Đỗ Văn Bản

Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Tre là một loại lâm sản đặc biệt, đã gắn bó với đời sống nhân dân ta từ rất lâu. Tre được làm dụng cụ gia đình, được sử dụng trong xây dựng, giao thông vận tải, khai thác mỏ, sản xuất giấy sợi, ván nhân tạo, đồ mộc, nông cụ, hàng thủ công mỹ nghệ…

Do tre vừa là nguyên liệu lại vừa là vật liệu, nên nhiều nước trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu, thí nghiệm về tính chất vật lý và cơ học của tre. ở nước ta, thí nghiệm để xác định các tính chất vật lý và cơ học của tre từ trước đến nay ít được chú ý do nhiều nguyên nhân, trong đó có nguyên nhân thiếu phương pháp thử chuẩn. Phòng Cơ lý gỗ (Viện Công nghiệp rừng) – nay là Phòng Tài nguyên Thực vật rừng (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) cũng đã từng tiến hành một số thí nghiệm xác định đặc tính của tre nhưng cũng mới chỉ dừng lại ở bước đầu và chủ yếu sử dụng một số phương pháp thử của Trung Quốc do cán bộ nghiên cứu sưu tập được. Năm 2002, Phòng Tài nguyên Thực vật rừng đã tiến hành thăm dò đặc tính của một số loài tre có áp dụng chọn lọc phương pháp thử của Trung Quốc và của Mạng lưới Quốc tế về tre song mây (INBAR) để cho phù hợp với điều kiện thí nghiệm sẵn có. Dựa trên các tài liệu và thực tế thí nghiệm vừa qua, chúng tôi mạnh dạn đưa ra cách xác định khối lượng riêng và độ co rút của tre dựa trên mẫu thử nhỏ để làm tài liệu tham khảo với hy vọng sẽ nhận được các ý kiến đóng góp của nhiều độc giả.

1. Xác định khối lượng riêng (Khối lượng thể tích)

Trong phòng thí nghiệm, việc xác định khối lượng riêng của tre khó có thể tiến hành bằng cách cân, đo của cả thân cây tre mẫu mà phải dựa vào các mẫu thử có kích thước nhỏ để việc tiến hành dễ dàng hơn mà vẫn đảm bảo được độ chính xác theo yêu cầu.

Khối lượng riêng của mẫu thử được xác định bằng tỷ số giữa trọng lượng mẫu ở trạng thái sấy khô kiệt và thể tích mẫu ở trạng thái tươi (ngâm trong nước cho đến khi trọng lượng mẫu không thay đổi). Công thức tính như sau:

Trong đó:

 Khối lượng riêng, kg/m³

m Trọng lượng mẫu sau khi sấy khô kiệt, g

V Thể tích của mẫu ở trạng thái tươi, mm³

Mẫu thử chuẩn là một lóng tre có 1 đốt nguyên vẹn. Chiều dài mẫu được tính từ vị trí cách vòng đốt của lóng dưới 10mm đến vị trí cách vòng đốt của lóng trên 10mm. Tuỳ thuộc vào số lượng cây mẫu mà mẫu thí nghiệm có thể có tiết diện ngang bằng chính tiết diện ngang thân tre hoặc nhỏ hơn. Trong các trường hợp không lấy được mẫu chuẩn do hạn chế của nguyên liệu hoặc theo yêu cầu thí nghiệm, ta có thể giảm kích thước mẫu theo tiết diện ngang và phải đảm bảo sao cho mặt bổ dọc phải là mặt phẳng xuyên tâm, vách ngăn của đốt không bị vỡ.

a) Hình dáng mẫu chuẩn

b) Mẫu giảm tiết diện ngang bằng cách bổ dọc

Hình 1.Hình dáng mẫu thử để xác định khối lượng riêng

Trọng lượng mẫu được xác định bằng phương pháp cân thông thường và xác định thể tích của mẫu theo phương pháp nhúng nước (mẫu không cần phải nhúng vào dung dịch chống thấm vì thể tích cần xác định là thể tích của mẫu tươi).

2. Xác định độ co rút

Độ co rút của tre được tính bằng tỷ số phần trăm giữa hiệu số số đo kích thước trước và sau khi sấy khô kiệt với số đo kích thước trước khi sấy. Công thức tính như sau:

Trong đó:

 Độ co rút, %

aw Kích thước mẫu trước khi sấy khô kiệt, mm

a₀ Kích thước mẫu sau khi sấy kho kiệt, mm

Mẫu thử chuẩn là một lóng tre không bao gồm đốt, có chiều dài bằng 100mm. Trong trường hợp do hạn chế của nguyên liệu làm mẫu thử (lóng tre ngắn, số lượng cây mẫu ít) hoặc theo yêu cầu của thí nghiệm, chiều dài mẫu có thể giảm đi. Độ co rút sẽ được xác định thông qua các số đo: 4 lần đo đường kính ngoài (vị trí đo cách đầu mẫu 10mm), 4 lần đo chiều dầy thành lóng (mỗi đầu mẫu đo 2 lần) và 2 lần đo chiều dài. Các vị trí đo được vạch sẵn như ở hình 2.

Hình 2.Các điểm đo trên mẫu xác định độ co rút

Chiều dài: l₁, l₂; Chiều dầy thành lóng: d₁, d₂ và d₃, d₄ được đo ở mặt đối diện; Nơi đánh dấu x là những điểm cách mặt phẳng hai đầu mẫu 10mm, để đặt thước đo đường kính ngoài của lóng tre. Đường kẻ trên hai mặt đầu của mẫu vuông góc với nhau và song song với nhau từng đôi một.

Độ co rút của tre được chia ra làm hai loại: độ co rút tối đa (_max) kích thước ban đầu của mẫu được xác định trên mẫu thử đã được ngâm trong nước đến khi trọng lượng không đổi (tre tươi) và độ co rút thường (_w) kích thước ban đầu của mẫu được xác định trên mẫu thử có độ ẩm thăng bằng không khí.

3. Kết luận

Tổ chức International Network for Bamboo and Rattan (INBAR) đã xây dựng tiêu chuẩn “Determination of physical and mechanical properties of bamboo”, nhưng chủ yếu áp dụng trong xây dựng với yêu cầu phòng thí nghiệm phải có các dụng cụ và hệ thống thiết bị thử lớn. Một số tài liệu khác về phương pháp thử tre của nước ngoài mà chúng tôi sưu tầm được hầu như chỉ được mô tả sơ sài, khó áp dụng trong phòng thí nghiệm của Viện KHLNVN.

Qua tham khảo các tài liệu, dựa trên kinh nghiệm thực tế khi tiến hành thí nghiệm về tính chất của tre trong thời gian qua, đồng thời có xem xét đến điều kiện thí nghiệm của mình, chúng tôi tạm thời đưa ra cách thử để xác định khối lượng riêng và độ co rút của thân tre phục vụ cho công tác nghiên cứu về đặc tính của tre trong giai đoạn hiện nay.

Tài liệu tham khảo chính

1- The Research Institute of Subtropical Forestry

The ChineseAcademyof Forest

Cultivation & Utilization on Bamboos, 1996, Tr. 76-78

2- ISO/DIS-22157 Determination of physical properties of bamboo (International standard)

Summary

Bamboo is the very important non-timber product. The research on physical and mechanical properties of bamboo is difficult and there is not standardized testing methods used for scientific research yet. Based on collected documents on bamboo testing methods and the standard on determination of physical and mechanical properties of bamboo of INBAR and practical testing conditions at FSIV we compiled the testing methods to determination of properties of bamboo through small test specimens. We hop to get opinions from readers