Chuyển đổi nhanh khối lượng thể tích của gỗ ở các độ ẩm gỗ khác nhau

Đỗ Văn Bản

Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Khối lượng thể tích (KLTT) của gỗ là một tính chất vật lý hết sức quan trọng và là một trong những chỉ tiêu không thể thiếu để đánh giá giá trị và định hướng sử dụng gỗ. Do KLTT có mối liên quan tương đối chặt chẽ với nhiều tính chất khác của gỗ như khả năng co rút dãn nở, sức bền khi nén dọc, sức bền khi uốn tĩnh,… nên dựa vào giá trị KLTT người ta có thể suy diễn một cách tương đối về độ bền cơ học và tự nhiên của gỗ.

Trong nhiều tài liệu, giá trị trung bình về KLTT thường được chuyển đổi về giá trị ở độ ẩm của gỗ 0% và độ ẩm gỗ thăng bằng không khí. Trong thực tế, độ ẩm thăng bằng không khí được quy định khác nhau tuỳ theo từng vùng, từng quốc gia. Ví dụ: ở Châu Âu hay theo quốc tế quy định là 12%, ở miền Bắc Việt Nam là 18% và miền Nam Việt Nam và một số nước trong khu vực là 15%. Chính những quy định khác nhau về độ ẩm thăng bằng không khí của gỗ đã gây nhiều khó khăn cho việc tham khảo tài liệu hoặc sử dụng các chỉ tiêu đánh giá gỗ dựa vào KLTT theo các quy định khác nhau. Do vậy, người ta thường tìm cách chuyển đổi KLTT về độ ẩm gỗ tương ứng phù hợp với mục đích, yêu cầu.

I. Phương pháp nghiên cứu

Để tạo điều kiện thuận lợi khi chuyển đổi KLTT của gỗ ở độ ẩm gỗ bất kỳ trong phạm vi từ 0% đến 25% và KLTT tương ứng với các độ ẩm thăng bằng không khí theo quy định khác nhau, chúng tôi đã dựa vào các công thức tính toán chuyển đổi và xem xét mối tương quan của KLTT ở độ ẩm gỗ khác nhau nhằm tìm biện pháp chuyển đổi đơn giản dễ dàng hơn.

II. Kết quả nghiên cứu

2.1. Chuyển đổi KLTT ở độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 0% đến 25%

Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 362-70, việc chuyển đổi KLTT tương ứng với độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 18-22% (độ ẩm của gỗ khi thí nghiệm) sang KLTT ở độ ẩm gỗ 18% (độ ẩm gỗ thăng bằng không khí) thông qua công thức sau:

P₁₈= Pw (1,075-0,005w) (1)

trong đó:

P₁₈ : KLTT ở độ ẩm 18%;

Pw : KLTT ở độ ẩm trong phạm vi từ 18 đến 22%;

w : Độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 18 đến 22%.

Khi gỗ có độ ẩm nằm trong phạm vi từ 0-25%, quan hệ giữa KLTT ở độ ẩm 0% với KLTT ở độ ẩm lúc thí nghiệm bằng công thức sau:

(2)

trong đó:

P_1 : KLTT ở độ ẩm 0%;

P_1u : KLTT ở độ ẩm trong phạm vi từ 0 đến 25%;

u : Độ ẩm gỗ trong phạm vi từ 0 đến 25%.

Theo DIN 52-182 ta có thể chuyển đổi KLTT ở các độ ẩm 0% sang KLTT ở độ ẩm gỗ bất kỳ nằm trong phạm vi từ 0-25% như sau:

(3)

Trong trường hợp cần chuyển đổi KLTT ở độ ẩm 12% sang KLTT ở độ ẩm 15% hay 18% và ngược lại, ta có thể áp dụng công thức 2 để chuyển đổi về KLTT ở độ ẩm 0%, sau đó dùng công thức 3 để chuyển đổi tiếp. Như vậy, công thức 2 trở thành công thức trung gian. Cách chuyển đổi này không phải là cách chuyển đổi nhanh.

2.2. Chuyển đổi nhanh KLTT ở các độ ẩm gỗ khác nhau

Dựa vào kết quả xác định KLTT của 51 loại gỗ ở các độ ẩm 0%, 18%, 12% và 15% (gọi là KLTT thí nghiệm) được liệt kê ở phụ lục 1, ta có thể lập các mối tương quan giữa các KLTT ở các độ ẩm trên theo phương trình bậc nhất y=”a.x” +b. KLTT được xác định bằng các phương trình tương quan này gọi là KLTT chuyển đổi. Đồ thị dưới đây là một ví dụ về mối tương quan giữa KLTT ở độ ẩm 0% và độ ẩm 18%.

Tập hợp các phương trình tương quan giữa các KLTT ở độ ẩm 0%, 12%, 15% và 18% ta có bảng 1 sau:

Bảng 1. Các phương trình tương quan giữa các KLTT ở các độ ẩm khác nhau

x y	KLTT ở độ ẩm
0%	12%	15%	18%
KLTT ở độ ẩm	0%	–	0,9884r₁₂-20,188 (R²=0,9988)	0,9854r₁₅-26,866 (R²=0,9983)	0,9858r₁₈-32,991 (R²=0,997)
12%	1,0106r₀+21,157 (R²=0,9988)	–	0,9972r₁₅-6,9099 (R²=0,9999)	0,9979r₁₈-13,299 (R²=0,9992)
15%	1,0131r₀+28,333 (R²=0,09983)	1,0027r₁₂+6,9709 (R²=0,09999)	–	1,0008r₁₈-6,4617 (R²=0,9994)
18%	1,0113r₀+35,378 (R²=0,997)	1,0012r₁₂+13,966 (R²=0,9992)	0,9986r₁₅+6,8517 (R²=0,9994)	–

Chọn KLTT thí nghiệm của 4 loại gỗ bất kỳ trong phụ lục 1 và áp dụng các công thức chuyển đổi ở bảng 1, ta có kết quả như sau:

Bảng 2. Kết quả chuyển đổi KLTT ở các độ ẩm gỗ khác nhau theo các công thức ở bảng 1

Loại gỗ theo SĐK	Độ ẩm	KLTT tương ứng (theo phụ lục1)	KLTT được xác định bằng các công thức chuyển đổi dựa vào các KLTT ở các độ ẩm
0%	12%	15%	18%
1	2	3	4	5	6	7
2619	0%	351	–	354	354	356
12%	378	376	–	378	380
15%	386	384	386	–	388
18%	394	391	393	393	–
2701	0%	412	–	413	413	414
12%	438	438	–	438	439
15%	446	446	446	–	448
18%	454	452	453	452	–
2728	0%	284	–	278	277	277
12%	302	308	–	300	301
15%	308	316	309	–	309
18%	315	323	316	315	–
2784	0%	609	–	612	613	616
12%	640	637	–	641	644
15%	650	645	649	–	653
18%	659	651	655	655	–

Qua bảng 2 ta thấy sự chênh lệch giữa KLTT thí nghiệm (ghi ở cột số 3) với KLTT chuyển đổi ở cùng độ ẩm (ghi ở cột 4, 5, 6 và 7) không đáng kể. Như vậy những công thức chuyển đổi ở bảng 1 hoàn toàn có thể áp dụng khi cần phải chuyển đổi nhanh KLTT ở các độ ẩm khác nhau với mục đích để tham khảo, so sánh.

3. Kết luận

Chuyển đổi nhanh KLTT ở độ ẩm gỗ khác nhau chủ yếu để phục vụ cho việc tham khảo, so sánh KLTT cùng một loại gỗ ở nhiều nguồn tài liệu và theo các quy định về độ ẩm thăng bằng không khí của gỗ khác nhau. Theo các tài liệu, số liệu thí nghiệm và xét các tương quan giữa các KLTT ở độ ẩm gỗ khác nhau, chúng tôi đưa ra một số công thức chuyển đổi giúp cho bạn đọc thuận lợi hơn khi tham khảo các tài liệu về KLTT.

Tài liệu tham khảo chính

1. Tiêu chuẩn nhà nước TCVN 362-70 – Gỗ. Phương pháp xác định khối lượng thể tích (có hiệu lực từ 1-1-1972).

2. Tiêu chuẩn Đức DIN 52-182 – Kiểm tra gỗ. Xác định khối lượng thể tích (ban hành tháng 9 năm 1976).

3. Peter Niemz

Gỗ. Giải phẫu – Hoá học – Vật lý; Vật lý của gỗ và các vật liệu từ gỗ.Nhà xuất bản DRW, 1993.

4. Tư liệu của Phòng nghiên cứu Tài nguyên thực vật rừng.

Summary:The density of wood is one of the most important wood characteristics. The density of the same wood species expressed in the different ducuments may be given with different moisture contents.

Based on the documents, standards and the correlations between the densities at different moisture contents by determination of 51 wood species, we have established some formulas for fast converting the density at any moisture to the density at corresponded moisture contents of wood.

Phụ lục 1. Kết quả xác định KLTT ở các độ ẩm khác nhau của 51 loại gỗ thí nghiệm

Stt	Số đăng kí	KLTT ở độ ẩm	Stt	Số đăng kí	KLTT ở độ ẩm
0%	12%	15%	18%	0%	12%	15%	18%
1	2612	351	378	386	394	27	2731	328	351	358	365
2	2617	586	615	624	624	28	2735	629	660	670	679
3	2619	705	735	744	744	29	2736	445	475	484	492
4	2621	320	334	341	341	30	2737	719	747	756	764
5	2625	762	801	814	814	31	2738	776	807	816	825
6	2626	955	985	994	994	32	2757	606	637	646	655
7	2627	680	716	727	727	33	2759	502	529	537	544
8	2628	577	611	620	620	34	2764	638	668	678	687
9	2629	992	1012	1018	1018	35	2765	816	850	860	870
10	2630	872	899	908	908	36	2769	448	476	485	494
11	2631	811	827	834	834	37	2770	741	774	783	793
12	2633	546	577	586	586	38	2771	785	828	841	854
13	2634	736	757	765	765	39	2773	527	544	552	561
14	2637	365	391	398	398	40	2775	762	792	800	809
15	2638	918	944	952	952	41	2776	757	786	794	803
16	2640	691	719	727	727	42	2779	494	529	540	550
17	2701	420	448	456	456	43	2780	722	753	763	772
18	2707	314	328	334	334	44	2781	625	656	666	676
19	2710	412	438	446	454	45	2782	464	478	482	487
20	2711	379	402	409	416	46	2784	609	640	650	659
21	2717	544	575	584	593	47	2785	648	682	691	701
22	2720	707	731	741	751	48	2787	573	593	601	610
23	2721	865	884	891	899	49	2789	752	780	790	801
24	2726	569	602	612	622	50	2790	742	770	778	786
25	2728	284	302	308	315	51	2792	554	587	597	607
26	2730	565	598	607	617