Nghiên cứu sự ảnh hưởng của loại thuốc bảo quản & thời gian ủ đến độ sâu thấm thuốc đối với gỗ bạch đàn trắng bằng phương pháp băng đa

c sản xuất của rừng tự nhiên không đáp ứng được nhu cầu sử dụng của con người nên hiện tượng nghèo rừng, mất rừng xẩy ra ở nhiều nơi. Đã đến lúc xã hội phải đánh giá cho đúng vai trò của gỗ và công nghiệp chế biến gỗ đặc biệt là vai trò của chuyên nghành bảo quản lâm sản, phải tiết kiệm và hợp lý hoá việc sử dụng nguồn tài nguyên vô cùng quý giá này của rừng. Chính vì vậy trong những năm gần đây đảng và chính phủ đã có chủ trương phủ xanh đất trống đồi trọc, phát triển hơn nữa nghành chế biến lâm sản cụ thể là dự án trồng 5 triệu ha rừng và sản xuất một triệu mét khối ván nhân tạo vào năm 2010. Gạch đàn trắng là một trong những loài gỗ rừng trồng tiêu biểu có năng suất cao, thích nghi tốt với điều kiện khí hậu nước ta nhưng nhược điểm chung với gỗ rừng trồng là có độ bền tự nhiên kém, rất dễ bị sâu nấm phá hoại. Vì vậy việc nghiên cứu và bảo quản nhằm nâng cao khả năng chống chịu với môi trường cho gỗ rừng trồng là hết sức quan trọng và cấp thiết, nó mở ra cho gỗ rừng trồng phạm vi sử dụng rộng rãi và có độ bền tốt hơn. Được sự giúp đỡ của cô giáo Th.S Đỗ Thị Ngọc Bích, các thầy cô giáo trong khoa Chế Biến Lâm Sản trường Đại Học Lâm nghiệp tôi được phân công tiến hành đề tài: “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của loại thuốc bảo quản và thời gian ủ đến độ sâu thấm thuốc đối với gỗ bạch đàn trắng bằng phương pháp băng đa” phần 1 tổng quan 1.1. sơ lược về lịch sử bảo quản 1.1.1. Trên thế giới Gỗ được sử lý bảo quản ngoài việc kéo dài thời gian sử dụng nó còn đảm bảo an toàn cho các sản phẩm và công trình có sử dụng gỗ. Đến năm 1747 Emmesson đã đề xuất dùng thuốc dầu để bảo quản gỗ. Creozote là một loại thuốc dầu được sử dụng rộng rãi nhất và hiệu quả nhất đối với việc bảo quản gỗ tà vẹt, gỗ cột điện. Người phát minh đầu tiên dùng creozote để tẩm gỗ là John Bechell năm 1838. Cách đây hơn 300 năm, các sản phẩm hoá công nghiệp đã được ứng dụng trong việc bảo quản gỗ. Người ta đã sử dụng hỗn hợp các loại muối như sodium chloride và sodium sulphat. Đến giữa thế kỷ 19 hàng loạt những hoá chất dùng cho bảo quản gỗ ra đời. Năm 1970 nhà khoa học Johe Pringle đã đưa ra một số thuốc bảo quản dạng muối và hoàn thiện hơn là Docter Macbride đã liệt kê các loại thuốc này vào năm 1810. Đến năm 1882 có 5 công nghệ bảo quản mới ra đời cùng với việc sử dụng những loại thuốc bảo quản như clorua thuỷ ngân (1805), clorua kẽm (1815), sulphat đồng (1837). Một công nghệ bảo quản gỗ nổi tiếng và có kết quả đầu tiên trong việc trống vi sinh vật hà phá hại gỗ dưới biển lrayaning ở anh (1863). ở thế kỷ thứ 19, Kian đã tẩm gỗ trong dung dịch 1% HgCl2 trong thùng xây bằng gạch, còn Bunet (1838) thì tẩm gỗ trong dung dịch 2% ZnCl2 trong thùng tẩm bằng gỗ, Bryan (1830) đã miêu tả sự thấm thuốc creosote ở một số loạl gỗ khác nhau. Bryan là người đầu tiên được cấp bằng sáng chế ra phương pháp tẩm chân không áp lực (1831). Phương pháp này gọi là phương pháp tế bào đầy, nó mang lạl hiệu quả cao của việc ngâm tẩm trong thời gian ngắn. Thời kỳ này các tác giả đã nghiên cứu thực nghiệm những vấn đề về sức thấm thuốc theo phương pháp khuyếch tán, đề tài mà chúng tôi đang nghiên cứu tiếp. Nghiên cứu về tính thẩm thấu của 100 loại gỗ, Smith và Lee (1958) so sánh, giữu hai laọi gỗ cây lá rộng và cây lá kim , cây lá rộng với cây lá rộng, độ thẩm thấu có sự khác nhau. Cũng Smith và Lee (1985), đã chú ý đến sự thay đổi thẩm thấu của loài gỗ tếch, thấy sự chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của nó đạt tới 3000 lần. Đối với thông đỏ châu âu, độ thẩm thấu của loài này chênh lệch nhau chỉ có 39 lần[33]. Siau (1984), cũng nghiên cứu tính thẩm thấu trên cây thông mỹ, mọc ở vùng núi, độ thẩm thấu là thấp nhất (chỉ bằng 5,4.10-3darsi), còn cây mọc ở vùng ven biển Thái Bình Dương, độ thẩm thấu vào loại trung bình (khoảng10-2 darsi). Điều đó nói lên rằng gỗ cây cùng một loài có nguồn gốc xuất xứ khác nhau cũng có độ thẩm thấu khác nhau Vinden (1984), xác định hệ số khuyếch tán đồng (CuSO4) đối với thông đỏ Châu Âu. ở thí nghiệm này tác giả đã dùng miếng gỗ đã được ngâm nước đến trạng thái bão hoà (ruột tế bào đã chứa đầy nước), lúc này hệ số khuyếch tán là 8,884 so với 0,599. Tác giả kết luận rằng, quá trình khuyếch tán chủ yếu xẩy ra ở các mao mạch trong tế bào rỗng. Hàm lượng nước trong gỗ cao thì tốc độ khuyếch tán tăng. Tamblyn (1985), tại australia, tác giả dùng gỗ tẩm cây lá rộng rừng nhiệt đới với nhiệt độ là 900C, ngâm trong dung dịch 30% NaBO4.5H2O 16 giờ đạt được độ sâu thấm thuốc cần thiết là 25 mm để phòng ngừa sinh vật hại gỗ 1.1.2. ở việt nam Từ xa sưa ông cha ta đã biết bảo quản gỗ một cách độc đáo đó là ngâm gỗ xuống bùn ao, các dòng chảy nước ngọt hoặc hun khói, phủ hắc ín với các sản phẩm gỗ đã chế biến. Các phương pháp này đã đem lại hiệu quả nhất định cho các công trình xây dựng hay đồ gỗ sử dụng trong gia đình và nó còn ảnh hưởng đến tận bây giờ ở các vùng nông thôn Việt Nam. Tuy nhiên các phương pháp bảo quản truyền thống này cũng có một số nhược điểm như thời gian sử lý tương đối lâu, hiệu quả đối với một số côn trùng, nấm mốc chưa triệt để. Ngày nay do tiến bộ của các ngành khoa học kỹ thuật như là hoá học, sinh học đã phát triển nhanh chóng công nghệ bảo quản lâm sản bằng hoá chất có những ưu thế rõ rệt. Rút ngắn thời gian bảo quản, nâng cao khả năng chống chịu môi trường cho gỗ, đã đáp ứng đòi hỏi của thực tiễn sản xuất. Một số tài liệu đã nghiên cứu trong lĩnh vực bảo quản lâm sản ở nước ta như: Nguyễn Thế Viễn và các cộng tác viên, xác định sức thấm thuốc của một số loại gỗ xẻ có kích thước khác nhau dùng trong xây dựng với thuốc donalit ULL bằng phương pháp ngâm thường, báo cáo khoa học viện lâm nghiệp rừng 1996. Nguyễn Xuân Khu - Đàm Bính, lượng thuốc thấm khi thay đổi nồng độ dung dịch tẩm theo phương pháp ngâm thường và việc xác lập phương trình tương quan, một số kết quả nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật viện công nghiệp rừng, nhà xuất bản lâm nghiệp 1985. Nguyễn Xuân Khu, Một số dẫn liệu về sức thấm thuốc của 10 loại gỗ vùng thanh sơn vĩnh phú, báo cáo khoa học 1982-1993, viện công nghiệp rừng. Nguyễn Văn Thống, Kiểm tra tác dụng chống nấm gây mục gỗ của các loại thuốc celcure, Ascuteto-U và pentacholorphenol, một số kết quả nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật viện công nghiệp rừng, nhà xuất bản nông nghiệp 1985. Lê Văn Lâm, Thành phần của xén tóc (ceram bycidae, coleoptera) hại gỗ ở bắc thái, đặc điểm sinh học sinh thái một số loài chủ yếu hại gỗ và biện pháp phòng trừ, luận án PTS viện khoa học lâm nghiệp 1996. Nguyễn Trí Thanh, Kết quả nghiên cứu một số loại thuốc muối để bảo quản gỗ (1982-1983). Những năm gần đây việc nghiên cứu bảo quản nói chung và bảo quản các loại gỗ rừng trồng nói riêng đã được giáo viên và sinh viên khoa chế biến lâm sản-Trường Đại Học Lâm Nghiệp tiến hành nghiên cứu như: Đỗ Thị Ngọc Bích (1999), thuốc bảo quản CCA và việc sử dụng các loại thuốc này đối với gỗ nhiệt đới (dịch từ wood preservation of tember in the tropies) [6}. Vũ Hà Phương (2001), nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ ẩm đến độ sâu thấm thuốc XM5 của gỗ keo lá tràm (Acacia auriculi formics cumn) bằng phương pháp ngâm thường.[3] Hoàng Tùng Lâm (2001), xác định độ sâu thấm thuốc XM5 của gỗ keo trắng bằng phương pháp ngâm thường.[4] Ngô Minh Khang (2001), xác định hiệu lực một số loại thuốc bảo quản ngăn mối xâm nhập công trình xây dựng bằng nền móng. Trần Thị Dương (2002), nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm tới độ sâu thấm thuốc XM-5B bằng phương pháp ngâm thường.[5] Lê Hồng Kiên (2002), nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch XM-5B đến độ sâu thấm thuốc đối với gỗ Bạch đàn trắng bằng phương pháp khuyết tán.[6] Hoàng Minh Huấn (2002), xác định ảnh hưởng của độ ẩm gỗ bạch đàn trắng đến chiều sâu thấm thuốc XM-5B bằng phương pháp băng đa.[7] Đối với gỗ bạch đàn trắng có tác giả Nguyễn Quý Nam [8] nghiên cưu về đặc điểm cấu tạo tính chất cơ lý, định hướng sử dụng chúng. Để mở rộng thêm phạm vi sử dụng của gỗ bạch đàn trắng và nhằm phục vụ đồng bào các vùng nông thôn miền núi trong các công trình công cộng, các đề tài bảo quản gỗ lần lượt được ra đời đặc biệt với phương pháp băng đa rất được ưa chuộng. 1.2. mục tiêu đề tài. Mục tiêu đề tài là bảo quản gỗ rừng trồng để phục vụ các vùng nông thôn và miền núi. Đề tài trọng tâm nghiên cứu giải quyết các vấn đề sau đây: 1- Nghiên cứu mối quan hệ giữa độ sâu thấm thuốc với thời gian ủ, của gỗ bạch đàn trắng khi dùng phương pháp băng đa. 2- Nghiên cứu mối quan hệ giữa độ sâu thấm thuốc của các loại thuốc XM-5B; BB; BB-NaF với thời gian ủ của gỗ bạch đàn trắng bằng phương pháp băng đa. 1.3 Nội dung nghiên cứu Để đạt được mục tiêu trên tôi tiến hành nghiên cứu những nội dung cụ thể sau 1- Xác định được chiều sâu thấm thuốc của gỗ bạch đàn trắng ở các cấp thời gian ủ. 2- Xác định được mối tương quan giữa thời gian ủ với chiều sâu thấm thuốc của gỗ bạch đàn trắng trong phương pháp băng đa. 3- Xác định được chiều sâu thấm thuốc của gỗ bạch trắng ở mỗi loại thuốc. 4- Xác định được mối tương quan giữa mỗi loại thuốc với mỗi chiều sâu thấm thuốc của gỗ bạch đàn trắng bằng phương pháp băng đa. 1.4 Phạm vi nghiên cứu. Chiều sâu thấm thuốc trong phương pháp băng đa phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: nguyên liệu, chế độ tẩm, độ ẩm môi trường, loại thuốc, nồng độ dung dịch và một số yếu tố khác. Các yếu tố thuộc về nguyên liệu: Loại gỗ; Độ ẩm gỗ; Tuổi cây. Các yếu tố thuộc về thuốc bảo quản: Loại thuốc; Nồng độ thuốc; Điều kiện nhiệt độ của thuốc. Các yếu tố thuộc về phương pháp tẩm: Thời gian ủ; Hướng thấm thuốc. Vấn đề cơ bản ảnh hưởng đến chiều sâu thấm thuốc của gỗ trong đề tài nghiên cứu đó là loại thuốc và thời gian ủ cho thuốc tiếp tục khuếch tán vào sâu trong gỗ. Trên cơ sở đó và để đạt được mục tiêu của đề tài thì những vấn đề trong phạm vi giới hạn mà tôi tiến hành nghiên cứu là: Loại gỗ: Bạch đàn trắng (Eucaliptus camaldulensis) Độ ẩm gỗ: độ ẩm gỗ ngay sau khi chặt hạ. Phương pháp băng đa. Tuổi cây 8-9 tuổi. Thời gian ủ thay đổi từ 4-8-12 tuần ứng với 9 xeri thí nghiệm. Loại thuốc: 1. Hỗn hợp muối Borax và axit Boric (BB). 2. Thuốc muối XM-5B. 3. Hỗn hợp thuốc muối BB và NaF. Điều kiện thuốc nhiệt độ phòng (203)0C. Thuốc ở dạng cao. Phần 2 CƠ Sở Lý Luận 2.1 Cơ sở lý luận về nguyên liệu gỗ 2.1.1 Cơ sở lý luận về gỗ. Gỗ là loại nguyên liệu được con người biết đến từ lâu đời và được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải kiến trúc, xây dựng…v…v.. Cấu tạo gỗ Cấu tạo gỗ là yếu tố quan trọng là cơ sở để giải thích mọi hiện tượng trong quá trình gia công chế biến, cũng như trong bảo quản gỗ. Có rất nhiều thành phần cấu tạo gỗ, tuy nhiên xét về mặt bảo quản thì có ba thành phần chủ yếu và rất quan trọng đó là quản bào, mạch gỗ và tia gỗ. Ba thành phần này là con đường dẫn dung dịch từ ngoài vào trong gỗ[2,9]. Thành phần hoá học gỗ. Thành phần hoá học gỗ rất phức tạp, mô gỗ gồm nhiều cấu tử hoá học phân bố không đều trong các bộ phận của cây. Các thành phần này khác nhau giữa các loài [10]. Nó là một thể hỗn hợp rất phức tạp của các chất phân tử Polysacarit gồm có các nhóm cacbonin và nhân ben zen tạo thành [2,10,11]. trong gỗ các tính chất chủ yếu gồm có hai nhóm: Nhóm các chất hữu cơ: Chiếm 99-99.7% thể tích của cây, bao gồm các chất như xenlulo, hemixenlulo, linnhin. Đây là ba thành phần chính cấu tạo nên vách tế bào. Ngoài ra còn có một số chất như: chất dầu, chất màu, chất chát, tinh bột, đường,… các chất này tồn tại trong ruột tế bào. Nhóm các chất vô cơ: Chiếm 0,3 - 1% khi đốt cháy hoàn toàn các chất này biến thành tro. Các chất vô cơ bao gồm: K, Na, Ca, Mg… Để hạn chế sự gây hại của côn trùng, nấm, mốc cần loại bỏ các chất lạ thức ăn của chúng bằng cách ngâm vào trong nước để các chất đường bột tan vào trong nước. Tuy nhiên, biện pháp này khó thực hiện vì vậy mà người ta sử dụng các biện pháp bảo quản hoá chất nhằm biến gỗ không phải là thức ăn cho các sinh vật hại gỗ. Tính chất của gỗ. Gỗ có rất nhiều các tính chất, song trong công nghệ bảo quản gỗ thì có hai tính chất rất được coi trọng. Tính chất hút nước của gỗ: Là năng lực hút lấy nước vào trong gỗ khi ngâm nó trong nước. Độ hút nước, thời gian hút nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Khối lượng thể tích, vị trí, chiều thớ, kích thước, nhiệt độ nước, độ ẩm ban đầu… Trong đó yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất là khối lượng thể tích, Khối lượng thể tích càng lớn thì khả năng hút nước càng chậm. Gỗ lõi hút nước chậm hơn gỗ giác, mặt cắt xuyên tâm mặt cắt tiếp tuyến hút nươc rất chậm. Diện tích mặt cắt ngang càng lớn thì tốc độ hút nước càng nhanh, nhiệt độ cao gỗ hút nước nhanh nhưng không nhiều [2,9]. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sức hút của gỗ là vấn đề có ý nghĩa thực tế trong kỹ thuật ngâm tẩm gỗ bằng hoá chất dưới điều kiện áp xuất thường. Tính chất thấu nước của gỗ: Tính chất hút nước hay của gỗ là sức thẩm thấu của nước và các dịch thể khác nhau vào gỗ nhờ áp lực bên ngoài. Người ta thường dùng tính chất này trong ngâm tẩm, quét sơn, nhuộm màu tráng keo, mức độ thấm sâu của nước và các dịch thể tuỳ theo áp lực mạnh hay yếu. Thời gian dài hay ngắn, nhiệt độ cao hay thấp. Tính chất của dịch thể, loại gỗ, gỗ giác hay gỗ lõi. Tia gỗ càng dày càng lớn thì chiều xuyên tâm thấu nước mạnh hơn chiều tiếp tuyến [2,9]. Lợi dụng tính chất này của gỗ mà người ta tiến hành bảo quản gỗ bằng phương pháp tẩm áp lực làm cho thuốc bảo quản thấm sâu vào trong gỗ nhằm hạn chế và tiêu diệt sự xâm nhập của các loài sinh vật hại gỗ. 2.1.2. Cơ sở lý luận về gỗ bạch đàn trắng. Theo W.Fblalel bạch đàn là một chi thực vật lớn. Trên thế giới có khoảng 500 loài và 138 thứ được trồng trên 90 nước với vùng phân bố rộng, phân bố tập trung ở Asutralia, Malayxia. Bạch đàn được trồng ở nơi có khí hậu phổ biến ở nơi có khí hậu nhiệt đới [30]. Đây là loại cây phù hợp với điều kiện nóng ẩm, mưa nhiều nhưng lại có khả năng chịu hạn , chịu rét kém có khả năng tăng trưởng nhanh. Theo thống kê năm 90 trên thế giới có hơn bốn triệu ha rừng trồng bạch đàn với sản lượng khai thác hàng năm khoảng 60 triệu gỗ [12][28][30]. Gỗ bạch đàn đã được nhiều nước trên thế giới sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. ở các nước Austrralia, Braxin, và Nam Phi, bạch đàn là nguyên liệu cho nghành công nghiệp sản xuất bột giấy, sợi viseo. ở nhiều nước sử dụng bạch đàn trong xây dựng [31]. 2.1.2.1 Đặc điểm sinh thái của gỗ bạch đàn trắng. Gỗ bạch đàn trắng (Eucaliptus camaldulensis Denh) thuộc họ sim, là loài cây bản địa ở Australia. Ngày nay nó được trồng phổ biến ở các nưới có khí hậu nhiệt đới [12],[31]. Nó du nhập vào việt nam từ những năm 70, đây là loài cây thích nghi với điều kiện nóng ẩm, mưa nhiều không có khả năng chịu hạn, chịu rét có tốc độ tăng trưởng nhanh. Chiều cao tăng trưởng hàng năm là 2,5 m, đường kính tăng trưởng hàng năm là 2-3 cm, sản lượng tăng trưởng trung bình hàng năm là 18-20, /năm. Bạch đàn sống trong điều kiện nhiệt độ từ lạnh đến nóng: Nhiệt độ tháng nóng nhất (27 - 40)0C; Nhiệt độ tháng lạnh nhất từ (3 - 5)0C; Lượng mưa bình quân từ (250 - 600) mm. Rất phù hợp với điều kiện khí hậu nước ta. Bạch đàn trắng dễ sinh trưởng trong điều kiện đất đai nghèo kiệt, nên được coi là cây gỗ rừng trồng mọc nhanh, chống xói mòn, phủ xanh đất trống đồi núi trọc. Bạch đàn trắng là loại cây gỗ lớn, thân thẳng, tán thưa phân cành cao. Có vỏ nhẵn màu tro sau bong ra thành từng mảng, lớp vỏ mới lộ ra có màu xám xanh hoặc ánh bạc. Cành non màu tím hồng mảnh và hơi rủ. 2.1.2.2 Đặc điểm cấu tạo của gỗ bạch đàn trắng. Bạch đàn trắng là loại cây có gỗ giác lõi phân biệt. Gỗ lõi có màu nâu hồng, gỗ giác có màu trắng xám, ở phần gỗ giác có chứa nhiều chất bột. Bạch đàn trắng là loài cây mọc nhanh có vòng năm rộng (0.9 -1.6) cm, trong mỗi vòng năm phần gỗ sớm gỗ muộn ít phân biệt. Thớ gỗ tương đối mịn, nghiêng và chéo thớ, lỗ mạch trung bình xếp phân tán tụ hợp đơn với số lượng lớn. Tế bào mô mềm xếp dọc nối tiếp nhau thành từng dây dọc theo thân cây. Hình thức phân bố theo mặt cắt ngang vây quanh mạch hình tròn, không có cấu tạo lớp không có ống dẫn nhựa chứa nhiều tinh dầu. Đây là loài cây tỉa cành tự nhiên ở gốc và thân tỷ lệ mắt ít nhưng có nhiều mắt chìm, ở ngọn có nhiều mắt có kích thước lớn [12,30]. 2.1.2.3 Tính chất vật lý chủ yếu. Theo kết quả nghiên cứu về tính chất và cấu tạo của gỗ bạch đàn trắng [8] ta thấy gỗ bạch đàn trắng 8 - 9 tuổi có: Khối lượng thể tích; Gỗ bạch đàn trắng có khối lượng thể tích tương đối, khối lượng thể tích gỗ lõi lớn hơn gỗ giác. Gỗ lõi khối lượng thể tích khô kiệt g =0.81 (g/cm3); Khối lượng thể tích cơ bản g = 0.67 (g/cm3); Gỗ giác khối lượng thể tích gỗ khô kiệt g = 0.56 (g/cm3); Khối lượng thể tích cơ bản g = 0.52 (g/cm3). Sức co dãn của gỗ. Tỷ lệ co rút và hệ số co rút chiều dài: Chiều dọc thớ Y = 0.94%, K = 0.016 Chiều xuyên tâm Yx=4.62%, Kx = 0.154 Chiều tiếp tuyến Y = 10.51%, K = 0.350 Tỷ lệ giãn nở và hệ số giãn nở chiều dài: Chiều dọc thớ Y = 0.38% , K = 0.012 Chiều xuyên tâm Y = 4.16%, K = 0.138 Chiều tiếp tuyến Y = 10.27%, K = 0.342 Tỷ lệ co rút thể tích và hệ số co giẫn thể tích = 16.81% , K = 0.56 Tỷ lệ giãn nở thể tích và hệ số giãn nở thể tích ích : = 15.87% , K = 0.52 Độ hút nước của gỗ. Bạch đàn là loại có tỷ lệ nước trong thân tương đối lớn so với các thân gỗ khác. Vì vậy tỷ lệ nước được hút lớn, với 30 ngày tỷ lệ hút là 76.48% và một ngày tỷ lệ hút là 45.60 %. 2.1.2.4 Tính chất hoá học Xenlulo 46.8%, lignin 29.4%, pentozan 19.9%, tro 0.3%, các chất hoà tan trong nước nóng 4.6%, các chất hoà tan rong kiềm (1%)13.5%, hàm lượng chát béo 1.7% Gỗ không chứa silic, không mùi, không vị; Gỗ có chứa tinh dầu, thành phần chủ yếu của nó là cucalyptol, mùi giống bạc hà,vị thơm mát. Dầu này không tan trong nước, nhưng tan trong cồn, ête, axetic băng (tinh khiết), cloroform và các loại dầu khác. 2.1.2.5 ứng dụng của gỗ Bạch Đàn trắng [8] Từ các tính chất trên gỗ bạch đàn trắng được sử dụng vào các mục đích sau: Với các kết quả về ứng suất ép dọc, kéo dọc, uốn tĩnh trên thì gỗ bạch đàn trắng được xếp vào nhóm 2 trong bảng phân loại 6 nhóm gỗ. Phù hợp khi sử dụng trong xây dựng, giao thông vận tải, làm giàn giáo cột nhà. Với hệ số co rút lớn như vậy là nguyên nhân dẫn đến gỗ bạch đàn trắng bị cong vênh, biến dạng trong quá trình sấy, hong phơi. Cho nên chúng ít được dùng trong đồ mộc cao cấp mà chỉ nên sử dụng chúng trong đồ mộc thông dụng. Với sức chịu tách thấp là nguyên nhân làm cho gỗ bạch đàn dễ bị nứt nẻ vì thế nên sử dụng gỗ bạch đàn ở dạng gỗ tròn. Trong các công trình xây dựng như cầu cống trụ mỏ, cột kèo nhà, và đặc biệt dùng sản suất bột giấy. Không nên sử dụng gỗ bạch đàn trắng trong các sản phẩm gỗ xẻ, ván ghép thanh gỗ bóc, làm ván lạng. 2.2 Cơ sở lý luận về sinh vật hại lâm sản. Đất nước ta nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của nhiệt đới gió mùa. Đây là điều kiện rất thuận lợi cho các loài sinh vật phá hoại sinh trưởng và phát triển trong đó có các loại sinh vật hại lâm sản tiêu biểu như: nấm, côn trùng, hà biển [2,12]. 2.2.1. Nấm hại lâm sản. Trong hệ thực vật nấm là loại thực vật bậc thấp. Có trên 80 nghìn loài nấm khác nhau. ở nước ta theo điều tra sơ bộ của Nguyễn văn Thống (1982) phát hiện ra 55 loài nấm thuộc 21 chi 11 họ, 7 bộ của 3 lớp Đơn vị cơ bản của nấm là sợi nấm, sợi nấm có thể là đơn bào hay đa bào, nấm sinh sản bằng bào tử, quá trình sinh dưỡng của nấm rất đa dạng. Nấm sâm nhập vào gỗ bằng hai phương thức sau: - Sợi nấm từ gỗ đang bị mục lây lan sang gỗ lành. - Bào tử sợi trên mặt gỗ, mặt vật thể khác nẩy mầm phát triển thành sợi, sợi này sâm nhập vào gỗ. Nấm hại lâm sản có nhiều loại, tuy nhiên trong quá trình bảo quản gỗ ta chủ yếu xét đến hai nhóm: Nấm mốc: Nấm mốc là loại nấm hút chất dinh dưỡng trong ruột tế bào gỗ. Đặc biệt là tế bào gỗ giác, nó không có khả năng tiết ra các chất men để phá hủy thành phần cấu tạo nên vách tế bào, vì thế tính chất cơ học của gỗ ít bị thay đổi nên tuổi thọ của gỗ giảm không đáng kể. Nấm mục: Chúng có khả năng tiết ra các chất men phá hủy thành phần cấu tạo nên vách tế bào làm thay đổi mạnh tính chất cơ học của gỗ và làm giảm đáng kể tuổi thọ của gỗ. 2.2.2 Côn trùng hại lâm sản. Một trong những nguyên nhân làm cho gỗ bị phá hỏng. Đó là sự phá hoại của các loài côn trùng [14]. Trong quá trình hoạt động sống, ngoài việc phá hoại trực tiếp chúng còn tạo ra hệ thống lỗ rỗng trong gỗ từ đó nấm và vi khuẩn dễ dàng xâm nhập vào gỗ. Nhiều trường hợp côn trùng còn mang vào trong gỗ các loại nấm, sinh vật khác làm cho chúng sinh trưởng và phát triển trong gỗ. Côn trùng hại gỗ và lâm sản rất đa dạng, nhiều chủng loại [2]. Tuy nhiên cho dù là loại nào thì chúng vẫn chung một đặc điểm cấu tạo, có thể chia làm ba phần: Đầu, ngực, bụng. Chúng hô hấp bằng hệ thống khí quản, sinh sản theo lưỡng tính. Đại đa số côn trùng hại gỗ có biến thoái hoàn toàn tức là phải trải qua 4 giai đoạn: Trứng đ sâu đ nhộng đ sâu trưởng thành. ố Côn trùng phá hoại lâm sản rất phong phú nhưng chủ yếu chia làm ba loại: mối, mọt, xén tóc, các loài này được cho là côn trùng phá hoại gỗ và lâm sản mạnh nhất. Mặt khác xét về yếu tố độ ẩm thì côn trùng hại lâm sản được chia làm hai loại chủ yếu đó là côn trùng hại gỗ tươi, ướt và côn trùng hại gỗ khô. Vậy ở độ ẩm nào dù cao hay thấp gỗ (Lâm sản) cũng bị côn trùng sâm nhập phá hoại. Để hạn chế điều đó, trước khi sử dụng gỗ phải dùng dung dịch thuốc bảo quản bằng hoá chất. Kết quả bảo quản càng cao khi người thực nghiệm sử lý kịp thời, đúng loại thuốc và phương pháp bảo quản. 2.2.3 Hà hại lâm sản Khi ngâm gỗ tre nứa trong nước thì nấm mối mọt không phá hoại được. Nếu ngâm trong nước biển thì lại bị hà phá hại nghiêm trọng. ở vùng biển nước ta hà gỗ hoạt động quanh năm, hầu hết các loại gỗ đều bị hà xâm nhập phá hoại. Có loại phá gỗ mãnh liệt nhưng có loại chỉ sống dựa vào gỗ.Trong nhân dân để trừ con hà hại gỗ thường đốt đuôi, dùng sơn, hắc ín… để quét ra lớp ngoài vỏ tàu thuyền. Để phòng trống hà biện pháp phổ biến nhất là tẩm cho gỗ tàu thuyền các loại thuốc bảo quản thích hợp có đủ loại thuốc thấm và độ sâu thấm thuốc cần thiết. Các loại thuốc có thành phần gốc đồng có hiệu quả với hà hơn cả. 2.3. Cơ sở lý thuyết về thuốc bảo quản 2.3.1 Thuốc bảo quản Thuốc bảo quản là những chế phẩm có nguồn gốc từ hoá học, sinh học có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp vào lâm sản nhằm tiêu diệt, ngăn ngừa, sự phá hoại của các tác nhân sinh vật gây hại lâm sản như: nấm, côn trùng, hà biển… hoặc các tác nhân vô sinh như lửa, nước… chúng có khả năng khuyếch tán và ổn định trong gỗ và lâm sản [15]. Hiện nay thuốc bảo quản lâm sản có nhiều tên nhiều loại khác nhau nhưng các chất cơ bản tạo nên chúng thì không nhiều. Muốn đạt được hiệu quả cao thì thuốc bảo quản cần có một số yêu cầu sau:[10] 4Phải có độ độc cao đối với sinh vật hại lâm sản, nhưng không gây hại cho người và gia súc. 4ít gây ô nhiễm môi trường. 4Dễ thấm vào gỗ và lâm sản, dễ sử dụng. 4Có tính ổn định trong gỗ và lâm sản. 4Không làm giảm tính chất cơ lý của lâm sản. 4Không ăn mòn kim loại. 4Rẻ tiền, phải có sẵn trong thị trường đặc biệt là thị trường trong nước. 4Dễ kiểm tra bằng chất chỉ thị màu hoặc có màu đặc trưng dễ áp dụng. 4Không làm tăng tính chất cháy của vật liệu tẩm. 4Không ảnh hưởng đến màu sắc và trang sức bề mặt của bề mặt tẩm. Trong thực tế không có loại thuốc bảo quản lâm sản nào (Kể cả thuốc đã được tiêu chuẩn hoá) có thể đáp ứng được yêu cầu trên. Tuy nhiên vẫn có nhiều chế phẩm hoá học, sinh học được dùng làm thuốc bảo quản là vì các chế phẩm ấy đã đạt được một số yêu cầu quan trọng và phù hợp với môi trường sử dụng của lâm sản. Muốn sử dụng thuốc sao cho có hiệu quả phải căn cứ vào nhiều yếu tố. Ngoài tính năng sử dụng chính của mỗi loại thuốc phải biết sử dụng chúng sao cho phù hợp với từng đối tượng phá hoại của môi trường. Để tiện lợi quá trình sử dụng người ta phân loại thuốc bảo quản. Có thể phân loại thuốc bảo quản lâm sản theo hai nhóm chính: Nhóm thuốc dạng dầu và hoà tan trong dầu: Gọi là thuốc dầu. Nhóm thuốc hoà tan trong nước: Gọi là thuốc muối 2.3.1.1 Các thuốc dạng dầu và hoà tan trong dầu. Thuốc dầu creosote được dùng để tẩm gỗ tà vẹt, gỗ làm cầu cống, cột điện… gỗ dùng ngoài trời nói chung phần gỗ tiếp xúc với đất ở những công trình có mái che. Ưu điểm của thuốc dầu: Độc với sinh vật hại gỗ và lâm sản, không ăn mòn kim loại, không bị rửa trôi. Nhược điểm của thuốc dầu: Gỗ sau khi tẩm thuốc dầu Có mùi hôi, dễ bắt cháy, phạm vi sử dụng hẹp, chỉ tẩm được gỗ khô… 2.3.1.2 Các chế phẩm hoà tan trong nước. Là thuốc có nguồn gốc từ vô cơ, khi sử dụng chúng thường là dạng dung dịch hoà tan trong nước. Chúng có thể tẩm được gỗ có độ ẩm thấp, gỗ khô, gỗ tươi, khả năng thấm thuốc lớn. Thuốc dễ bị rửa trôi, tuỳ vào mục đích sử dụng của lâm sản, môi trường sử dụng và đối tượng gây hại mà ta có thể lựa chọn thuốc sao cho phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả bảo quản [2]. Các chế phẩm dạng này thường là hỗn hợp của hai hay nhiều hợp chất là muối của các kim loại như: kẽm đồng, crom, asenic… Sau khi ngâm tẩm các hoá chất này có thể phản ứng với nhau tạo thành một hợp chất bền vững ổn định, có hiêụ lực chống sinh vật hại gỗ tốt hơn như: LN2, LN3, XM5, CCA, BB, BB - NaF… Ưu điểm của thuốc bảo quản hoà tan trong nước: Có tác dụng đối với sinh vật hại gỗ và lâm sản, giá thành rẻ dễ sử dụng. Khi tẩm thuốc màng thuốc đều liên tục, thấm sâu. Có thể pha chế với cùng một loại thuốc khác để tăng khả năng bảo quản trong công nghệ ván nhân tạo. Đặc biệt là dễ sử dụng trong công nghệ sản suất ván nhân tạo. Nhược điểm: Do là dạng thuốc hoà tan trong nước thường dễ bị rửa trôi. Dễ bị các loại hoá chất khác tác dụng làm mất hiệu lực với sinh vật hại gỗ và lâm sản. Có tính ăn mòn kim loại, ít nhiều ảnh hưởng đến môi trường. Để khắc phục nhược điểm, người ta thường phản ứng tạo phức thuốc bảo quản với một số hỗn hợp khác để biến tính thuốc, không làm giảm hiệu lực với thuốc và chống rửa trôi. Xuất phát tử ưu nhược điểm nói trên, trong thực tế cần căn cứ vào mục đích sử dụng gỗ mà dùng thuốc cho phù hợp. Với những đặc điểm và cấu tạo của gỗ bạch đàn trắng dùng trong đề tài và gỗ sau khi tẩm dùng cho đồ mộc cột kèo… Trên cơ sở như vậy dùng trong đề tài tôi dùng hỗn hợp thuốc boron, XM5, NaF-BB. Sau đây là một vài tính chất của các loại thuốc: Hỗn hợp thuốc Boron. Thuốc bảo quản boron là hỗn hợp các thành phần hoá học axit boric (HBO) với muối borax (NaBO.10HO) loại thuốc này được chế tạo đầu tiên ở Anh (Newzealand) vào năm 1950. Đặc điểm chính của Boron có độc đối với côn trùng và nấm phá hại gỗ đặc biệt là chống mọt có hiệu quả. Boron được phân vào nhóm không cố định trong gỗ (Dễ bị rửa trôi) sự thành công của boron là ở chỗ[6,18]. 4Có thể xử lý ngâm tẩm gỗ xẻ, gỗ dùng trong công trình xây dựng và gỗ tàu thuyền. 4Có thế áp dụng phương pháp sử lý theo nhiều cách khác nhau, phun, nhúng, quét, ngâm, áp lực. Đặc biệt hiệu quả đối với phương pháp xử lý kết hợp nhúng nhiều lần và dự trữ khuyết tán. 4Các phương pháp áp dụng đơn giản. 4ít độc đối với người và gia súc. 4Giá cả thấp được nhiều người chấp nhận. 4Đặc biệt có khả năng phòng cháy chứa cháy cho gỗ. Năm 1960 Boron được truyền bá rộng rãi cho đến tận ngày nay [8]. Muối borax và axit boric là những chất vô cơ dễ tìm, dễ hoà tan trong nước. Khi sử dụng rất thuận lợi, việc đưa hỗn hợp thuốc bảo quản lên bề mặt gỗ, dung dịch có độ PH (PH=7,2). Một số tính chất vật lý của chúng như sau: Tính chất vật lý hoá học của muối borax [14,16]: Muối borax có công thức: NaBO.10HO. Có phân tử lượng bằng 381.37. ở điều kiện bình thường tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng, là tinh thể ít tan trong nước lạnh dễ tan trong nước sôi, không tan trong rượu. Độ tan trong nước của muối borax phụ thuộc vào nhiệt độ nước như sau: Nhiệt độ hoà tan (C) 0 10 20 30 60 80 100 Độ tan a(g)/100gH0 1.23 1.58 2.58 3.75 16.7 23.9 34.3 Nhiệt độ nóng chảy là 8780C, tỷ trọng d = 1.55. Nhiệt độ phân huỷ Tph = 378oC, PH = 9.3. Tỷ lệ các chất của borax do nhà máy hoá chất Quảng Châu-Trung Quốc sản xuất như sau: Hàm lượng, % = 99.5; Chất không tan, % = 0.0050; Clorua, % = 0.002; Sắt, % = 0.003; Asen, %= 0.0005; Chì, % = 0.001; Phốt phát, % = 0.002; Tính chất vật lý hoá học của axit boric [14,16] Axit Boric có công thức: HBO, phân tử lượng bằng 61.38, tỷ trọng d =1.44, nhiệt độ nóng chảy Tnc=70C, PH=4.0. ở điều kiện bình thường axit boric tồn tại ở dạng bột mịn trắng hoà tan được trong nước nóng, glyxerin, rượu etylic, axit axetic. Độ hoà tan của axit boric trong nước tan phụ thuộc vào nhiệt độ của dung môi như sau [23] Nhiệt độ hoà tan (C) 20 100 Độ tan b (g)/100gHO 4.84 40.3 Tỷ lệ tạp chất axit boric do nhà máy hoá chất Đức Giang sản xuất: Hàm lượng, %: 98; Chất không tan, %: 0.01; Clorua, %: 0.002; Sắt, %: 0.001; Sunfat, %: 0.003; Axit Boric có độ PH rất thấp = 4.0; Muối Borax có độ PH rất cao = 9.3; Axit boric và Muối borax nếu pha riêng từng chất thì khó tan trong nước tuy nhiên khi hoà trộn hai chất đó thì khả năng hoà tan trong nước sẽ tốt hơn khoảng ba lần [19]. Thuốc XM Đây là loại thuốc có nguồn gốc từ liên xô, là loại hỗn hợp của đỗng sunfat và bicrommatnatri. Hỗn hợp này đã được tiêu chuẩn hoá (GOXT 13327-73) gồm có hai loại XM-5A và XM-5B với các thành phần là [2]: XM5A: CuSO4.5H2O 50% Na2Cr2O7 48.3% CrO3 1.7% XM5B: CuSO4.5H2O 50% Na2Cr2O7 50% Cả hai thành phần thuốc XM-5 là CuSO4 và Na2Cr2O7 đều hoà tan trong nước, nhưng hai thành phần trên kết hợp với nhau và một số thành phần hoá học khác trong gỗ vẫn có tinhs độc với sâu nấm nhưng không hoà tan trong nước, do đó trống được rửa trôi. Nguyễn Văn Thống[33] đã diễn giải phương trình tạo phức sau khi gỗ thấm vào gỗ trong các nghiên cứu ở Hungari và Việt Nam như sau: 8CuSO4 + Na2Cr2O7 + 2CrO3 + 9H2O= (2.1) 2Cu[Cr2(SO4)4]H2O + 2NaOH + 6Cu(OH)2 + 6O2 Hỗn hợp này được sử dụng rộng rãi vì nó ít độc với người và gia súc so với các loại thuốc bảo quản khác. Dung dịch thuốc thường pha ở nồng độ 3-15 %. Có tác dụng chống nấm, côn trùng và hà biển, có khả năng hạn chế sự rửa trôi khỏi gỗ dùng cho các công trình dưới nước mái che và không có mái che, gỗ dùng trong các công trình dưới nước, kể cả nước biển,._.