Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi đến tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

MỤc tiêu của đề tài là nghiên cứu được sự biến đổi của khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ ở các tuổi khác nhau; nghiên cứu được sự biến đổi của độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ ở các tuổi khác nhau; đánh giá được ảnh hưởng của tuổi đến sự thay đổi về khối lượng thể tích và các tính chất cơ học độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi đến tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM KHỔNG VĂN MẠNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ HỌC CỦA GỖ KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium) TRỒNG TẠI HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC Thái Nguyên - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM KHỔNG VĂN MẠNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ HỌC CỦA GỖ KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium) TRỒNG TẠI HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN Ngành: Lâm học Mã số ngành: 8620201 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Nguyễn Văn Thái 2. TS. Dương Văn Đoàn Thái Nguyên - 2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là nội dung nghiên cứu riêng của bản thân tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong khóa luận là trung thực. Kết quả nghiên cứu chưa được sử dụng công bố trên tài liệu nào khác. Nếu có gì sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm./. Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2020 Xác nhận của GVHD 1 Học viên TS. Nguyễn Văn Thái Khổng Văn Mạnh Xác nhận của GVHD 2 TS. Dương Văn Đoàn
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đào tạo Thạc sĩ chuyên ngành Lâm học tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, tôi xin chân thành cảm ơn đến: Quý thầy cô giáo Ban giám hiệu nhà trường, tập thể giảng viên khoa Lâm nghiệp, tập thể cán bộ phòng Đào tạo sau đại học - trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian khóa học. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Hạt Kiểm lâm huyện Phú Lương đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và ủng hộ về mặt tinh thần trong quá trình học tập để tôi đạt được kết quả này; tập thể cán bộ Hạt Kiểm lâm huyện Phú Lương đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình điều tra hiện trường, thu thập mẫu phục vụ cho quá trình nghiên cứu. Đặc biệt, tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Văn Thái và TS. Dương Văn Đoàn đã dành nhiều thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành luận văn này. Cảm ơn gia đình và những người thân, bạn bè đã giúp đỡ về mọi mặt để tôi hoàn thành được khóa học này. Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn còn hạn chế và bản thân mới bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp quan tâm góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2020 Học viên Khổng Văn Mạnh
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................v DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ vi DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ vii MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1 2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................3 3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................................3 3.1. Ý nghĩa học tập ....................................................................................................3 3.2. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................4 3.3. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................4 Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .................................................................4 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu ................................................................4 1.1.1. Khối lượng thể tích ...........................................................................................5 1.1.2. Tính chất cơ học của gỗ ....................................................................................7 1.1.3. Sự biến đổi tính chất gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ ...........................................10 1.2. Những nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam ...............................................12 1.2.1. Trên Thế giới ...................................................................................................13 1.2.2. Ở Việt Nam .....................................................................................................15 1.3. Tổng quan khu vực chọn mẫu nghiên cứu .........................................................17 1.3.1. Khái quát về Thái Nguyên ..............................................................................17 1.3.2. Khái quát về huyện Phú Lương.......................................................................19 1.3.3. Các nguồn tài nguyên ......................................................................................23 1.4. Một số đặc điểm Keo tai tượng (Acacia mangium) ...........................................30 1.4.1. Đặc điểm hình thái ..........................................................................................30
iv 1.4.2. Đặc điểm sinh thái ...........................................................................................32 1.4.3. Ưu điểm của Keo tai tượng .............................................................................32 1.4.4. Hướng sử dụng ................................................................................................33 1.4.5. Giá trị ..............................................................................................................33 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................................................35 2.1. Đối tượng và phạm vi.........................................................................................35 2.1.1. Đối tượng ........................................................................................................35 2.1.2. Phạm vi ............................................................................................................35 2.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................35 2.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................35 2.3.1. Phương pháp thu thập mẫu và xử lý mẫu........................................................35 2.3.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................................39 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................44 3.1. Sự biến đổi về khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ .............................44 3.2. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ ...............................................................................................................46 3.2.1. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ .....................................46 3.2.2. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ ......................48 3.3. Ảnh hưởng của tuổi đến sự thay đổi của khối lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh, và mô đun đàn hồi uốn tĩnh .......................................................................50 3.4. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ học.....................52 3.4.1. Mối tương quan giữa độ bền uốn tĩnh và khối lượng thể tích ........................52 3.4.2. Mối tương quan giữa mô đun đàn hồi uốn tĩnh và khối lượng thể tích ..........54 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................................57 1. Kết luận .................................................................................................................57 2. Kiến nghị ...............................................................................................................58 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................59
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa từ MOR Độ bền uốn tĩnh (Modulus of rupture) MOE Mô đun đàn hồi uốn tĩnh (Modulus of elasticity) KLTT Khối lượng thể tích D1,3 Đường kính ở 1,3 m Hvn Chiều cao vút ngọn
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Thông tin cơ bản của các cây mẫu Keo tai tượng. ...................................36 Bảng 3.1. Giá trị khối lượng thể tích và kết quả phân tích phương sai giữa ba vị trí bán kính ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng................................44 Bảng 3.2. Giá trị độ bền uốn tĩnh và kết quả phân tích phương sai giữa ba vị trí bán kính ở các độ tuổi khác nhau của Keo tai tượng...........................46 Bảng 3.3. Giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh và kết quả phân tích phương sai giữa ba vị trí bán kính ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng................................48 Bảng 3.4. Kết quả phân tích phương sai sự khác biệt các tính chất gỗ ở 3 tuổi khác nhau của gỗ Keo tai tượng ..................................................................51 Bảng 3.5. Mô hình dự đoán độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng thông qua chỉ số khối lượng thể tích .........................................................................53 Bảng 3.6. Mô hình dự đoán mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng thông qua chỉ số khối lượng thể tích .........................................................................54
vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lí huyện Phú Lương........................................................20 Hình 2.1. Chọn cây mẫu và đo đếm thông tin...........................................................37 Hình 2.2. Quy trình xẻ mẫu thí nghiệm từ mỗi cây Keo tai tượng ...........................38 Hình 2.3. Tiến hành thực hiện cắt mẫu thí nghiệm ...................................................39 Hình 2.4. Thực hiện thí nghiệm đo khối lượng thể tích ............................................40 Hình 2.5. Thiết bị đo độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh ..........................42 Hình 3.1. Sự biến đổi khối lượng thể tích ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng ......................................................................................................45 Hình 3.2. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng .....47 Hình 3.3. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng ....................................................................49 Hình 3.4. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và độ bền uốn tĩnh khi kết hợp cả ba tuổi ................................................................................................53 Hình 3.5. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và mô đun đàn hồi uốn tĩnh khi kết hợp cả ba tuổi ................................................................................................55
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Keo tai tượng (tên khoa học là Acacia mangium Willd.) bắt đầu xuất hiện ở Việt Nam vào những năm 1980. Loài này đã dần được trồng phổ biến đặc biệt ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam bởi vì khả năng thích ứng rộng với các điều kiện tự nhiên khác nhau (Nguyễn Hoàng Nghĩa 2003; Phí Hồng Hải 2018). Keo tai tượng là loài có biên độ sinh thái rộng, có thể mọc được ở những nơi đất có độ PH thấp, nghèo dinh dưỡng, có khả năng cạnh tranh với nhiều loài cỏ dại, ít sâu bệnh và có giá trị kinh tế cao. Rễ keo có nhiều nốt sần cố định đạm nên Keo tai tượng có khả năng cải tạo đất tốt. Tuy nhiên, những nghiên cứu hiện nay về Keo tai tượng chủ yếu tập chung vào đánh giá khả năng sinh trưởng, chọn giống, chống chịu sâu bệnh cũng như sản lượng gỗ. Những nghiên cứu liên quan đến chất lượng gỗ Keo tai tượng trồng ở Việt Nam hiện nay còn hạn chế. Hiện tại, với tình hình chung của thế giới là sự nóng lên toàn cầu, thế giới đang phải chịu rất nhiều các thiên tai do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Một trong các hiện tượng đó là sự tăng nhiệt độ của trái đất. Để giảm bớt sự nóng lên của trái đất thì cách hữu hiệu nhất vẫn là tích cực tăng thêm diện tích che phủ của rừng trên bề mặt bằng cách trồng rừng che phủ đất. Và hiện nay, các quốc gia trên thế giới đều đang tích cực trong vấn đề này, vì Keo là loài thích nghi tốt và biên độ sinh thái rộng nên nó được đa số quốc gia trên thế giới đưa vào là cây trồng chính để tăng diện tích rừng. Cho đến nay Keo tai tượng đã được gây trồng trên nhiều vùng sinh thái của cả nước như vùng trung tâm Đông Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam Trung Bộ… Với nguồn giống chủ yếu là các hạt giống lấy từ các rừng giống đã được công nhận trong nước hoặc nhập nội từ Úc. Kết quả gây trồng bước đầu thu được đã có rất nhiều triển vọng. Thực tế hiện nay cho thấy, bên
2 cạnh giống cây tốt, nếu như không có giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý trong các khâu trồng, nuôi dưỡng và chăm sóc rừng thì không thể đạt được mục đích kinh doanh mong muốn. Thái Nguyên là một trong những tỉnh có điều kiện sinh trưởng phù hợp với cây Keo tai tượng, với các huyện phụ cận như Phú Lương được đánh giá là có điều kiện phổ nhưỡng khí hậu phù hợp, diện tích trồng keo để sản xuất kinh tế và che phủ đất là khá lớn. Theo quyết định công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2019, diện tích rừng của tỉnh Thái Nguyên là 187.545 ha trong đó diện tích rừng trồng là 111.064 ha (Bộ NN&PTNT, 2019). Trong rừng trồng, thì cây Keo tai tượng là một trong những loài cây chủ yếu được trồng ở hầu hết các huyện của tỉnh Thái Nguyên. Gỗ Keo tai tượng là loại gỗ nhẹ, có tỷ trọng 0,45 - 0,50, ở giai đoạn sau 12 tuổi có thể đạt 0,59, thích hợp cho sản xuất gỗ lớn, gỗ dán, ván dăm, và làm giấy (Triệu Thị Thu Hà và Phí Hồng Hải 2016). Nghiên cứu xác định tính sự biến đổi tính chất vật lý, cơ học của 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. Kết quả xác định sự biến đổi tính chất vật lý, cơ học của gỗ là cơ sở khoa học rất cơ bản và quan trọng để tìm hiểu về bản chất của gỗ, là căn cứ để sử dụng, chế biến, bảo quản gỗ hợp lý và hiệu quả tài nguyên gỗ, là những tiêu chí để đánh giá chất lượng rừng, đánh giá tuyển chọn giống. Nhiệm vụ nghiên cứu xác định sự biến đổi tính chất vật lý và cơ học của gỗ phải là một hoạt động khoa học thường xuyên phục vụ cho nghiên cứu, sản xuất trong mỗi thời kỳ. Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự biến đổi tính chất vật lý và cơ học của gỗ nói chung và gỗ Keo tai tượng nói riêng đó chính là tuổi. Gỗ mọc nhanh rừng trồng thường có xu hướng tăng nhanh các tính chất cơ vật lý ở giai đoạn đầu sinh trưởng và sau khi đạt đến một độ tuổi nhất định thì các tính chất đó sẽ dần ổn định rồi sau đó có thể giảm xuống. Hiện nay, Keo tai tượng trồng ở Thái Nguyên thường được khai thác ở độ tuổi từ 5-7 cho mục đích sản
3 xuất bột giấy, viên nén và các loại ván nhân tạo. Xu thế trồng rừng để lấy gỗ lớn đang được chính phủ hết sức quan tâm, nó nằm trong chiến lược phát triển ngành Lâm Nghiệp Việt Nam giai đoạn 2020-2030. Câu hỏi được đặt ra là liệu khi để Keo tai tượng lên đến trên 10 năm thì tính chất cơ vật lý sẽ tăng hay giảm? Chính vì lý do đó tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi đến tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên” để nhằm kiểm tra được ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi về tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng. 2. Mục tiêu của đề tài  Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu được ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi các tính chất vật lý và cơ học gỗ Keo tai tượng.  Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu được sự biến đổi của khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ ở các tuổi khác nhau. - Nghiên cứu được sự biến đổi của độ bền uốn tĩnhvà mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ ở các tuổi khác nhau. - Đánh giá được ảnh hưởng của tuổi đến sự thay đổi về khối lượng thể tích và các tính chất cơ học độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh. - Nghiên cứu được mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ học gỗ Keo tai tượng độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh. 3. Ý nghĩa của đề tài 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. - Củng cố được kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành cho bản thân phục vụ cho công việc sau này. Tích lũy những kinh nghiệm cho công việc khi đi làm.
4 - Rèn luyện về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ thực tế. 3.2. Ý nghĩa khoa học - Tạo điều kiện cho học 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 Keo tai tượng. - Là cơ sở khoa học để lựa chọn các giải pháp khai thác, chế biến và bảo quản gỗ Keo tai tượng. 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 Keo tai tượng đề xuất một số giải pháp kiến nghị về phương pháp, cách thức chế biến và bảo quản gỗ Keo tai tượng. - Nâng cao kiến thức thực tế của bản thân phục vụ cho công tác sau khi ra trường. Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
5 1.1.1. Khối lượng thể tích 1.1.1.1. 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 một đơn vị thể tích gỗ. Lê Xuân Tình, (1998) Trong đó: m là khối lượng tính bằng g hoặc kg; v là thể tích tính bằng cm3 hoặc m3 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. 1.1.1.2. Phương pháp xác định khối lượng thể tích 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 0,01mm. Cân khối lượng mẫu gỗ chính xác đến 0,01g. Lê Xuân Tình (1998) 1.1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới khối lượng thể tích  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 cấu tạo 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 tương ứng với độ rỗng lớn và ngược lại. Lê Xuân Tình (1998)  Tỉ lệ gỗ sớm - gỗ muộn
6 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. Thông thường, 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 gỗ nhỏ. Lê Xuân Tình (1998)  Độ ẩm Lượng nước chứa trong gỗ 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.  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 khối lượng thể tích trung bình giữa gốc và ngọn từ 10 - 25%. Lê Xuân Tình (1998). Khối lượng thể tích ở gần tủy và vỏ là nhỏ nhất. Khối lượng thể tích ở gỗ lõi lớn hơn ở gỗ giác.  Tuổi cây và điều kiện sinh trưởng Ở tuổi thành thục sinh học, gỗ có khối lượng thể tích cao hơn so với tuổi già và tuổi non. 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)  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
7 vòng, vòng năm rộng vừa rút ngắn chu kỳ kinh doanh vừa nâng cao chất lượng Vũ Huy Đại (2016). 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 gỗ giảm xuống, mặt dù chu kỳ kinh doanh có ngắn hơn. Vũ Huy Đại (2016) 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 1cm chiều dài theo hướng tia gỗ trên mặt phẳng cắt ngang. 1.1.2. 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. Nhưng 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).  Ứng lực Khi lực bên ngoài tác động, các phần tử bên trong gỗ sản sinh nội lực chống lại, đó là ứng lực, kí hiệu là P đơn vị là Newton (N). Khi chịu lực tác động, hình dạng và kích thước của vật cũng bị biến đổi. Vũ Huy Đại (2016). Ứng lực có tác dụng chống lại lực tác động từ bên ngoài, đồng thời có tác dụng khôi phục hình dạng và kích thước cũ của vật thể. Ứng lực bằng ngoại lực về trị số nhưng ngược chiều. Vũ Huy Đại (2005)  Biến hình
8 Sau khi bị ngoại lực tác dụng, gỗ ít nhiều đều thay đổi về hình dạng và kích thước. Hoàng Thị Hiền (2016). Hiện tượng đó gọi là sự biến dạng (hay biến hình) Lê Xuân Tình (1998). Biến dạng thường biểu thị bằng độ tăng giảm dài tuyệt đối - gọi là biến dạng tuyệt đối ∆l. Hoặc độ tăng giảm dài tương đối - gọi là biến dạng tương đối (l). Trong đó: ∆l là biến dạng tuyệt đối (cm); l chiều dài vật thể (cm) 1.1.2.1. Độ bền uốn tĩnh (độ bền uốn tĩnh - modulus of rupture) và mô đun đàn hồi uốn tĩnh (mô đun đàn hồi uốn tĩnh - modulus of elasticity) Độ bền uốn tĩnhhay giới hạn bền khi uốn tĩnh (ĐỘ BỀN UỐN TĨNH) là một trong 2 chỉ tiêu cơ học quan trọng để đánh giá cường độ của gỗ. Mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnhcũng đánh giá khả năng chống lại tác dụng của ngoại lực đối với gỗ. Từ các giá trị về giới hạn bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ, ta có thể lấy đó làm cơ sở cho việc tính toán và chọn kết cấu cho phù hợp trong việc sử dụng gỗ làm dầm, ván,... cũng như việc lựa chọn phương án gia công chế biến. * 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. 1.1.2.2. Thí nghiệm xác định lực uốn tĩnh và mô đun đàn hồi a, Xác định lực uốn tĩnh
9 - 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). - Các loại gỗ lá rộng quy 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: (N/m2 + Nếu 1 điểm đặt lực: (N/m2 Trong đó: Pmax là lực phá hoại (N); l cự ly hai gối (m) b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m). b, Xác định mô đun đàn hồi uốn tĩnh Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi uốn tĩnh 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 ± 1000 N/ph. Đọc số trên đồng hồ đo biến hình ngay sau mỗi lần tăng lực. Lấy trị số bình quân biến dạng của 3 lần tăng lực cuối cùng. Lê Xuân Tình (1998). Tính mô đun đàn hồi theo công thức sau, chính xác đến 108N/m2: MO (N/m2) cho 2 điểm đặt lực MO (N/m2) cho 1 điểm đặt lực
10 Trong đó: l cự ly hai gối (m); b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m); f là độ võng; P’ = 600 - 200N = 400N hoặc P’ = 400 - 200N = 200N. 1.1.3. Sự biến đổi tính chất gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ 1.1.3.1. Tính không đồng nhất của gỗ trong một vòng tăng trưởng Thường có sự khác nhau rõ ràng giữa gỗ sớm và gỗ muộn của gỗ mọc ở vùng ôn đới. Gỗ muộn có màu đậm hơn và nặng hơn gỗ sớm. Sự thay đổi về tổ chức tế bào có quan hệ với sự khác nhau về cơ chế sinh trưởng tại các thời điểm khác nhau trong khi gỗ được hình thành. Khối lượng thể tích khác nhau giữa gỗ sớm và gỗ muộn trong một vòng tăng trưởng, cũng như khối lượng thể tích của cả vòng tăng trưởng và đặc điểm của sự chuyển tiếp từ gỗ sớm sang gỗ muộn là rất quan trọng trong việc điều chỉnh các tính chất của gỗ. Trong thực tế, khối lượng thể tích có thể là đặc điểm quan trọng mà có thể được dùng như một chỉ số về sự ứng xử vật lí của gỗ. Khối lượng thể tích tăng giữa gỗ sớm và gỗ muộn đã được ghi nhận ở một số loại gỗ bởi một số nhà điều tra. Tuy nhiên, số liệu về sự phân bố khối lượng thể tích ngang theo vòng tăng trưởng cho tới gần đây vẫn chưa có, bởi sự khó khăn về kỹ thuật để có được các thông tin này. Việc ứng dụng tia beta đã tạo được sự đảm bảo cho việc vẽ đồ thị khối lượng thể tích bằng cách cho các lát gỗ mỏng đi qua chùm tia beta. Do khối lượng thể tích có liên quan trực tiếp đến sự hấp thụ phóng xạ, nên đã thu được đồ thị diễn tả sự biến động về khối lượng thể tích ngang theo vòng tăng trưởng. 1.1.3.2. Tính không đồng nhất của gỗ giữa các vòng tăng trưởng Tính chất không đồng nhất của gỗ giữa các vòng tăng trưởng không thể hiện rõ ràng. Giả sử rằng sự khác nhau về độ rộng vòng năm sẽ cho thấy sự
11 không đồng nhất về tính chất và cấu tạo. Tuy nhiên, độ rộng vòng tăng trưởng không là một dấu hiệu tốt về sự không đồng nhất về khối lượng thể tích. Kiểu biến động tiêu biểu theo chiều xuyên tâm phải được xác định bởi khối lượng thể tích, chiều dài của các tế bào, hoặc các tính chất vật lí khác. Khối lượng thể tích trong một vòng tăng trưởng có liên quan trực tiếp với đường kính và chiều dày vách của các tế bào ở cả phần gỗ sớm và phần gỗ muộn. Sự biến động về khối lượng thể tích trong vòng năm giống như với trường hợp của chiều dài sợi. Ngang theo các vòng tăng trưởng thì sự biến động về khối lượng thể tích có sự khác nhau giữa các phần gỗ sớm và các phần gỗ muộn khi chúng được xem xét riêng rẽ. So sánh diễn biến của chiều dài các tế bào và khối lượng thể tích ngang theo các vòng tăng trưởng, có thể rút ra một số kết luận đó là: thứ nhất, các đường cong diễn tả sự biến động về chiều dài sợi và khối lượng thể tích của phần gỗ muộn là giống nhau; thứ hai, các đường cong được xác lập riêng với phần gỗ sớm cho thấy trong khi chiều dài tế bào tăng theo tuổi, thì khối lượng thể tích giảm cho tới khi đạt giá trị nhỏ nhất. Hình dạng của đường cong diễn tả khối lượng thể tích của gỗ sớm gần giống với đường cong diễn tả chiều dài các tế bào của phần gỗ muộn nhưng ngược chiều. 1.1.3.3. Tính không đồng nhất giữa gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp Phần gỗ được hình thành vào giai đoạn đầu của quá trình sinh trưởng có độ rộng vòng năm giảm dần từ tuỷ ra phía ngoài gọi là gỗ sơ cấp hay còn gọi là gỗ tuổi non. Phần gỗ hình thành vào giai đoạn sau của quá trình sinh trưởng (tốc độ sinh trưởng ổn định hay nói cách khác độ rộng vòng năm ít thay đổi) gọi là gỗ thứ cấp hay còn gọi là gỗ tuổi trưởng thành. Số vòng năm của phần gỗ sơ cấp biến động trong khoảng từ 5 đến 20 năm tuỳ thuộc vào loài cây khác nhau. Các khái niệm này giúp chúng ta giải thích vì sao các tính chất gỗ có sự thay đổi dần giữa gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp.