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%。

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%。

意杨旋切板胶合木材料的物理力学性能

20世纪六七十年代,江苏北部地区成功从意大利引种美洲黑杨,在国内通称为意杨。经过几十年的发展,国内意杨资源相当丰富,由意杨原木生产的旋切板胶合木(简称LVL)在多个领域得到广泛应用,但鲜见用于建筑结构。因此,对意杨LVL材料物理力学性能进行研究,以期拓展意杨LVL在建筑领域的应用。结果表明,意杨LVL材料物理力学性能优且变异小,可用作建筑结构的承重材料。

基于应力波的意杨原木、单板及LVL弹性模量相关性研究

评估原木制成的单板、单板层积材(LVL)制品的品质,为原木进行适时最佳分等提供方法,以提高其利用价值。采用应力波无损检测法测定意杨原木、及其单板和LVL制品的动态弹性模量(MOE)值,并研究三者之间的相关性,同时,对LVL进行抗弯力学性能试验,检测其静态MOE值,与其动态MOE进行对比验证。结果表明:用应力波无损检测方法测定意杨原木的动态MOE值与其单板和LVL的动态MOE值之间均有较高的相关性(相关系数R>0.80),且LVL动、静态MOE之间呈显著相关(R>0.90)。

树脂浸渍量对杨木单板层积材性能的影响

采用低分子量酚醛树脂浸渍处理的杨木单板制备单板层积材(LVL),探讨浸渍方式对单板树脂浸渍量和LVL性能的影响。结果表明:在常温常压和加压条件下,浸渍量均随浸泡时间的延长而增加;浸渍量增大,LVL性能提高。当浸渍量为168%时,弹性模量和静曲强度分别达到日本JAS SIS-24《结构单板层积材》标准中140E级和180E级要求。

意杨旋切板胶合木柱的蠕变性能

本文对意扬旋切板胶合木柱长期荷载作用下的蠕变性能开展了初步研究工作。试件为3组,尺寸均为150 mm×150 mm×2 400 mm,每组试件所施加的轴心受压荷载值都是根据先前相同尺寸柱短期轴压试验确定的。研究过程中用温湿度记录仪记录试验环境变化;用位移传感器记录试件中部的变形大小;运用黏弹性力学理论建立蠕变本构方程;利用Origin软件结合试验数据对本构方程的系数进行拟合。结果表明:足尺旋切板胶合木柱的蠕变变形由弹性变形、黏性变形和黏弹性变形组成;湿度和温度对蠕变变形的影响很大;通过Burger模型、三参量模型和经验模型建立蠕变本构方程,其中Burger模型与三参量模型能够较好地拟合本次试验曲线,而三参量模型所建立的本构方程能够更好地应用于实际工程中。

意杨单板层积材地板的涂饰加工与成本分析

介绍一种新开发的意杨单板层积材地板的涂饰加工工艺,并检测其相关性能。结果表明:单板层积地板的浸渍剥离、表面耐磨、漆膜附着力等指标,均可达到国标要求;生产成本介于中高档实木复合地板和强化地板之间。

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。

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％。

环境温湿度对竹材增强LVL力学性能的影响

在不同温湿度条件下,对竹材增强单板层积材(LVL)进行处理,分析了经过处理后竹材增强LVL力学性能的变化。结果表明:经过高温高湿处理后,竹材增强LVL的力学性能均出现了明显的衰减。其中,弹性模量(MOE)平均衰减30.7%,静曲强度(MOR)平均衰减38.3%,冲击韧性平均衰减11.7%;经过低温处理后,竹材增强LVL的弹性模量和静曲强度都有微弱增长的趋势,弹性模量平均增长率为2.5%,静曲强度平均增长率为5.4%,冲击韧性平均衰减率为37.9%;在高低温交变处理过程中,竹材增强LVL的弹性模量和静曲强度处于上下波动的状态,弹性模量衰减率或增长率在5%以内,静曲强度衰减率或增长率在10%以内,冲击韧性呈衰减趋势,平均衰减率为18.7%。

拔钉延迟时间对木结构用材握螺钉力性能的影响

为了获取木结构螺钉连接强度的基础数据,探讨拔钉延迟时间对三种木结构用材握螺钉力性能的影响。试验结果表明:1)3种材料的握螺钉力依次为:落叶松规格材(纵面)>杨木胶合板(板面)>杨木单板层积材(板面);2)随着拔钉延迟时间的延长,落叶松规格材的纵向握螺钉力几乎没有变化;杨木单板层积材和胶合板的板面握螺钉力均呈现先增大、后逐减、再趋于平稳的趋势,其中杨木胶合板的板面握螺钉力变化幅度更小。

速生杨木LVL与胶合板钉连接节点受力性能

轻型木结构建筑中主要抗侧力构件为剪力墙,而钉节点的性能是决定轻型木结构剪力墙受力性能的关键因素。选用速生杨木LVL、结构胶合板和国产普通圆钢钉制作了120个钉连接节点试件,采用单调加载方式进行侧向承载力试验研究,结果表明:节点破坏形式共有6种;不同钉制方式对钉连接节点的最大承载力影响不大,但对屈服荷载和刚度有较大影响;荷载方向与墙骨方向的夹角对钉连接节点的最大承载力、屈服荷载和刚度均有影响。对于各连接节点的荷载-滑移曲线及相关参数进行拟合,发现拟合曲线的屈服荷载拟合度较高,而拟合刚度存在一定差异。

杨木单板的湿热处理对单板层积材性能的影响

杨木单板的湿热处理规律以及对杨木单板层积材性能影响的研究结果表明,单板湿热处理后产生了塑化,形成了一部分不可恢复的变形,密度平均增加了38.7%;对抗拉强度的影响不显著;对单板压缩率和膨胀率有着特别显著的影响,单板平均压缩了27.8%,经24h水浸泡,单板恢复膨胀仅18.7%。单板湿热处理后经过低压压制,可以得到与高压压制相同密度的板材,且板材的断面密度差异小,水平剪切强度提高了27.1%,静曲强度增加了17.8%,弹性模量没有显著变化,吸水厚度膨胀率降低了约10个百分点。

意杨单板层积材热压工艺研究

在一定范围内提高热压温度、单位压力或延长热压时间,均有利于提高单板层积材的物理力学性能,但温度过高、压力过大、时间过长,总的效果反而不好。在实验室条件下,较为理想的分步热压工艺条件为:热压温度T=130℃、单位压力P=1.3MPa、热压时间t=210s。

单板条层积材密度梯度的研究

通过不施胶压制单板条层积材(PSL)板坯,测定板坯各层的密度分布规律并对其进行统计分析。结果表明,板坯内各层的单板条压缩后密度呈正态分布。根据预测方程计算板坯密度梯度,并将密度梯度预测值与统计分布区间进行比较,结果表明,当热压压力低于5 MPa时,计算值能较好地与统计区间吻合,板坯密度梯度不大;当热压压力为5 MPa时,计算值与统计区间相差较大,经过分析修正,最终得出板坯密度梯度的计算模型。通过断面密度扫描试验,最终得出的计算模型能反映PSL板坯的密度梯度。

厚单板制备包装用单板层积材的涂胶量因子分析

以4.5、6.0 mm厚速生杨木、桉木单板为原料,制备单板层积材(LVL),讨论涂胶量对板材物理力学性能的影响。结果表明:在涂胶量为200 g/m^2时,单板层积材的各项强度指标均达到GB/T 20241-2006《单板层积材》中不同等级的要求;LVL可用作包装材料而无需熏蒸处理,应用前景广阔。

不同因素对竹／木复合强化单板层积材MOE、MOR的影响

以杨木单板和竹帘为原料,采用低分子量水溶性酚醛树脂浸渍处理,通过干燥、组坯、热压等工艺制备竹木复合强化单板层积材。探讨了组坯方式、压缩率、热压温度、热压时间4个因素对竹木复合强化单板层积材弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)的影响。结果表明:表层为一层竹帘的竹木复合强化单板层积材的MOE和MOR较大,分别是13．43GPa、148．13MPa,与表层为杨木单板次表层为竹帘组坯方式相比分别增加了33．63％、56．16％。确定了竹木复合强化单板层积材较合理的制造工艺参数。

分离刚度法测试杨木单板层积材木梁剪切模量的试验研究

目前中国杨木人造板以非结构为主,而在机电包装行业中使用大量实木作为包装材料,从经济成本、资源利用和环境保护等诸多方面都迫切需要以结构人造板替代实木作为机电包装材料。针对厚型单板层积材面内剪切模量测试,从理论上给予推导,并从实践上利用理论指导实际测试,以期为单板层积材的结构设计、性能测试以及使用提供技术基础。

结构用杨木单板层积材力学性能特征值的研究

根据美国ASTM D5456《结构复合木材产品评价规范》评价方法标准及美国工程木材协会PRL-501《单板层积材性能标准》,对国产杨木单板层积材力学性能进行了检测和评价分析。通过拟合优度检验,发现杨木单板层积材力学性能与对数正态分布拟合得较好。杨木单板层积材力学性能特征值的研究可为我国结构用单板层积材特征值确定方法提供参考。

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。