组坯层数对集成材弯曲性能的影响

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1、第39卷第3期林业科技Vol.39No.32014年5月FOＲESTＲYSCIENCE＆TECHNOLOGYMay2014文章编号:1001－9499(2014)03－0050－03*组坯层数对集成材弯曲性能的影响11＊＊2杨亮庆毕克新闫超(1.黑龙江省木材科学研究所，哈尔滨150081;2.黑龙江省林业科学院，哈尔滨150081)摘要:设计以实体木材为层板、不同层数构成的等厚集成材为组坯模式，通过与等厚实体木材弯曲性能进行对比，分析了抗弯强度、破坏挠度及弹性模量等参数与材料弯曲性能的关系。结果表明:组坯层数是影响集成材弯曲性能的重要因素，组坯层数

2、越多，集成材的弯曲性能参数值越理想。关键词:集成材;组坯层数;弯曲性能中图分类号:S781.23，TS65文献标识码:A集成材由木材胶合层积而成，这种结构可分1.2试验方法散木材自身缺陷对其强度性能的影响，提高木材设定试件厚度为20mm。组坯层数设计为2、尺寸稳定性能，是促进木材尤其是速生材高效利3、4层3种结构，每种结构中各层板厚度均一，用的重要途径，是现代木材工业发展的重要方向并设定等厚实体木材进行对比研究(图1)。组坯之一。目前，相关研究主要集中在生产制造工层板选用实体木材，目的是使受试集成材中不含［1－3］［4－7］艺、胶合性能及影响因素、

3、相关物理性有指接点，以减少指接点对组坯层数在抗弯性能［8－11］能变化以及机制产生分析等方面，并取得应方面的影响。按照组坯要求，对白桦板材进行剖用成果。但对于等厚集成材组坯层数的影响以及分、刨光加工，单元板材加工规格分别为90mm影响程度等方面的相关报道较少，而该研究对于×20mm×340mm(对比试件)、90mm×10mm×提高木材利用率、提高集成材性能和性能预测评340mm(2层结构用)、90mm×6.67mm×价分析等工作的开展意义重大。集成材弯曲性能340mm(3层结构用)、90mm×5mm×340mm(4的影响因素较多，本文以不同厚度的实

4、体木材为层结构用);采用木材纹理相一致原则加工试件并层板分别组成定厚的集成材，采用3种规格尺寸进行组坯，以降低纹理差异对弯曲性能影响造成2的集成材为测试对象，对抗弯强度、破坏挠度及的试验误差。加压压力为9kg/cm，固化时间为弹性模量等参数进行对比研究。3h，养生时间为7天。1试验材料与方法1.1材料及设备试验用材为白桦板材，含水率约为10%，试件规格尺寸为100mm×25mm×2000mm;胶黏剂采用PUＲ木材层压胶，哈尔滨诚丰胶粘剂有限图1不同组坯层数集成材横截面示意图公司生产。将上述集成材加工成尺寸为20mm×20mm×试验设备为自制小型冷压

5、机，日产10吨木材300mm(跨距为240mm，标记为1)的试件，为进力学试验机。一步降低纵向剪切应力的影响，探讨试件截面宽度尺寸的影响，分别加工了尺寸为20mm×20mm*国家林业局公益项目(201304514)第3期杨亮庆等:组坯层数对集成材弯曲性能的影响51×360mm(跨距为310mm，标记为2)的试件和尺2种跨距的实体木材，跨距为240mm时破坏挠度寸为16mm×20mm×360mm(跨距为310mm，仅为7.3mm，远低于跨距310mm时的12.5mm;标记为3)的试件进行对比研究，每组试件数量为但3层结构集成材对跨距240mm试件挠度

6、变化的20个。试验参照GBT1936.1－2009《木材抗弯强影响远高于310mm的试件，前者破坏挠度相对于度试验方法》和GBT1936.2－2009《木材抗弯弹实体木材增加了接近70%，而后者仅增加40%。性模量测试方法》进行。2结果和讨论2.1对抗弯强度的影响抗弯强度是最为重要的木材力学性能指标之一，代表了木材承受横向载荷的能力。从图2中试件规格“1”可知，集成材的抗弯强度要高于等规格的实体木材，且随着层压胶合层数的增加，图3不同规格试件破坏挠度其抗弯强度呈增大的趋势，尤其4层结构集成材在对各规格尺寸试件弯曲性能的研究中发现，增加更为明显，较对

7、照材增大了约13%。采用不其抗弯强度与挠度变化趋势具有相似性。在此选同跨距和截面规格测试的数据也呈现出相似的变用跨距为310mm时的抗弯强度与挠度变化曲线化规律，如图2中试件规格“2”和“3”所示。(图4)，研究试件在加载过程中挠度变化的趋势。这说明层压胶合对于提高木材的抗弯性能具有重由图4可知，随着载荷的增加，挠度变化趋势可要意义。集成材相对实体木材抗弯强度的变化，大致分为两个阶段:第一阶段为线性变化阶段，最终归结为胶合界面的出现，胶合界面对木材产即载荷与挠度呈正比例关系增加，试件处于弹性生较强的粘合力，抑制了相邻木材受力产生位移变形阶段。第二阶

8、段，当挠度接近5mm时，载的程度，从而提高了集成材的抗弯性能。在木材荷与挠度的正比例关系消失，随着挠度增大，抗承受横向载荷