Chủ Nhật, 5 tháng 4, 2015

Co rút và dãn nở của gỗ

* Quan hệ giữa độ ẩm và sự co rút :

Khi sấy gỗ, đầu tiên là loại trừ phần nước tự do trong ruột tế bào, khi đó kích thước của gỗ là không thay đổi. Khi nước thấm trong vách tế bào thoát ra, khi đó sẽ làm cho kích thước của gỗ theo đó mà bị thu nhỏ lại. Ở dưới điểm bão hoà thớ gỗ, tuỳ theo sự giảm xuống của lượng nước thấm mà độ co rút của gỗ tăng lên, cho đến khi gỗ khô hoàn toàn, thì lúc đó độ co rút của gỗ đạt giá trị cực đại.

Quá trình gỗ khô tuyệt đối dần dần hút ẩm để đạt đến điểm bão hoà thớ gỗ ta có thể quan sát được hiện tượng gỗ dần dần trương lên, đó được gọi là hiện tượng trương nở của gỗ Co rút và trương nở là những tính chất cố hữu của gỗ. Những tính chất này làm cho kích thước của sản phẩm gỗ không ổn định, nó ảnh hưởng không tốt đến sản phẩm gỗ. 

Nguyên nhân của sự co rút của gỗ là do khi gỗ nhả ẩm, phần nước thấm trong vách tế bào sẽ bay hơi ra bên ngoài, làm cho lớp nước ở giữa các sợi với nhau hay giữa các microfibrils với nhau trong vách tế bào bị thu nhỏ lại, chúng dần dần ép sát vào nhau từ đó làm cho vách tế bào bị thu hẹp lại, dẫn đến kích thước của gỗ nhỏ lại.

Sự co rút của gỗ được dùng tỷ lệ co rút y để biểu thị, phương pháp tính toán như sau :

 

Trong đó: y- tỷ lệ co rút hoàn toàn của gỗ tính từ điểm bão hoà thớ gỗ tới khi gỗ khô hoàn toàn, %
Lmax - kích thước của gỗ ướt, mm
Lo     - kích thước của gỗ khô hoàn toàn, mm 
Tỷ lệ co rút của gỗ tính từ điểm bão hoà thớ gỗ cho đến khi gỗ được phơi khô, gọi là tỷ lệ co rút của gỗ khô, ký hiệu là Ya, công thức tính toán như sau :


Trong đó : La - kích thước của gỗ phơi khô, mm

Tỷ lệ co rút của gỗ có quan hệ với tỷ lệ nước thấm trong gỗ. Ở dưới điểm bão hoà thớ gỗ, tỷ lệ nước thấm cứ giảm xuống 1%, thì lại cho ra một giá trị về tỷ lệ co rút của gỗ, đó được gọi là hệ số co rút K. (%). Gỗ được sấy đến khô hoàn toàn thì hệ số co rút sẽ là:

 

Lợi dụng hệ số co rút có thể tính ra được ở dưới điểm bão hoà thớ gỗ khi độ ẩm đạt ở giá trị M nào đó, thì giá trị của tỷ lệ co rút của gỗ  Ym sẽ là:

 

Khi đã biết hệ số co rút và tỷ lệ co rút, có thể tính ra được lượng dư cần thiết cho quá trình co rút khi gia công gỗ.

*   Sự co rút theo các hướng khác nhau của gỗ (tính dị hướng khi co rút)

Do gỗ là loại vật liệu có cấu tạo không đồng tính đẳng hướng, nên sự co rút của nó theo các chiều hướng khác nhau thì cũng khác nhau. Theo chiều dọc là nhỏ nhất, tỷ lệ co rút tuyệt đối của chiều này chỉ đạt khoảng 0.1 -0.3%; tiếp đến là theo chiều xuyên tâm khoảng 4.5-8.0%; còn theo chiều tiếp tuyến là lớn nhất khoảng 8-12%.

Nguyên nhân dẫn đến sự co rút theo chiều dọc là nhỏ nhất vách của tế bào gỗ, lớp giữa của tầng thứ sinh (S2) là dày nhất, mà các microfibrils trong tầng S2 lại sắp xếp gần như song song với trục dọc thân cây, nên khi gỗ co rút khoảng cách giữa các microfibrils được thu hẹp lại, mà độ dài của chúng về cơ bản không thay đổi, do vậy mà co rút theo chiểu dọc thớ là rất nhỏ.

Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự khác nhau về co rút giữa hai chiều xuyên tâm tiếp tuyến là:

1. Do sự ức chế của tia gỗ theo chiều xuyên tâm. Vì tia gỗ được sắp xếp theo chiều xuyên tâm, mà sự co rút theo chiều dọc của tia gỗ (hướng xuyên tâm của cây gỗ lại nhỏ hơn sự co rút theo chiều ngang của tia gỗ.

2. Mức độ co rút của gỗ muộn tương đối lớn, làm tăng độ co rút theo chiều tiếp tuyến. Lượng co rút của gỗ liên quan đến chất lượng của vách tế bào, khối lượng thể tích của gỗ muộn lớn hơn so với khối lượng thể tích của gỗ sớm, vách tế bào của gỗ muộn cũng dày hơn so với ở gỗ sớm, do đó lượng co rút của gỗ muộn là lớn hơn so với gỗ sớm.

Loài gỗ khác nhau, mức độ co rút cũng khác nhau rất lớn. Thông thường, độ co rút của gỗ lá rộng lớn hơn so với gỗ lá kim. Độ co rút của gỗ có khối lượng thể tích lớn thì thường lớn hơn so với gỗ có khối lượng thể tích nhỏ.

Thế nhưng cũng có trường hợp ngoại lệ, ví dụ như gỗ Dương Tilia là gỗ có khối lượng thể tích tương đối nhỏ. Nhưng độ co rút lại không hề nhỏ. Đốii với những loài gỗ có hàm lượng các chất chiết suất cao, như gỗ Đào hoa tâm (Swietenia mahogonii) lại có độ co rút khá nhỏ.

Do sự co rút của gỗ theo các chiều xuyên tâm và tiếp tuyến là khác nhau, làm cho sau khi sấy hiện tượng biến hình của ván xẻ ở các vị tri khác nhau trên mặt cắt ngang khúc gỗ cũng khác nhau.

Đối với gỗ bình thường thì độ co rút theo chiều dọc thớ là rất nhỏ, nhưng đối với gỗ non thì độ co rút theo chiều dọc thớ lại tương đối lớn, có thể đạt tới 1-1.5%. Hiện nay, sự ứng dụng của gỗ mọc nhanh rừng trồng ngày càng rộng rãi, những loại gỗ còn non cũng được đưa vào sử dụng ngày càng nhiều, vấn đề co rút theo chiều dọc làm ảnh hưởng đến độ cong vênh của gỗ cũng là một vấn đề rất đáng được quan tâm. về mặt lý thuyết, sự co rút của gỗ chỉ phát sinh khi độ ẩm của gỗ giảm từ điểm bão hoà thớ gỗ. Nhưng trong thực tế sản xuất cho thấy, khi độ ẩm của gỗ xẻ còn cao hơn rất nhiều so với điểm bão hoà thớ gỗ, thì quá trình co rút cũng đã bắt đầu phát sinh. Đó là do, khi gỗ xẻ được tiến hành sấy khô, mức độ chênh lệch về độ ẩm theo hướng chiều dày của ván là khá lớn, khi độ ẩm trung bình cùa ván vẫn còn cao hơn so với điểm bão hoà thớ gỗ, thì độ ẩm ở phần bề mặt của ván đã giảm đến dưới điểm bão hoà thớ gỗ rồi, vì vậy làm cho quá trình co rút bắt đầu phát sinh. Từ đó dẫn đến cả tấm ván cũng bắt đầu bị co rút. Ngoài ra, trên thực tế hệ số co rút cũng không phải là một hằng số, khi độ ẩm còn tương đối cao, hệ số co rút khá nhỏ; nhưng khi độ ẩm của gỗ giảm thấp, thi hệ số co rút của gỗ thường lại khá lớn.
Sự khác nhau về tỷ lệ co rút và hệ số co rút giữa chiều xuyên tâm và chiều tiếp tuyến cũng làm ảnh hưởng đến hiện tượng nứt gỗ. Sự chênh lệch về hệ số co rút giữa chiều xuyên tâm và tiếp tuyến lớn, cũng dễ làm cho gỗ bị nứt.

Nguồn : Sách Công Nghệ Chế Biến Gỗ


EmoticonEmoticon