Kết quả nghiên cứu tính chất cơ, vật lý và giải phẫu của một số loài gỗ thông dụng ở Việt Nam làm cơ sở cho chế biến, bảo quản và sử dụng

Nguyễn Tử Kim, Lê Thu Hiền

Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

TÓM TẮT

Nghiên cứu các đặc tính của gỗ như đặc điểm cấu tạo giải phẫu gỗ và tính chất gỗ là rất quan trọng bởi có liên quan chặt chẽ đến chế biến và sử dụng gỗ. Các nghiên cứu về khoa học gỗ đã được tiến hành trong 50 năm ở một số viện nghiên cứu đặc biệt là tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Trong bài này giới thiệu những dữ liệu về cấu tạo giải phẫu, tính chất vật lý và cơ học cơ bản của 10 loài gỗ được nghiên cứu tại Phòng Nghiên cứu Tài nguyên thực vật rừng trong thời gian từ 2007 đến 2010.

Gỗ Đước, Vẹt tách, Đưng có cấu tạo tương đối đồng đều từ trong tâm gỗ ra ngoài với tỷ lệ tế bào mô mềm ít, vách sợi gỗ dầy, đường kính lỗ mạch nhỏ, trong mạch có thể bít nên gây một số khó khăn trong quá trình bảo quản, chế biến gỗ. Gỗ có khối lượng thể tích cao nhưng hệ số co rút thể tích lớn nên không thích hợp làm đồ mộc. Gỗ cứng và có khả năng chịu lực tốt nên có thể dùng trong giao thông, làm cọc móng, làm than.

Gỗ Su sung và Bạch đàn Uro mặt gỗ tương đối mịn với tỷ lệ tế bào mô mềm, vách sợi gỗ, đường kính lỗ mạch trung bình, trong mạch ít thể bít nên tương đối thuận lợi trong quá trình bảo quản, sấy gỗ. Gỗ có khối lượng thể tích, hệ số co rút thể tích trung bình, gỗ cứng trung bình và có khả năng chịu lực trung bình nên có thể làm đồ mộc thông thường và dùng trong xây dựng, giao thông.

Gỗ Bông gòn, Gáo trắng, Sữa, Dó trầm, Gạo mặt gỗ từ mịn đến thô với tỷ lệ tế bào mô mềm lớn, vách sợi gỗ mỏng, đường kính lỗ mạch trung bình hoặc lớn, trong mạch ít thể bít hoặc chất chứa nên tương đối thuận lợi trong quá trình bảo quản, sấy gỗ. Gỗ có khối lượng thể tích thấp và hệ số co rút thể tích trung bình, gỗ mềm và có khả năng chịu lực thấp đến trung bình nên có thể làm đồ mộc thông thường, ván ốp trần. Cây gỗ thường có kích thước lớn nên có thể dùng làm nguyên liệu gỗ biến tính.

Các thí nghiệm về cấu tạo, tính chất vật lý, cơ học của 10 loài gỗ đã được thực hiện theo những tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam và quốc tế. Các kết quả này đã cung cấp thông tin đầy đủ, đảm bảo độ chính xác cao cho việc đánh giá, nhận định trong chế biến, bảo quản và sử dụng.

Từ khóa: Tính chất gỗ thông dụng

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nghiên cứu, xác định tính chất vật lý, cơ học và hoá học gỗ là một nhiệm vụ quan trọng trong khoa học gỗ nói riêng và trong nghiên cứu đánh giá giá trị tài nguyên rừng nói chung. Kết quả xác định tính chất vật lý, cơ học và hoá học gỗ là cơ sở khoa học rất cơ bản để tìm hiểu về bản chất của gỗ, là căn cứ cho chế biến, bảo quản và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên gỗ; là những tiêu chí để đánh giá chất lượng rừng, đánh giá tuyển chọn giống; nghiên cứu những ảnh hưởng của các nhân tố môi trường, biện pháp lâm sinh,…

Ở Việt Nam, theo thống kê và đánh giá sơ bộ thì 1106 mẫu loài đã được nghiên cứu về cấu tạo thô đại, 529 mẫu loài đã được nghiên cứu cấu tạo hiển vi; 655 mẫu loài đã được nghiên cứu một số tính chất vật lý và cơ học tại 3 cơ quan chính là Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Trường Đại học Lâm nghiệp và Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên chỉ có 84 loài có bộ ảnh giải phẫu còn sử dụng được và 51 loài có số liệu tính chất vật lý, cơ học khá đầy đủ và đảm bảo độ chính xác. Như vậy, những kết quả nghiên cứu xác định các đặc tính cơ bản của gỗ ở nước ta đến nay còn rất hạn chế cả về số lượng và chất lượng so với nguồn tài nguyên cây gỗ, chưa đáp ứng được những yêu cầu, đòi hỏi của công tác quản lý và thực tiễn sản xuất. Trong bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu cấu tạo giải phẫu, tính chất vật lý, cơ học và định hướng sử dụng gỗ của 10 loài gỗ đã được thực hiện từ năm 2007 đến năm 2010.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu: 10 loài gỗ gồm:

– Đước (Rhizophora apiculata Blume)

– Đưng (Rhizophora mucronata Poir.)

– Vẹt tách (Bruguiera pariflora (Roxb.) Wight & Arn. ex Griff.)

– Su sung (Xylocarpus moluccensis (Lamk.) M. Roem.)

– Bông gòn (Ceiba pentandra (L.) Gaertn)

– Gáo trắng (Neolamarckia cadamba (Roxb.) Booser)

– Sữa (Alstonia scholaris (L.) R. Br.)

– Dó trầm (Aquilaria crassna Pierre ex Lecomte)

– Bạch đàn uro (Eucalyptus urophylla S.T. Blake)

– Gạo (Bombax malabarica DC.)

Phương pháp nghiên cứu:

– Mô tả cấu tạo gỗ theo hướng dẫn của hiệp hội các nhà giải phẫu gỗ thế giới.

– Thí nghiệm xác định tính chất cơ, vật lý gỗ theo các phương pháp quy định trong các tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 358–70 đến TCVN 370–70.

– Định hướng sử dụng gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN1072-71 và phân loại gỗ theo mục đích sử dụng của Nguyễn Đình Hưng.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Kết quả thí nghiệm tính chất cơ vật lý gỗ được tập hợp ở bảng 1.

Bảng 1. Tính chất vật lý, cơ học chính của 10 loài gỗ

TT	Tính chấtTên gỗ	Tính chất vật lý			Tính chất cơ học
TT	Tính chấtTên gỗ	Khối lượng thể tích (kg/m³)	Điểm bão hoà thớ gỗ (%)	Hệ số co rút thể tích	Nén dọc thớ (MPa)	Kéo dọc thớ (MPa)	Uốn tĩnh (MPa)	Trượt dọc (MPa)
1	Đước	1041	25	0,7	93	229	216	22
2	Đưng	950	36,8	0,7	97	203	291	23
3	Vẹt tách	910	24	0,7	85	180	149	17,8
4	Su sung	680	27,9	0,4	51	420	78	13
5	Bông gòn	320	36,9	0,3	20	31	33	5,3
6	Gáo trắng	460	25	0,4	36	71	66	10,4
7	Sữa	430	23.7	0,4	27	49	59	9,1
8	Dó trầm	360	26,3	0,4	22	58	43	4,8
9	Bạch đàn Urô	640	23,2	0,5	56	98	104	14,1
10	Gạo	360	28,4	0,4	28	42	43	5,3

* Gỗ Đước, Đưng và Vẹt tách là 3 loài cây gỗ thuộc họ Đước (Rhizophoraceae). Gỗ có dác lõi phân biệt (Đước) hoặc không phân biệt dác lõi (Vẹt tách, Đưng). Vòng sinh trưởng rõ ràng, rộng 4-6 mm. Mặt gỗ mịn. Mạch đơn và kép ngắn phân tán. Trong mạch thường có thể bít dạng màng mỏng. Mô mềm phân tán và tụ hợp, dính mạch không đều, thành đường ở giới hạn vòng năm (Đước), ít, khó thấy. Tia gỗ dị hình, to, dễ thấy, trong tia và trong mô mềm dọc thường có tinh thể. Tia gỗ có hai độ rộng khác nhau và có nhiều dãy tế bào (Vẹt tách, Đưng) (Ảnh 1-3). Góc nghiêng vi thớ sợi gỗ nhỏ, ít thay đổi từ trong tâm ra ngoài. Khối lượng thể tích lần lượt là 1040, 950 và 910kg/m³.

Gỗ Đước, Đưng, Vẹt tách có hệ số co rút thể tích cao (0,7) cần thận trọng trong quá trình phơi sấy, gỗ dễ cong, nứt. Gỗ có kích thước nhỏ, khối lượng thể tích cao, mặt gỗ mịn, vân gỗ không đặc biệt, gỗ có tính chất cơ học từ cao đến rất cao như ứng suất khi nén dọc lần lượt là 93 MPa, 97 MPa, 85 MPa, ứng suất khi kéo dọc lần lượt là 229 MPa, 203 MPa, 180 MPa, ứng suất uốn tĩnh lần lượt là 216 MPa, 149 MPa, 291 MPa, ứng suất khi trượt dọc lần lượt là 22 MPa, 23 MPa, 17,8 MPa (Bảng 1) nên gỗ những loài cây này có thể dùng đóng cọc móng, dùng trong xây dựng và giao thông. Nếu được xử lý ổn định kích thước tốt các loại gỗ này có thể dùng làm thanh chớp cửa. Gỗ dễ cưa xẻ khi tươi, độ bền tự nhiên cao trong điều kiện khô ráo. Theo TCVN 1072-71 thì 3 loại gỗ này được xếp vào nhóm I.

* Gỗ Su sung và Bạch đàn uro: Gỗ có dác lõi phân biệt (Bạch đàn Uro) hoặc không phân biệt dác lõi (Su sung), vòng sinh trưởng rõ ràng, rộng 6-8 mm. Mặt gỗ mịn (Su sung) hoặc trung bình (Bạch đàn Uro). Mạch đơn và kép ngắn phân tán, đường kính mạch trung bình, trong mạch thường không có thể bít hoặc chất chứa. Mô mềm phân tán và tụ hợp, dính mạch không đều, thành đường tiếp tuyến ở giới hạn vòng năm (Su sung), hay ít, khó thấy (Bạch đàn Uro). Tia gỗ dị hình với những tận cùng ngắn, thường 3-4 dãy tế bào (Su sung) hoặc 1-2 dãy tế bào (Bạch đàn Uro); trong tia gỗ Su sung có tinh thể (Ảnh 4, 5). Khối lượng thể tích lần lượt là 680 và 640 kg/m³.

Gỗ Su sung và gỗ Bạch đàn Uro có hệ số co rút thể tích trung bình (0,4-0,5) không quá khó sấy, chú ý không để ngoài trời nắng nóng. Gỗ có kích thước trung bình, vân gỗ không đặc biệt, gỗ có tính chất cơ học từ trung bình đến cao như ứng suất khi nén dọc (51 MPa và 56 MPa), ứng suất khi kéo dọc (420 MPa và 98 MPa), ứng suất uốn tĩnh (78 MPa và 104 MPa), ứng suất khi trượt dọc (13 MPa và 14,1 MPa) (Bảng 1) nên gỗ những loài cây này có thể dùng làm đồ mộc dân dụng hoặc dùng trong xây dựng. Độ bền tự nhiên không cao nên cần được xử lý bảo quản. Theo TCVN 1072-71 thì 2 loại gỗ này được xếp vào nhóm III.

* Gỗ Bông gòn, Gáo trắng, Sữa, Dó trầm, Gạo: Gỗ phân biệt dác lõi (Bông gòn, Gáo trắng, Gạo) hoặc khó phân biệt dác lõi (Sữa, Dó trầm). Vòng sinh trưởng rõ ràng, rộng khoảng 10 mm (Bông gòn, Gáo trắng, Gạo) hoặc không rõ (Dó trầm). Mặt gỗ mịn (Dó trầm) hoặc trung bình (Sữa) hay thô (Bông gòn, Gáo trắng, Gạo). Mạch đơn và kép ngắn phân tán, ít khi kép dài trên 4 (Bông gòn, Dó trầm). Đường kính mạch trung bình, trong mạch thường không có thể bít hoặc chất chứa. Mô mềm nhiều, khó thấy, phân tán và tụ hợp, dính mạch không đều, thành đường tiếp tuyến ở giới hạn vòng năm (Sữa), hay thành tầng (Gạo). Tia gỗ dị hình với những tận cùng ngắn (Bông gòn, Sữa, Dó trầm, Gạo) hoặc dài (Gáo trắng), thường 1 dãy tế bào (Dó trầm) hoặc 2-3 dãy tế bào (Gáo trắng, Sữa, Gạo) hay 2 độ rộng khác nhau (Bông gòn); Trong tia gỗ có tinh thể (trừ Dó trầm). Trong gỗ có tế bào libe (Dó trầm) (Ảnh 6, 7, 8, 9, 10). Khối lượng thể tích lần lượt là 320, 460, 430, 360, và 360 kg/m³.

Gỗ có hệ số co rút thể tích trung bình (Gáo trắng, Sữa, Dó trầm, Gạo) hoặc thấp (Bông gòn), nên thuận lợi trong quá trình phơi sấy. Gỗ có kích thước trung bình hoặc lớn, vân gỗ không đặc biệt, gỗ có tính chất cơ học từ thấp đến trung bình như ứng suất khi nén dọc (lần lượt là: 20, 36, 27, 22 và 28 MPa), ứng suất khi kéo dọc (lần lượt là: 31, 71, 49, 58, và 42 MPa), ứng suất uốn tĩnh (lần lượt là: 33, 66, 59, 43 và 43 MPa), ứng suất khi trượt dọc (lần lượt là: 5,3, 10,4, 9,1, 4,8 và 5,3 MPa) (Bảng 1) nên gỗ những loài cây này mềm, nhẹ, khả năng chịu lực không cao, thích hợp làm ván ốp trần, đồ dùng thông thường hoặc xử lý biến tính gỗ tăng chất lượng gỗ. Độ bền tự nhiên không cao nên cần được bảo quản. Theo TCVN 1072-71 thì các loại gỗ này được xếp vào nhóm V (Gáo trắng) và nhóm VI (Bông gòn, Sữa, Dó trầm, Gạo).

KẾT LUẬN

Gỗ Đước, Vẹt tách, Đưng có cấu tạo tương đối đồng đều từ trong tâm gỗ ra ngoài, gỗ cứng và nặng, có khả năng chịu lực cao tuy nhiên hệ số co rút thể tích lớn nên không thích hợp làm đồ mộc, có thể dùng trong giao thông, làm than.

Gỗ Su sung và Bạch đàn Uro mặt gỗ tương đối mịn, gỗ cứng và nặng trung bình, có khả năng chịu lực trung bình nên có thể làm đồ mộc thông thường và dùng trong xây dựng, giao thông.

Gỗ Bông gòn, Gáo trằng, Sữa, Dó trầm, Gạo mặt gỗ từ mịn đến thô, gỗ nhẹ và khả năng chịu lực thấp đến trung bình nên có thể làm đồ mộc thông thường, ván ốp trần. Cây gỗ thường có kích thước lớn nên có thể dùng làm nguyên liệu gỗ biến tính.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN1072-71, gỗ Đước, Vẹt tách, Đưng được xếp vào nhóm 1, gỗ Su sung, Bạch đàn Uro được xếp vào nhóm 3, gỗ Gáo trắng được xếp vào nhóm 5, gỗ Bông gòn, Sữa, Dó Trầm, Gạo được xếp vào nhóm 6.

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

Vũ Hân (1964). Kiến thức cơ bản về gỗ. Nxb KHKT Hà Nội.
Nguyễn Đình Hưng (1977). ‘Phân loại gỗ rừng Việt Nam’, Tập san Lâm nghiệp số 11, p.13-24.
Nguyễn Đình Hưng (1985). ‘Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghiệp rừng’, Phân loại gỗ theo mục đích sử dụng và những cây gỗ kinh tế quan trọng ở Việt Nam, NXB Nông nghiệp Hà Nội.
Nguyễn Đình Hưng (1990). Nghiên cứu những tính chất cơ bản và xác định hướng sử dụng nguồn tài nguyên gỗ rừng Việt Nam. Báo cáo khoa học công nghệ cấp nhà nước, mã số 04010601. Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam.
Nguyễn Đình Hưng (1990). Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ một số loài cây gỗ ở Việt Nam để định loại theo các đặc điểm cấu tạo thô đại và hiển vi. Luận án tiến sỹ Nông nghiệp. Viện KH Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội.
Tiêu chuẩn Nhà nước, (1979). Tuyển tập tiêu chuẩn Nhà nước về gỗ và lâm sản từ gỗ, tập I, Hà Nội.
PROSEA (Plant Resources of South – East Asia 5) (1993 – 1998):

1993. No. 5(1), Timber trees: Major commercial timbers, Wageningen.
1995. No. 5(2), Timber trees: Minor commercial timbers, Leiden.
1998. No. 5(3), Timber trees: Lesser – known timbers, Leiden.