Mối nối gỗ tre và Kỹ thuật nối

Mối nối gỗ tre và Kỹ thuật nối

Nguyên lý cơ bản và kỹ thuật

Nối những thanh tre như thế nào và mối nối nào là tốt nhất? Đầu tiên quan trọng là biết một bài nguyên lý cơ bản về mối nối tre trước khi thảo luận những kỹ thuật nối khác nhau.

• Không sử dụng tre xanh, mới cắt. Tre phải được khô hoàn toàn trước khi sử dụng (khô trong hkông khí). Trong suốt quá trình khô, đường kính của tre sẽ bị co rút, vì vậy những mối nối tre sẽ bị lỏng và yếu sau vài tuần
• Không sử dụng tre dưới 3 năm tuổi. Chỉ sử dụng tre đã lớn từ 4-6 năm tuổi
• Không sử dụng tre bị tấn công bởi công trùng (như ong). Tre phải được sấy khô phù hợp với hỗn hỗn chứa boron ngay sau khi thu hoạch
• Không sử dụng tre quá sum sê. Tre chỉ đạt khả năng tốt nhất một lần duy nhất trong vòng đời của chúng
• Không sử dụng tre có vết nứt dọc
• Sử dụng dụng cụ cắt và mối nối phù hợp
• Sử dụng tre với đường kính và độ dày thành ống tre đạt yêu cầu

• Không sử dụng đinh gỗ thông thường trong mối nối tre, tre sẽ bị tách ra. Thay vào đó sữ dụng dây nylon, dây thép, dây lạc với đường kính thích hợp

• Khi sử dụng tre như là cây cột, đảm bảo rằng đầu dưới của tre kết thúc bằng một mắc tre. Nếu không tre sẽ dễ bị vỡ vụng khi bị va đập (như khi điều chỉnh vị trí của cột)
• Khi nối tre với bu-lông, đảm bảo rằng bu-lông bắt giữa 2 mắc tre, nếu không tre có thể bị bẹp.

Trong những công trình, việc sử dụng mắc tre rất quan trọng. Cột tre hoặc dầm tre cần có một mắc tre tại mỗi đầu (hoặc là gần đầu nhất có thể), nếu không áp lực của công trình sẽ làm cho tre bị bẹp.

Khi không có cây tre với vị trí mắc tre phù hợp, nên đặt một cây gỗ tròn với đường kính phù hợp vào lỗ tại đầu ống tre.

Cách cắt tre

Đây là những cách cắt phỗ biến nhất dùng để nối tre:

Một tai/ hai tai/ vát cạnh/miệng sáo/ miệng cá

Có thể thấy trong những mô tả bên dưới, việc thực hiện những đường cắt cơ bản không yêu cầu dụng cụ công suất lớn hoặc đắt tiền, chỉ cần một số dụng cụ cầm tay truyền thống là có thể làm được.

Kỹ thuật nối tre

Để làm một mối nối tre tốt và thẩm mỹ thì hơi phức tạp bởi vì tre thì có hốc, có hình côn, có đốt với những khoảng cách khác nhau, và không tròn đều. Điều quan trọng là phải đạt được tất cả những yêu cầu này trong đầu khi thiết kế một mối nối tre.

Mặc dù những phương pháp truyền thống cũng đưa ra các mối nối, nhưng nói chung những thông tin này vẫn còn thiếu sót trong nhiều trường hợp. Rất nhiều kỹ thuật nối tre truyền thống bị yếu hay cong khi độ bền của tre bị giảm.

Trước khi tre được chấp nhận rộng rãi trong kiến trúc hiện đại (và trở nên có thể chấp nhận được để sử dụng), những vấn đề với các mối nối tre và hệ thống mối nối chung phải được giải quyết. Nói chung gỗ, thép và bê tông cũng chỉ trở thành vật liệu xây dựng cơ bản theo một cách tương tự. Có bao nhiêu giải pháp còn vướng mắc cho những mối nối trước khi loại vật liệu này trở thành tiêu chuẩn trong xây dựng.

Chỉ khi những vấn đề với mối nối tre được giải quyết một cách thỏa mãn và được đơn giản hóa, thì chúng ta mới có thể kỳ vọng là tre mới được sử dụng nhiều hơn trong các công trình, cầu và nội thất.

Bạn có thể tìm thấy dưới đây những ví dụ và minh họa cho những kỹ thuật nối tre truyền thống.

Nối thanh ngang với thanh dọc

1.     Nối với một hoặc hai tai.  Được sử dụng để nối xà tre, gỗ vuông

4. Nối ghép. Được sử dụng không dây buộc không có sẵn. Mối ghép có thể được gia cố bằng những miếng tre.

5. Nối miệng cá.

Nối tre sử dụng mộng và móc

1.     Nối tre với mộng và lạc. Chốt kẹp nên đặt song song với cột.

 

2.     Nối miệng cá với chốt kẹp.

 

3.     Nối tre bằng móc gỗ thường được sử dụng nối ngược.

  

 4. Nối tre với bằng móc kim loại thường được sử dụng ở nhiều vị trí khác nhau.

Giá đỡ xà đôi hoặc xà tứ

1. Thanh dầm được tạo thành từ 4 hoặc 6 thanh nhỏ. Hàng ở trên được tách biệt với hàng ở dưới bằng thanh gờ bằng gỗ hoặc bằng tre sao cho những thanh tre bên trên không bị trượt trên những thanh tre bên dưới.

2. Xà đôi ở giữa. Nó có nhiều ứng dụng trong những cây cầu và công trình nông thôn.

 

3. Xà đôi ở hông. Mỗi thanh xà được gia cố độc lập với giá đỡ và gia cố với nhau. Nó thường được sử dụng trong các cây cầu và công trình nông thôn.

 

4. Hai xà đôi ở hông. Thường được sử dụng làm giá đỡ ở tâm cho những cây cầu hay mái che.

Nối và cố định những thanh tre

1. Nối với cặp nêm gỗ.

2. Nối với mộng và miếng kẹp

3. Nối chéo với mộng.

4. Nối ở hông với mộng.

5. Nối góc

Ghép những thanh tre

 

1. Ghép đầu.

 

2. Ghép vát.

 

3. Ghép tia

 

4. Ghép nửa

 

5. Ghép liên hợp bên trong

 

6. Ghép liên hợp bên ngoài

 

7. Ghép lồng.

VẬT LIỆU PHỦ - 2.2.3 Dầu tự nhiên cho chất phủ bề mặt

2.2.3 Dầu tự nhiên cho chất phủ bề mặt

Có nhiều bằng chứng cho thấy dầu thực vật và mỡ động vật là một trong số những chất kế dính đầu tiên được sử dụng cho sơn và chất phủ. Vì sự có sẵn của chúng trong tự nhiên và khả năng hình thành lớp màng liền mạch sau khi phủ lên bền mặt và phơi ngoài không khí, mà ở đó chúng bị oxi hóa, làm cho chúng rất hấp dẫn như là một vật liệu phủ thô từ thời tiền sử và qua các thời kỳ lịch sử. Với nhiều laoị resin có sẵn trong suốt và sau thế chiến thứ hai, việc sử dụng dầu như là chất kết dính riêng lẻ đã giảm bớt, nhưng chúng vẫn còn được sử dụng nhiều như là nguyên liệu thô cho nhiều loại resin tổng hợp như là resin alkyd, ester epoxy và uralkyd. Trong những năm gần đây với nhận thức ngày càng tăng về các vấn đề môi trường và nhu cầu về những loại chất phủ bền vững, nhiều loại resin hệ dầu tự nhiên đã trở lại như là một nguyên liệu xanh.

VẬT LIỆU PHỦ - 2.2.2 Nhựa đường

2.2.2 Nhựa đường

Nhựa đường là một loại resin hydrocarbon thô, nói chung được sản xuất như là sản phẩm phụ trong quá trình chưng cất dầu thô hay than đá. Dựa trên thành phần hóa học, nhựa được được phân loại là sản phẩm trên nền nhựa đường và hắc ín nhựa than. Chúng ta sẽ thảo luận ngắn gọn một số loại nhựa đường quan trọng được sử dụng trong chất phủ và các ngành công nghiệp có liên quan.

Nhựa đường là hỗn hợp resin hydrocarbon phức tạp với hàm lưỡng khác nhau của các chất paraffin, cycloparaffin, naphthene và nguyên liệu olefinic, tùy thuộc vào nguồn gốc của chúng. Asphalt có nhiều trong những hợp chất béo, trong khi dầu cốc lại là thành phần chính của những hợp chất thơm. Asphalt cũng có thê tan trong dung môi hydrocarbon béo trong khi dầu cốc thì có thể tan trong dung môi hydrocacbon thơm. Chúng có màu tối bởi vì sự hiện diện của carbon ở dạng keo. Tính chất quan trọng của chúng trong chất phủ là tính trơ hóa học, tính kỵ nước tuyệt vời, điện trở, tính che chắn và quan trọng nhất là chi phí thấp. Về mặt giới hạn, chúng có tính kháng UV kém và khuynh hướng tháo nước trong lớp phủ hệ dung môi và vì thế chúng bị hạn chế sử dụng trong các công trình chôn dưới đất, lớp phủ trong điều kiện nhúng hoặc không bị chiếu UV.

Asphalt dầu mỏ, có được như là chất bã trong quá trình chưng cất dầu thô asphaltic, được sử dụng trong những lớp phủ bảo vệ trong những công trình và đường ống dưới đất, lớp phủ cho mặt lát và những bãi đậu, lớp phủ mái lợp và cho mục đích chống thấm nước.

Dầu cốc có được từ sự chưng cất phân hũy than đá nhựa đường, được sử dụng rộng rãi trong những lớp phủ dày, nhiệt dẻo, có lớp phủ nóng và làm sơn lót cho đồ nôi thất cũng như là đường ống ngoại thất. Một ứng dụng quan trọng khác là với những chất kết dính tổng hợp khác bao gồm hệ epoxy – dầu cốc và ít gặp hơn là hệ polyurethane – dầu cốc cho công trình thép kỹ thuật tiếp xúc với nước, sỏi và trám ngược.

Hệ nhũ tương nhựa đường được sản xuất bằng cách nhũ tương hóa một loại asphalt hay một loại dầu cốc trong nước với sự kết hợp phù hợp của chất hoạt động bề mặt cùng với đất sét dạng keo. Sau khi phủ, nước bốc hơi, những hạt nhựa đường được nhũ tương hóa liên kết lại để hình thành một lớp màng liên tục. Dựa vào nước, những hệ như thế này rất có tiềm năm để phù hợp với những quy định về VOC.

Trong khi nhựa đường được sử dụng rộng rãi trong những chất phủ che lấp nhiều năm qua, việc sử dụng chúng đang giảm xuống trong những năm gần đây vìnhững vấn đề độc hại, đặc biệt là với dầu cốc.

VẬT LIỆU PHỦ - 2.2.1 Nhựa thông

2.2.1 Nhựa thông

Nhựa thông, cũng được gọi là colophony, và những chất dẫn xuất của nó là một trong số những loại resin quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi. Nhựa thông lấy được từ cây thông hoặc là bằng cách ra từ vết nứt của cây (được gọi là nhựa keo) hay bằng cách chiết tách dung dịch gỗ cây thông lâu năm (được gọi là nhựa gỗ). Cũng có thể lấy được nhựa thông như là một bán thành phẩm của ngành giấy, ở đó muối hòa tan của nhựa thông và và acid béo trong gỗ được hình thành như là bán thành phẩm. Bán thành phẩm này sau đó được chưng cất đế lấy acid béo và nhựa thông như là một chất bã (được biết như là nhựa dầu cao). Về mặt hóa học, nhựa thông là hỗn hợp của những acid monocarbonxylic (~90%) với thành phần chính là acid abietic và phần còn lại (~10%) là vật liệu tự nhiên như những hydrocarbon, terpene bị oxi hóa và những ester có thể xà phòng hóa như bên dưới:

Khi được gia nhiệt đến 150 độ C, acid abietic đồng phân hóa thành acid levopimaric. Acid abietic chưa bão hòa có thể bị phân hóa rồi, nhưng acid levopimaric có thể chịu đựng sự oxi hóa tốt hơn. Nhựa thông là chất rắn, giòn, có màu từ vàng nhạt tới nâu (điểm hóa mềm từ 70-80 độ C) có tính tan tốt trong dung môi béo và tương thích tốt với dầu tạo màng. Nhưng bởi vì hàm lượng acid cao, nó nhạy với nước và kiềm. Vì thế nhựa thông thường được biến tính hóa học để tăng điểm chảy mềm và hạ thấp tính acid. Sự biến tính quan trọng của nhựa thông liên quan đến việc hoặc là trung hòa nhóm acid với canxi oxide (vôi) hay kẽm oxide để tạo thành xà phòng canxi hay xà phòng kẽm, hoặc là ester hóa nó với rượu đa chức như là glycerol hay pentaerythritol để phát triển phân tử cần thiết để hình thành sản phẩm thường được gọi là nhựa ester. Nhóm acid carboxylic của nhựa thông bị cảm trở về mặt lập thể và vì thế yêu cầu một nhiệt độ cao để ester hóa, nhưng ở một khía cạnh khác, ester của nhựa thông có tình bền tốt hơn trước sự thủy phân.

Nhựa thông được biến tính maleic là một sản phẩm thương mại và được sử dụng rộng rãi như là một chất kết dính trong công nghiệp mực in. Acid levopimaric với liên kết đôi liên hợp của nó có thể trải qua một phản ứng Diels-Alder với maleic anhydric, acid maleic hoặc acid fumaric để cho ra một sản phẩm cộng nhựa thông được biến tính maleic, đây là một chất dẫn xuất của acid trycarboxylic. Sản phẩm cộng này sau đó phản ứng với rượu đa chức như là glycerol hay pentaerythritol để tạo thành resin maleic. Loại resin này đặc trưng bỡi màu sắc của chúng, điểm chảy cao, tính ổn định sáng được cải thiện, độ cứng tốt hơn và chống oxi hóa tốt hơn nhựa thông. Nhiều sản phẩm như thế này có sẵn dưới dạng thương mại, và chúng khác nhau chủ yếu ở điểm chảy mềm và hàm lượng hydroxyl.

Resin phenolic được biến tính nhựa thông, một dẫn xuất nhựa thông quan trọng khác được sử dụng trong công nghiệp phủ, được tạo ra từ phản ứng nhựa thông với một resin phenolic dưới dạng resole. Quy mô biến tính, loại nhựa phenolic được sử dụng và tỷ lệ formaldehyde đối với phenol (f:p)là những yếu tốt chính tạo ra các loại sản phẩm khác nhau.

ứng dụng chính của nhựa thông và những dẫn xuất của nó là trong mựa in, varnish nhựa cây và alkyd được biến tính để cải thiện độ cứng và sự khô vật lý.

VẬT LIỆU PHỦ - 2.2 Chất kết dính tự nhiên

2.2 Chất kết dính tự nhiên

Theo ISO 4618/3, resin tự nhiên được định nghĩa như là resin được làm từ nguồn gốc động vật hay thực vật. Resin tự nhiên đã từng được sử dụng trong chất phủ trong một thời gian dài. Trong thời gian gần đây, mặc dù resin tổng hợp tiên tiến đã thay thế những loại vật liệu này, nhưng một số resin tự nhiên vẫn giữ được vai trò của chúng trong một số ứng dụng đặc biệt như chất biến tính. Dựa trên nguồn gốc, các chất này này được phân loại thành resin mới, resin hóa thạch và resin hóa thạch-mới. Resin mới thường thường lấy được từ vết nứt của những loại cây, trong khi resin hóa thạch là những thành phần bị chôn vùi dưới đất qua những thời gian địa chất. Nói chung resin tự nhiên có MW thấp hơn so với nhiều loại resin tổng hợp được sử dụng trong chất phủ, và về mặt hóa học, chúng là hỗn hợp của những hợp chất dạng vòng và những hợp chất thơm. Ứng dụng của chúng trong chất phủ bị giới hạn trong những năm gần đây, vì vậy chúng ta sẽ thảo luận ngắn gọn một số loại resin tự nhiên quan trọng.

VẬT LIỆU PHỦ - 2.1.3 Những yêu cầu đối với resin và chất kết dính

2.1.3 Những yêu cầu đối với resin và chất kết dính

Vai trò cơ bản của sơn và chất phủ là để đạt được ngoại quan mong muốn và bảo vệ bề mặt trước sự phá hủy của môi trường trong suốt vòng đời sản phẩm. Sơn và chất phủ được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng, và vì thế môi trường hoạt động và mức độ bảo vệ mong muốn thay đổi trong một khoảng rộng. Từ việc resin và chất kết dính là yếu tố thực tế hình thành màng phủ, việc lựa chọn công thức đúng đắn là rất quan trọng. Phụ thuộc vào những yêu cầu của màng khô, người ta sẽ đưa ra yêu cầu cho resin. Nói chung resin và chất kết dính được sử dụng cho chất phỉ nên có các tính chất sau:

1/ Có MW cao hay có khả năng lưu hóa sau khi phủ

2/ Có thể hòa tan được trong dung môi hoặc phân tán được trong nước để thuận tiện hình thành công thức, sản xuất và phủ

3/ Có thể hình thành một màng liên tục, bám dính và đều sau khi phủ

4/ Cần có tính chất vật lý, cơ-nhiệt và quang học mong muốn sau khi phủ

5/ Có sự tương tính lớn với nhiều loại resin, chất lưu hóa, phụ gia, dung môi và nước

6/ Có tuổi thọ tốt trong điều kiện lưu trữ bình thường

7/ Có ít VOC hay không có VOC trong quá trình sản xuất và sử dụng

8/ Có thể cho ra những loại sơn và chất phủ phù hợp với các yêu cầu luật định

9/ Nên được làm từ các nguồn nguyên liệu ổn định

10/ Có giá cạnh tranh

VẬT LIỆU PHỦ - 2.1.2 Polymer nhiệt dẻo và polymer nhiệt rắn

2.1.2 Polymer nhiệt dẻo và polymer nhiệt rắn

Resin là những vật liệu polymer có khả năng hình thành lớp màng sau khi phủ.  Đối với sự hình thành lớp màng tốt, resin có MW cao là cần thiết. Nói chung, trong công nghiệp sơn và chất phủ, có hai loại resin được sử dụng.

(1) Polymer có MW cao có khả năng hình thành lớp màng sau khi phủ mà không cần phản ứng hóa học

(2) Polymer có MW thấp yều cầu một phản ứng hóa học sau khi phủ để tăng MW và trở nên có khả năng hình thành lớp màng

Hai cơ chế hình thành lớp phủ này tạo thành cơ sở để phân loại. Nói chung tất cả các resin và vì thế là tất cả các lớp phủ được phân thành hai loại riêng biệt, resin nhiệt dẻo và resin nhiệt rắn.

Resin nhiệt dẻo là những polymer có MW cao có thể hình thành lớp màng mà không cần phản ứng hóa học trong suốt hoặc sau khi hình thành lớp màng. Resin nhiệt dẻo về cơ bản là những polymer phân nhánh. Sự hình thành lớp màng dựa trên những polymer này liên quan đến sự bay hơi của dung môi. Lớp màng khô của những polymer này cơ bản là một đống những phân tử polymer vô định hình chồng chất lên nhau, và tương tác với nhau bằng lực Van der Waals. Độ chồng chất và sự tương tác vật lý là đủ mạnh để mang lại một số tính chất hữu dụng, nhưng nói chung vẫn còn thiếu những tính chất cơ học mong muốn và tính bền với dung môi. Vì độ nhớt của dung dịch polymer phụ thuộc vào MW, những polymer nhiệt dẻo có MW cao sẽ có độ nhớt dung dịch cao hơn. Điều này yêu cầu một lượng lớn dung môi trong lớp phủ để giảm độ nhớt tới mức có thể chấp nhận được. Tuy nhiên latex nhựa nhiệt dẻo (hệ phân tán của nhựa nhiệt dẻo trong nước) có thể tạo thành chất phủ mà không cần sử dụng dung môi. Những hệ này rất phổ biến và hình thành nên một mạng chính của chất phủ hệ nước ngày nay.

Nhựa nhiệt rắn là một loại resin quan trọng khác, là những vật liệu polymer mà chúng cần phải trải qua một vài phản ứng hóa học sau khi phủ để hình thành lớp màng. Những phản ứng hóa học này, được gọi là phản ứng liên kết chéo hay phản ứng lưu hóa, về cơ bản là kết nối các chuỗi polymer nhỏ để tăng MW và hình thành một cấu trúc mạng polymer hay polymer được lưu hóa. Vì thế cấu trúc của polymer trong hệ nhiệt rắn, không giống như hệ nhiệt dẻo, tạo thành những lớp màng bền vững và chịu được sự tác độ hóa học và tác động của dung môi. Nói chung chất kết dính của chất phủ nhiệt rắn được cấu tạo từ resin có MW thấp với những nhóm chức hoạt động và một tác nhân hình thành sự lưu hóa (chất lưu hóa). Sau khi tạo ra lớp phủ, dưới những điều kiện phản ứng phù hợp, chất lưu hóa sẽ phản ứng với những nhóm chức của resin để hình thành màng khô. Một số resin nhiệt rắn có những nhóm chức có khả năng tự phản ứng lưu hóa hoặc phản ứng lưu hóa với những thành phần có trong không khí như là hơi ẩm hoặc khí oxy mà không cần tác nhân lưu hóa. Vì thế tính chất của lớp màng được hình thành từ resin nhiệt dẻo và nhiệt rắn về cơ bản là khác nhau và có những ứng dụng khác nhau tùy theo mục đích sử dụng cuối cùng.