Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Tổng quan về tre

1 Tổng quan về tre

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 1.1: Phân bố tre tồn cầu[ CITATION Kue15 \l 1033 ]

Châu Á có diện tích, số lồi và sản lượng lớn nhất tồn cầu. Các nước có diện

tích rừng tre lớn như: Trung Quốc (5,712 km 2), Ấn Độ (5,476 km2), Lào (1,612 km2), …

Việt Nam đứng thứ năm với 1,425 km2 với các loài tre phong phú và đa dạng[CITATION

FAO10 \l 1033 ].

1.1.2 Tình hình nghiên cứu thế giới





Nghiên cứu của Babajide Charles FALEMARA (2015)

Năm 2015, Babajide Charles FALEMARA của trường Đại học Công nghệ liên



bang đã nghiên cứu tính bền và hút ẩm của composite tre nhựa.

Kết quả nghiên cứu cho thấy tính hút ẩm giảm dần khi thay đổi tỉ lệ nhựa/sợi

1:1 đến 1:3. Nhưng ngược lại ứng suất kéo mà modulus của chúng thì tăng. Nghiên cứu này

đã mở ra một nền tảng nghiên cứu ứng dụng khác của LDPE đã qua sử dụng.





Nghiên cứu của Xiaobo Li (2004)

Năm 2004, Xiaobo Li của trường Đại học bang Louisiana đã



nghiên cứu tính chất vật lý, hố học và cơ học của tre và ứng dụng tiềm

năng cho sản xuất tấm sợi gỗ.

Kết quả nghiên cứu cho thấy trọng lượng riêng và tính uốn của

tre cho giá trị khác nhau với từng độ tuổi, lớp tre và vị trí kiểm tra. Chúng

đều tăng từ một năm tuổi tới năm năm tuổi. Lớp ngồi cho tính chất uốn



vượt trội so với lớp trong, vì vậy để sản xuất composite chịu lực tốt từ tre

thì khơng nên loại bỏ lớp này.

1.1.3 Tình hình nghiên cứu trong nước





Nghiên cứu của Vũ Cường Mạnh và cộng sự (2017)

Năm 2017, Vũ Cường Mạnh của trường Đại học Tôn Đức Thắng và cộng sự



đã nghiên cứu về ảnh hưởng của sợi tre trắng micro/nano lên tính chất vật lý của composite

cường lực epoxy.

Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sợi tre sau khi được được xử lí bằng Silane

với tỉ lệ từ 0.1% đến 0.3% cho ứng suất và modulus uốn cũng như kéo tăng dần so với khi

khơng xử lý.





Nghiên cứu của Nguyễn Thanh Hiền, Phạm Văn Chương (2014)

Năm 2014, Nguyễn Thanh Hiền, Phạm Văn Chương của trường Đại học Lâm



nghiệp đã nghiên cứu về ảnh hưởng của kết cấu đến tính chất vật liệu composite dạng lớp từ

tre và gỗ.

Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tỉ lệ kết cấu giữa tấm tre và ván gỗ tăng từ

20% đến 60% thì khối lượng thể tích và độ ẩm giảm, nhưng độ bền uốn, modulus và khả

năng dán dính của keo tăng. Nghiên cứu sử dụng Luồng và gỗ Bồ đề và sử dụng keo

Phenol-Formaldehyde để tạo ra tấm vật liệu đáp ứng tiêu chuẩn ván ép dùng trong xây dựng

và có cơ lý cao hơn ván gỗ hoàn toàn từ Bồ đề.

1.1.4 Cấu tạo cây tre

1.1.4.1 Rễ ngầm

Hệ thống rễ ngầm của tre phát triển tốt và tạo nên nền tảng cấu trúc của cây.

Nó nằm dưới đất và phân nhánh cao. Mỗi nhánh hoặc trục riêng lẻ của hệ thống rễ ngầm

được xem là 1 rễ ngầm. Rễ ngầm bao gồm hai phần là cổ rễ ngầm (rhizome neck) và rễ

ngầm riêng (rhizome proper). Độ dài rễ nối tuỳ thuộc vào lồi tre. Về cơ bản có hai loại rễ

ngầm, đó là đa thân (sympodial) và đơn thân (monopodial)[ CITATION VIỆ17 \l 1033 ].







Rễ ngầm đa thân

Rễ ngầm đa thân có từ 6 đến 7 chồi ở hai bên rễ ngầm và sẽ mọc lên thành



những cây tre mới có cổ rễ ngầm ngắn. Các đốt rễ ngầm có đường kính to hơn chiều dài,

đặc và khơng đối xứng. Nhánh rễ ngầm là cơ sở cho rễ ngầm riêng – chúng thường ngắn

hơn, có hình nón ngược và liên kết rễ ngầm cây non mới với cây mẹ. Rễ ngầm thường có

hình dạng cong, hiếm khi thẳng, đồ dày tối đa thường lớn hơn thân cây một chút. Các loại

tre có rễ ngầm loại này sẽ mọc ngang từ gốc của cây mẹ và hình thành các chồi mới.

Do hình dáng của loại rễ ngầm và đặc trưng phát triển, các cây mọc sát vào

nhau tạo thành các cụm. Những cây có cổ rễ ngầm ngắn mọc thành từng cụm riêng biệt, một

số lồi có loại rễ ngầm này như: Bambusa, Dendrocalamus, Cephalostachyum,

Gigantochloa, Ochlandra, Oxytenanthera, Schizostachyum, Thyrsostachys, … Những cụm

này gọi là cụm đa thân.

Những cây có cổ rễ ngầm tương đối dài tạo nên các cụm thoáng hơn, một số

lồi có loại rễ ngầm này như: Bambusa cacharensis, B. polymorpha, B. vulgaris, … Tuy

nhiên, cây Melocanna baccifera có cổ rễ ngầm rất rộng (1-2m) tạo thành một hệ thống rễ

ngầm mọc lan rộng khắp dưới mặt đất. Bởi vì sự phát triển mạnh của cổ rễ ngầm nên sự

phân bố của cây rất rộng tương tự như các cây lấy gỗ có sự liên kết ở rễ. Dẫn đến các cây

mọc lên độc lập, khơng bị gò bó, tạo thành một cụm thưa và rộng. Khơng có các chồi xuất

hiện ở cổ rễ ngầm và chỉ có vài rễ ở một số điểm, nhưng có các chồi lớn xuất hiện ở dưới

gốc của cây.

Có 2 loại chồi, đó là: chồi nhọn kiểu vảy cá và chồi phẳng. Chồi phát triển

thành rễ ngầm rồi sau đó phát triển thành cây.





Rễ ngầm đơn thân

Rễ ngầm đơn thân có các đặc tính sau đây: dài và mảnh, có dạng hình trụ hoặc



gần trụ, đường kính thường nhỏ hơn thân cây mọc ra từ nó và nhỏ hơn chiều dài đốt, khá

đồng đều về chiều dài, hiếm khi đặc, thường là rỗng và ngăn cách với một màn chắn. Loại

rễ ngầm này thường được tìm thấy ở các lồi tre mọc thành hàng. Thân cây phát triển từ

chồi, nhưng một số chồi có thể mọc rễ ngầm rồi tiếp tục phát triển thành thân

cây[ CITATION Ban15 \l 1033 ].



Hình 1.2: Hình dạng phát triển rễ ngầm của tre



Hình 1.3: Hình dạng phát triển rễ ngầm của tre. (a) Rễ ngầm đa nhân, (b) Rễ

ngầm đơn nhân[ CITATION lew \l 1033 ]

1.1.4.2 Rễ

Về ngoại hình, rễ thường đối xứng về kích thước và hình dáng. Chúng mọc ra

ở gốc của thân tre từ các mắt của rễ ngầm và thường không sâu hơn 70cm tính từ mặt đất.

Từng chiếc rễ mọc ra từ các mắt của rễ ngầm. Ở những cụm trưởng thành phát triển tốt như

của Bambusa tulda và Melocanna baccifera, rễ ngầm được phân bố ngang dưới lòng đất và

sâu khoảng 25-65 cm, bám đất và hỗ trợ thân cây của cụm. Đôi khi mặt lưng của cả hệ

thống rễ ngầm trồi lên mặt đất khoảng 1-5 cm. Khoảng 70-80 % rễ và các phần khác của

cây nằm cách 33cm mặt đất, 15-24 % ở 33-66 cm, 4-6 % ở 66-100 cm và phần còn lại 1% ở

khoảng 100-150 cm (theo bảng 1.1). Do đó, tre tạo đa số lượng rễ trong vòng 33 cm so với



mặt đất và đường kính rễ dao động từ 0.04-0.48 cm. Trong khu rừng chỉ có M. baccifera, vài

ngàn cụm mọc cạnh nhau hình thành một mạng lưới rễ ngầm nối tiếp nhau với khối rễ chằn

chịt nằm dưới lớp đất, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo tồn đất và nước trên các ngọn

đồi[ CITATION Ban15 \l 1033 ].

Bảng 1.1: Sự phân bố rễ của cụm B. tulda và M. baccifera phát triển tốt ở các độ sâu khác

nhau

Khoảng cách

từ mặt đất

(cm)



Trung bình lượng rễ trong 10 cm3 dưới lòng đất

B. tulda[ CITATION Whi45 \l

1033 ]



M. baccifera[ CITATION

Ban15 \l 1033 ]



Sinh khối (g)



Phần trăm



Sinh khối (g)



Phần trăm



0 – 33



Khơng có số

liệu (KCSL)



83



19.94



70.38



33 – 66



KCSL



12



6.74



23.80



66 – 100



KCSL



4



1.25



4.41



100 - 150



KCSL



1



0.4



1.41



100



100



1.1.4.3 Thân cây

Cây tre có thể mọc thành cụm hoặc không nhưng đều tạo măng từ rễ ngầm

dưới đất và phát triển thành thân cây. Đối với cây đa thân, thân phát triển từ chồi cuối; trong

khi đó đối với cây đơn thân, thân phát triển từ chồi bên của rễ ngầm.

Thân cây đa dạng từ thẳng đứng, thẳng với ngọn rũ hoặc dốc lên, hơi thẳng

cho đến hình zigzag. Có lồi tre có thân nhỏ như cây bút chì, trong khi đó phần lớn có

đường kính khoảng 20 cm. Về màu sắc cũng có sự đa dạng như: màu vàng, màu xanh, màu

nâu sậm, trên vỏ có các đườn kẻ dọc và còn có lồi có đốt tre phình ra như bụng Phật. Một

trong những lồi tre được trồng làm vườn (Phyllostachys nigra) còn cho ra cho ra màu

đen độc nhất.

Thân cây non thường thon dần từ mặt đất lên tới ngọn. Đối với những cây

trưởng thành hơn thì nửa dưới dạng hình trụ hoặc cũng thon dần nhưng khơng đáng kể và

phần còn lại của cây thì thon dần nhưng dễ thấy hơn[ CITATION Ban15 \l 1033 ].







Đốt cây

Chiều cao của cụm phụ thuộc vào chiều dài của đốt, và nó trong khoảng từ 2



đến 37 m phụ thuộc vào đặc điểm của loài. Chiều cao cụm cùng với chiều dài đốt thay đổi

từ loài này tới lồi khác và có cơ sở di truyền ổn định.

Đặc trưng của nhiều cây tre là sự xuất hiện dịch trắng trên bề mặt của đốt. Nó

đa dạng từ từng chút (như cây mận và nho) cho tới cặn nhiều đủ thấy, bơng, giống như bột ít

nhiều làm che đi bề mặt của đốt. Thời điểm xuất hiện dịch liên quan đến sự phát triển của

thân cây và kết cấu của nó, kết hợp với các đặc trưng khác có thể giúp cho việc phân loại

một vài lồi tre. Đối với loài Dendrocalamus giganteus, đốt được bao phủ bỏi vảy trắng như

sáp khi còn non. Phân tích dịch từ thân cây non lồi Lingnania (Bambusa) chungii phát hiện

có 25% là bột và được xác định là một triterpenoid ketone gần giống như friedelin – là

thành phần trong sáp của nút bần. Đối với loài Bambusa polymorpha,

thân cây non có vảy trắng, sau 1 năm chúng chuyển thành xám cho tới

xám xanh.

Trong việc sử dụng tre để làm đồ trang trí, việc giữ được màu

sắc như xanh, vàng rất quan trọng vì giá trị của sản phẩm sẽ tăng nếu

giữ được màu sắc ổn định[ CITATION Ban15 \l 1033 ].





Đường kính và bề dày thân

Ở Nam Á, một vài loài tre như Bambusa balcooa, B. bambos, B. cacharensis,



B. polymorpha, B. nutans, B. tulda, B. vulgaris, D. giganteus, D. hamiltonii, D. strictus, …

có đường kính rất rộng với bề dày mỏng hoặc dày. Trong khi đối với các loài Bambusa

glaucescens, M. baccifera, Ochlandra travancorica, O. stridula, Schizostachyum dullooa, …

có đường kính nhỏ và bền dày mỏng. Tuy nhiên đường kính thân có thể tăng hoặc giảm tuỳ

thuộc vào điều kiện nơi sinh trưởng và tuổi của cây. Thân cây rỗng ở trong, bề dày vách

ngăn đa dạng giữ các loài. Do đó, có thể phân loại tre thành 2 loại là vách mỏng và vách

dày. Tuy nhiên ở loài D. strictus khoang rỗng gần như khơng có. Điều đặc biệt này được tìm

thấy ở một số thân nhất định trong cụm của lồi này khi nó sinh trưởng tại vùng đất khô cằn

ở đồi Siwalik gần Hardwar, Ấn Độ[ CITATION Ban15 \l 1033 ].



1.1.4.4 Lá

Le tre thường thon dài, chúng có cuống lá nhỏ gắn vào cành hoặc thân cây,

thường không nằm giữa lá và kéo dài suốt chiều dài lá. Phiến lá thường mỏng hơn phiến

màn thân tre (culm sheath blades) và dễ phân biệt 2 mặt. Lá của các lồi tre có ngồi hình

chung tương tự nhau, kích thước lá phụ thuộc khá nhiều tại vị trí mọc của lá trên cây. Kích

thước lá còn phụ thuộc vào giai đoạn phát triển của cây và độ ẩm – tre sống trong điều kiện

ẩm thường có lá to hơn là vùng khơ[ CITATION Ban15 \l 1033 ].

1.1.5 Thuộc tính cấu trúc

Thành phần cấu trúc của thân tre đa dạng để đáp ứng nhiều ứng dụng trong

cuộc sống, cả khi ở dạng ống hay đã được tách ra. Thân tre được chia ra thành các mắt và

đốt như hình 1.4. Chiều dài giữa các nút khác nhau giữa các loài. Dài nhất là ở khoảng giữa

của thân cây. Sự sắp xếp nghiêm ngặt của các bó mạch bị gián đoạn tại các mắt, vậy nên cái

lồi có đốt dài như Bambusa textilis lên tới 60cm chiều dài đốt thích hợp cho nội thất, tách

và dệt. Thân cây bao gồm vách thân và khoảng trống ở trung tâm cây, chỉ có một vài loài

đặc ruột như Dendrocalamus strictus và Thyrsostachys siamensis. Độ dày của vách thân cho

thấy sự khác biệt giữa các giống lồi, và cũng quyết định đến các tính cơ học của

cây[ CITATION Lie15 \l 1033 ].



Hình 1.4: Thành phần của thân tre[ CITATION ABa17 \l 1033 ]

Đường kính thân nhỏ dần từ gốc đến ngọn với sự khác biệt giữa các loài.

Đoạn gốc và giữa với đốt dài được ứng dụng trong xây dựng, nội thất, làm thảm và bảng.



Đường kín giảm kéo theo đó là bề dày thành giảm, từ đó làm tỉ trọng trung bình tăng. Số bó

mạch khơng thay đổi theo chiều dài, trong khi nhu mô (parenchyma tissue) giảm bớt.

Cấu trúc giải phẫu của một cây tre có vẻ đồng đều hơn so với gỗ. Mặc dù sự

khác biệt giữa khoảng 1200 loài tre khá nhỏ nhưng một số loài nhất định được ưa chuộng

cho các mục đích sử dụng cụ thể.

Nhìn chung, thân cây chứa khoảng 50 % nhu mô, 40 % sợi và 10 % các bó

mạch. Hình 1.5 cho thấy có bó mạch cùng với các sợi tụ lại với nhau nằm trong các nhu mơ,

điều này đóng vai trò quan trọng trong đặc trưng cấu trúc của thân. Tất cả các thân tre cho ra

kết cấu tương tự. Tỉ lệ sợi giảm dần từ ngoài vào trong, trong khi nhu mô tăng dần. Gốc

thân chứa nhiều nhu mô và phần trên thì có nhiều bó mạch nhỏ hơn với tỉ lệ sợi cao, làm

cho chúng mỏng manh hơn[ CITATION Lie15 \l 1033 ],[ CITATION LiX04 \l 1033 ].



Hình 1.5: Mặt cắt của thân tre, bó mạch nằm trong nhu mơ[ CITATION Lie15 \l 1033 ]

Các sợi được đặc trưng bởi hình dáng thon dài và thường được chẻ đơi ở phía

cuối sợi. Chúng bao quanh các bó mạch như vỏ bọc và tách biệt chúng với các mạch còn lại.

Chúng có khoảng 40 % sinh khối và từ 60-70% khối lượng của thân. Chiều dài của chúng

phụ thuộc vào cấu trúc xác định của vách và theo chiều dài của thân. Nó thay đổi giữa các

lồi từ 1.5-3 mm, dài hơn rất nhiều so với các loại cây gỗ cứng và gỗ mềm. Thành phần và

chiều dài ảnh hưởng đến tỉ trọng của chúng (từ 0.5-0.9 kg/cm 3) và độ bền cũng như tính chất



bột. Chiều dài sợi có sự tương quan mạnh đến đường kính sợi, bề dày thành tế bào cũng như

với modulus đàn hồi và độ bền nén. Phần ngoài của thân với sợi sắp xếp dày đặc của sợi

giúp cho tỉ trọng của phần này cao hơn phần phía trong[ CITATION Lie15 \l 1033 ],

[ CITATION LiX04 \l 1033 ].

Thân tre được phân chia ra bởi các mắt. Các mắt có ý nghĩa đặc biệt cho sự

phát triển và chức năng của thân cây. Cấu trúc ba chiều của hệ thống mạch được thể hiện

trong hình 1.4. Phần lớn các bó mạch quanh trục đi từ đốt này xuyết qua mắt và qua đốt tiếp

theo. Ở vùng ngoài biên của thân, chúng bị uốn cong ra ngoài một chút và phân nhánh một

phần vào vỏ bọc. Ở vùng phía trong, chúng liên kết với vách ngăn. Ở vùng trên của mắt, các

bó phình to hơn và mạch nối nhau phát triển mạnh mẽ. Ở rìa trên của vách ngăn, nhiều bó

xoay ngang và xoắn liên tục[ CITATION Lie15 \l 1033 ].



Hình 1.6: Cấu trúc tại mắt[ CITATION Lie15 \l 1033 ]

Kích thước và hình dáng của các tế bào trong vùng mắt khác biết so với các

vùng khác của đốt. Ống metaxylem (metaxylem vessels) thì ngắn hơn rất nhiều, nhỏ hơn và

bị biến dạng. Chúng có một vài lỗ lớn trên các vách bên và kha khá lỗ nhỏ nối trực tiếp giữa

các ống. Sợi và nhu mô ở vùng mắt chứa các hột tinh bột. Việc thiếu các tế bào dẫn xuyên

tâm ở đốt, các ống có khả năng dẫn truyền chéo nước và các hất dinh dưỡng. Cấu trúc ở mắt

cũng quan trọng trong việc chuyển động chất lỏng trong quá trình sấy và sơ chế đồng thời

cũng ảnh hưởng đến vài cơ tính và lý tính của thân tre. Do vùng mắt sợi bị rút ngắn và bề



dày dày lên đồng bộ, thân tre thường bị vỡ ở mắt khi chịu tác động lực. Mắt có hàm lượng

holocellulose thấp nhưng nhiều chất chiết, pentosans, lignin và tro hơn ở đoạn đốt. Mắt cho

ra bột có độ bền thấp nhưng lại rất khó loại bỏ chúng trong sản xuất [ CITATION Lie15 \l

1033 ].

1.1.6 Thành phần hố học

Thành phần hố học chính của tre là cellulose, hemicelluloses, và lignin; phần

nhỏ một số loại polysaccharides, proteins, mủ, tannins, sáp và một ít tro. Thành phần chính

của tre cũng khơng có sự khác biệt q nhiều so với vật liệu gỗ. thành phần khác nhau giữ

các loài, điều kiện sinh trưởng, tuổi của tre và vị trí. Bởi vì mơ tre trưởng thành trong vòng

1 năm nên khi chồi mỏng manh trở nên cứng cáp, thành phần lignin và cacbohydrates thay

đổi trong quá trình này. Tuy nhiên, sau khi đã trưởng thành hồn tồn thì có khuynh hướng

giữ ở mức ổn định[ CITATION Lie15 \l 1033 ][ CITATION LiX04 \l 1033 ].

Mắt chứa ít thành phần tan trong nước, pentosans, tro và lignin nhưng chứa

nhiều cellulose hơn ở đốt. Vào mùa khô chứ thành phần tan trong nước nhiều hơn là mùa

mưa. Hàm lượng tinh bột đạt mức tối đa vào những tháng khô nhất trước khi vào mùa mưa

và nhú mầm. Hàm lượng tro ở phía trong thì lớn hơn ở phía ngồi[ CITATION LiX04 \l

1033 ]. Thành phần silica dao động từ 1-6 % tăng dần từ gốc đến ngọn. Phần lớn silica tập

trung ở mơ biểu bì và các mơ ở đốt hầu như khơng có. Hàm lượng silica ảnh hưởng đến tính

chất bột của tre[ CITATION Lie15 \l 1033 ].



CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1 Nội dung thực hiện

Trong khuôn khổ luận văn:” Nghiên cứu vật liệu composite làm từ sợi tre”, sẽ

tiến hành giải quyết các vấn đề sau:



Hình 2.7: Sơ đồ nội dung thực hiện

2.2 Nguyên liệu

2.2.1 Sợi tre

Nguyên liệu được sử dụng là 2 loại sợi có kích thước khác nhau lấy cùng một

nơi là “Làng tre Phú An”, xã Phú An, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương.

2.2.2 Polyester

Polyester được sử dụng là loại polyester hồng 638 cho cơ tính tốt sử dụng chất

đóng rắn MEKP 2%.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Tổng quan về tre

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×