Ảnh hưởng của tham số ép đến độ đàn hồi trở lại và phân bố khối lượng riêng theo chiều dày của gỗ keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis)

chứng 
 Phân bố khối lượng 
 EN 323 17 x 50 x 50 100 5 
 riêng 
 Các mẫu sau khi ép được để ổn định trong lượng riêng trung bình (KLRtb); khối lượng 
 o
phòng bảo ôn ở nhiệt độ môi trường 20 ± 2 C và riêng lớn nhất theo chiều dày mẫu (KLRmax); 
độ ẩm môi trường 65 ± 2% cho đến khi mẫu đạt khối lượng riêng nhỏ nhất theo chiều dày mẫu 
độ ẩm 12%. Cho mẫu vào túi nhựa kín trước khi (KLRmin); khoảng cách từ bề mặt tới vị trí có 
đem đi tiến hành kiểm tra tính chất mẫu. khối lượng riêng lớn nhất (PDi); khoảng cách 
 Để mô tả biểu đồ phân bố mật độ của gỗ từ bề mặt tới vùng có khối lượng riêng thay đổi 
nén (hình 2), các thông số đặc trưng gồm: Khối đột ngột (Pb). 
146 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2019 
 Công nghiệp rừng 
 Hình 2. Các thông số đặc trưng của phân bố khối lượng riêng 
 Phương pháp xử lý số liệu, đánh giá kết quả quá trình ép đều ảnh hưởng đến độ đàn hồi trở 
 Tất cả các tham số kiểm tra được xử lý bằng lại và hình dạng của biểu đồ phân bố khối 
thống kê toán học (phần mềm SPSS version 22.0). lượng riêng với mức độ ảnh hưởng khác nhau. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả kiểm tra độ đàn hồi trở lại của 
 Phân bố khối lượng riêng của gỗ theo gỗ nén 
phương chiều dày là một chỉ số quan trọng Tỷ suất nén thực tế và độ đàn hồi trở lại của 
phản ánh tính chất vật lý, cơ học của gỗ nén. gỗ nén ở 9 chế độ nén đặc trưng được thể hiện 
Kết quả nghiên cứu cho thấy, các tham số của như bảng 3. 
 Bảng 3. Tỷ suất nén thực tế và độ đàn hồi trở lại của gỗ nén 
 Nhiệt độ nén Thời gian nén Tỷ suất nén thực Độ đàn hồi trở 
TT Tỷ suất nén (%) 
 (oC) (phút) tế (%) lại (%) 
 1 30 140 60 27,3 3,92 (0,4) 
 2 30 140 180 28,0 2,86 (0,2) 
 3 30 180 60 27,5 3,13 (0,4) 
 4 30 180 180 28,5 2,29 (0,2) 
 5 40 160 120 37,5 4,11 (0,3) 
 6 50 140 60 47,5 5,01 (0,8) 
 7 50 140 180 48,8 4,42 (0,5) 
 8 50 180 60 47,7 4,57 (0,6) 
 9 50 180 180 47,9 4,22 (0,2) 
Ghi chú: Trị số trong ngoặc (*) là độ lệch chuẩn. 
 Tỉ suất nén thực tế của gỗ nén là tỉ lệ phần của quá trình nén ép. 
trăm chênh lệch giữa chiều dày phôi trước khi Sau khi gỗ được làm lỏng lẻo cấu trúc, nếu 
nén và chiều dày phôi sau khi nén và để ổn tiếp tục được gia nhiệt thì sẽ tạo cho gỗ có cấu 
định trong không khí. Do đó, mức độ nén của trúc mới (giai đoạn định hình), để thực hiện 
gỗ phụ thuộc rất lớn vào tính chất của gỗ trong được yêu cầu này cần thiết phải có giai đoạn 
quá trình nén. Đặc biệt là việc làm lỏng lẻo cấu định hình sản phẩm. Giai đoạn này có thể kết 
trúc gỗ trong quá trình nén. Mức độ lỏng lẻo hợp ngay trong quá trình ép nhiệt bằng cách 
của cấu trúc có thể được tạo ra thông qua giai kéo dài thời gian ép hoặc thêm một bước gọi là 
đoạn hoá mềm, cũng như các thông số khác xử lý sau (post treatment). 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2019 147 
 Công nghiệp rừng 
 Kết quả bảng 3 cho thấy, với cùng mức hồi nguyên trạng của vật liệu bị tác động bởi 
nhiệt độ 140oC và thời gian nén 60 phút khi tỷ nội ứng suất bên trong của gỗ sau khi nén ép. 
suất nén tăng từ 30% tới 50%; độ đàn hồi trở Trị số nội ứng suất bên trong của gỗ phụ thuộc 
lại của gỗ tăng với các trị số tương ứng là vào loại gỗ, mức độ dẻo hoá, tỷ suất nén, áp 
3,92% và 5,01% (tăng 28%). Với cùng mức tỷ suất ép, độ ẩm của gỗ Do vậy, khi thời gian 
suất nén 30% và thời gian nén 60 phút khi ép ngắn, tỷ suất nén cao độ đàn hồi trở lại của 
nhiệt độ ép tăng từ 140oC tới 180oC; độ đàn gỗ nén sẽ tăng. Kết quả này cũng tương đồng 
hồi trở lại của gỗ giảm với các trị số tương ứng với nghiên cứu của Laskowska (Laskowska, 
là 3,92% và 3,13% (giảm 20%). Với cùng mức 2017) khi nghiên cứu nén ép gỗ Bạch dương 
tỷ suất nén 30% và nhiệt độ ép 140oC khi thời (Betula pendula). 
gian ép tăng từ 60 phút tới 180 phút; độ đàn 3.2. Biểu đồ phân bố khối lượng riêng 
hồi trở lại của gỗ giảm với các trị số tương ứng Biểu đồ phân bố khối lượng riêng theo 
là 3,92% và 2,86% (giảm 27%). Tỷ suất nén và chiều dày của các mẫu nén tương ứng với các 
thời gian ép ảnh hưởng rõ ràng hơn đến độ đàn chế độ ép khác nhau được thể hiện như hình 3, 
hồi trở lại so với ảnh hưởng của nhiệt độ ép. 4 và 5. 
 Độ đàn hồi trở lại của gỗ là khả năng phục 
 Tỷ suất nén 30%: 
 (a) 
 (b) 
 Hình 3. Biểu đồ phân bố khối lượng riêng khi nén với tỷ suất nén 30% 
 tại các mức nhiệt độ: (a) 140oC và (b) 180oC 
148 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2019 
 Công nghiệp rừng 
Tỷ suất nén 50%: 
 (a) 
 (b) 
 Hình 4. Biểu đồ phân bố khối lượng riêng khi nén với tỷ suất nén 50% 
 tại các mức nhiệt độ: (a) 140oC và (b) 180oC 
Tỷ suất nén 40% (thí nghiệm tại tâm): 
 Hình 5. Biểu đồ phân bố khối lượng riêng khi nén ở nhiệt độ 160oC, tỷ suất nén 40% 
 với thời gian nén 120 phút 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2019 149 
 Công nghiệp rừng 
 Ảnh hưởng của tham số ép tới trị số của các riêng của gỗ nén được thể hiện như bảng 4. 
thông số đặc trưng cho phân bố khối lượng 
 Bảng 4. Ảnh của tham số ép tới trị số của các chỉ số đặc trưng phân bố khối lượng riêng 
 Tỷ suất nén 40 
 Tỷ suất nén 30 (%) Tỷ suất nén 50 (%) 
 Kết quả tương ứng (%) 
 từng cấp nhiệt độ Thời gian (phút) Thời gian (phút) Thời gian (phút) 
 60 180 120 60 180 
 Đối chứng 540 540 540 
 140°C 760 810 1005 1010 
 KLR 
 tb 160°C 910 
 (kg/m3) 
 180°C 810 830 1010 1050 
 140°C 911 1015 1165 1170 
 KLR 
 max 160°C 1150 
 (kg/m3) 
 180°C 970 958 1185 1218 
 140°C 704 745 950 947 
 KLR 
 min 160°C 830 
 (kg/m3) 
 180°C 750 768 947 981 
 140°C 1,03 1,21 1,05 1,24 
PDi (mm) 160°C 1,25 
 180°C 1,23 2,27 1,25 2,25 
 140°C 2,85 2,56 2,83 2,52 
 Pb (mm) 160°C 2,57 
 180°C 2,52 3,65 2,59 3,69 
 Ảnh hưởng của tỷ suất nén: Tỷ suất nén ảnh lượng đánh nhẵn bề mặt sau khi nén ép. 
hưởng rõ rệt tới KLRtb, KLRmax và KLRmin; Trị số KLRtb, KLRmax và KLRmin tăng khi 
ảnh hưởng không rõ nét tới trị số của PDi và nhiệt độ nén ép tăng; ví dụ: KLRtb bằng 810 
 3 o
Pb. Khi tăng tỷ suất nén từ 30% đến 50%, kg/m khi ép ở nhiệt độ 180 C và bằng 760 
 3 o
KLRtb tăng 24,7%, KLRmax tăng 15,3% và kg/m khi ép ở nhiệt độ 140 C, với tỷ suất nén 
KLRmin tăng 27,1% với cùng mức nhiệt độ ép 30% và thời gian ép 60 phút. Từ kết quả 
140oC và thời gian ép 180 phút. Tỷ suất nén nghiên cứu cho thấy, để tăng khối lượng riêng 
tăng làm cho khối lượng riêng của gỗ tăng, của gỗ nén nên chọn giải pháp tăng nhiệt độ 
tuy nhiên quan hệ này không tuyến tính vì khi nén ép. Gỗ nén ở nhiệt độ cao do được dẻo hoá 
tăng tỷ suất nén sẽ làm tăng độ đàn hồi trở lại tốt hơn và độ đàn hồi trở lại của gỗ giảm. Tuy 
của gỗ. nhiên, cần tính toán lựa chọn trị số nhiệt độ 
 Ảnh hưởng của nhiệt độ nén: Nhiệt độ nén nén ép cụ thể tương ứng với từng loại gỗ và 
ép ảnh hưởng rõ rệt nhất tới khối lượng riêng, mục đích sử dụng sản phẩm; vì nén ép ở nhiệt 
tới PDi và ảnh hưởng không rõ nét tới Pb. Kết độ cao gỗ dễ sinh ra khuyết tật, như cong vênh 
quả nghiên cứu cho thấy khoảng cách từ bề và giảm độ bền uốn, kết quả này cũng tương 
mặt tới vị trí có khối lượng riêng lớn nhất đồng với nghiên cứu của Zhou và cộng sự 
(PDi) giảm khi nhiệt độ ép thấp và ngược lại. (Zhou, Chen, Tu, Zhu, & Li, 2019). 
 o
Cụ thể: PDi bằng 1,2 mm ở nhiệt độ 140 C và Ảnh hưởng của thời gian nén: Thời gian nén 
 o
bằng 1,5 mm ở nhiệt độ 180 C, với tỷ suất nén ép ảnh hưởng tương đỗi rõ nét đến KLRtb và 
30% và thời gian ép 180 phút. PDi là một PDi; ảnh hưởng không ró nét tới KLRmax, 
thông số quan trọng để đánh giá độ cứng bề KLRmin và Pb. Ví dụ: Khi tăng thời gian nén ép 
mặt của gỗ nén, là bề mặt chịu lực khi sử dụng. từ 60 phút đến 180 phút, KLRtb tăng 6,5% và 
 o
Đồng thời, trị số PDi là căn cứ để xác định PDi tăng 17,5% ở mức nhiệt độ 140 C và tỷ 
150 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2019 
 Công nghiệp rừng 
suất nén 30%. Thời gian ép tăng có tác động PDi tăng khi thời gian nén ép tăng. 
tích cực đến mức độ dẻo hoá của gỗ, đồng thời 4. Mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ nén và 
hạn chế sự đàn hồi trở lại; kết quả này cũng thời gian nén đến độ đàn hồi trở lại của gỗ là 
tương đồng với nghiên cứu của Kudela và tương đương. Tuy nhiên, nhiệt độ nén ảnh 
cộng sự khi nghiên cứu ảnh hưởng của tham số hưởng rõ nét hơn đến các thông số đặc trưng 
nén ép đến độ ổn định kích thước và khối của biểu đồ phân bố mật độ so với ảnh hưởng 
lượng riêng của gỗ Dẻ gai (Fagus sylvatica) của thời gian nén. 
(Kúdela, Rousek, Rademacher, Rešetka, & LỜI CẢM ƠN 
Dejmal, 2018). Tác giả trân trọng cảm ơn Bộ Nông nghiệp 
 Về cơ chế và nguyên nhân: Trong quá trình và PTNT, Trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp 
nén, cấu trúc lignocellulose thay đổi do tác đỡ về pháp lý và kinh phí thực hiện đề tài: 
động đồng thời của nhiệt độ và độ ẩm; các “Nghiên cứu công nghệ biến tính và bảo quản 
nhóm carboxyl trong hemicellulose bị phá hủy gỗ rừng trồng nâng cao độ bền cơ học, độ ổn 
hoặc một phần của hemicellulose đã bị thủy định kích thước của gỗ đáp ứng yêu cầu 
phân hoặc loại bỏ; liên kết ester của các nhóm nguyên liệu sản xuất đồ mộc, ván sàn chất 
carboxylic từ lignin và/hoặc hemicellulose lượng cao”. Cảm ơn Viện Công nghiệp gỗ, 
được hình thành. Nhiệt độ và độ ẩm đã ảnh Trường Đại học Lâm nghiệp; Công ty Cổ phần 
hưởng rõ rệt đến sự chuyển đổi trạng thái từ BWG, Mai Châu, Hoà Bình; Công ty Cổ phần 
đàn hồi sang đàn dẻo của gỗ và dưới tác dụng Lâm nghiệp Tháng 5, Nghệ An đã giúp đỡ về 
của áp suất nén sẽ làm giảm độ rỗng trong gỗ; cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm cho việc 
các liên kết lý, hoá mới được hình thành trong triển khai nghiên cứu này. 
quá trình nén ép và khi gỗ nén được làm nguội. TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Độ bền và độ cứng của gỗ tăng lên tương ứng Anshari, B., Kitamori, A., Jung, K., Hassel, I., 
với sự gia tăng mật độ (Lin, Fu, & Qin, 2017). Komatsu, K., & Guan, Z. (2010). Mechanical properties 
 of compressed wood with various compression ratios. 
4. KẾT LUẬN Conference: Internation Symposium of Indonesian Wood 
 Tham số của quá trình ép (tỷ suất nén, nhiệt Research Society. 
độ nén và thời gian nén) đều ảnh hưởng tới độ Boonstra, M. J., & Blomberg, J. (2007). Semi-
đàn hồi trở lại và các chỉ số đặc trưng của phân isostatic densification of heat-treated radiata pine. Wood 
bố khối lượng riêng với mức độ khác nhau. Từ Sci Technol, 41, 607-617. 
 Chương, P. V. (2010). Ảnh hưởng của điều kiện ép 
kết quả nghiên cứu chúng tôi rút ra một số kết 
 đến tính chất của ván sàn gỗ công nghiệp. Tạp chí Nông 
luận sau: nghiệp và PTNT, 18, 80-87. 
 1. Khối lượng riêng của gỗ tăng và độ đàn Institution, B. S. (1993). BS EN 323:1993: Wood-
hồi trở lại tăng khi tăng tỷ suất nén. Tỷ suất based panels. Determination of density. In. 
 Jiang, J., Lu, J., Huang, R., & Li, X. (2009). Effects 
nén ảnh hưởng không rõ nét đến trị số của PDi 
 of Time and Temperature on the Viscoelastic Properties 
và P . 
 b of Chinese Fir Wood. Journal of Drying Technology, 27, 
 2. Nhiệt độ nén ảnh hưởng rõ nét đến đàn 1229-1234. 
hồi trở lại của gỗ nén, đến KLRtb, KLRmax, Kúdela, J., Rousek, R., Rademacher, P., Rešetka, M., 
KLRmin, PDi và ảnh hưởng không rõ nét đến trị & Dejmal, A. (2018). Influence of pressing parameters 
 on dimensional stability and density of compressed 
số Pb. Nhiệt độ nén tăng, độ đàn hồi trở lại của 
 beech wood. European Journal of Wood and Wood 
gỗ giảm. Trị số KLR , KLR , KLR và PD 
 tb max min i Products, 76(4), 1241-1252. 
tăng khi nhiệt độ nén ép tăng. Kutnar, A., & Sernek, M. (2007). Densification of 
 3. Thời gian nén ép ảnh hưởng tương đối rõ wood. Paper presented at the Zbornik gozdarstva in 
nét đến độ đàn hồi trở lại của gỗ nén, đến lesarstva. 
 Laine, K., Rautkari, L., & Hughes, M. (2013). The 
KLRtb và PDi; ảnh hưởng không ró nét tới 
 effect of process parameters on the hardness of surface 
KLR , KLR và P . Thời gian nén tăng, độ 
 max min b densified Scots pine solid wood. Eur. J. Wood Prod., 71, 
đàn hồi trở lại của gỗ giảm. Trị số KLRtb và 13-16. 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2019 151 
 Công nghiệp rừng 
 Laskowska, A. (2017). The Influence of Process Tình, L. X. (1998). Khoa học gỗ: Nxb. Nông nghiệp, 
Parameters on the Density Profile and Hardness of Hà Nội. 
Surface-densified Birch Wood (Betula pendula Roth). Xu, X., & Tang, Z. (2012). VERTICAL 
BioResources, 12(3), 6011-6023. COMPRESSION RATE PROFILE AND 
 Lin, L., Fu, F., & Qin, L. (2017). Advanced High DIMENSIONAL STABILITY OF SURFACE-
Strength Natural Fibre Composites in Construction (M. DENSIFIED PLANTATION POPLAR WOOD. 
Fan & F. Fu Eds.): ELSEVIER. Lignocellulose, 1(1), 45-54. 
 Morsing, N. (2000). Densification of wood: Zhou, Q., Chen, C., Tu, D., Zhu, Z., & Li, K. (2019). 
Electronic Publication. Surface Densification of Poplar Solid Wood: Effects of 
 Combined Densification and Thermo-Hydro- the Process Parameters on the Density Profile and 
Mechanical Processing of Wood, MRS Hardness. BioResources, 14(2), 4814-4831. 
BULLETIN/MAY 2004 (2004). 
 THE INFLUENCE OF PROCESS PARAMETERS 
 ON THE SPRINGBACK AND THROUGH THICKNESS DENSITY PROFILE 
 OF ACACIA HYBRID (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) 
 Le Ngoc Phuoc1, Pham Van Chuong1, Vu Manh Tuong1, Nguyen Trong Kien1 
 1Vietnam National University of Forestry 
 SUMMRY 
 Wood densification is a process combining heat, moisture, and mechanical action to improve the density of 
 wood without changing the characteristics of wood. This study evaluated the significance of different process 
 parameters: The compression ratio (CR), temperature and time levels of treatment, with an open-system 
 thermo-mechanical method on solid wood densification and its effect on the Springback and density profile 
 generated in Acacia hybrid wood. It was found that the process parameters strongly affected on the spring back 
 rate of densified wood. The experiments were performed under Design Expert 8.0.6 software and data analysis 
 was carried out in SPSS software version 22.0. The degree of compression of the wood was 30% to 50%, and 
 its Springbank rate was 3.92% and 5.01% at 140oC and 60 minutes. Then the temperature was raised from 
 140oC to 180oC and time of treatment was raised from 60 minutes to 180 minutes, Springbank rate was 3.92%, 
 3.13% and 3.92%, 2.86%, respectively. The results showed that the parameters of thermo-mechanical the 
 treatment have a significant influence on the characteristic indices of the formation and shape of density profile 
 in densified wood (KLRtb, KLRmax, KLRmin, PDi, and Pb). A higher temperature yielded a greater KLRtb and 
 PDI and a longer pressing time yielded a higher KLRtb, PDi và PD, but was not significantly influenced on the 
 KLRmax, KLRmin và Pb of densified wood. 
 Keywords: Acacia hybrid (Acacia mangium x Acacia auriculiformis), density profile, process parameters, 
 springbank, thermo-mechanical treatment. 
 Ngày nhận bài : 28/6/2019 
 Ngày phản biện : 30/7/2019 
 Ngày quyết định đăng : 06/8/2019 
 152 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2019