高湿状态下单板层积材的横纹承压性能

重组加工是提高低强度木材结构性能的重要手段,以杨木重组加工的单板层积材为研究对象,从受力方式、承压方向及增强方法等方面研究了高湿状态下单板层积材的全表面、局部表面及尽端局部表面横纹承压性能。结果表明:湿环境对杨木单板层积材横纹承压性能影响较大,湿环境下其全表面横纹承压性能为干环境下的33%;杨木单板层积材横纹承压性能主要与其承压位置与承压方向有关,局部横纹承压时受到承压面周围木材纤维的支持作用显著,承压面平行于单板层时其局部承压强度最高,在干燥环境下,分别是尽端局部及全表面横纹承压强度的1.2倍和1.4倍。单板层积材结构是导致不同承压方向横纹承压性能差异的主要原因,承压面垂直于单板层时,单板层积材易过早发生分层或屈曲破坏。湿环境下单板层积材含水率较高材质较软,自攻螺钉支持作用明显,有助于改善其承压性能。杨木单板层积材横纹承压强度对环境湿度较为敏感,在工程应用时应保持环境干燥并使承压面平行于单板层。

酚醛树脂浸渍杨木单板层积材防腐及力学性能研究

为了拓展人工林杨木在户外的应用,制备了酚醛树脂(PF)浸渍杨木单板层积材(LVL),并对其微观结构、耐腐性能和力学性能进行分析。结果表明,低分子量酚醛树脂能够进入杨木单板的导管和纤维中的空隙;浸有酚醛树脂的杨木单板层积材表现出优异的防腐性能,且抗弯强度和弹性模量分别提高了6.91%和71.11%。

水性环氧树脂制备桉木单板层积材及性能研究

选用双组分水性环氧树脂为胶黏剂,速生桉木单板为基材,热压制备结构用桉木单板层积材。采用单因素试验法研究了施胶量、热压温度、热压时间、热压压力对水性环氧树脂单板层积材弹性模量、静曲强度、水平剪切强度、含水率和浸渍剥离率等物理力学性能的影响。结果表明:水性环氧树脂以水为分散剂,在木质单板表面延展性良好。当施胶量为230 g/m^(2),热压温度为120℃,热压时间为1.0 min/mm,热压压力为2 MPa时,单板层积材各项性能较优,符合GB/T20241—2006《单板层积材》要求。提出的以水性环氧树脂为胶黏剂的层积材制备工艺适合工业化生产,产品力学性能优良且无醛/低醛释放,绿色环保,具有积极的推广意义。

澳大利亚与新西兰结构用单板层积材标准要求解读

基于澳大利亚与新西兰结构用单板层积材产品标准AS/NZS 4357.0-2022 Structural laminated veneer lumber Part 0:Specification,对结构用单板层积材的木单板等级分等、胶合性能、甲醛释放量、F-Grade等级划分与计算等方面的要求进行了讨论,试制国产马尾松结构用单板层积材样品并按照标准要求进行了型式检测。检测结果表明国产马尾松结构用单板层积材产品性能满足标准AS/NZS 4357.0-2022中规定的F14级限量值要求。

聚丙烯腈基碳纤维增强结构用桉木单板层积材的研制

用普通桉木单板研究开发高强结构用木质复合材料,解决当前桉木因材性较差难以适应结构用材的需求及普通单板层积材弹性模量与静曲强度指标大多维持在120E~140E的较低水平等问题,开拓新型结构用单板层积材的应用市场。运用复合材料层合板理论、界面结合理论研制聚丙烯腈(PAN)基碳纤维增强结构用单板层积材(SLVL),采用正交试验方法探究产品结构与工艺因素对复合板材各项理化性能的影响,以及分析碳纤维铺设率对力学性能的影响规律。结果表明:PAN基碳纤维增强复合材料效果显著,各理化性能均呈提高的趋势但增幅不一。热压压力对板材浸渍剥离性能和水平剪切强度影响显著,纳米SiO_(2)添加与碳纤维层数及铺设结构对性能有较大影响。各工艺因素对弹性模量和静曲强度的影响趋势及较优水平基本一致,但方差分析显示试验范围各因素变化产生的影响不显著。优化工艺参数为碳纤维层数2层、纳米SiO_(2)2.5%、热压时间1.25 min/mm、热压压力2.0 MPa。为提高材料利用效率并降低成本,碳纤维铺设率的提高有利于SLVL力学性能的提升,铺设率从30%增大到50%时,各项性能的提高幅度较大,继续增至70%时提高幅度有所下降,趋势表明选择适当的铺设率可以达到合理利用与成本控制的目的。

桉树单板层积材的制造工艺和主要性能

The hot-press temperature curves were researched and effects of hot-pressing temperature,thickness of veneer and the numbers of layer on mechanical properties of laminated veneer lumber(LVL)were analyzed with emphasis in the paper.Results showed that there was positive relationship between hot-pressing temperature and modulus of elastic(MOE);the modulus of rupture(MOR)of LVL was best when manufactured at 160 ℃.When the thickness of veneers was 3.25 mm the LVL usually destroyed due to veneer tearing;while when the thickness of veneers was 1.70 mm it easily splited in adhesive layer;the mechanical properties of LVL were best when the thickness of veneers was 1.70 mm;the 3 multinomial degrees of fitting the numbers of layers with MOE and MOR of Eucalyptus LVL matched very well,the R2 value were 0.951 6 and 0.981 2,respectively.

竹材增强单板层积材的动态与静态弯曲性能

研究了A、B两种不同结构的竹材增强单板层积材在1～500mm／min的不同加载速度下的静曲强度及动态弯曲强度。结果表明：两种结构的静曲强度均随着加载速度的加快呈增加的趋势；加载速度较低时，A型结构的静曲强度比B型结构的大；加载速度超过150mm／min后，B型结构的静曲强度大于A型结构的。两种结构的动态弯曲强度均比各自的静曲强度大，且A型结构的动态弯曲强度明显大于B型结构的。

浸胶量对纤维化竹单板层积材物理力学性能的影响

利用慈竹(Bambusa distegia)制备纤维化竹单板层积材,分析浸胶量对板材力学性能和耐水性能的影响。试验结果表明:随着浸胶量的增加,板材的弯曲强度和抗拉强度降低,弯曲模量和抗压强度的变化不明显,耐水性能增强,水平剪切强度提高。因此,可通过控制浸胶量,进行板材性能的设计,以适应不同用途的需求。

不同因素对耐盐竹柳单板层积材性能的影响

对速生耐盐竹柳制造的单板层积材的可行性进行研究，分析了热压温度、热压时间及涂胶量对竹柳LVL物理力学性能的影响。结果表明，速生耐盐竹柳制造LVL是可行的；随着热压温度的升高，竹柳LVL的力学性能有所提高，当温度达到150℃时，板材在垂直加载条件下的弹性模量（MOE⊥）、静曲强度（MOR⊥）和水平加载条件下的弹性模量（MOE∥）、静曲强度（MOR∥）开始下降，24 h吸水厚度膨胀率（TS）则随热压温度的增高而增加，变化范围为5.05％～5.92％；当热压时间为1.0 min／mm，竹柳LVL板材的MOE⊥、MOR⊥和MOE∥、MOR∥值达到最大，分别为5135.13、69.94 MPa和5759.57、69.54 MPa，TS随热压时间延长呈现先增大后减小的趋势，变化幅度不是很大；随涂胶量的增加，竹柳LVL的MOE⊥、MOR⊥和MOE∥、MOR∥均有不同程度的提高，在涂胶量为280 g／m2时，MOE⊥和MOR⊥达到最大，而MOE∥和MOR∥则在涂胶量为240 g／m2时达到最大， TS当涂胶量为240 g／m2时最小。在试验研究范围内，建议工艺条件为，热压温度135℃，热压时间1.0 min／mm；单面涂胶量240 g／m2。

竹材增强杨木单板层积材冲击性能的研究

研究了在杨木单板层积材中加入竹材作为增强材料,以提高杨木单板层积材冲击性能。结果表明:将竹材加入杨木单板层积材,可以明显地改善杨木单板层积材的冲击韧性。当竹篾分别加入杨木单板层积材的上下次表层和中间部位时,其冲击韧性分别增强了30.4%和27.3%;总冲击能分别提高了31.7%和28.1%。裂纹形成能仅增长7.2%和12.8%;裂纹扩展能增长40.9%和43.4%;韧性指数值提高了27.2%和31.5%。

金属网增强型杨木单板层积材的研究

讨论了酚醛(PF)树脂胶、环氧树脂胶和聚氨酯(PU)树脂胶等3种胶粘剂用于金属网与杨木单板胶合的情况;研究了用不同金属材料、不同规格的金属网,在不同的组坯条件下压制的层积板的性能。结果表明,金属网对杨木单板层积材(LVL)的弹性模量(MOE)、静曲强度(MOR)等性能的增强效果比较显著,而且金属网目数是影响层积板胶合强度、MOE、MOR等性能指标的主要因素;综合考虑经济性与工艺可操作性,用酚醛胶(PF)作为这种复合材料的胶粘剂,并且用40目的不锈钢网与杨木单板胶合时,层积板的胶合强度达到国家标准GB9846.12-88中Ⅰ类胶合板的胶合强度要求。

增强型单板层积材研究进展

用人工林木材制造增强型单板层积材替代优质木材,具有良好的应用前景。分别从制造工艺、单板性能、增强方式等方面对国内外增强型单板层积材的研究进展进行了综述。结果表明,制造工艺朝着自动化、连续化方向发展;单板性能与产品性能息息相关;增强方式有单板改性增强、树脂浸渍单板增强、竹材增强、不同树种组合增强、纤维复合材料增强。并针对我国现状,提出若干建议。

结构用单板层积材的斜纹承压力学性能

为了研究纹理角度对结构用单板层积材(LVL)承压力学性能的影响,进行了180个不同纹理角度试件的承压测试.结果表明:随着纹理角度的增加,试件的斜纹承压强度和刚度均明显下降;斜纹承压共发生纤维的褶皱破坏、剪切破坏和横纹受压破坏3种破坏模式.将GB 50005—2003《木结构设计规范》中的斜纹承压公式与国外常用Hankinsion计算公式、Norris强度准则进行分析比较后发现,Hankinsion计算公式能够更好地预测LVL的斜纹承压强度值;在同时考虑斜纹承压破坏模式的前提下,采用最大应力强度准则亦能较好地预测LVL的斜纹承压强度.

人工林杨木材性对单板层积材强度的贡献率

本文提出了衡量单板层积材强度中实木材性所占份额的贡献率概念，以揭示实木材性对单板层积材强度的贡献程度。以人工林杨木为对象，研究了实木材性对单板层积材强度的贡献率。结果表明，实木材性好或单板层积材中的单板较厚时，贡献率较高。材性较优的６９杨和材性居中的７２杨、材性较差的６３杨３个无性系杨木的平均贡献率分别为７４３４％、６７４８％、６４７２％，厚度为３５６５ｍｍ、２６１４ｍｍ、１５４５ｍｍ单板组配的单板层积材中的平均贡献率分别为７４００％、６７４８％和５８０６％。研究的６项强度性能中，杨木实木材性对抗剪强度、弹性模量和冲击韧性的贡献率较高，约为８０％。

竹木复合单板层积材制备工艺

以浸渍酚醛树脂的杨木单板和竹帘为原料制备竹木复合单板层积材,探讨制造工艺对复合材料性能的影响。结果表明,竹木复合材料的MOE及MOR均达到或超过了日本JAS标准的相关规定,尺寸稳定性良好;单板厚度、树脂浓度、压缩率对MOE和MOR有显著影响;组坏方式对MOR影响显著;而吸水厚度膨胀率的影响作用比较复杂。

染色与阻燃处理单板生产单板层积材的工艺研究

该文采用正交实验法对毛白杨单板进行染色和阻燃处理,并进行单板层积材(LVL)的热压胶合试验研究,确定了单板染色、阻燃处理及热压工艺.结果表明:①对单板进行染色和阻燃同步处理是可行的,提高了单板处理效率,扩大了产品的应用范围.②阻燃剂浓度与氧指数呈正相关性,与产品的剪切强度、静曲强度、弹性模量呈负相关性;其他因素对单板层积材的性能均有不同程度的影响.③最佳工艺条件:染液浓度0 3 % ,阻燃剂浓度15 % ,热压单位时间5 0s ,热压温度15 0℃,压缩比2 0 % .

单板层积材动态弹性模量的无损检测

利用振动无损检测方法,研究了在不同边界条件下杨木单板层积材的动态弹性模量,并且与常规静弹性模量进行比较,探索适合单板层积材弹性模量无损检测的方法。结果表明:对于不同的边界条件,单板层积材有不同的振型和固有频率,四边简支振动法与四边自由振动法测得的动态弹性模量平均值比较接近,回归分析表明二者之间具有密切的相关性;四边简支振动法比四边自由振动法操作简单,更容易实现;采用四边简支振动法、四边自由振动法测得的杨木单板层积材的动态弹性模量和国家标准的破损检测法测得的静态弹性模量在0.01水平下具有密切的相关性,静态弹性模量可以通过线性回归方程用动态弹性模量来表征。

人工林杨木的用途选择——实木或单板层积材

实木材性对单板层积材强度的贡献率可衡量单板层积材强度中源自实木材性的份额，是人工林杨木单项用途选择的基础。本文以３个无性系实体杨木和由３种不同厚度杨木单板分别组配的单板层积材为对象，以由贡献率引出的实木与单板层积材的份率差值为依据，研究得出人工林杨木的最终用途选择。结果表明：６９杨、７２杨和６３杨３个无性系杨木的平均份率差值分别为５７％、－１５％、－２９％，说明６９杨宜用作实木，７２杨和６３杨宜用作单板层积材；杨木用作不同组配结构的单板层积材时，实木与３５６５ｍｍ、２６１４ｍｍ、１５４５ｍｍ３种厚度单板组配的单板层积材的平均份率差值分别为４３％、－１３％和－４３％，说明实木与较厚的３５６５ｍｍ单板组配的单板层积材相比，杨木宜用作实木，与较薄的２６１４ｍｍ和１５４５ｍｍ单板组配的单板层积材相比，杨木宜用作单板层积材。不同荷载作用的结果下用途选择结果显示，在抗剪强度、弹性模量和冲击韧性３项性能上的份率差值为正，此时杨木宜用作实木；在抗弯强度、抗压强度和硬度３项性能上的份率差值为负，此时杨木则宜用作单板层积材。

单板层积材喷蒸热压的初步探讨

探讨了喷蒸热压制作杉木单板层积材的工艺。研究了热压温度、热压时间、喷蒸时间和涂胶量对单板层积材性能的影响。结果表明，喷蒸热压可有效缩短杉木单板层积材的热压时间，且制品性能较好。

单板层积材热压升温曲线数值模拟的研究

基于单板层积材热压升温曲线特征与马尔萨斯(Malthus)模型特征的相似性,通过类比方法,建立温度与时间的数学模型,采用SPSS程序的非线性拟合方法,求得升温速率系数k值;通过试验验证了模型的准确性,对比了理论与试验的温度曲线,并对结果进行了分析与讨论。结果表明,单板层积材热压升温曲线试验与理论曲线的R2值在0.95以上,单板层积材热压升温模型具有较高的可信度。k值与单板胶层所在位置的层数x呈线性关系,线性方程为k=-0.0019x+0.0199,R2值为0.999;k值与板坯层数x呈线性关系,线性方程为k=-0.0022x+0.0358,R2值为0.941。