Nghiên cứu xác định một số tính chất ván dăm Gỗ Bạch đàn nâu (Eucalyptus urophylla)

Nguyễn Trọng Nhân

Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Bạch đàn nâu(E. urophylla) đã được trồng rộng rãi ở nhiều nơi, như ở một số vùng của Inđônêxia, Braxin và Nam Trung Quốc.

ở Việt Nam, Bạch đàn nâuđược trồng nhiều ở Phú Thọ, mục đích chủ yếu để làm nguyên liệu giấy. Để làm nguyên liệu giấy, Bạch đàn nâu được khai thác ở cấp 8 tuổi.

Với mục đích mở rộng lĩnh vực sử dụng gỗ Bạch đàn nâu, đề tài cấp Bộ năm 2002 tiến hành nghiên cứu ở mức độ thí nghiệm nhằm xác định một số tính chất ván dăm từ nguyên liệu gỗ Bạch đàn nâu.

1. Quá trình thực nghiệm

1.1. Chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu gỗ Bạch đàn nâu phục vụ nghiên cứu được lấy tại Phù Ninh tỉnh Phú Thọ với 2 cấp tuổi là 6 và 8 tuổi. Đặc điểm của gỗ nguyên liệu được ghi trong Bảng 1.

Bảng 1. Đặc điểm gỗ E. urophylla làm ván dăm

TT	Nội dung	Đơn vị	6 tuổi	8 tuổi
1	Tỷ lệ vỏ	%	5.07	4.67
2	Tỷ lệ giác	%	23.00	18.30
3	Tỷ lệ lõi	%	71.93	77.03
4	Khối lượng thể tích giác	g/cm³	0.48	0.51
5	Khối lượng thể tích lõi	g/cm³	0.39	0.40
6	Độ pH của gỗ	5.8-6	5.8-6

Gỗ tròn nguyên liệu được băm thành dăm, khi băm, độ ẩm gỗ nguyên liệu không thấp hơn 60%. Sau khi băm, dăm được sàng kỹ lấy dăm lớp trong với kích thước chiều dày 0.1-0.3mm, chiều rộng 2.5-3mm, chiều dài 10-15mm.

Dăm không đúng kích thước được đưa vào máy nghiền để tạo dăm mặt kích thước trung bình chiều dày 0.1-0.3mm, chiều rộng 0.5mm, chiều dài 1.5-2mm. Trước khi phun trộn keo, dăm thí nghiệm được sấy khô, độ ẩm lớp mặt từ 3¸4%, lớp lõi từ 1¸2%.

1.2. Tạo ván thí nghiệm

Sử dụng keo urea-formadehyde làm chất kết dính để tạo ván dăm thí nghiệm. Keo có hàm lượng khô 48-50%, thời gian chảy qua nhớt kế BZ-4 hết 25-30s, độ pH của keo 7-7.5. Lượng chất xúc tác NH₄CL chiếm 1% so với keo.

Ván thí nghiệm có kích thước 5cm x 50cm x 1,5cm, có 3 lớp, tỷ lệ dăm giữa các lớp là 20/60/20(%) lượng keo lớp ngoài 12%, lượng keo lớp trong 8% so với lượng dăm khô. Dự kiến chiều dày ván thí nghiệm s=”15-16mm,” khối lượng thể tích ván 0.70g/cm³, ván không sử dụng chất chống ẩm. épván ở nhiệt độ 140-145 ⁰C, thời gian kéo dài t=”15″ phút. Số liệu ván dăm thí nghiệm được ghi ở bảng 2.

Bảng 2. Số liệu ván dăm thí nghiệm

Ký hiệu ván	Cấp tuổi cây	Khối lượng TT ván thí nghiệm (g/cm³)	Loại ván dăm thí nghiệm	Tỷ lệ keo (%)	Tỷ lệ dăm giữa các lớp (%)
Lớp ngoài	Lớp trong
BĐu6-70	6	700	Ván 3 lớp	12	8	20/60/20
BĐu6-75	6	750	Ván 3 lớp	12	8	20/60/20
BĐu6-70	8	700	Ván 3 lớp	12	8	20/60/20
BĐu6-75	8	750	Ván 3 lớp	12	8	20/60/20

1.3.Xác định tính chất ván dăm thí nghiệm

Sau khi ép, ván thí nghiệm được giữ 1 tuần ở trong phòng với nhiệt độ 35⁰C, độ ẩm không khí 80%.

Mỗi tấm ván thí nghiệm cắt lấy 5 mẫu để thử độ bền uốn tĩnh, các tính chất khác mỗi loại 5 mẫu được lấy từ phần không bị phá huỷ sau khi thử xác định độ bền uốn tĩnh.

Một số tính chất ván dăm thí nghiệm được xác định dựa theo tiêu chuẩn GOCT 10632-70 của Liên Xô cũ. Số liệu trung bình một số tính chất chính của ván thí nghiệm bao gồm độ bền uốn tĩnh, độ bền kéo vuông góc và độ dãn nở dầy khi ngâm trong nước 24 giờ được ghi ở bảng 3.

Bảng 3. Một số tính chất ván dăm thí nghiệm

Ký hiệu ván	Cấp tuổi cây	Khối lượng thể tích ván (g/cm³)	Độ bền uốn tĩnh (MPa)	Độ bền kéo vuông góc (MPa)	Tỷ lệ trương nở chiều dày khi ngâm nước 24 giờ (%)
BĐu6-70	6	0.70	18.89	0.36	16.78
BĐu6-75	6	0.75	19.92	0.39	17.23
BĐu6-70	8	0.70	20.78	0.40	15.45
BĐu6-75	8	0.75	21.22	0.44	16.65

2. Kết quả và thảo luận

2.1. Độ bền uốn tĩnh

Độ bền uốn tĩnh ván dăm gỗ Bạch đàn nâu phụ thuộc vào khối lượng thể tích và tuổi cây được diễn tả ở sơ đồ 1.

Theo sơ đồ này, độ bền uốn tĩnh của ván tăng dần theo khối lượng thể tích, đồng thời tăng dần theo cấp tuổi.

Bạch đàn nâu 6 năm tuổi, khối lượng thể tích ván 0.7g/cm³,độ bền uốn tĩnh thấp nhất đạt 18.89MPa. Khối lượng thể tích ván 0.75g/cm³, độ bền uốn tĩnh cao nhất đạt 19.92MPa.

Bạch đàn nâu 8 năm tuổi, khối lượng thể tích ván 0.70g/cm³,độ bền uốn tĩnh thấp nhất đạt 20.78MPa. Khối lượng thể tích ván 0.75g/cm³, độ bền uốn tĩnh cao nhất đạt 21.22MPa.

Sơ đồ 1. Tương quan giữa độ bền uốn tĩnh và khối lượng thể tích

theo cấp tuổi cây

2.2. Độ bền kéo vuông góc

Độ bền kéo vuông góc của ván dăm gỗ Bạch đàn nâu phụ thuộc tuổi cây và khối lượng thể tích ván được diễn tả ở sơ đồ 2. Theo sơ đồ này, độ bền kéo vuông góc của ván tăng theo khối lượng thể tích ván, đồng thời cũng tăng theo cấp tuổi cây.

Bạch đàn nâu 6 năm tuổi, khối lượng thể tích ván 0.70g/cm³,độ bền kéo vuông góc thấp nhất đạt 0.36MPa. Khối lượng thể tích ván 0.75g/cm³, độ bền kéo vuông góc cao nhất đạt 0.39MPa.

Bạch đàn nâu 8 năm tuổi, khối lượng thể tích ván 0.70g/cm³,độ bền kéo vuông góc thấp nhất đạt 0.40MPa. Khối lượng thể tích ván 0.75g/cm³, độ bền kéo vuông góc cao nhất đạt 0.43MPa.

Sơ đồ 2. Tương quan giữa độ bền kéo vuông góc và khối lượng

thể tích theo cấp tuổi cây

2.2. Tỷ lệ trương nở chiều dày

Tỷ lệ trương nở chiều dày của ván dăm gỗ Bạch đàn nâu phụ thuộc tuổi cây và khối lượng thể tích ván được diễn tả ở sơ đồ 3. Theo sơ đồ này, độ dãn nở dầycủa ván tăng mạnh khi khối lượng thể tích của ván lớn, nhưng giảm khi tuổi cây tăng. Bạch đàn nâu 6 năm tuổi, khối lượng thể tích ván 0.70g/cm³, độ dãn nở dày cao nhất đạt 17.23%. Keo lai 8 năm tuổi, khối lượng thể tích ván 0.75g/cm³, độ dãn nở dầy cao nhất đạt 16.65%.

Sơ đồ 3. Tương quan giữa tỷ lệ trương nở chiều dầy và khối lượng

thể tích theo cấp tuổi cây

Trong tiêu chuẩn ngành 04TCN2-1999, ván dăm loại 1A, có chiều dày lớn hơn 13cm, nhỏ hơn 20cm, khối lượng thể tích từ 0.50 đến 0.85g/cm³ có độ bền uốn tĩnh lớn hơn hoặc bằng 15MPa, độ bền kéo vuông góc bề mặt ván lớn hơn hoặc bằng 0.35MPa.

Các loại ván dăm gỗ Bạch đàn nâu 6, 8 năm tuổi trở lên, với khối lượng thể tích 0.7g/cm³và 0.75g/cm³đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn ván dăm loại 1A theo tiêu chuẩn ngành 04TCN2-1999.

3. Kết luận

Kết quả nghiên cứu sử dụng gỗ Bạch đàn nâu 6, 8 tuổi làm ván dăm của đề tài cấp bộ năm 2002 đã xác định, độ bền uốn tĩnh, độ bền kéo vuông góc, tỷ lệ trương nở chiều dày của ván phụ thuộc vào khối lượng thể tích của ván và vào tuổi cây.

Độ bền uốn tĩnh, độ bền kéo vuông góc tăng theo khối lượng thể tích ván và tăng theo cấp tuổi cây. Tỷ lệ trương nở chiều dầy tăng theo khối lượng thể tích ván và giảm khi cấp tuổi cây tăng.

Ván dăm gỗ Bạch đàn nâu 6 tuổi, loại ván 3 lớp, chất kết dính urea-formadehyde, keo lớp ngoài 12%, keo lớp trong 8%, với khối lượng thể tích 0.70g/cm³, 0.75g/cm³ đạt độ bền uốn tĩnh tuần tự 18.89MPa, 19.92MPa, độ bền kéo vuông góc tuần tự đạt 0.36MPa, 0.39MPa. Tương tự, ván dăm gỗ Bạch đàn nâu 8 tuổi với khối lượng thể tích 0.70g/cm³, 0.75g/cm³ đạt độ bền uốn tĩnh tuần tự 20.78MPa, 21.22MPa, độ bền kéo vuông góc tuần tự đạt 4.08MPa, 4.37MPa. Các loại ván này đáp ứng yêu cầu loại ván 1A trong tiêu chuẩn cấp ngành 04TCN2-1999.

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Hoàng Nghĩa-Chọn giống Bạch đàn Eucalyptus theo sinh trưởng và kháng bệnh ở Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội-2000.

2. G.M.F. Vasman-sản xuất ván dăm nhà xuất bản Công nghiệp rừng, Matxcova-1987.

3. Tiêu chuẩn ngành 04TCN2-1999, ván dăm (định nghĩa, phạm vi ứng dụng, phân loại, phương pháp xác định một số tính chất chủ yếu, nhãn mác, đóng gói).

Summary

6,8-year-old E. urophylla was used as raw material of particleboard. Three-layered particleboards of target board-density of 0.70, 0.75g/cm³ were produced with urea formaldehyde resin. Bending strength (MOR), internal bond (IB) and thickness swelling (TS) satisfied the required properties of Type 1A of 04TCN2-1999. The readings of MOR, IB and TS of three-layered particleboards of 6-year-old E. urophylla with target board-density of 0.70g/cm³ were 18.89MPa, 0.36MPa, và 16.78%respectively, with target board-density of 0.75g/cm³ were 19.82MPa, 0.39MPa, và 17.23%respectively. The readings of MOR, IB and TS of three-layered particleboards of 8-year-old with target board-density of 0.70g/cm³ were 20.78MPa, 0.40MPa, và 15.45%respectively, with target board-density of 0.75g/cm³ were 21.22MPa, 0.43MPa, và 16.65respectively. Consequently 6 and 8-year-old E. urophylla may be a potential sourse of raw material for particleboards.