Đo môđun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ: Chuẩn hóa phương pháp thử theo TCVN 13707-4:2023

Gỗ tự nhiên từ lâu đã là vật liệu quan trọng trong xây dựng, sản xuất đồ mộc, nội thất và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác. Với ưu điểm về tính thẩm mỹ, khả năng tái tạo và thân thiện môi trường, gỗ ngày càng được ưu tiên sử dụng trong các công trình dân dụng và công nghiệp. Tuy nhiên, gỗ là vật liệu có tính không đồng nhất cao, chịu ảnh hưởng mạnh bởi loài cây, điều kiện sinh trưởng, độ ẩm và phương pháp gia công. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc đánh giá chính xác các tính chất vật lý và cơ học của gỗ trước khi đưa vào sử dụng.

Trong thực tế, nhiều sự cố hư hỏng kết cấu gỗ, cong vênh hoặc nứt gãy trong quá trình sử dụng bắt nguồn từ việc thiếu dữ liệu tin cậy về khả năng chịu lực của vật liệu. Đặc biệt, trong các ứng dụng chịu uốn như dầm, xà, thanh đỡ hay các chi tiết chịu tải trọng lâu dài, môđun đàn hồi uốn là thông số then chốt phản ánh độ cứng và khả năng biến dạng của gỗ. Việc thiếu phương pháp thử thống nhất, hoặc áp dụng các phép thử không phù hợp, dễ dẫn đến sai lệch kết quả và ảnh hưởng đến an toàn công trình.

Chính vì vậy, chuẩn hóa phương pháp thử môđun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ theo tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế là yêu cầu mang tính nền tảng, phục vụ công tác nghiên cứu, thiết kế, sản xuất và kiểm soát chất lượng vật liệu gỗ.

Xác định môđun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ tự nhiên theo tiêu chuẩn. (Ảnh minh họa)

Xuất phát từ yêu cầu đó, TCVN 13707-4:2023 được ban hành nhằm chuẩn hóa phương pháp xác định môđun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ. Tiêu chuẩn này được xây dựng trên cơ sở chấp nhận tương đương tiêu chuẩn quốc tế ISO 13061-4:2014, có xét đến sửa đổi 1:2017, qua đó bảo đảm sự thống nhất giữa hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và thông lệ quốc tế trong lĩnh vực thử nghiệm vật liệu gỗ.

Theo TCVN 13707-4:2023, phương pháp thử được áp dụng cho các mẫu nhỏ, không khuyết tật, lấy từ gỗ tự nhiên. Việc sử dụng mẫu không khuyết tật nhằm loại trừ ảnh hưởng của các yếu tố bất thường như mắt gỗ, vết nứt hay thớ xoắn, từ đó phản ánh chính xác đặc trưng cơ học cơ bản của vật liệu. Phương pháp này đặc biệt phù hợp cho mục đích nghiên cứu, phân loại gỗ và xây dựng cơ sở dữ liệu về tính chất cơ học của các loài gỗ khác nhau.

Nguyên tắc thử nghiệm trong tiêu chuẩn dựa trên việc đặt mẫu gỗ lên hai gối tựa và tác dụng tải trọng uốn theo phương pháp quy định, thường là uốn ba điểm hoặc bốn điểm.

Trong quá trình thử, tải trọng được tăng dần trong giới hạn đàn hồi của vật liệu, đồng thời độ võng của mẫu được đo chính xác tại vị trí xác định. Môđun đàn hồi uốn tĩnh được tính toán từ mối quan hệ giữa tải trọng và độ biến dạng, phản ánh khả năng chống biến dạng đàn hồi của gỗ khi chịu tác động uốn tĩnh.

Tiêu chuẩn cũng đưa ra các yêu cầu chung chặt chẽ đối với mẫu thử, bao gồm hình dạng, kích thước, độ chính xác gia công và trạng thái bề mặt. Mẫu thử phải có bề mặt nhẵn, kích thước đồng đều, các cạnh song song và không có khuyết tật nhìn thấy bằng mắt thường. Độ ẩm của mẫu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết quả thử và phải được xác định hoặc điều chỉnh theo điều kiện quy định nhằm bảo đảm tính so sánh của kết quả giữa các phép thử khác nhau.

Bên cạnh đó, điều kiện thử và thiết bị thử cũng được quy định rõ ràng. Máy thử phải bảo đảm độ chính xác về lực tác dụng và khả năng đo biến dạng phù hợp với phạm vi đo. Quá trình thử cần được tiến hành trong môi trường ổn định, hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm không khí đến hành vi cơ học của gỗ. Việc tuân thủ đầy đủ các yêu cầu này giúp nâng cao độ tin cậy và khả năng lặp lại của kết quả thử nghiệm.

Việc áp dụng TCVN 13707-4:2023 mang lại nhiều ý nghĩa thực tiễn. Đối với cơ sở nghiên cứu và đào tạo, tiêu chuẩn cung cấp phương pháp thử thống nhất, giúp nâng cao chất lượng nghiên cứu khoa học và tạo điều kiện so sánh kết quả với các nghiên cứu quốc tế. Đối với doanh nghiệp chế biến và sử dụng gỗ, tiêu chuẩn là công cụ quan trọng trong kiểm soát chất lượng nguyên liệu, lựa chọn vật liệu phù hợp mục đích sử dụng và giảm thiểu rủi ro trong sản xuất, thi công.

Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng tăng và yêu cầu về an toàn, độ bền sản phẩm ngày càng khắt khe, việc chuẩn hóa phương pháp xác định môđun đàn hồi uốn tĩnh theo TCVN 13707-4:2023 không chỉ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm gỗ, mà còn tạo nền tảng kỹ thuật vững chắc cho sự phát triển bền vững của ngành chế biến và sử dụng gỗ tại Việt Nam.

An Dương