Có thể nói những đặc tính của gỗ như màu sắc, vân gỗ, độ bền, độ cứng, khả năng chịu lực… là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng, tính năng và tuổi thọ của sản phẩm gỗ. Đây đều là những đặc điểm được quyết định bởi thành phần và cấu trúc của gỗ. Gỗ càng có kết cấu chặt chẽ và liên kết rõ ràng thì càng có tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực đa dạng, bao gồm xây dựng, sản xuất đồ ngoại thất, nội thất và trang trí. Qua bài viết sau đây, chúng ta hãy cùng Timber Phoenix khám phá sâu hơn về cấu trúc gỗ là gì, kể từ khái niệm, đặc điểm, cách phân loại, vai trò và biện pháp bảo vệ hiệu quả.
Cấu trúc gỗ là gì? Đặc điểm, vai trò và ứng dụng.
Cấu trúc gỗ là gì?
Tìm hiểu khái niệm cấu trúc gỗ là gì? Cấu trúc gỗ theo thuật ngữ Tiếng Anh là Structure of Wood, nhằm chỉ nhiều cách sắp xếp của những thành phần cơ bản bên trong gỗ tự nhiên. Điều này quyết định đến đặc tính của từng loại gỗ, bao gồm màu sắc, vân gỗ, độ bóng, độ bền, độ cứng và khả năng chịu lực… Việc hiểu về cấu trúc gỗ có ý nghĩa quan trọng trong việc sử dụng và bảo quản gỗ đúng cách. Bằng cách lựa chọn loại gỗ phù hợp với mục đích sử dụng và xử lý một cách cẩn thận, chúng ta có thể tận dụng tối đa những ưu điểm của gỗ. Nhờ đó, góp phần nâng cao hiệu suất sử dụng và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.
Các thành phần chính của gỗ bao gồm Cellulose, Hemicellulose và Lignin, chúng được gọi chung là những tế bào gỗ. Sự sắp xếp của hàng tỷ tế bào gỗ bên trong đã tạo ra nhiều loại cấu trúc khác nhau, góp phần đa dạng hoá đặc tính của loại nguyên liệu này. Thông thường, có 02 loại cấu trúc gỗ mà chúng ta thường thấy, bao gồm cấu trúc vòng mạch và rải rác mạch. Đặc điểm cụ thể của từng loại sẽ được trình bày rõ hơn trong những phần tiếp theo của bài viết.
Xem thêm: Đặc tính của gỗ là gì? Gỗ có những đặc tính nào?
Vai trò của cấu trúc gỗ.
Cấu trúc của gỗ có ý nghĩa gì trong quá trình sản xuất và sử dụng? Sự sắp xếp của tế bào sẽ tạo nên những cấu trúc gỗ đa dạng, quyết định đến các đặc tính của gỗ như vân gỗ, độ bền, độ cứng, khả năng chịu lực và khả năng gia công… Chẳng hạn như gỗ Sồi, Óc Chó hoặc Thông… có vân gỗ đẹp, độ cứng và độ bền vừa phải nên được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực xây dựng, sản xuất ngoại thất và nội thất.
Cụ thể, một số ý nghĩa quan trọng của cấu trúc gỗ, bao gồm:
- Tạo ra vân gỗ khác nhau: Sự sắp xếp của các tế bào gỗ sẽ được thể hiện lên trên bề mặt sản phẩm thông qua những đường vân gỗ. Điều này mang lại vẻ đẹp riêng biệt cho từng sản phẩm. (Tìm hiểu vân gỗ là gì?).
- Tạo ra độ bền khác nhau: Mức độ liên kết giữa những tế bào gỗ với nhau sẽ quyết định đến độ bền của cấu trúc gỗ, cũng như sản phẩm. Do đó, cách mà chúng ta sử dụng và bảo vệ các mối liên kết này có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của sản phẩm. (Tìm hiểu độ bền của gỗ là gì?).
- Tạo ra độ cứng khác nhau: Thông thường, các loại gỗ có hàm lượng cellulose cao trong cấu trúc, thường có độ cứng cao hơn các loại khác. Đây cũng là cơ sở để chúng ta phân loại những loại gỗ cứng và gỗ mềm. (Tìm hiểu cách phân biệt gỗ mềm và gỗ cứng).
- Khả năng chịu lực khác nhau: Các loại gỗ có cấu trúc đồng nhất, có nghĩa là các tế bào gỗ có kích thước, hình dạng tương đương và kết nối chặt chẽ với nhau thường có khả năng chịu lực tốt hơn. Yếu tố này có thể bị ảnh hưởng do điều kiện sinh trưởng như loại đất, thời tiết và cách mà cây gỗ được chăm sóc…
- Khả năng gia công khác nhau: Trong khi tiến hành quá trình gia công, chúng ta phải cân nhắc nhiều yếu tố có thể đảm bảo tính thẩm mỹ, độ bền, và sự chắc chắn của sản phẩm. Trong đó, sự tổ chức của cấu trúc gỗ đã tạo nên những đường vân và độ cứng khác nhau, ảnh hưởng đến quá trình này. (Tìm hiểu gia công gỗ là gì?).
Có thể nói cấu trúc gỗ đóng vai trò quan trọng trong việc thể hiện những đặc tính riêng của từng loại gỗ. Nếu như hiểu hơn về cấu trúc, chúng ta có thể tận dụng tối đa các ưu điểm của gỗ, nhằm tạo ra nhiều sản phẩm gỗ hữu ích kể từ xây dựng, sản xuất đồ ngoại thất, nội thất cho đến trang trí… đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Xem thêm: Tổng hợp các sản phẩm bằng gỗ phổ biến nhất hiện nay.
Các thành phần trong cấu trúc gỗ.
Cấu trúc gỗ bao gồm những thành phần nào? Như đã nhắc đến trước đó, cấu trúc gỗ được quyết định bởi sự sắp xếp của nhiều tế bào khác nhau, ảnh hưởng đến màu sắc, độ cứng và khả năng chống ẩm… của gỗ.
Thông thường, một cây gỗ tự nhiên sẽ sở hữu những thành phần cấu trúc chính như sau:
- Bần (Inner Bark & Outer Bark): Bần, hay vỏ cây là lớp tế bào ngoài cùng của một khối gỗ, có màu nâu xám, xốp và mềm, có tác dụng bảo vệ thân gỗ tránh khỏi các tác động của môi trường như ánh sáng mặt trời, gió, mưa… Thành phần này sẽ được loại bỏ trong quá trình sản xuất đồ gỗ.
- Tầng sinh bần (Cork Cambium): Tầng sinh bần nằm sau lớp bần và liên tục hoạt động, tạo ra các tế bào mới để thay thế các tế bào bảo vệ cũ đã bị lão hóa và bong tróc.
- Mạch rây thứ cấp (Phloem): Mạch rây thứ cấp là các ống dẫn tinh bột và chất dinh dưỡng từ lá xuống các bộ phận khác của cây, thường có màu trắng hoặc vàng nhạt. Sau khi được khai thác, thành phần này sẽ được loại bỏ cùng lớp bần.
- Tầng phân sinh bên (Cambium Cell Layer): Tầng phân sinh bên là thành phần nằm sau lớp mạch rây thứ cấp, có chức năng tạo ra các tế bào mới cho thân cây. Chúng liên tục hoạt động, tạo ra các tế bào mới để giúp cây phát triển theo chiều ngang.
Toàn bộ phần cấu trúc trên đây thường chiếm tỉ lệ từ 10 – 20% thân cây. Và trong quá trình sản xuất đồ gỗ thì người ta sẽ phải loại bỏ hoàn toàn các phần này.
- Gỗ dác (Sapwood): Gỗ dác là phần sáng màu bên ngoài lõi gỗ, tiếp giáp với vỏ cây. Đây là phần tế bào cây còn sống, chúng đảm nhận chức năng dẫn nước và các khoáng chất cần thiết nuôi sống cây. Gỗ dác có thể chiếm tỉ lệ từ 20 đến 80% thân cây trưởng thành, và có chất lượng gỗ kém hơn so với gỗ lõi.
- Vòng sinh trưởng (Growth Rings): Mỗi năm, gỗ sẽ sinh trưởng và tạo ra vòng gỗ đậm hoặc nhạt tuỳ vào thời tiết, lượng nước và chất dinh dưỡng mà cây hấp thụ được. Có thể nói đây là yếu tố quyết định đến đường kính và số tuổi của thân gỗ.
- Tia lõi (Medullary Ray): Tia lõi là một đường thẳng xuyên tâm, xuất phát từ tâm gỗ ra ngoài và vuông góc với các vòng sinh trưởng. Chúng có nhiệm vụ lưu chuyển chất dinh dưỡng từ trong ra ngoài, giúp nước và chất dinh dưỡng được phân bổ một cách đồng đều.
- Gỗ lõi (Heartwood): Gỗ lõi là phần gỗ nằm bên trong của thân cây, có màu sẫm hơn gỗ dác, có tỷ trọng nhiều hơn, và quyết định đến độ bền, độ cứng và khả năng chịu lực của nguyên liệu gỗ. Gỗ lõi có thể chiếm tỉ lệ từ 20% đến 60% thân cây trưởng thành, phần gỗ này cứng và chắc chắn hơn so với gỗ dác.
- Tâm gỗ (Pith): Là phần trung tâm nhất của thân cây, bao gồm các tế bào gỗ đã chết và không còn khả năng vận chuyển nước và chất dinh dưỡng. Tâm gỗ thường có màu sẫm hơn gỗ lõi, do đó có thể nhìn thấy rõ ràng trên mặt cắt ngang của thân cây. Tâm gỗ thường có kích thước rất nhỏ, chỉ khoảng vài milimet đến vài centimet và chiếm khoảng 0,1% đến 1% thân cây trưởng thành.
Như vậy, mỗi loại tế bào gỗ sẽ mang đến những lợi ích và tác dụng khác nhau. Trong lĩnh vực xây dựng và sản xuất, người ta thường sử dụng gỗ dác và gỗ lõi để làm đồ nội thất, đồ ngoại thất, đồ gia dụng và nhiều sản phẩm khác, bởi vì phần tâm gỗ không đáng kể và phần vỏ ngoài thì phải loại bỏ.
Các loại cấu trúc gỗ.
Đâu là những loại cấu trúc gỗ phổ biến? Việc hiểu cấu trúc của từng loại gỗ khác nhau sẽ giúp chúng ta biết được khả năng chịu lực, độ bền và tuổi thọ của chúng. Từ đó, có thể phân tích và đưa ra những lựa chọn phù hợp với quá trình chế biến và gia công của mỗi loại sản phẩm, như vật liệu xây dựng, đồ ngoại thất và nội thất…
Có 02 loại cấu trúc gỗ chính, đó là vòng mạch và rải rác mạch, cụ thể như sau:
- Cấu trúc mạch gỗ xếp vòng (Ring-porous): Cấu trúc mạch gỗ xếp vòng bao gồm nhiều sợi gỗ liên kết với nhau và phân bố một cách đồng đều, tạo nên những đường vân gỗ nổi bật. Những loại gỗ thường có cấu trúc vòng mạch như gỗ Sồi, Óc Chó, Lim và Hương… thường được sử dụng trong chế tác đồ nội thất cao cấp.
- Cấu trúc mạch gỗ xếp phân tán (Diffuse-porous): Cấu trúc mạch gỗ xếp phân tán thường không có sự liên kết chắc chắn giữa các tế bào như cấu trúc vòng mạch. Loại này thường được xuất hiện trên những loại gỗ mềm như Thông, Tuyết Tùng hoặc Bạch Dương… Chúng được sử dụng trong việc chế tác đồ gia dụng, nhạc cụ hay những sản phẩm yêu cầu sự tinh tế và dễ gia công.
Ngoài ra, còn rất nhiều loại cấu trúc gỗ khác ảnh hưởng đến sự phát triển và độ bền của cây gỗ, chẳng hạn như mạch gỗ xếp nửa vòng (Wood Semi-ring-porous), mạch gỗ xếp tụ hợp (Vessels in Bands), mạch gỗ xếp thành dây tiếp tuyến (Vessels in Tangential Bands) và mạch gỗ xếp thành dây phân nhánh (Vessels in Dendritic Pattern)…
Xem thêm: Cách phân biệt giữa gỗ mềm, gỗ cứng và tính năng.
Các tác nhân làm hại cấu trúc gỗ.
Đâu là những tác nhân khiến cấu trúc gỗ bị thay đổi? Thông thường, những khuyết điểm ở gỗ như biến dạng, cong vênh, co ngót, nứt nẻ hoặc mục nát… đều diễn ra do cấu trúc gỗ đã bị thay đổi. Đó là kết quả mà các tác nhân hại để lại, như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, côn trùng và nấm mốc…
Dưới đây là một số tác nhân ảnh hưởng xấu đến cấu trúc gỗ, bao gồm:
- Nhiệt độ: Sự giãn nở hoặc co rút của gỗ khi tiếp xúc với nhiệt độ không ổn định có thể làm thay đổi cấu trúc của gỗ, dẫn đến các hiện tượng như cong vênh, nứt nẻ hoặc co ngót… (Tìm hiểu nhiệt độ gây hại cho gỗ là gì?).
- Độ ẩm: Khi độ ẩm trong môi trường thay đổi, lượng hơi nước bên trong cấu trúc gỗ không còn ổn định và có thể có thể gây ra các hiện tượng biến dạng như cong vênh, nứt nẻ, lồi lõm, sần sùi hoặc mục nát… (Tìm hiểu độ ẩm của gỗ là gì?).
- Ánh sáng: Bên trong ánh sáng mặt trời vừa có lượng nhiệt cao vừa có chứa tia UV gây hại. Điều này có thể làm thay đổi cấu trúc của gỗ, dẫn đến các hiện tượng như phai màu, suy giảm độ bền và hiệu suất sử dụng sản phẩm. (Ánh sáng gây hại cho gỗ là gì?).
- Nấm mốc: Nấm mốc là những sinh vật sống ký sinh trên gỗ, có thể làm phân hủy cấu trúc gỗ, đồng thời làm giảm độ bền, độ cứng và tính thẩm mỹ của sản phẩm. Ngoài ra, nấm mốc còn có thể làm cho con người bị ngứa rát, nổi mẩn đỏ hoặc một số biểu hiện khác của dị ứng. (Tìm hiểu nấm mốc hại gỗ là gì?).
- Mối mọt: Tương tự như nấm mốc, mối mọt là những loại côn trùng sống ký sinh trên gỗ. Chúng có thể tiêu hoá tế bào và phá huỷ cấu trúc bên trong gỗ, dẫn đến các hiện tượng như mục nát, thủng lỗ hoặc nứt nẻ… (Tìm hiểu côn trùng gây hại cho gỗ là gì?).
- Va chạm mạnh: Va chạm thường xuyên hoặc dùng lực tác động mạnh lên gỗ có thể làm biến dạng cấu trúc dẫn đến các hiện tượng như cong vênh, nứt nẻ… Ngoài ra, việc này còn có thể tạo ra môi trường thu hút côn trùng hoặc nấm mốc gây hại tấn công. (Tìm hiểu côn trùng gây hại cho gỗ là gì?).
- Chất hóa học: Một số chất hóa học có thể làm thay đổi cấu trúc của gỗ. Việc này thường được xảy ra do chúng ta sử dụng chất bảo vệ không phù hợp hoặc sử dụng những loại chất tẩy rửa kém chất lượng…
Như vậy, cấu trúc gỗ có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều tác nhân xấu bên ngoài môi trường. Điều này có thể làm suy giảm tính năng, hiệu suất sử dụng và tuổi thọ của sản phẩm nếu chúng ta không thực hiện các biện pháp bảo vệ và sửa chữa kịp thời.
Xem thêm: Tác nhân gây hại cho gỗ là gì? Các tác nhân gây hại phổ biến.
Cách bảo vệ cấu trúc gỗ.
Có những phương pháp nào giúp bảo vệ cấu trúc gỗ? Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện nhiều phương pháp bảo vệ cấu trúc gỗ hiệu quả. Điều này phụ thuộc vào cách chúng ta thực hiện, lựa chọn những công cụ và chất bảo vệ phù hợp.
Cụ thể, một số phương pháp giúp bảo vệ cấu trúc gỗ, bao gồm:
- Sử dụng ở môi trường thông thoáng: Gỗ cần được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh tiếp xúc với ánh sáng mặt trời trực tiếp. Ví dụ, môi trường ẩm ướt, bí bách có thể làm gỗ bị cong vênh, nứt nẻ hoặc bị mối mọt tấn công.
- Không va chạm hoặc dùng lực quá mạnh: Va chạm mạnh có thể làm biến dạng cấu trúc của gỗ, dẫn đến các hiện tượng như cong vênh, nứt nẻ. Vì vậy, khi sử dụng đồ gỗ, chúng ta cần tuân thủ hướng dẫn sử dụng và tránh va chạm mạnh vào gỗ.
- Thực hiện công đoạn sấy gỗ: Sấy gỗ là quá trình điều chỉnh độ ẩm của gỗ đến mức độ phù hợp, giúp nguyên liệu được ổn định và hạn chế các tác nhân gây hại đến cấu trúc gỗ. Điều này giúp sản phẩm gỗ duy trì được tính năng, hiệu suất sử dụng và gia tăng tuổi thọ. (Tìm hiểu các bước trong quy trình kỹ thuật sấy gỗ).
- Thực hiện phủ chất bảo vệ gỗ: Phủ chất bảo vệ gỗ giúp tạo ra lớp màng ngăn cách giữa gỗ và môi trường, giúp bảo vệ chúng tránh khỏi các tác nhân gây hại như nước, ánh sáng, nấm mốc hoặc mối mọt… (Tìm hiểu chất bảo vệ gỗ là gì?).
- Thường xuyên vệ sinh sản phẩm gỗ: Vệ sinh sản phẩm gỗ thường xuyên giúp chúng ta loại bỏ bụi bẩn, dầu mỡ, kịp thời phát hiện và sửa chữa những dấu vết hư hại.
- Bảo trì sản phẩm gỗ định kỳ: Bảo trì sản phẩm gỗ định kỳ mỗi năm từ 1 đến 2 lần giúp chúng ta kiểm tra, phát hiện và khắc phục kịp thời các hư hỏng từ ngoài bề mặt vào trong cấu trúc. Việc này giúp đảm bảo sản phẩm gỗ luôn bền đẹp và an toàn.
Kết luận, việc thực hiện những biện pháp bảo vệ cấu trúc gỗ đã được trình bày trên đây, không chỉ giúp những sản phẩm gỗ duy trì được tính thẩm mỹ. Mà còn góp phần nâng cao độ bền, hiệu suất sử dụng và có tuổi thọ kéo dài. Điều này không chỉ đáp ứng được nhu cầu sử dụng đồ gỗ hằng ngày, mà còn giúp chúng ta tiết kiệm được thời gian và chi phí sửa chữa nếu các sản phẩm bị hư hại.
Xem thêm: Những điều cần lưu ý khi sử dụng các sản phẩm gỗ.
Kết luận.
Thông qua sự tìm hiểu cấu trúc gỗ là gì, bao gồm khái niệm, đặc điểm, vai trò và cách bảo vệ mà Timber Phoenix đã trình bày ở trên. Hy vọng bạn đã nhận ra cấu trúc gỗ là yếu tố quyết định đến tính thẩm mỹ, độ bền, độ cứng và khả năng chịu lực của sản phẩm gỗ. Điều này đòi hỏi chúng ta cần hiểu được thành phần và nguyên nhân gây hại để có thể kịp thời phát hiện những khuyết điểm trên gỗ. Từ đó, thực hiện những biện pháp bảo vệ phù hợp, như sử dụng đúng hướng dẫn của nhà sản xuất, thường xuyên vệ sinh và bảo trì định kỳ.
