số sản phẩm được làm từ Ván ghép thanh dạng Glulam:

Hình 1.3. Ván ghép thanh dạng Glulam được sử dụng trong xây dựng

Hình 1.4. Ván ghép thanh dạng Glulam được sử dụng trong đồ mộc

3


1.2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ở nƣớc ngoài
Glulam là loại vật liệu được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1893 nó được
đưa vào để xây dựng phòng Hòa nhạc ở Basel thuộc Phần lan. Ở Châu Âu ,lần
đầu tiên bằng sáng chế ra Glulam ở Đức năm 1906 bởi Hetzet Binder.

Ở Mỹ lần đầu tiên vào năm 1934 tại phịng thí nghiệm lâm sản_ Viện
Hàn lâm khoa học Glulam mới được sản xuất thử và khoảng chừng năm 1961
việc ghép ngón giữa các thanh với nhau mới ra đời và được áp dụng rộng rãi từ
năm 1970 cho đến nay.
Một trong những nước sản xuất ván ghép thanh dạng Glulam có sản
lượng lớn là Phần Lan, vào năm 2006 có 11 Cơng ty sản xuất ván ghép thanh
dạng Glulam. Hàng năm sản xuất ra khoảng 206.000 m3, trong đó 39.000 m3
tiêu thụ trong nước, 27.000 m3 xuất khẩu sang các nước EU, 140.000 m3 được
xuất sang Nhật Bản.[3]

3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
500
0
1995 1996 1997 1998 1999 2000
World

Japan

Europe

Russia

North America

UNECE TIMBER COMMITTEE

Fifty-ninth session
2-5 October 2001
Hình 1.5. Biểu đồ sản lượng ván ghép thanh dạng glulam trên thế giới

4


1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Ở nước ta, tình hình sản xuất ván ghép thanh mới được chú trọng phát
triển vài năm trở lại đây, về sản phẩm ván ghép thanh dạng Glulam vẫn còn
rất mới mẻ, chủ yếu chỉ mang tính nghiên cứu, thử nghiệm ở một vài loại gỗ
nên chưa có nhà máy sản xuất. Năm 2007 với đề tài tốt nghiệp Đại học Lâm
nghiệp của Hoàng Đức Thận là “ Nghiên cứu tạo ván ghép thanh (dạng Glue
laminated timber) từ gỗ Dừa” và năm 2008 của Nguyễn Năng Phong là
“Nghiên cứu tạo ván ghép thanh dạng Glulam (Glue laminated timber) từ gỗ
Keo lai”. Các đề tài chỉ bước đầu nghiên cứu và đánh giá sơ bộ về hai loại
gỗ để có thể ứng dụng trong ván glulam mà chưa có các thơng số cơng nghệ
cụ thể để sản xuất.
1.2.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất ép (ép phẳng) tới chất lượng ván ghép
thanh dạng Glulam được sản xuất từ gỗ keo tai tượng. Trên cơ sở đó đề xuất trị
số áp suất ép hợp lý.
1.2.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
+ Nguyên liệu
Nguyên liệu để sản xuất ván ghép thanh dạng Glulam là gỗ Keo tai
tượng được khai thác tại Xuân Mai – Hà Nội.
+ Chất kết dính
Chất kết dính sử dụng là dịng keo EPI (1980/1993) (Emulsion Polymer Isocyanate), (của
hãng CASCO cung cấp) gồm SYNTEKO 1980 AND HARDENER 1993

1.2.5. Nội dung nghiên cứu
+ Tìm hiểu về nguyên liệu, máy móc, thiết bị tại trường ĐH Lâm Nghiệp
+ Tìm hiểu một số tính chất kỹ thuật, cơng nghệ keo EPI do hãng Casco
sản xuất
+ Lựa chon khoảng trị số áp suất ép để thực nghiệm khảo sát
+ Thực nghiệm tạo ván ghép thanh dạng glulam
+ Kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm
5


1.3. Điều tra về nguyên liệu [2]
Cây Keo tai tượng (Acacia mangium) là một trong hơn 1300 loài Acacia,
được trồng trên một diện rộng thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Nơi có
diện tích và trữ lượng trồng Keo tai tượng lớn là Australia, New Guinca,
Malaysia, Indonesia… Tại Việt Nam, cây Keo tai tượng được nhập về từ những
năm 1980, và hiện nay đang là một trong những loài cây được trồng nhiều
nhằm khôi phục vốn rừng.
Keo tai tượng là một loại cây mọc nhanh, tăng trưởng về đường kính có
thể đạt 5cm/năm và chiều cao có thể đạt 5m/năm trong thời kỳ từ 1 đến 5 năm
tuổi. Keo tai tượng có thể được trồng và phát triển ở nhiều điều kiện địa lý, khí
hậu, thủy văn khác nhau kể cả những vùng đất khô, bạc màu… Điều kiện thích
hợp nhất đối với lồi cây này là ở vùng đất có độ pH từ 4- 6 và lượng mưa
trung bình năm từ 1400 – 2000 mm.
Theo các kết quả của các tài liệu đã nghiên cứu, cây Keo tai tượng có thể
khai thác làm nguyên liệu phục vụ cho sản xuất ván nhân tạo tốt nhất từ 8-10
năm tuổi.
Cấu tạo gỗ
Cấu tạo gỗ là nhân tố chủ yếu nhất quyết định đến mọi tính chất của gỗ.
Cấu tạo được xem như là biểu hiện bên ngồi của tính chất. Những biểu hiện về
cấu tạo là cơ sở khoa học để giải thích các hiện tượng sản sinh trong quá trình

gia cơng chế biến, lựa chọn cơng nghệ sản xuất phù hợp.
Theo kết quả nghiên cứu của các tác giả Lê Xuân Tình, Đinh Xuân
Thành (1993) và Phạm Văn Chương (1997), Keo tai tượng là lồi cây có giác
lõi phân biệt. Gỗ giác có màu vàng nhạt, gỗ lõi có màu xám đen. Khi cây vừa
chặt hạ, chúng ta có thể nhận biết được gỗ giác và gỗ lõi một cách rõ ràng. Ở
độ tuổi 5-10 năm, tỷ lệ trung bình phần gỗ lõi khoảng 75%. Vùng tủy cây (đặc
biệt là ở giai đoạn 10 năm tuổi) hình thành một vùng “gỗ già” mềm xốp, màu
nâu xám. Vùng gỗ già này là nguyên nhân làm cho gỗ bị rỗng ruột, làm giảm
độ bền cơ học cũng như tỷ lệ lợi dụng trong quá trình sử dụng.
6


Keo tai tượng là loài cây mọc nhanh, tăng trưởng đường kính trung bình
từ 2,6 – 3,4 cm/năm; trong mỗi vịng năm phần gỗ sớm và gỗ muộn phân biệt
khơng rõ ràng. Trên mặt cắt ngang chúng ta quan sát thấy vòng năm là những
đường tương đối tròn đều và đồng tâm vây quanh tủy. Tăng trưởng chiều cao
phụ thuộc rất nhiều vào mật độ trồng và điều kiện lập địa.
Quan sát cấu tạo thô đại cho thấy, Keo tai tượng có thớ gỗ tương đối
thẳng và thơ; mạch gỗ phân tán tụ hợp đơn và kép xen kẽ, số lượng lỗ mạch
nhiều, tia gỗ có số lượng nhiều, kích thước trung bình. Tổ chức tế bào mơ mềm
nối tiếp nhau thành từng dây dọc theo thân cây, hình thức phân bố trên mặt cắt
ngang vây quanh mạch theo hình trịn khơng kín.
Một số tính chất cơ lý chủ yếu của gỗ Keo tai tượng
Độ ẩm tuyệt đối
- Gỗ giác: MC0 = 88%
- Gỗ lõi: MC0 = 103%
Tỷ lệ giãn nở:
- Gỗ giác:

- Gỗ lõi:

Tỷ lệ giãn nở theo phương dọc thớ:

0,2%

Tỷ lệ giãn nở theo phương xuyên tâm:

2,26%

Tỷ lệ giãn nở theo phương tiếp tuyến:

6,72%

Tỷ lệ giãn nở thể tích:

9,47%

Tỷ lệ giãn nở theo phương dọc thớ:

0,28%

Tỷ lệ giãn nở theo phương xuyên tâm:

1,64%

Tỷ lệ giãn nở theo phương tiếp tuyến:

5,42%

Tỷ lệ giãn nở thể tích:

7,49%

Tỷ lệ giãn nở theo phương dọc thớ:

0,33%

Tỷ lệ giãn nở theo phương xuyên tâm:

2,63%

Tỷ lệ giãn nở theo phương tiếp tuyến:

6,95%

Tỷ lệ giãn nở thể tích:

10,34%

Tỷ lệ giãn nở theo phương dọc thớ:

0,30%

Tỷ lệ co rút:
- Gỗ giác:

- Gỗ lõi:

7

Tỷ lệ giãn nở theo phương xuyên tâm:

1,86%

Tỷ lệ giãn nở theo phương tiếp tuyến:

6,04%

Tỷ lệ giãn nở thể tích:

8,18%

Khối lượng thể tích:
- Gỗ giác:
- Gỗ lõi:

Khối lượng thể tích gỗ khơ kiệt:

0,53 g/cm3

Khối lượng thể tích cơ bản:

0,47 g/cm3

Khối lượng thể tích gỗ khơ kiệt:

0,45 g/cm3

Khối lượng thể tích cơ bản:

0,42 g/cm3

Ứng suất ép:
- Ứng suất ép dọc của gỗ giác:

810,00 kgf/cm2

- Ứng suất ép dọc của gỗ lõi:

810,00 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang toàn bộ tiếp tuyến của gỗ giác:

47,82 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang toàn bộ xuyên tâm của gỗ giác:

59,31 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang toàn bộ tiếp tuyến của gỗ lõi:

45,11 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang toàn bộ xuyên tâm của gỗ lõi:

53,14 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang cục bộ tiếp tuyến của gỗ giác:

75,03 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang cục bộ xuyên tâm của gỗ giác:

92,33 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang cục bộ tiếp tuyến của gỗ lõi:

67,56 kgf/cm2

- Ứng suất ép ngang cục bộ xuyên tâm của gỗ lõi:

61,57 kgf/cm2

Ứng suất uốn tĩnh:
- Ứng suất uốn tĩnh của gỗ giác:

946,00 kgf/cm2

- Ứng suất uốn tĩnh của gỗ lõi:

871,00 kgf/cm2

Mô đun đàn hồi:
- Mô đun đàn hồi của gỗ giác:

93,58.103 kgf/cm2

- Mô đun đàn hồi của gỗ lõi:

82,47.103 kgf/cm2

Độ cứng tĩnh của gỗ:
- Gỗ giác:

Mặt cắt ngang:

461,69 kgf/cm2

Mặt cắt tiếp tuyến:

369,70 kgf/cm2

Mặt cắt xuyên tâm:

346,69 kgf/cm2
8


- Gỗ lõi:

Mặt cắt ngang:

505,05 kgf/cm2

Mặt cắt tiếp tuyến:

410,91 kgf/cm2

Mặt cắt xuyên tâm:

369,50 kgf/cm2

+Nhận xét chung về gỗ Keo tai tƣợng
Keo tai tượng là loại gỗ có khối lượng thể tích của gỗ trung bình, thớ gỗ
tương đối thẳng (sức chịu tách xuyên tâm và tiếp tuyến nhỏ), do vậy dễ gia
công chế biến, chất lượng gia công cao, trong q trình cắt gọt ít có sự thay đổi
về lực khi dao cắt đi qua các phần khác nhau của gỗ, với đặc điểm hình dáng
thẳng, độ thon nhỏ nên tỷ lệ lợi dụng gỗ cao.
Gỗ keo lai trong cấu tạo gỗ khơng có ống dẫn nhựa, chất tích tụ vì vậy
khơng gây ảnh hưởng lớn đến độ bền cơng cụ cắt cũng như cản trở q trình
đóng rắn của keo.
Tuy nhiên, do gỗ Keo tai tượng có vịng năm không rõ nên gây trở ngại
cho khâu xếp thanh mặt khác với gỗ giác và gỗ lõi phân biệt nên sản phẩm ván
ghép thanh làm từ gỗ keo lai có độ thẩm mỹ khơng cao. Lại có vùng tủy cây với
tính chất cơ học yếu ảnh hưởng đến tỷ lệ lợi dụng gỗ, cũng như sản xuất ván .
1.3.1. Điều tra về máy móc thiết bị
Khi tiến hành làm thực nghiệm, tất cả máy móc thiết bị được sử dụng là
các máy móc thuộc Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công
nghệ công nghiệp rừng Trường Đại học Lâm nghiệp
Các máy được sử dụng trong quá trình làm thực nghiệm là tất cả các máy
trong dây chuyền công nghệ sản xuất ván ghép thanh bao gồm:
Cưa vòng xẻ phá;
Các loại cưa đĩa;
Lò sấy hơi nước;
Máy ghép ngang;
Máy đánh nhẵn;
Máy ép nhiệt.

9

Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy
Tên máy

Thông số kỹ thuật
Kích thước bao
Đường kính bánh đà
Cơng suất

Cưa
vịng xẻ

Động cơ chính

phá CD3
Động cơ phụ

trị số

Đơn vị

2950x1400x1750

mm

840

mm

11

kW

Cosφ

0,85

Số vịng quay

1450

v/ph

Cơng suất

0,75

kW

Số vịng quay

1410

v/ph

1720x1000x1000

mm

4,5

kW

Kích thước bao
Cưa đĩa

Cơng suất động cơ

xẻ dọc

Số vịng quay

1450

v/ph

Đường kính lưỡi cưa

340

mm

7200x1950x1950

mm

1,1

kW

Số vịng quay

1410

v/ph

Thể tích gỗ sấy trong lị

17,3

m3

2020x1300x1250

mm

2,2

kW

1435

v/ph

310

mm

2400x2100x1900

mm

2,2

kW

1460

v/ph

1,5

kW

1430

v/ph

2,2

kW

Kích thước bao
Lị sấy

Cơng suất động cơ

Kích thước bao
Cưa đĩa

Cơng suất động cơ

cắt ngắn Số vịng quay
Đường kính lưỡi cưa
Kích thước bao
Động cơ kéo

Cơng suất

Máy

rulo trên

Số vịng quay

đánh

Động cơ kéo

Cơng suất

nhẵn

băng nhám

Số vịng quay

Động cơ keo
rulo dưới

Cơng suất

10


Đường kính trục dao

100

Máy bào Số lưỡi dao
thẩm

2

Chiều dài lưỡi dao

500

mm

Tốc độ quay

5900

v/ph

270x235x140

mm

3,7

kW

1420

v/ph

350

Kgf/cm2

0,75

kW

1380

v/ph

Kích thước bao
Cơng suất
Số vịng
Động cơ thuỷ lực

quay

Máy

Áp suất

ghép

max

ngang

Cơng suất
Động cơ kéo phơi

Số vịng
quay

Máy ép
nhiệt

mm

Số xi lanh khí nén

9

Số xi lanh dầu

3

Kích thước bàn ép LxB

800 x 800

mm

Chiều cao khoang máy ép

360

mm

Cơng suất động cơ bơm dầu

27,9

Kw

Đường kính xi lanh

360

mm

2400

KN

Tổng áp
lực ép

1.3.2. Điều tra về chất kết dính
Hiện nay trên thị trường xuất hiện một loại keo mới là keo EPI

(Emulsion Polymer isocyanate), nó là một loại keo 2 thành phần, có thể đóng
rắn nóng hoặc đóng rắn nguội, cường độ dán dính khá tốt, khơng độc hại đối
với con người và có tính chống chịu mơi trường tương đối cao. Thời gian bảo
11


quản dài, ở 30 0 C có thể bảo quản trong 9 tháng, chất đóng rắn dạng lỏng, màu
nâu, độ nhớt ở 25 0 C < 200 mPas.
Đối với tất cả các loại ván nhân tạo người ta yêu cầu loại keo được sử
dụng không được gây độc hại với con người. Hàm lượng Formaldehyde tự do
không được vượt quá 1,5%.
PMDI có các ưu, nhược điểm chủ yếu như sau:
Ưu điểm :
- Khơng có formaldehyde tự do
- Màng keo bền khi gia cơng cắt gọt
- Khả năng đóng rắn dễ dàng
- Bền với thời tiết
Nhược điểm :
- Cần phải bảo quản rất cẩn thận do keo dễ bị đóng rắn ở điều kiện
mơi trường.
- Isocyanate có thể là tác nhân gây độc hại nếu không được sử
dụng đúng cách
- Độc hại với cơ thể con người

12


Bảng 1.2.Thông số kỹ thuật chủ yếu của chất kết dính EPI(1980/1993)
Keo gồm hai thành phần ký hiệu là Synteko 1980 và Hardener 1993.
Các thơng số kỹ thuật chính của keo như sau:

TÊN KEO

SYNTEKO 1980 AND HARDENER 1993
(TIÊU CHUẨN JAIA – 005432)
Thông số kỹ thuật

Loại keo

1980 Water-based dispersion
1993 Isocyanate MDI - type
1980 : Lỏng

Trạng thái

1993 : Lỏng
1980 : Trắng

Màu sắc

1993 : Màu nâu đen
1980 : 12000 mPas, Brookfield LVT, sp.4, 6 rpm,

Độ nhớt

250C.
1993 : 900 mPas, Brookfield LVT, sp.2, 30 rpm,
250C.
1980 : 1200 kg/m3

Khối lượng thể tích

1993 : 1200 kg/m3

pH

1980

7-8

1980/1993

7-8

1980 9 tháng (tại 300C)
1993 9 tháng (tại 300C)
Thời gian bảo quản

1980 không bị ảnh hưởng nhiều nếu nhiệt độ dưới 00.
Nếu nhiệt độ q 300C thì có thể làm giảm thời gian
sống của keo.

13


Khuyến nghị của nhà sản xuất
8 – 15 %

Độ ẩm vật dán

Bằng máy hoặc thủ công

Trộn keo
1980

Tỉ lệ trộn

100 phần khối lượng (pbw)
10 – 15 phần khối lượng (pbw)

1993

Khoảng 2 phút nếu trộn thủ công

Thời gian trộn

Khoảng 0,5 phút nếu trộn bằng máy
Lớn nhất là 30 phút, tại 300C.

Thời gian sống cơng
nghệ
Lượng keo tráng

150 – 250 g/m2, có thể tráng keo cả hai mặt dán.

Thời gian để ráo

Khoảng 4 phút, tại 300C.

Thời gian xếp ván

Khoảng 8 phút, tại 300C.

Áp suất ép

0,1 – 1.0 MPa.
Thành phần của HARDENER 1993
Tên hóa học

Diphenylmethanediisocyanate ; isomeres and

CAS name

%

9016-87-9

60-100

homologes.
Thành phần của SYNTEKO 1980
Thành phần
1,3 butadience-styrene

Hàm lượng

CAS name
9003-55-8

10-20%

108-88-3

1-5%

copolymer
Toluence
Inert filer

20-40%

Water

40-60%
14


1.3.3. Điều tra về sản phẩm ván ghép thanh dạng Glulam
Sản phẩm ván ghép thanh dạng Glulam được sử dụng rộng rãi bởi các
tính chất ưu việt của nó như:
Ngun liệu để tạo ván đa dạng về chủng loại và kích thước;
Dễ nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ;
Sản phẩm đa dạng và ổn định về kích thước;
Độ bền của sản phẩm tương đối cao;
Linh động khi lắp ghép,
Dưới đây là một số loại liên kết chính của glulam trong quá trình sử dụng:

Liên kết của glulam được sử dụng trong xây dựng làm vì kèo.

Liên kết của glulam được sử dụng trong xây dựng làm cột trụ, dầm xà.

Các dạng liên kết chính của glulam khi liên kết với tường, nền...
Hình 1.6. Các dạng liên kết chính của Glulam dùng trong xây dựng
15


1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
1.4.1. Phƣơng pháp nghiên cứu trong đề tài
+ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm;
+ Phương pháp kế thừa;
+ Phương pháp chuyên gia;
+ Xử lý số liệu bằng phương pháp thống kê toán học;
+ Sử dụng các tiêu chuẩn để kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm.
1.4.2. Tiêu chuẩn sử dụng kiểm tra sản phẩm
Kiểm tra chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn: AS/NZS 1328.2 : 1998
Bảng1.3. Phân cấp chất lƣợng sản phẩm glulam

GL18

50

25

5,0

Độ bền nén
song song sợi
gỗ
(MPa)
50

GL17

42

21

3,7

35

16700

GL13

33

16

3,7

33

13300

GL12

25

12,5

3,7

29

11500

GL10

22

11

3,7

26

10000

GL8

19

10

3,7

24

8000

Độ bền
Cấp
uốn
Glulam
(MPa)

Độ bền
kéo
(MPa)

Độ bền
kéo trƣợt
(MPa)

Nội dung kiểm tra bao gồm:
+ Kiểm tra khối lượng thể tích;
+ Kiểm tra độ ẩm của ván;
+ Kiểm tra mức độ bám dính của keo;
+ Kiểm tra modul đàn hồi;
+ Kiểm tra độ bền uốn tĩnh;

16

Modul đàn
hồi
(MPa)
18500


1.4.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu

Xử lý số liệu theo phương pháp thống kê toán học với những đặc trưng
cơ bản sau:
a) Trị số trung bình cộng:
n

x=



xi

1

n

Trong đó:
xi- giá trị ngẫu nhiên của mẫu thí nghiệm
n- số mẫu thí nghiệm


x - trị số trung bình cộng

b) Độ lệch tiêu chuẩn
2

n

S= 

Tính theo cơng thức:

Trong đó:
s - sai qn phương;
Xi- giá trị của phần tử quan sát;


x -trung bình cộng của giá trị xi.

n- số mẫu quan sát
c) Sai số trung bình cộng
m= 
Trong đó:
s : Sai qn phương;
n : Số mẫu quan sát;
m : Sai số trung bình.

17

s
n

 (x
1

i

 x)

n 1

d)Hệ số biến động
s
x

S%= .100 %
Trong đó: S% là hệ số biến động.
e) Hệ số chính xác
m
x

P= .100%
Trong đó: P% là hệ số chính xác.
f) Sai số cực hạn của ƣớc lƣợng C(95%)
C(95%)=t/2(k).

s
(với độ tin cậy 95%)
n

Trong đó: C(95%) là Sai số cực hạn của ước lượng.

t/2: mức tin cậy
s: Độ lệch tiêu chuẩn
n: dung lượng mẫu.

18


CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI

2.1. Yêu cầu nguyên liệu cho sản xuất ván ghép thanh [8]
Nguyên liệu để sản xuất ván ghép thanh chủ yếu là những loại gỗ có
đường kính nhỏ và một số loại gỗ tận dụng khác. Yêu cầu chung của nguyên
liệu là không được mục nát, mọt, về khuyết tật tự nhiên như mắt sống, mắt
chết phải nằm trong giới hạn cho phép nhất định tuỳ vào yêu cầu cấp chất
lượng sản phẩm.
Để đảm bảo yêu cầu nguyên liệu ta cần quan tâm đến các chỉ tiêu về chất
lượng thanh như sau:
+ Các thanh thành phần phải cùng một loại cây hoặc các cây có tính chất
gần giống nhau.
+ u cầu ngun liệu khơng chứa các chất tích tụ ảnh hưởng đến q
trình dán dính, pH thích hợp 6-6,5
+ Các thanh phải được sấy đến độ ẩm từ 6-13 %
+ Vết nứt trên thanh ghép thành phần phải nhỏ hơn 200 mm, không cho
phép mục nát
+ Nếu thanh ghép có đường kính mắt lớn hơn 10 mm thì phải loại bỏ
+ Hai thanh ghép liền nhau không được trùng mạch ghép, khoảng cách
các mạch ghép theo chiều dài lón hơn 50 mm.
+ Khe hở giữa các thanh ghép thành phần trên mặt chính nhỏ hơn 1mm,
mặt cạnh nhỏ hơn 3 mm.
2.2. Yêu cầu cụ thể nguyên liệu cho sản xuất ván ghép thanh dạng Glulam
2.2.1. Yêu cầu đối với thanh ghép (AS/NZS 1328.2:1998)
Độ ẩm của thanh tại thời điểm xếp thanh từ 8-13%
Một cạnh nào đó của thanh cơ sở phải nhỏ hơn 50 mm nhằm hạn chế
khuyết tật khi gỗ co rút.

19


+ Về giới hạn khuyết tật cho phép:

Khuyết tật
A

Trong đó:

W

A =0,35 w2
w- chiều rộng của thanh
A- diện tích khuyết tật
A

W

Hình 2.1. Giới hạn khuyết tật cho phép
+ Không cho phép các khuyết tật sau:

A≥W/2

W

w/4

0,5 m
Hình 2.2. Các khuyết tật khơng cho phép

20


+ Khoảng cách giữa hai mạch keo liên tiếp lớn hơn chiều dày của thanh, hoặc

tối thiểu là 25 mm (W≥t hoặc W > 25 mm), như hình 2.3
W

t

Hình 2.3. Trị số thanh ghép
tn
tsp

Hình 2.4. Tỉ lệ kết cấu
Và theo khuyến nghị thì chiều dày của ván ở lớp ngồi cùng phải lớn
hơn hoặc bằng 0,15 chiều dày sản phẩm (tn≥0,15.tsp)

Hình 2.5. Xẻ rãnh cho ván
Để tránh cong cho ván ta có thể tiến hành xẻ rãnh cho các thanh, khoảng
cách từ mép ván đến rãnh nhỏ hơn 1/3 chiều rộng ván và chiều sâu của rãnh
không lớn hơn 4 mm.

21


2.2.2. Chất kết dính
Bảng 2.1. Bảng phân loại chất kết dính theo điều kiện sử dụng (khuyến
nghị)
Điều kiện sử
Chất kết dính sử
Loại
MCthanh ghép Tmtsd
Loại
dụng

dụng
≤12 %
Melamin Ure,
1
Trong nhà
≤50 0 c
II
≤18 %
Resorcinol,
PVA,EPI
II
Ngồi trời được ≤20 %, gỗ
2
≤50 0 c
bảo vệ
đã xử lý
I
Resorcinol phenol,
Ngồi trời
Độ ẩm bất
Bất
I
EPI
3
khơng bảo vệ
kỳ
kỳ
2.3. Các nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm.
+ Các tiêu chí /chỉ tiêu chất lượng ván ghép thanh dạng Glulam

- KLTT(γ)
- Độ ẩm(MC)
- Khả năng bong tách màng keo
- Độ bền uốn tĩnh(MOR)
- Modul đàn hồi(MOE)

22


2.3.1. Các yếu tố thuộc về vật dán ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm
Loại gỗ: các loại gỗ khác nhau có khối lượng thể tích (KLTT), thành
phần hóa học, độ pH … khác nhau do đó khả năng dán dính với keo cũng khác
nhau. Người ta đã chứng minh rằng, độ bền màng keo tăng dần theo KLTT của
gỗ khi KLTT của gỗ không vượt quá 0,7 – 0,8 g/cm3 (MC = 12%). Nếu gỗ có
KLTT vượt quá giới hạn này thì q trình dán dính của gỗ với keo sẽ bị hạn
chế, chất lượng mối dán giảm đáng kể. Nguyên nhân cũng xuất phát từ chính
đặc điểm cấu tạo, gỗ có KLTT lớn cũng đồng nghĩa với việc cấu tạo tế bào có
vách dày, các “khoảng trống” trong gỗ ít, làm cho keo khó khăn trong việc
thẩm thấu, đi xun vào gỗ. Gỗ có KLTT lớn thì có yêu cầu về chất lượng bề
mặt càng cao, đòi hỏi lực ép càng lớn.
Trong đề tài này,chúng tôi lựa chọn gỗ keo tai tượng,có γ = 0.45g/cm3
Ảnh hưởng của độ ẩm gỗ: gỗ là vật liệu có độ rỗng lớn, trong cấu tạo
hố học có nhiều nhóm thân nước (nhóm OH-). Vì vậy ở mơi trường bình
thường, gỗ ln có độ ẩm nhất định, giá trị của độ ẩm gỗ phụ thuộc vào điều
kiện của môi trường. Hiện tượng co dãn, trương nở của gỗ do thay đổi giá trị
của độ ẩm ở một giá trị nhất định sẽ có thể dẫn tới những khuyết tật của sản
phẩm (cong, vênh...). Ngoài ra nếu độ ẩm của gỗ quá cao, lúc đó độ nhớt của
keo dán giảm xuống, keo thẩm thấu quá nhiều sẽ dễ gây ra hiện tượng thiếu
keo, trong q trình dán dính sẽ gây ra phồng rộp, sau khi dán gỗ co rút gây ra
cong vênh, nứt...Độ ẩm của gỗ sau khi dán dính và cường độ cũng quan hệ chặt

chẽ. Chọn MCgỗ = 8-12 %.
Ảnh hưởng của b mt
Theo thuyết dán dính, bề mặt vật dán càng phẳng và độ nhẵn càng cao thì
c-ờng độ dán dính càng lớn. Vì vậy chất l-ợng mối dán là yếu tố quan trọng
ảnh h-ởng tới chất l-ợng ván.
Nu b mt các thanh thành phần có độ nhẵn bề mặt càng cao thì khả
năng bơi tráng keo càng rễ ràng, lượng keo tráng tiêu tốn ít, màng keo sẽ mỏng,
đều, liên tục. Chất lượng mối dán tốt khả năng chịu lực tăng lên. Ngược lại nếu
23


chất lượng bề mặt các thanh thấp, độ mấp mô lớn, việc bơi tráng khó, màng keo
sẽ khơng mỏng, đều, liên tục, làm giảm sự tiếp xúc giữa các thanh do đó chất
lượng mối dán giảm.
Ảnh hưởng của quan hệ kích thước thanh giữa chiều dày và chiều rộng
Trong qu¸ trình sản xuất ván ghép thanh quan hệ giữa chiều dày và chiều
rộng thanh ghép là một vấn đề cần đ-ợc quan tâm nghiên cứu. Sự thay đổi quan
hệ kích th-ớc này sẽ ảnh h-ởng trực tiếp đến chất l-ợng sản phẩm và giá thành
sản phẩm. Sở dĩ khi thay đổi kích th-ớc thanh làm cho các tính chất vật lý, cơ
học của ván thay đổi bởi vì: Gỗ là vật liệu dị h-ớng có các tính chất khác nhau
theo ba ph-ơng dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến. Chính vì sự khác nhau này đÃ
làm cho gỗ dễ bị cong vênh, dẫn tới các khuyết tật của sản phẩm.
Trong tài, kích thước thanh cơ sở :
+ Lõi:
Chiều rộng thanh (b1): 52 mm
Chiều dày thanh (t1) : 26 mm
+ Mặt
Chiều rộng thanh (b2): 30 mm
Chiều dày thanh (t2) : 12 mm
2.4.2. Ảnh hƣởng của keo dán đến chất lƣợng sản phẩm

Glulam được tạo thành từ việc dán ghép các thanh gỗ vào nhau trong
điều kiện cơng nghệ nhất định, chính vì vậy mà các yếu tố thuộc về keo dán có
ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm.
Các yếu tố thuộc về keo dán bao gồm: loại keo, lượng keo, thông số kỹ
thuật của keo dán và phương thức pha chế keo.
Loại keo: Như ta đã biết với mỗi loại keo khác nhau thì cường độ dán
dính khác nhau. Việc lựa chọn một loại keo trước khi đưa vào sử dụng cần phải
căn cứ vào: điều kiện công nghệ dán keo và căn cứ vào chủng loại vật liệu
dùng để dán keo và yêu cầu sử dụng của sản phẩm.
Ở đây chúng tôi chọn keo EPI(1980/1993).
24