Ảnh hưởng của tỷ suất nén đến một số tính chất của gỗ keo lai, thông nhựa và bạch đàn Uro xử lý bằng phương pháp nhiệt - cơ

 bàn mẫu được khối lượng mtb (g). 
ép 1500C, thời gian hoá dẻo: 0,6 phút/mm + Tính khối lượng thể tích theo công thức: 
chiều dày mẫu.  
  = ,  (2) 
 - Nén sơ bộ và xả ẩm: Khi nhiệt độ tâm gỗ  
 Trong đó: 
đạt 700C tiến hành nén ép sơ bộ với áp suất 2,0 
  - khối lượng thể tích gỗ, g/cm3; 
MPa; thời gian nén sơ bộ 0,25 phút/mm chiều 
 mtb - khối lượng gỗ khô kiệt, g; 
dày, tiến hành giảm áp để xả ẩm. Quá trình 3
 Vtb - thể tích gỗ ở độ ẩm thăng bằng, cm . 
giảm áp xả ẩm được thực hiện với 2 lần. Tính độ đàn hồi trở lại: 
 Bước 2: Nén ép Độ đàn hồi trở lại của gỗ nén là một chỉ tiêu 
 - Sau khi xả ẩm lần 2 tiến hành nén ép với quan trọng để đánh giá công nghệ nén gỗ. Có 
áp lực 3,0 MPa tới khi mức độ nén đạt 40%, nhiều phương pháp xác định độ đàn hồi trở lại 
 0
nhiệt độ ép 140 C tới khi mức độ nén đạt 40%. như: ngâm nước, luộc, để trong không khí. 
Duy trì áp suất và nhiệt độ đó trong khoảng Trong nghiên cứu này, độ đàn hồi trở lại của 
thời gian tương ứng là 3,0 phút/mm chiều dày. gỗ nén được xác định sau khi mẫu gỗ nén để 
 - Giữ ván trong máy ép: Giảm áp lực ép ổn định trong buồng dưỡng mẫu (Jeiotech TH-
 0
xuống 1,2 MPa, nhiệt độ 100 C, thời gian 120 G180) có nhiệt độ 20oC, độ ẩm tương đối 65%, 
phút, sau đó dỡ ván và để ổn định ván. thời gian để ổn định là 20 ngày. 
 Bước 3: Ổn định ván sau xử lý Độ đàn hồi trở lại được tính theo công thức 
 Ván gỗ sau khi xử lý nhiệt - cơ được chuyển sau (Seborg, R.M; Millet, M.; Stamm, A.J, 
sang khu vực ổn định nhiệt, ẩm trong điều kiện 1945 và Stamm, A.; Millet, M., 1948): 
 o  
môi trường tự nhiên. Nhiệt độ 30±3 C, độ ẩm  =   × 100 (%) (3) 
tương đối 70±5%, thời gian 7 ngày. 
 Trong đó: 
2.2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu chất 
 RS - độ đàn hồi trở lại, %; 
lượng gỗ nén 
 t - chiều dày mẫu khô kiệt trước khi 
Tính tỉ suất nén thực tế (CR ): o 
 tt nén, mm; 
 Tỷ suất nén được tính theo công thức (1): 
   t1 - chiều dày mẫu sau khi nén, mm; 
  =    100 (%) (1) 
  t2 - chiều dày mẫu sau khi để ổn định, mm. 
 Trong đó: Xác định độ bền uốn tĩnh (MOR) 
 t0 - chiều dày mẫu trước khi nén ép, mm; Tiêu chuẩn kiểm tra: theo tiêu chuẩn quốc 
 t1 - chiều dày mẫu sau khi nén ép, mm. tế ISO 3133:1975 và ISO 3349:1975 (TCVN 
Kiểm tra khối lượng thể tích của gỗ nén (): 8048-3:2009). 
 - Tiêu chuẩn kiểm tra: TCVN 8048-2:2009. Kích thước mẫu: 20 х 20 х 300 mm. 
 - Mẫu gỗ: Mẫu gỗ có hình dạng hình hộp Dung lượng mẫu: 30 mẫu/serie/loại gỗ. 
chữ nhật với kích thước 20 x 20 x 20 mm; 10 Dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp độ chính xác 
mẫu/serie thí nghiệm. 0,01 mm, máy thử tính chất cơ lý QTEST25. 
 - Xác định khối lượng thể tích ở độ ẩm Quy trình kiểm tra: Mẫu sau khi gia công 
thăng bằng. xong xử lý mẫu đến độ ẩm cân bằng với môi 
 + Để mẫu gỗ ổn định trong buồng dưỡng trường không khí thường (12%). Khi mẫu đã 
mẫu (Jeiotech TH-G180) điều chỉnh nhiệt độ xử lý về độ ẩm thăng bằng tiến hành đo kích 
200C, độ ẩm tương đối 65%, thời gian để ổn thước mẫu sau đó tiến hành xác định giới hạn 
định là 20 ngày. Tiến hành cân mẫu để kiểm bền nén dọc được thực hiện trên máy thử cơ 
tra sao cho mẫu gỗ có khối lượng không đổi học QTEST25. 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2019 91 
 Công nghiệp rừng 
 Công thức xác định độ bền uốn tĩnh: học QTEST 25. 
  
  =  , MPa (4) Công thức xác định: 
  
  = ,  (5) 
 Trong đó:   
 Pmax - lực phá hoại mẫu, N; Trong đó: 
 l - khoảng cách gối, mm; P - lực phá hủy mẫu, N; 
 w, t - chiều rộng và chiều cao mẫu, mm. a - chiều rộng của mẫu, mm; 
Xác định độ bền nén dọc thớ (CS): b - chiều rộng mẫu, mm. 
 Tiêu chuẩn kiểm tra: tiêu chuẩn quốc tế ISO 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 
3132- 1975. Trong nghiên cứu sử dụng phần mềm 
 Kích thước mẫu: 20 х 20 х 30 mm. Microsoft Excel để tính toán giá trị trung bình 
 Dung lượng mẫu: 30 mẫu/serie/loại gỗ. mẫu và độ lệch chuẩn. 
 Dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp độ chính xác 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
0,01mm, máy thử tính chất cơ học QTEST 25. 3.1. Tỉ suất nén thực tế và tỉ suất nén thiết 
 Quy trình kiểm tra: Mẫu sau khi gia công kế của gỗ nén 
xong xử lý mẫu đến độ ẩm cân bằng với môi Các mẫu gỗ được nén với tỷ suất khác nhau 
trường không khí thường (12%). Khi mẫu đã sau khi để ổn định được tiến hành kiểm tra tỷ 
xử lý về độ ẩm thăng bằng tiến hành đo kích suất nén thực tế so với tỷ suất nén thiết kế. Kết 
thước mẫu sau đó tiến hành xác định giới hạn quả được thể hiện như bảng 1. 
bền nén dọc được thực hiện trên máy thử cơ 
 Bảng 1. Kết quả kiểm tra tỷ suất nén thực tế 
 Tỉ suất nén thực tế (%) 
 Tỷ suất nén 
 TT Keo lai Bạch đàn Thông nhựa 
 thiết kế (%) 
 TB Sd TB Sd TB Sd 
 1 10 8,3 1,3 6,6 1,2 9,3 0,6 
 2 20 18,9 0,7 16,0 1,0 19,1 0,6 
 3 30 28,2 0,9 24,3 0,7 27,7 0,9 
 4 40 37,4 1,2 34,6 1,6 39,1 0,3 
 5 50 46,2 2,3 43,5 1,9 48,3 1,1 
Ghi chú: TB - Giá trị trung bình; Sd - Độ lệch chuẩn. 
 Kết quả nghiên cứu ở bảng 1 cho thấy, tỷ so với hai loại gỗ còn lại. Gỗ Bạch đàn có tỉ 
suất nén thực tế của tất cả các chế độ đều nhỏ suất nén thu được thấp hơn. Hay nói cách 
hơn tỷ số nén thiết. Nguyên nhân của hiện khác, hiệu quả thu được theo thiết kế của gỗ 
tượng này: Trong quá trình nén ép, gỗ ở trạng Thông nhựa là tốt nhất. 
thái đàn dẻo, thể tích các vùng rỗng trong gỗ 3.2. Ảnh hưởng của tỉ suất nén đến khối 
giảm. Kết thúc quá trình nén ép, lượng không lượng thể tích của gỗ nén 
khí trong gỗ đang ở trạng thái áp suất cao sẽ Khối lượng thể tích của gỗ nén ở độ ẩm 
thoát ra ngoài làm cho gỗ bị giãn nở. Với gỗ 12% với tỉ suất nén thiết kế khác nhau thể hiện 
Thông nhựa thì tỉ suất nén thu được là cao hơn trong bảng 2. 
 Bảng 2. Khối lượng thể tích của mẫu gỗ với tỉ suất nén thiết kế khác nhau 
 Khối lượng thể tích, độ ẩm 12% (g/cm3) 
 Tỉ suất nén 
 TT Keo lai Bạch đàn Thông nhựa 
 thiết kế (%) 
 TB Sd TB Sd TB Sd 
 1 10 0,601 0,022 0,673 0,023 0,656 0,011 
 2 20 0,660 0,012 0,732 0,019 0,715 0,011 
 3 30 0,712 0,015 0,784 0,013 0,766 0,016 
 4 40 0,763 0,020 0,849 0,030 0,835 0,014 
 5 50 0,811 0,038 0,905 0,036 0,890 0,020 
92 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2019 
 Công nghiệp rừng 
 Gỗ sau khi nén với tỉ suất nén từ 10 - 50% nên khối lượng thể tích tăng lên. Tuy nhiên, 
có khối lượng thể tích biến động rất lớn và với 3 loại gỗ thí nghiệm, kết quả khối lượng 
theo quy luật rất rõ rệt. Khi tỉ suất nén tăng lên, thể tích của gỗ tăng không giống nhau, do các 
khối lượng thể tích của gỗ nén tăng lên. Kết loại gỗ khác nhau có độ đàn hồi trở lại sau khi 
quả này hoàn toàn phù hợp, do gỗ sau khi nén nén khác nhau như đã phân tích ở trên. 
có mật độ vật chất cao, độ rỗng giảm xuống 
 Mặt cắt ngang của gỗ Keo lai nén Vòng năm gỗ Thông nhựa trước và sau khi nén 
 Hình 2. Mặt cắt ngang của gỗ nén 
 Với gỗ Thông và gỗ Bạch đàn, do bản thân Khi nén ép gỗ ở trạng thái đàn dẻo, kết thúc 
gỗ có khối lượng thể tích cao nên khi nén với tỉ quá trình nén ép bên trong gỗ vẫn tồn tại một 
suất nén 20 - 30% đã cơ bản đạt được khối lượng ẩm và một lượng không khí ở trạng thái 
lượng thể tích của gỗ nhóm III theo TCVN áp suất cao do đó mẫu gỗ luôn có xu hướng trở 
1072-71. Tuy nhiên, đây mới là một chỉ tiêu, lại trạng thái ban đầu (nguyên trạng). Độ đàn 
do đó chưa thể khẳng định gỗ đã đạt tiêu chuẩn hồi trở lại của gỗ phụ thuộc vào loại gỗ, tỷ suất 
gỗ nhóm III theo cách phân loại này. nén, chế độ nén ép, độ ẩm gỗ Độ đàn hồi trở 
3.3. Ảnh hưởng tỉ suất nén đến độ đàn hồi lại của gỗ với các mức tỷ suất nén khác nhau 
trở lại của gỗ nén được thể hiện như bảng 3. 
 Bảng 3. Độ đàn hồi trở lại của mẫu gỗ với tỉ suất nén thiết kế khác nhau 
 Độ đàn hồi trở lại (%) 
 Tỉ suất nén 
 TT Keo lai Bạch đàn Thông nhựa 
 thiết kế (%) 
 TB Sd TB Sd TB Sd 
 1 10 1,7 0,5 3,2 0,3 0,7 0,1 
 2 20 1,1 0,1 3,8 0,4 0,9 0,1 
 3 30 1,7 0,2 5,4 0,7 1,2 0,4 
 4 40 2,5 0,2 5,1 0,5 1,9 0,3 
 5 50 3,6 0,3 6,2 0,4 2,6 0,5 
 Với tỷ lệ đàn hồi trở lại khi kiểm tra đối với suất nén danh nghĩa và chiều dày phôi danh 
3 loại gỗ nén cho thấy, tỉ lệ đàn hồi trở lại sau nghĩa khác nhau để thu được gỗ có tỉ suất nén 
khi để ổn định là rất thấp, chỉ dưới 4% với gỗ và chiều dày sản phẩm theo yêu cầu. 
Keo lai và gỗ Thông, còn dưới 7% với gỗ Bạch Số liệu thí nghiệm có thể làm căn cứ để tính 
đàn uro. Điều này cho thấy, việc nén gỗ Bạch toán lượng dư chiều dày cần thiết khi tính 
đàn sẽ khó hơn so với hai loại gỗ còn lại. Sự chiều dày phôi ép. 
khác nhau về tỷ lệ đàn hồi trở lại có thể do sự 3.4. Ảnh hưởng của tỉ suất nén đến độ bền 
khác biệt về cấu tạo giữa các loại gỗ gây ra. uốn tĩnh của gỗ nén 
 Cũng từ kết quả nghiên cứu có thể thấy, khi Độ bền uốn tĩnh của gỗ ở các mức tỷ suất 
tính toán thiết kế thí nghiệm hoặc sản xuất gỗ nén khác nhau được thể hiện như bảng 4. 
nén từ các loại gỗ khác nhau sẽ cần xác định tỉ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2019 93 
 Công nghiệp rừng 
 Bảng 4. Độ bền uốn tĩnh của mẫu gỗ với tỉ suất nén thiết kế khác nhau 
 Độ bền uốn tĩnh (MPa) 
 Tỉ suất nén 
 TT Keo lai Bạch đàn Thông nhựa 
 thiết kế (%) 
 TB Sd TB Sd TB Sd 
 1 10 83 7 94 6 68 3 
 2 20 92 4 102 5 74 3 
 3 30 99 5 109 4 79 4 
 4 40 106 6 118 4 86 2 
 5 50 113 5 126 5 92 5 
 Độ bền cơ học của gỗ tăng khi khối lượng Đây sẽ là căn cứ quan trọng trong việc lựa 
thể tích (mật độ của gỗ) tăng; khi tăng tỷ suất chọn thông số công nghệ tổng quát để đưa vào 
nén đã làm cho thể tích các khoảng trống trong thực tiễn sản xuất với yêu cầu sản phẩm đầu ra 
gỗ giảm và nếu vách tế bào sợi gỗ không bị tổn cho từng loại sản phẩm gỗ nén từ các loại gỗ 
thương là nguyên nhân tăng độ bền cơ học khác nhau. 
 Từ kết quả thí nghiệm cho thấy, với gỗ Keo 3.5. Ảnh hưởng của tỉ suất nén đến độ bền 
lai và gỗ Bạch đàn uro có thể chỉ cần nén với tỉ nén dọc của gỗ nén 
suất nén từ 20% đã đạt độ bền uốn tĩnh của gỗ Đệ bền nén dọc thớ là một chỉ tiêu quan 
nhóm III theo TCVN 1072-71, tuy nhiên, với trọng đánh giá chất lượng gỗ, kết quả về ảnh 
gỗ Thông nhựa, phải nén với tỉ suất nén hưởng của tỷ suất nén đến độ bền nén dọc thớ 
khoang 50% mới đạt yêu cầu. của các loại gỗ được thể hiện như bảng 5. 
 Bảng 5. Độ bền nén dọc của mẫu gỗ với tỉ suất nén thiết kế khác nhau 
 Độ bền nén dọc thớ (MPa) 
 Tỉ suất nén 
 TT Keo lai Bạch đàn Thông nhựa 
 thiết kế (%) 
 TB Sd TB Sd TB Sd 
 1 10 43 5 53 4 32 3 
 2 20 48 3 58 4 35 3 
 3 30 51 4 62 3 37 4 
 4 40 55 5 67 3 40 2 
 5 50 58 4 72 3 43 5 
 Tương tự với độ bền uốn tĩnh, độ bền nén suất nén thiết kế thấp, do mức độ đàn hồi trở 
dọc thớ gỗ của 3 loại gỗ nén chịu ảnh hưởng lại của gỗ nén với tỉ suất nén cao thấp hơn. 
đáng kể bởi tỉ suất nén thiết kế. Khi tỉ suất nén Khi tỉ suất nén tăng lên, khối lượng thể tích 
tăng lên thì độ bền nén dọc thớ tăng theo. và độ bền cơ học của gỗ tăng theo. Với khối 
 So sánh với yêu cầu trong TCVN 1072-71 lượng thể tích, quy luật biến đổi cơ bản theo tỉ 
ta thấy, gỗ Keo lai và Bạch đàn chỉ cần nén với lệ thuận, tuy nhiên với độ bền uốn tĩnh và độ 
tỉ suất nén khoảng 20% đã đạt yêu cầu, nhưng bền nén dọc thớ thì có thể tăng theo một quy 
với gỗ Thông nhựa thì phải nén với tỉ suất nén luật khác. Mức độ tăng chậm hơn so với khối 
50% mới đạt yêu cầu. lượng thể tích của gỗ nén. 
4. KẾT LUẬN Khi nén gỗ Keo lai để đạt được độ bền cơ 
 Tỉ suất nén thiết kế có ảnh hưởng rõ rệt đến học tương ứng với gỗ Nhóm III trong TC1072-
tính chất của sản phẩm gỗ nén từ 3 loại gỗ lựa 71 thì cần nén với tỉ suất nén lớn hơn 30%, tỷ 
chọn. Khi tỉ suất nén thiết kế cao thì tỉ suất nén suất nén với gỗ Bạch đàn lớn hơn 20% và với 
thực tế thu được đạt mức độ cao hơn so với tỉ gỗ Thông cần tỷ suất nén lớn hơn 40%. 
94 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2019 
 Công nghiệp rừng 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 4. Kristiina Laine, Kristoffer Segerholm, Magnus 
 1. Phạm Văn Chương, Vũ Mạnh Tường (2014). Ảnh Walinder, Lauri Rautkari, Graham Ormondroyd, Mark 
hưởng của nhiệt độ nén ép đến một số tính chất vật lý, Hughes, Dennis Jones (2013). Micromorphological 
cơ học của gỗ Tống quá sủ (Alnus nepalensis). Tạp chí studies of surface densified wood. Journal of Materials 
Nông nghiệp và PTNT, 22:12-16. Science, 49: 2027–2034. 
 2. Nguyễn Minh Hùng (2016). Ảnh hưởng của nhiệt 5. L. Li, M. Gong, N. Yuan, D. Li (2012). Recovery 
độ và thời gian xử lý ổn định kích thước đến tính chất of Mechanically Induced Residual Stresses in Densified 
của gỗ nén chỉnh hình. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Softwoods Created During a Densification Process. 
Lâm nghiệp, 5: 110-120. Journal of Wood and Fiber Science, 44(4): 365-373. 
 3. Buan Anshari, Akihisa Kitamori, Kiho Jung, Ivon 6. Youke Zhao, Zhihui Wang, Ikuho Iida, Rongfeng 
Hassel, Kohei Komatsu and Zhongwei Guan (2010). Huang, Jianxiong Lu, Jinghui Jiang (2015). Studies on 
Mechanical properties of compressed wood with various pre-treatment by compression for wood drying I: effects 
compression ratios. Conference: Internation Symposium of compression ratio, compression direction and 
of Indonesian Wood Research Society, At Denpasar, compression speed on the reduction of moisture content 
Bali, Indonesis, Vol. 2 in wood. Journal of Wood Science, 61(2): 113–119. 
 EFFECT OF COMPRESSION RATIOS ON SOME PROPERTIES 
 OF DENSIFIED ACACIA HYBRID, EUCALYTUS UROPHYLLA 
 AND PINUS MERKUSII WOOD BY THERMO-MECHANICAL 
 TREATMENT METHOD 
 Pham Van Chuong1, Vu Manh Tuong2, Nguyen Trong Kien3, Le Ngoc Phuoc4 
 1,2,3,4Vietnam National University of Forestry 
 SUMMARY 
 Thermo-mechanical treatment is a method to improving durability and physical-mechanical properties of wood. 
 In this study, effect of compression ratios (CR) on quality of densified Acacia hybrid (Acacia mangium x 
 Acacia auriculiformis), Eucalytus urophylla and Pinus merkusii were investigated. The samples were initially 
 subjected to natural drying to approximately 35±5% moisture content, and then cut to the dimensions of 400 (l) 
 × 120 (w) x different thicknesses (t) mm. The softening and compression process was performed on the heat 
 press BYD 113/4, andthe samples were densified with compression ratios of 10%, 20%, 30%, 40% and 50%. 
 According to the results of this study, compression ratio clearly affects the recovery set (RS) of the wood (the 
 largest RS for Eucalyptus and the smallest for Pinus); density, static bending strength and elastic modulus of 
 wood increase as the compression ratio increases. To meet the requirements of group III timber according to 
 TCVN 1072-71, with Acacia hybrid wood, the compression ratio must be greater than 30%, with Eucalyptus 
 wood the compression ratio is greater than 20% and with the Pinus wood the compression ratio is greater than 
 40%. 
 Keywords: Acacia mangium x Acacia auriculiformis, compression ratio, Eucalyptus urophylla, Pinus 
 merkusii, thermo-mechanical treatment. 
 Ngày nhận bài : 24/12/2018 
 Ngày phản biện : 29/01/2019 
 Ngày quyết định đăng : 11/02/2019 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2019 95