意楊單板層積材受彎構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的試驗(yàn)

研制楊木單板層積材和mdf復(fù)合裝飾結(jié)構(gòu)型材,并對(duì)其物理力學(xué)等性能進(jìn)行測(cè)試分析,提出生產(chǎn)該復(fù)合型材時(shí)采用的成型工藝和相關(guān)熱壓工藝參數(shù)等。

研究了在楊木單板層積材中加入竹材作為增強(qiáng)材料,以提高楊木單板層積材沖擊性能。結(jié)果表明:將竹材加入楊木單板層積材,可以明顯地改善楊木單板層積材的沖擊韌性。當(dāng)竹篾分別加入楊木單板層積材的上下次表層和中間部位時(shí),其沖擊韌性分別增強(qiáng)了30.4%和27.3%;總沖擊能分別提高了31.7%和28.1%。裂紋形成能僅增長7.2%和12.8%;裂紋擴(kuò)展能增長40.9%和43.4%;韌性指數(shù)值提高了27.2%和31.5%。

文章主要介紹了單板層積材的發(fā)展歷史和國內(nèi)外單板層積材制造技術(shù)及現(xiàn)狀,分析了目前存在的問題,就速生楊單板層積材生產(chǎn)技術(shù)在裝飾、裝修行業(yè)巨大發(fā)展?jié)摿颓熬斑M(jìn)行了廣泛的討論。

介紹了單板層積材、密實(shí)型單板層積材在國內(nèi)外的研究和利用概況。探討了采用低分子量酚醛樹脂浸漬處理?xiàng)钅締伟宓姆椒ㄖ苽錀钅締伟鍖臃e材的生產(chǎn)技術(shù)。結(jié)果表明:施膠量相當(dāng)時(shí),浸漬方式與涂膠方式生產(chǎn)的單板層積材相比,密度相當(dāng),吸水厚度膨脹(24hts)降低了24%,膠合強(qiáng)度提高了16%,彈性模量(moe)和靜曲強(qiáng)度(mor)分別提高了20.17%和44.76%。采用浸漬樹脂方式生產(chǎn)的密實(shí)型強(qiáng)化楊木單板層積材隨著吸藥量的增多,密度增大;24hts減小;膠合強(qiáng)度隨著吸藥量的增加先增大而后趨于平穩(wěn);moe和mor先增大后減小。當(dāng)吸藥量為168%時(shí),moe、mor達(dá)到最大,分別為15.34gpa和135.31mpa。密實(shí)型強(qiáng)化單板層積材能夠滿足建筑和木結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)材要求,具有良好的發(fā)展空間。

該文采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)毛白楊單板進(jìn)行染色和阻燃處理,并進(jìn)行單板層積材(lvl)的熱壓膠合試驗(yàn)研究,確定了單板染色、阻燃處理及熱壓工藝.結(jié)果表明:①對(duì)單板進(jìn)行染色和阻燃同步處理是可行的,提高了單板處理效率,擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍.②阻燃劑濃度與氧指數(shù)呈正相關(guān)性,與產(chǎn)品的剪切強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度、彈性模量呈負(fù)相關(guān)性;其他因素對(duì)單板層積材的性能均有不同程度的影響.③最佳工藝條件:染液濃度03%,阻燃劑濃度15%,熱壓單位時(shí)間50s,熱壓溫度150℃,壓縮比20%.

采用響應(yīng)面法(rsm)和中心組合旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)(ccrd),研究了桉樹單板層積材(lvl)的生產(chǎn)工藝條件,并對(duì)優(yōu)化工藝所得的預(yù)測(cè)值進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。方差分析結(jié)果表明:面粉添加量對(duì)桉木lvl的靜曲強(qiáng)度(mor)和彈性模量(moe)有著顯著影響,而熱壓溫度和熱壓時(shí)間的影響不顯著。通過回歸分析,建立了相應(yīng)的回歸模型。回歸模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值的擬合良好,說明回歸方程能用來預(yù)測(cè)和優(yōu)化桉木lvl的力學(xué)強(qiáng)度性能。最佳工藝條件為:熱壓溫度130℃,熱壓時(shí)間1.5min/mm,面粉添加量5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。在此工藝條件下壓制的桉木lvl垂直加載條件下的靜曲強(qiáng)度(mor⊥)和彈性模量(moe⊥)分別為89mpa和16722mpa,平行加載條件下的靜曲強(qiáng)度(mor∥)和彈性模量(moe∥)分別為88mpa和15067mpa,mor和moe分別達(dá)到了結(jié)構(gòu)用單板層積材國家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品和140e級(jí)別。

內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)在天保工程實(shí)施后資源短缺問題日益突出,使原有的木材工業(yè)原料供應(yīng)問題成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵,急需開發(fā)一些利用小徑材尤其是落葉松資源的項(xiàng)目。為此,提出發(fā)展落葉松單板層積材來解決這一問題的可行性。

介紹了楊木強(qiáng)化單板層積材的制造工藝。楊木強(qiáng)化單板層積材的壓縮率約為15%￣40%,其硬度、抗彎強(qiáng)度、耐水性、尺寸穩(wěn)定性等指標(biāo)遠(yuǎn)高于普通單板層積材,可作建筑用木梁、立柱、水泥模板、家具、門窗、地板、車廂板、集裝箱板等多種材料。它是一種很好的結(jié)構(gòu)用材,市場(chǎng)前景十分看好。

以浸漬酚醛樹脂的楊木單板和竹簾為原料制備竹木復(fù)合單板層積材,探討制造工藝對(duì)復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,竹木復(fù)合材料的moe及mor均達(dá)到或超過了日本jas標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,尺寸穩(wěn)定性良好;單板厚度、樹脂濃度、壓縮率對(duì)moe和mor有顯著影響;組壞方式對(duì)mor影響顯著;而吸水厚度膨脹率的影響作用比較復(fù)雜。

利用慈竹(bambusadistegia)制備纖維化竹單板層積材,分析浸膠量對(duì)板材力學(xué)性能和耐水性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著浸膠量的增加,板材的彎曲強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度降低,彎曲模量和抗壓強(qiáng)度的變化不明顯,耐水性能增強(qiáng),水平剪切強(qiáng)度提高。因此,可通過控制浸膠量,進(jìn)行板材性能的設(shè)計(jì),以適應(yīng)不同用途的需求。

(住宅~)199s．1 擲構(gòu)．年． 材料·設(shè)備 高強(qiáng)度新型建筑結(jié)構(gòu)材料 ——單板層積材丁j，，占 墮— (南京林業(yè)大學(xué)工業(yè)學(xué)院南京210037) 單板層積材(lvl)是由涂膠單板沿同一 纖維方向組坯、熱壓而成的一種新型結(jié)構(gòu)材 料。 本世紀(jì)40年代高強(qiáng)度術(shù)質(zhì)材料廣泛應(yīng) 用于航空工業(yè)。為了符合穩(wěn)定性、強(qiáng)度和握 釘力等技術(shù)要求，用酚醛樹脂漫湞單板熱壓 而成的單板層積材應(yīng)運(yùn)而生。由于lvl的 可加工性和力學(xué)性能的均一性，逐漸為家具 和建筑業(yè)賞識(shí)。 單板層積材作為新材料受人矚目始于 60年代。當(dāng)時(shí)，北美術(shù)材需要量迅速增長， 優(yōu)質(zhì)材價(jià)格大憾度上升；此外，石油工業(yè)發(fā)展 使樹脂價(jià)格大幅度下降，促進(jìn)了利用小徑木 的單板層積材的研究?！弈甏詠?，由于單 板層積材強(qiáng)度可靠．其產(chǎn)品已用來替代鋸材 作桁架的張力弦桿等結(jié)構(gòu)部件。8o年代初， 美國單

通過玻璃纖維增強(qiáng)速生楊木制備楊木單板層積材(lvl),可提高楊木的強(qiáng)度等級(jí),使其達(dá)到結(jié)構(gòu)集成材層板的使用要求。采用正交實(shí)驗(yàn)方法,研究溫度、時(shí)間、壓力、偶聯(lián)劑濃度、涂膠量對(duì)楊木單板層積材彈性模量、靜曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度的影響,其中主要研究熱壓工藝對(duì)力學(xué)強(qiáng)度的影響,得出的最優(yōu)工藝參數(shù)為:熱壓溫度130℃、時(shí)間100s/mm、壓力1.2mpa。

預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告（豫試b-17） 生產(chǎn)(委托)單位：構(gòu)件名稱型號(hào)及選用圖紙生產(chǎn)工藝類型生產(chǎn)日期試驗(yàn)報(bào)告編號(hào) 項(xiàng)目 外形尺寸 長× 寬× 高 保護(hù) 層厚 度 (mm) 主筋規(guī) 格數(shù)量 混凝土 強(qiáng)度 fcu (n/mm 2 ) 構(gòu)件自 重 gk1 (kn/ m2) 正常使用 短期荷載 檢驗(yàn)值 qd (kn/m2) 承載力檢 驗(yàn)荷載設(shè) 計(jì)值 qd (kn/m2) 加荷荷載 測(cè)點(diǎn)位移（mm） 實(shí)測(cè) 撓度 (mm) 最大裂縫 寬度(mm) 試驗(yàn)現(xiàn)象v1v2v3v4 次 數(shù) 時(shí) 間 系 數(shù) 每 級(jí) 累 計(jì) 讀 數(shù) 差 值 累 計(jì) 讀 數(shù) 差 值 累 計(jì) 讀 數(shù) 差 值 累 計(jì) 讀 數(shù) 差 值 累 計(jì) 側(cè)側(cè) 設(shè)計(jì)0 實(shí)測(cè)1 加荷簡釁、儀表位置及編號(hào)： 2 3 4 5 6 裂縫情況及破壞特征： 7 8 9 10 1

根據(jù)紡織及復(fù)合材料理論給出了描述加捻竹束在竹木復(fù)合單板層積材中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的力學(xué)模型。通過試驗(yàn)對(duì)比了不配置竹束、配置不加捻竹束、配置加捻竹束3種單板層積材的水平剪切強(qiáng)度和彎曲性能。結(jié)果表明:3種單板層積材的水平剪切強(qiáng)度無顯著差異。配置竹束使單板層積材彈性模量和靜曲強(qiáng)度明顯增加,彈性模量增加22.8%,靜曲強(qiáng)度增加18.6%;配置加捻竹束的竹木復(fù)合單板層積材彈性模量的提高較為明顯,較配置不加捻竹束的層積材彈性模量增加17.6%,靜曲強(qiáng)度增加11.0%。竹木復(fù)合單板層積材中加捻竹束預(yù)應(yīng)力的存在能改善板材的剛度和強(qiáng)度,其預(yù)應(yīng)力效應(yīng)表現(xiàn)為正效應(yīng)。

以楊木單板和竹簾為原料,采用低分子量水溶性酚醛樹脂浸漬處理,通過干燥、組坯、熱壓等工藝制備竹木復(fù)合強(qiáng)化單板層積材。探討了組坯方式、壓縮率、熱壓溫度、熱壓時(shí)間4個(gè)因素對(duì)竹木復(fù)合強(qiáng)化單板層積材彈性模量(moe)和靜曲強(qiáng)度(mor)的影響。結(jié)果表明:表層為一層竹簾的竹木復(fù)合強(qiáng)化單板層積材的moe和mor較大,分別是13．43gpa、148．13mpa,與表層為楊木單板次表層為竹簾組坯方式相比分別增加了33．63％、56．16％。確定了竹木復(fù)合強(qiáng)化單板層積材較合理的制造工藝參數(shù)。

鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件

探討利用酚醛樹脂膠黏劑壓制桉木單板層積材的工藝,分析了熱壓溫度、熱壓時(shí)間和面粉添加量對(duì)桉木單板層積材力學(xué)性能的影響。研究表明:面粉添加量對(duì)桉木單板層積材的靜曲強(qiáng)度和彈性模量有顯著影響,而熱壓溫度和熱壓時(shí)間的影響則不顯著。就產(chǎn)品力學(xué)強(qiáng)度而言,較佳的工藝條件為:熱壓溫度135℃,熱壓時(shí)間1.2min/mm,面粉添加量0。驗(yàn)證試驗(yàn)證明,在實(shí)際生產(chǎn)中,綜合生產(chǎn)成本及產(chǎn)品性能等多方面考慮,添加15%的面粉是可行的。

利用意楊旋切厚單板易使單板背面裂隙度增大。從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，對(duì)旋切角度參數(shù)、旋切安裝位置、壓尺的使用，以及旋動(dòng)機(jī)磨損以后，如何保證單板層積材用意楊厚單板的旋切質(zhì)量提出了解決措施。同時(shí)指出：為克服意楊厚單板干燥過程中的翹曲變形，宜采用兩段干燥工藝。

采用足尺測(cè)試方法,對(duì)楊木單板層積材的力學(xué)性能特征值進(jìn)行測(cè)試;分析了不同生產(chǎn)工藝條件下,不同承載方向和不同規(guī)格尺寸的楊木單板層積材力學(xué)性能特征值的差異性。

利用人工林杉木小徑材制造單板層積材對(duì)于高效利用小徑材資源和緩解結(jié)構(gòu)用木材供需矛盾具有十分重要的意義。介紹了《杉木小徑材制造單板層積材及應(yīng)用研究》課題組利用杉木小徑材制作單板層積材的研究過程、工藝開發(fā)、設(shè)備制造和產(chǎn)品應(yīng)用方面所作的工作和研究成果

采用低分子量酚醛樹脂與楊木制造塑化型單板層積材,對(duì)層積材產(chǎn)品的吸水率影響因子進(jìn)行分析,結(jié)果表明:楊木/pf塑化型單板層積材吸水率影響顯著的因子為壓縮率和pf樹脂濃度;楊木/pf塑化型單板層積材吸水率較低,為8.9%~51.9%;隨著pf樹脂濃度的增加,楊木/pf塑化型單板層積材吸水率明顯降低;隨著壓縮率增大,楊木/pf塑化型單板層積材吸水率有減小的趨勢(shì)。

采用灰色系統(tǒng)理論,分析不同工藝條件(如壓力、施膠量、加壓時(shí)間、加壓溫度)對(duì)楊木單板層積材動(dòng)態(tài)彈性模量的影響。通過楊木單板層積材彎曲振動(dòng)試驗(yàn),得到不同實(shí)驗(yàn)條件下的動(dòng)態(tài)彈性模量,并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明,應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論分析單板層積材生產(chǎn)工藝對(duì)材料動(dòng)態(tài)彈性模量的影響是可行的。