方舱侧板用碳纤维增强杨桉复合板的研制

为开发一种用于方舱的轻质高强木质结构复合材,制备了杨桉复合板对照组(A)、碳纤维表层横向增强杨桉复合板(B)、碳纤维表层纵向增强杨桉复合板(C)、碳纤维表层双层纵横对称增强杨桉复合板(D)共4种杨桉复合板结构,测试了4种结构的密度、静曲强度和弹性模量、水平剪切强度、24 h吸水率、24 h吸水厚度膨胀率和握螺钉力,探究了碳纤维不同增强方式对杨桉复合板物理力学性能的影响。结果表明:经碳纤维增强后,D组的密度增加幅度最大,增加了13.9%,干态下杨桉复合板的横向水平剪切强度都有所增强,D组增加幅度最大,增加了42.5%。24 h增湿后横向水平剪切强度降低,D组降低幅度最小,降低了4.7%。D组的吸水率下降49.5%,吸水厚度膨胀率下降71.6%。经过表面碳纤维增强后板面握螺钉力明显提高,D组提高幅度最大,提高了51.6%。根据SJ 20500—1995《方舱大板通用规范》,方舱材料的静曲强度一般大于25 MPa,对照组A的纵向静曲强度大于25 MPa,横向静曲强度小于25 MPa,不满足方舱材料的静曲强度要求,经碳纤维增强后,B、C、D组纵、横静曲强度均大于25 MPa,可以满足方舱侧板材料的静曲强度要求,其中碳纤维表层双层纵横增强对杨桉复合板的增强最为明显。

碳纤维增强桉杨复合胶合板的制备及性能研究

为开发碳纤维/木基复合材,设计了全桉木、全杨木、杨桉交错、桉杨交错四种结构用桉杨复合胶合板,采用碳纤维(CF)进行表面增强,研究增强前后桉杨复合胶合板的物理力学性能以及保温性能,探讨老化前后四种结构之间的性能变化。结果表明:经碳纤维表面增强后,桉杨交错结构吸水厚度膨胀率为2.6%,下降幅度为44.7%,吸水率下降幅度为46.5%;四种结构浸渍剥离性能均满足标准,最好为桉杨交错结构;桉杨交错结构老化前纵向静曲强度为98.5 MPa,提高率为107.4%,纵向弹性模量为15810 MPa,提高率为129.8%,老化后杨桉交错结构纵向弹性模量为10150 MPa,提高率为176.3%,且杨桉交错结构胶合强度可达1.74 MPa,但对于横向静曲强度、弹性模量和胶合强度提高均较小。综合而言,碳纤维增强后物理力学性能较好的结构为杨桉交错和桉杨交错,总体反映了桉杨复合胶合板结构上纵横强度比差异较大,在实际应用中根据需求调整纵横强度设计比例;经碳纤维表面增强后桉杨复合胶合板导热系数均值为0.44 W/(m·℃),导热系数值接近保温材料,碳纤维表面增强后对其保温性能影响不明显。