Khóa luận tốt nghiệp Nông lâm kết hợp: Nghiên cứu sự biến đổi khối lượng thể tích và một số tính chất cơ học của gỗ Gáo vàng (Nauclea Orientalis) trồng tại xã Dào San - huyện Phong Thổ - tỉnh Lai Châu

Chia sẻ: Tomjerry | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

32
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm nghiên cứu được sự biến đổi về khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ và theo hướng từ gốc đến ngọn trong thân cây. Nghiên cứu được sự biến đổi về Mô đun đàn hồi uốn tĩnh và Độ bền uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ và theo hướng từ gốc đến ngọn trong thân cây. Nghiên cứu được mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ học gỗ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Nông lâm kết hợp: Nghiên cứu sự biến đổi khối lượng thể tích và một số tính chất cơ học của gỗ Gáo vàng (Nauclea Orientalis) trồng tại xã Dào San - huyện Phong Thổ - tỉnh Lai Châu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀO A SANG NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA GỖ GÁO VÀNG (Nauclea orientalis) TRỒNG TẠI XÃ DÀO SAN - HUYỆN PHONG THỔ - TỈNH LAI CHÂU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Nông lâm kết hợp Khoa : Lâm nghiệp Khóa học : 2015 - 2019 Thái Nguyên - Năm 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀO A SANG NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA GỖ GÁO VÀNG (Nauclea orientalis) TRỒNG TẠI XÃ DÀO SAN - HUYỆN PHONG THỔ - TỈNH LAI CHÂU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Nông lâm kết hợp Lớp : K47 NLKH Khoa : Lâm nghiệp Khóa học : 2015 - 2019 Giảng viên hướng dẫn : TS. Dương Văn Đoàn Thái Nguyên - Năm 2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong các công trình nghiên cứu khác. Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình. Xác nhận của GVHD Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Tác giả TS.Dương Văn Đoàn Thào A Sang XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Xác nhận sinh viên đã sửa theo yêu cầu của Hội đồng chấm Khóa luận tốt nghiệp!
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Khóa luận Tốt nghiệp đại học Khoa Lâm nghiệp, lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến TS. Dương Văn Đoàn thuộc Khoa Lâm nghiệp - Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên Thầy đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để tôi hoàn thiện luận văn này. Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học nông lâm, Phòng Quản Lý Đào tạo, cùng các thầy, cô trong Trường đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình tôi học tập tại trường. Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Lâm Nghiệp, Trường Đại Học Nông lâm Thái Nguyên, những người đã truyền đạt kiến thức quý báu cho tôi suốt trong thời gian học tập tại Trường vừa qua. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã luôn bên tôi, động viên tôi hoàn thành khóa học và bài luận văn này. Một lần nữa, tôi xin trân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Tác giả Thào A Sang
iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Thông tin mẫu cây........................................................................ 20 Bảng 4.1. Sự biến đổi khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn........................................................................................ 25 Bảng 4.2. Sự biến về MOR theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn của gỗ Gáo vàng. ................................................................................. 28 Bảng 4.3. Sự biến đổi về MOE theo hướng từ tâm ra vỏ, từ gốc đến ngọn của gỗ Gáo vàng .................................................................................. 31
iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Quy trình xẻ mẫu thí nghiệm ........................................................ 20 Hình 4.1. Sự biến đổi khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ của gỗ Gáo vàng ....................................................................................... 26 Hình 4.2. Sự biến KLTT theo hướng từ gốc đến ngọn của gỗ Gáo vàng....... 27 Hình 4.3. Sự biến đổi về MOR theo hướng từ tâm ra vỏ của gỗ Gáo vàng ... 29 Hình 4.4. Sự biến đổi về độ bền uốn tĩnh MOR theo hướng của gỗ Gáo vàng .... 30 Hình 4.5. Sự biến đổi về Mô đun đàn hồi MOE từ tâm ra vỏ của cây Gáo vàng ... 32 Hình 4.6. Sự biến MOE theo hướng từ gốc đến ngọn của cây Gáo vàng ...... 33 Hình 4.7. Sự biến đổi về mối tương quan giữa KLTT và MOR theo hướng từ tâm ra vỏ và theo hướng từ gốc đến ngọn của gỗ Gáo vàng. .......... 34 Hình 4.8. Sự biến đổi mối tương quan giữa KLTT và MOE theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn. .............................................................. 35
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa MOR Độ bền uốn tĩnh MOE Mô-đun đàn hồi uốn tĩnh KLTT Khối lượng thể tích D 1.3 Đường kính ở 1.3 m H vn Chiều cao vút ngọn
vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................ iii DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................. iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................ v MỤC LỤC .................................................................................................... vi PHẦN 1: MỞ ĐẦU ....................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu đề tài ......................................................................................... 3 1.2.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................ 3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................... 3 1.3. Ý nghĩa của việc nghiên cứu.................................................................... 3 1.3.1. Ý nghĩa học tập .................................................................................... 3 1.3.2. Ý nghĩa khoa học .................................................................................. 4 1.3.3. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................. 4 PHẦN 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................... 5 2.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu ........................................................ 5 2.1.1. Khối lượng thể tích ............................................................................... 5 2.1.1.1. Khái niệm .......................................................................................... 5 2.1.1.2. Phương pháp đo khối lượng thể tích .................................................. 5 2.1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới khối lượng thể tích .................................. 6 2.1.2. Tính chất cơ học của gỗ ........................................................................ 7 2.1.2.1. Sức chịu uốn tĩnh ............................................................................... 8 2.1.2.2. Sức chịu uốn va đập........................................................................... 9 2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .............................................. 9 2.2.1. Trên Thế giới ........................................................................................ 9
vii 2.2.2. Ở Việt Nam ........................................................................................ 12 2.3. Một số thông tin về cây Gáo Vàng ........................................................ 17 2.3.1. Đặc điểm hình thái.............................................................................. 17 2.3.2. Đặc điểm sinh thái .............................................................................. 17 2.3.3. Giá trị kinh tế...................................................................................... 18 PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 19 3.1. Đối tượng, phạm vi và địa điểm thời gian nghiên cứu ........................... 19 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 19 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 19 3.1.3. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ........................................................... 19 3.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 19 3.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 19 3.3.1. Phương pháp thu thập mẫu và xử lý mẫu ............................................ 19 3.3.2. Phương pháp thí nghiệm ..................................................................... 21 3.3.2.1. Dụng cụ thí nghiệm ......................................................................... 21 3.3.2.2. Phương pháp đo khối lượng thể tích (theo TCVN 8048-2: 2009)..... 21 3.3.2.3. Phương pháp xác định độ bền uốn tĩnh (theo TCVN 8048-3: 2009) 22 3.3.2.4. Phương pháp xác định Modun đàn hồi uốn tĩnh (Theo TCVN 8048 - 4: 2009) ........................................................................................................ 23 3.3.2.5. Phương pháp xác định độ ẩm mẫu gỗ (theo TCVN 8048-1: 2009)... 23 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................ 25 4.1. Sự biến đổi khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn ............................................................................................................. 25 4.1.1. Sự biến đổi khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ .................... 25 4.1.2. Sự biến đổi khối lượng thể tích theo hướng từ gốc đến ngọn ............. 27 4.2. Sự biến đổi về MOR theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn......... 28 4.2.1. Sự biến đổi về MOR theo hướng từ tâm ra vỏ .................................... 28
viii 4.2.2. Sự biến đổi về MOR theo hướng từ gốc đến ngọn .............................. 30 4.3. Sự biến đổi về MOE theo hướng từ tâm ra vỏ và từ gốc đến ngọn ......... 31 4.3.1. Sự biến đổi về MOE theo hướng từ tâm ra vỏ ..................................... 31 4.3.2. Sự biến đổi về MOE theo hướng từ gốc đến ngọn của gỗ Gáo vàng ... 32 4.4.1. Mối tương quan giữa KLTT và MOR ................................................. 34 4.4.2. Mối tương quan giữa KLTT và MOE ................................................. 35 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................... 36 5.1. Kết luận ................................................................................................. 36 5.2. Kiến nghị ............................................................................................... 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 38 PHỤC LỤC
1 PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Tài nguyên rừng ở nước ta hiện nay đã suy giảm rất đáng kể với nhiều nguyên nhân xảy ra nhiều số vụ cháy do con người gây ra như đất nương làm rẫy. Mặt khác nạn khai thác gỗ quá mức một cách trầm trọng làm cho nhiều loài cây gỗ quý hiếm, cây bản địa, có giá trị cao về kinh tế bị đe dọa nghiêm trọng làm mật độ che phủ giảm xuống, công cuộc đổi mới đất nước cần nhu cầu nguyên liệu gỗ ngày càng gia tăng không ngừng để xuất khẩu ra nước ngoài vì vậy cần có những dự án trồng rừng thuần loài cây bản địa cần có những nghiên cứu về đất đai, chọn giống cây phương thức trồng, bảo vệ, cách chăm sóc nuôi dưỡng và khai thác một cách hợp lý và khoa học nhưng cần phải có tính thực tế thiết thực để có thể thu hút được người dân tham gia. Gáo vàng (Nauclea orientalis) thuộc họ cà phê (Rubiaceae), Gỗ thuộc nhóm VII theo phân loại nhóm gỗ rừng Việt Nam. Là loài cây gỗ thường xanh hoặc nửa rụng lá, thân cao tới 35 mét, đường kính ngang ngực tới trên 100cm, thân tròn, thẳng đứng. Phân bổ tự nhiên ở vùng 21o30 tới 22o30 vĩ bắc, 99 - 108 kinh đông. Là loài cây hàng đầu về kích thước, có sự phát triển nhanh ở các vùng mực nước mưa cao và có thể phát tán mạnh. Lá cây và vỏ cây được sử dụng trong y học và cũng có thể được sử dụng như cỏ khô cho gia súc. Hoa và quả của cây đều có thể ăn được và có thể chế biến ra thuốc nhuộm màu vàng từ rễ và vỏ cây. Tốc độ phát triển nhanh của cây Gáo vàng rất thích hợp cho việc tái tạo rừng ở các lưu vực sông, các vùng đất bị xói mòn, vùng đất trọc và dùng cho việc chắn gió trong những hệ thống nông lâm kết hợp. Chúng cũng rất tiện lợi cho việc dùng cây trồng để tạo bóng râm và cho hoa đẹp. Gáo vàng có thân thẳng đứng, gỗ vàng nhạt kết cấu đều, sợi gỗ thô và dài, không có mùi vị dị biệt, gỗ khô nhanh, không dễ nứt nên chế biến rất dễ, tính năng bám sơn tốt. Tính năng lực học của gỗ gáo thuộc loại trung bình,
2 các tiêu chí chất lượng của gỗ gáo tương đương với gỗ sa mộc. Tuy có nhược điểm là tính chịu lực hơi kém, ngâm nước dễ đổi màu, ở vùng nhiệt đới dễ bị mối mọt (có thể dùng thuốc để xử lý), gỗ gáo vẫn được dùng để sản xuất đồ gia dụng, đồ thủ công mỹ nghệ, thùng xe, trang trí kiến trúc, là nguyên liệu rất tốt để làm ván sợi nhân tạo, ván MDF, bột giấy… Vỏ gáo, rễ gáo có thể làm thuốc, lá gáo có thể dùng làm thức ăn chăn nuôi. Với đặc tính thân cao, lá to, tán đứng cao vút, bề thế, gáo còn là một loại cây quý trong công viên, lâm viên, Ven đường, góc vườn, ngõ, ven ao hồ, ven sông ven suối, cạnh đình chùa, đồ…[22], [23]. Qua tìm hiểu các tài liệu nghiên cứu về gỗ rừng trồng một số loài cây lâm nghiệp khác ở trong nước tôi nhận thấy rằng các tài liệu đó đã nghiên cứu về tình hình sinh trưởng, chọn giống và kỹ thuật gây trồng, đặc điểm sinh thái, đặc điểm hình thái, cấu tạo và các tính chất cơ vật lý của gỗ rừng trồng ở trong nước. Còn về cây Gáo vàng nghiên cứu về sự biến đổi các tính chất vật lý, cơ học và thành phần hóa học trong thân gỗ Gáo vàng được trồng ở Việt Nam có rất ít tài liệu nghiên cứu báo cáo nào tại Việt Nam. Vì vậy việc nghiên cứu sự biến đổi tính chất vật lý, cơ học trong thân gỗ là một nhiệm vụ quan trọng trong khoa học gỗ nói riêng và trong nghiên cứu đánh giá giá trị tài nguyên cây gỗ nói chung. Xác định lựa chọn chế độ gia công, chế biến và sử dụng gỗ hợp lý và là cơ sở cho việc định phẩm chất lượng, giá trị của gỗ. Khi xác định các thông số công nghệ của quá trình gia công cơ học hoặc xử lý thủy nhiệt, tính toán kết cấu gỗ và các trường hợp khác cần thiết phải xác định khả năng chịu lực và biến dạng của gỗ. Mỗi loại gỗ có những đặc điểm cấu tạo về tính chất vật lý, cơ học khác nhau, do đó khi hiểu rõ các tính chất có thể tùy theo yêu cầu cụ thể mà có những biện pháp xử lý thích hợp giúp cho việc sử dụng gỗ hiệu quả, lâu bền. chính vì lý do nêu trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu sự biến đổi khối lượng thể tích và một số tính chất cơ học của gỗ Gáo vàng (Nauclea Orientalis) trồng tại xã Dào
3 San - huyện Phong Thổ - tỉnh Lai Châu” nghiên cứu này nhằm xác định chỉ rõ sự biến đổi khối lượng thể tích và một số tính chất cơ học trong thân gỗ Gáo vàng làm cơ sở cho chế biến, bảo quản và sử dụng gỗ hiệu quả, lâu bền. 1.2. Mục tiêu đề tài 1.2.1. Mục tiêu tổng quát - Nghiên cứu được sự biến đổi các tính chất vật lý và cơ học theo hướng từ tâm ra vỏ và theo hướng từ gốc đến ngọn trong thân cây Gáo vàng. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu được sự biến đổi về khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ và theo hướng từ gốc đến ngọn trong thân cây. - Nghiên cứu được sự biến đổi về Mô đun đàn hồi uốn tĩnh và Độ bền uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ và theo hướng từ gốc đến ngọn trong thân cây. - Nghiên cứu được mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ học gỗ. 1.3. Ý nghĩa của việc nghiên cứu 1.3.1. Ý nghĩa học tập - Áp dụng được lý thuyết đã học vào thực tiễn và học hỏi thêm được những kiến thức bổ ích từ bên ngoài trường. - Là tài liệu trong học tập, cho những nghiên cứu tiếp theo và là cơ sở trong những đề tài nghiên cứu trong các lĩnh vực có liên quan. - Giúp cho sinh viên kiểm chứng lại những kiến thức lý thuyết đã học biết vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, và có thể tích lũy được những kiến thức thực tiễn quý giá phục vụ cho quá trình công tác trong tương lai. - Rèn luyện về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ thực tế. - Trong quá trình nghiên cứu còn được bổ sung thêm kiến thức qua một số tài liệu, sách báo thông tin trên mạng. Từ đó áp dụng khoa học kỹ thuật
4 vào thực tế sản xuất và tạo điều kiện cho sinh viên tác phong làm việc sau khi ra trường. 1.3.2. Ý nghĩa khoa học - Tạo điều kiện cho sinh viên tiếp xúc, làm quen với thực tế công tác nghiên cứu khoa học. - Góp phần hoàn chỉnh dữ liệu khoa học cho nghiên cứu chuyên sâu về loài cây Gáo vàng. - Là cơ sở khoa học để lựa chọn các giải pháp khai thác, chế biến và bảo quản gỗ Gáo vàng. 1.3.3. Ý nghĩa thực tiễn - Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực và chính xác. - Trên cơ sở nghiên cứu sự biến đổi một số tính chất vật lý và cơ học của gỗ Gáo vàng đề xuất một số giải pháp kiến nghị về phương pháp, cách thức chế biến và bảo quản gỗ Gáo vàng. - Nâng cao kiến thức thực tế của bản thân phục vụ cho công tác sau khi ra trường. - Sự thành công của đề tài này có ý nghĩa rất lớn trong việc nghiên cứu tính chất vật lý và cơ học gỗ Gáo vàng. Từ đó có thể phổ biến kỹ thuật nhân giống áp dụng tạo ra số lượng lớn cây con với chất lượng tốt nhất.
5 PHẦN 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu 2.1.1. Khối lượng thể tích 2.1.1.1. Khái niệm - Để đánh giá lượng thực chất gỗ có trong một đơn vị thể tích người ta dùng khái niệm khối lượng thể tích. Khối lượng thể tích của gỗ là tỉ số giữa khối lượng gỗ trên 1 đơn vị thể tích gỗ (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. = ( / ³) Trong đó: m là khối lượng (g) v là thể tích (cm3) - Căn cứ vào khối lượng thể tích có thể đánh giá được một phần cường độ và giá trị công nghệ của gỗ. Nghiên cứu khối lượng thể tích của gỗ là một vấn đề quan trọng và cần thiết. 2.1.1.2. Phương pháp đo khối lượng thể tích - Có 4 phương pháp đo khối lượng thể tích như: Phương pháp đo, cân; phương pháp nhúng nước; phương pháp dùng thể tích kế thủy ngân; phương pháp thủ công. Tuy nhiên trong nghiên cứu này chúng chỉ sử dụng phương pháp đo, cân. - Phương pháp cân đo: Đây là phương pháp thường dùng và chính xác nhất. Mẫu thí nghiệm được cắt theo một kích thước nhất định. Sau đó dùng thước kẹp hoặc panme đo kích thước ba chiều, chính xác đến 0.01 mm. Cân khối lượng mẫu gỗ chính xác đến 0.01 g (Lê Xuân Tình, 1998) [15].
6 2.1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới khối lượng thể tích a, Loài cây Loài cây khác nhau thì khối lượng thể tích khác nhau. Nói cách khác: Loài gỗ khác nhau nghĩa là cấu tạo khác nhau thì khối lượng thể tích khác nhau. Yếu tố cấu tạo ở đây được biểu thị bằng tố thành tế bào trong cây. Đó là tỷ lệ tế bào vách dày và tế bào vách mỏng. Chính nó tạo ra sự chênh lệch về độ rỗng nhiều, ít khác nhau trong cây. Khối lượng thể tích nhỏ, độ rỗng lớn và ngược lại (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. b, Tỉ lệ gỗ sớm - gỗ muộn Đối với các loại gỗ có gỗ sớm - gỗ muộn phân biệt thì tỉ lệ gỗ muộn nhiều hay ít có ảnh hưởng lớn đến khối lượng thể tích của gỗ. Khối lượng thể tích của gỗ muộn cao gấp 2 - 3 lần khối lượng thể tích của gỗ sớm. Do đó tỉ lệ gỗ muộn càng nhiều thì khối lượng thể tích càng lớn. Ngược lại tỉ lệ gỗ muộn ít thì khối lượng thể tích nhỏ (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. c, Độ ẩm Nước trong gỗ nhiều hay ít là nhân tố ảnh hưởng lớn đến khối lượng thể tích của gỗ. Gỗ chứa nhiều nước khối lượng thể tích lớn, chứa ít nước khối lượng thể tích nhỏ. d, Vị trí khác nhau trong thân cây Ở các vị trí khác nhau trong cây khối lượng thể tích cũng khác nhau. Nói chung gỗ ở phần gốc có khối lượng thể tích cao nhất, giữa thân là trung bình và gần ngọn là thấp nhất. Chênh lệch giữa gốc và ngọn từ 10 - 25% (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. Khối lượng thể tích ở gần tủy và vỏ là nhỏ nhất. Khối lượng thể tích ở gỗ lõi lớn hơn ở gỗ giác. Ở tuổi thành thục sinh học, gỗ có khối lượng thể tích cao hơn so với tuổi già và tuổi non.
7 Trong điều kiện đất, độ ẩm, khí hậu thích hợp cho cây sinh trưởng, gỗ có khối lượng thể tích cao. Trái lại rừng quá dày, cây thiếu ánh sáng, lớn chậm, nên khối lượng thể tích gỗ thấp. Sau khi tỉa thưa, cải thiện điều kiện ánh sáng, đất làm cho cây sinh trưởng tốt nên khối lượng thể tích gỗ lại tăng lên (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. e, Vòng tăng trưởng hàng năm Đối với gỗ lá rộng mặt xếp vòng, vòng tăng trưởng hàng năm càng lớn thì tỷ lệ muộn càng nhiều, nên khối lượng thể tích càng cao. Như vậy đối với mạch vòng, vòng năm rộng vừa rút ngắn chu kỳ kinh doanh vừa nâng cao chất lượng (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. Đối với gỗ lá rộng mạch phân tán - vòng năm rộng thì tỷ lệ gỗ muộn và gỗ sớm là một hàng số nên chất lượng không thay đổi. ở loài gỗ này nếu cây sinh trưởng nhanh thì rút ngắn được chu kỳ kinh doanh. Đối với gỗ lá kim: Người ta nhận thấy: Khi độ rộng vòng năm tăng lên thì gỗ sớm sinh ra nhiều hơn thì tỷ lệ gỗ sớm và gỗ muộn giảm xuống do đó làm cho chất lượng gốc giảm xuống, mặt dù chu kỳ kinh doanh có ngắn hơn (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. Vì vậy đối với gỗ lá kim ứng với một trị số về tính chất cơ lý người ta phải ghi kèm theo số vòng năm trong 1 cm chiều dài theo hướng tia gỗ trên mặt phẳng cắt ngang. 2.1.2. Tính chất cơ học của gỗ Nghiên cứu cường độ của gỗ dựa vào những nguyên lý tính toán sức bền vật liệu làm cơ sở. Những mặt khác gỗ lại là vật liệu không đồng nhất. cho nên trong các phương pháp tính toán cụ thể lại có những chỗ không hoàn toàn giống nhau. Tính chất cơ học của gỗ phức tạp hơn các vật liệu khác như sắt thép, xi măng,… vì nó biến đổi theo từng loài cây, cũng như theo chiều dọc thớ, xuyên tâm và tiếp tuyến (Lê Xuân Tình, 1998) [15].
8 2.1.2.1. Sức chịu uốn tĩnh - Dầm (xà) trong các kết cấu gỗ thường do lực uốn làm biến dạng. Có thể nói sức chịu uốn tĩnh là chỉ tiêu quan trọng thứ 2 sau lực ép dọc thớ. - Để đánh giá cường độ gỗ thường lấy tổng số hai ứng suất: ép dọc thớ và uốn tĩnh làm tiêu chuẩn. - Khi bị uốn cong, phần gỗ chịu ép biến dạng nhiều hơn phần gỗ chịu kéo. Vì trong gỗ ứng suất kéo dọc thớ lớn gấp 23 lần ứng suất ép dọc thớ. Do đó mặt trung hòa chuyển dịch về phía chịu kéo (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. - Mẫu thử nghiệm có kích thước 20 20 320 mm, kích thước lớn nhất theo chiều dọc thớ. - Mẫu gỗ đặt trên 2 gối tựa tròn cố định, bán kính cong của gối là 15 mm. Cự ly 2 gối là 240 mm. Khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực P/2 là 80 mm, hoặc tại điểm giữa của dầm (P). Tốc độ tăng lực là 7000±1500N/ph (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. - Các loại gỗ lá rộng qui định hướng tác động của lực theo chiều tiếp tuyến. Các loại gỗ lá kim thí nghiệm cả 2 hướng. Ứng suất uốn tĩnh tính theo công thức: + Nếu 2 điểm đặc lực: = ( / ²) . ² + Nếu 1 điểm đặt lực: P = (N/m²) . ² Trong đó: Pmax là lực phá hoại (N); b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m). - Thí nghiệm xác định Mô đun đàn hồi dùng mẫu có hình dạng và kích thước, bố trí như lực uốn tính. - Mỗi mẫu thử, cho lực lặp lại 6 lần. Mỗi lần tác động từ 200÷600N. Tốc độ tăng lực là 5000±1000N/ph. Đọc số trên đồng hồ đo biến hình ngay sau mỗi lần
9 tăng lực. Lấy trị số bình quân biến dạng của 3 lần tăng lực cuối cùng (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. 2.1.2.2. Sức chịu uốn va đập - Về khả năng chịu uốn va đập của gỗ có rất nhiều loại. hiện nay thường chỉ xác định sứ chịu uốn xung kích. Sức chịu uốn xung kích được dùng làm chỉ tiêu đánh giá độ giòn hay độ dẻo của gỗ. - Tính chất này cũng rất quan trọng trong nhiều công trình như gỗ chống lò cần dẻo dai, khó gẫy hoặc gẫy chậm hoặc phát ra tiếng động khi bị phá hoại để người biết, tránh xảy ra tai nạn lao động. Gỗ làm đà giáo cũng đòi hỏi độ dẻo dai cao mới đảm bảo an toàn (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. - Gỗ dùng làm vỏ tàu thuyền, độ dẻo dai là chỉ tiêu rất quan trọng vì công trình phải chịu sự va đập thường xuyên của sóng. Thí nghiệm về sức chịu uốn xung kích của gỗ không phải xác định lực phá hoại mà biểu thị bằng công (N/m) tiêu hóa trong quá trình đập gẫy mẫu gỗ. Đến nay vẫn chưa tìm được công thức nào có thể tính ra ứng suất gỗ sản sinh tương ứng với công tiêu hao của máy. Do đó với công thức dùng để tính sức chịu uốn xung kích, kết quả có được chỉ cho ta tài liệu tham khảo để đánh giá, so sánh phẩm chất gỗ (độ dẻo) nó không có giá trị tính toán trong quá trình thiết kế kết cấu gỗ (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. - Mẫu dùng thí nghiệm sức chịu uốn xung kích có hình dạng và kích thước tương tự như mẫu thử lực uốn tính. Gỗ lá rộng chỉ đập trên mặt tiếp tuyến, còn gỗ lá kim thì đập cả trên 2 mặt xuyên tâm và tiếp tuyến (Lê Xuân Tình, 1998) [15]. 2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2.2.1. Trên Thế giới Những nghiên cứu về sự biến đổi tính chất vật lý và cơ học của gỗ là nhiệm vụ quan trọng đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm, việc
10 nghiên cứu tính chất vật lý và cơ học của gỗ nhằm lựa chọn giống cây trồng trong sản xuất, nâng cao năng suất và tính bền vững của sản xuất nông lâm nghiệp, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, công an việc làm, xóa đói giảm nghèo, nâng cao trình độ dân trí. Ở các nước phát triển trên thế giới, việc nghiên cứu các tính chất vật lý và cơ học gỗ rừng nói chung và gỗ rừng trồng nói riêng. Các nhà khoa học quan tâm và tập chung tìm hiểu về việc nghiên cứu các tính chất vật lý và cơ học của nhiều loài gỗ rừng trồng và đã công bố mấy chục năm gần đây bước đầu cho thấy việc nghiên cứu tính chất vật lý, cơ học của gỗ rất cần thiết và quan trọng. Những nghiên cứu về sự biến đổi tính chất vật lý và cơ học của một số loại gỗ trên thế giới như: Ở tỉnh Phúc Kiến, Trung Quốc cũng có nghiên cứu về tính chất vật lý, cơ học của loài cây Sa mộc hay còn gọi là cây Linh Sam, kết quả cho thấy ở độ ẩm 12% khối lượng thể tích từ 0.31 - 0.46 g/cm3, MOR từ 35.3 - 43.3 MPa, MOE từ 6.6-10.6 GPa (Lin và cộng sự, 1984) [17]. Như vậy có thể thấy qua các nghiên cứu ở các nơi khác nhau trên thế giới tăng thì KLTT của cây Sa mộc biến động trong khoảng 0.3 - 0.78 g/cm3, MOR biến động trong khoảng 28.1 - 70.9 MPa và MOE biến động trong khoảng 6.6 - 10.5 Gpa. Nghiên cứu Tính chất cơ lý của cây keo lai (Ac keo auriculiformis x A mangium), Sử dụng các mẫu trong điều kiện xanh và khô, Rokeya et al. Phát hiện ra rằng cây keo lai MOR: 734 kg/cm 2 (màu xanh lá cây), 756 kg/cm² (không khí khô); MOE: 79 kg/cm² (xanh lá cây), 117 kg/cm² (khô không khí); cho thấy độ uốn và nén tính thấp hơn so với Teak (MOR: 867kg/cm² (xanh lá cây), 1008 kg/cm² (khô không khí); MOE: 120 kg/cm2 (xanh), 131 kg/cm² (khô không khí). So sánh ba loại cây khô eo, đó là Ac keo hybrid, Ac keo auriculiformis và Ac keo mangium, MOE và MOR của cây keo lai, được tìm thấy là lớn hơn. Cả điều kiện xanh và khô không khí, tham số uốn tĩnh và nén song song với hạt có giá trị thấp hơn đối với AH so với