胶合木人工模拟酸雨和海水老化耐久性能

人工加速老化试验在一定程度上可以模拟自然界中某些气候及地理条件,在较短的试验周期内得到试验结果,更快地评价各因素对层板胶合木性能的影响。共设置8组672个试件,采用自制人工模拟酸雨和海水溶液,参照GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》,对2种层板胶合木(落叶松-间苯二酚甲醛树脂和樟子松-间苯二酚甲醛树脂)试件进行人工模拟酸雨和海水老化处理。试验结果表明:模拟溶液的pH对胶合木吸水行为有一定影响,但有待进一步研究; 2种胶合木试件在盐度(S)=6%的海水老化处理后尺寸稳定性较S=3%时更好; 2种老化处理对试件的抗弯性能有负面影响。盐度水平对试件抗弯性能影响的差异不大,但随着盐度的增加,抗弯性能的下降趋势减慢; 2种老化处理后,试件的胶合性能呈下降趋势。pH为2和S=3%的模拟溶液对2种胶合木试件的胶层剪切强度影响更大;对比海水老化试验,酸雨老化对试件胶层剥离率的影响更大。方差分析结果表明,本研究中2种老化处理方式的老化时间、材料种类和2种模拟溶液水平对试件的3种力学性能均会产生显著影响。     

高温热处理木材胶合性能的研究

笔者研究了桦木、落叶松和樟子松高温热处理材的胶合性能,并与常规干燥材进行了对比。测试结果表明木材的胶合剪切强度与所用的胶黏剂有关,聚氨酯胶合的三个树种木材的剪切强度普遍大于白乳胶胶合的木材。无论是室内用的白乳胶或室外木结构用的聚氨酯胶都能与三个树种的高温热处理材很好地胶合,胶合试件的浸渍剥离率或煮沸剥离率皆为零。木材经高温热处理后,其剪切强度均有不同程度的降低,阔叶材桦木下降幅度最大,针叶材落叶松下降幅度最小。     

胶合木构件胶接性能及耐久性研究

以层板胶合木为研究对象,采用ASTM D1037、BS EN1087-1,CAN/CSA-0188,ASTM D3434四种人工加速老化方法对单组份聚氨酯胶黏剂胶合而成的层板胶合木构件进行处理。老化处理后,试材的胶合剪切强度下降幅度在27.8%~44.9%之间,下降程度明显高于吸水厚度膨胀率、静曲强度和弹性模量,据此建议将胶合剪切强度作为判定层板胶合木构件耐老化性能的指标。BS EN1087-1老化处理后试材的性能变化情况SASTM D1037较为相似,且用时短,认为是研究层板胶合木构件耐久性较优的人工加速老化处理方法。     

不同老化试验方法对层板胶合木性能的影响

以层板胶合木为研究对象,比较了不同人工加速老化方法(ASTM D1037、BS EN1087—1、CAN/CSA—0188、ASTM D3434)对层板胶合木构件力学性能的影响。层板胶合木构件在4种不同人工加速老化方法的作用下,通过对静曲强度、弹性模量、剪切强度及木破率等实验指标的比较分析,发现试材的胶合剪切强度下降程度明显高于其他性能的变化程度,建议作为判定层板胶合木构件耐老化性能的重要指标;经分析认为达到相同老化效果BS EN1087—1法更节约时间,是研究层板胶合木耐老化性能较优的人工加速老化处理方法。     

节子对落叶松胶合木胶合性能的影响

采用水性高分子-异氰酸酯(API)胶黏剂对含有木节的兴安落叶松(Larix gmelinii)层板按照工程胶合木的胶合工艺进行常温加压胶合,探讨木节及其大小对兴安落叶松工程胶合木胶合性能的影响。通过对试件进行胶缝剪切强度试验和浸渍剥离与煮沸剥离试验,发现节子对胶缝常态剪切强度、木破率、浸渍剥离率和煮沸剥离率均有显著的影响,随着木节直径的增大其胶缝剪切强度和木破率可下降40%和67%以上,浸渍二次总剥离率和煮沸二次总剥离率可增大至16%和37%以上。研究表明:两胶合面中仅一面有小木节(占板宽1/7~1/6),只能用于室内结构用集成材,不能用于室外结构用集成材;只有尺寸小于木板宽度1/10的木节与无节面胶合才能满足室外用工程胶合木的要求。     

正交胶合木胶合耐久性能研究进展

胶合耐久性是正交胶合木(CLT)最基本的性能之一,正交组坯结构和层板间缝隙等构造特征增加了CLT胶合耐久性评估方法的复杂性。同时,胶黏剂种类、胶合工艺参数、试件大小及形状和层板处理等均会影响胶合耐久性能的评价结果。比较分析了不同CLT胶合耐久性测试方法,并对CLT胶合耐久性能主要影响因素相关研究进行总结,为后续CLT胶合耐久性能研究提供参考。     

速生杨木改性材力学及胶合性能的研究

采用氨溶季胺铜防腐剂(ACQ-D)和自制低分子酚醛树脂预聚体(PF),通过满细胞真空浸渍的方法对速生杨木进行了防腐和增强化学改性处理.对改性前后材料的基本力学强度性能,以及素材、增强改性材、防腐改性材和防腐增强改性材任两种材料的胶合强度进行了测试和分析.结果表明,试验范围内,防腐处理对材料的力学性能影响不大;PF增强改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度分别提高了97.11、83.36、125.53%、37.01%,防腐后增强改性材对应指标值分别提高了101.34、75.05、111.83%、32.60%,符合日本JAS标准中E类指标结构用材要求.PF增强改性材与其它材料进行胶合,压缩剪切胶合强度均大于11 MPa,木破率大于90%,能够满足日本集成材JAS标准的规定.     

兴安落叶松胶合木胶黏剂的选择

论述单组份聚氨酯(PURd)、双组份异氰酸酯(MDI-A和MDI-B)以及间苯二酚(PRF)4种胶黏剂对兴安落叶松胶合木耐久性和力学性能方面的影响,对比、分析不同胶合木的剪切强度和剥离率。结果表明:耐久性方面,间苯二酚类胶黏剂胶合性能明显优于聚氨酯类胶黏剂;在抗剪方面,间苯二酚胶黏剂略优于聚氨酯类胶黏剂;不同来源的同种类胶黏剂由于参数不同胶合强度存在差异。以上研究可为选择和使用胶黏剂提供技术参考。     

真空-加压防腐处理对胶合板性能的影响

采用防腐剂季铵铜(ACQ)和铜铬砷(CCA)对杨木和按木酚醛树脂胶合板进行满细胞法加压防腐处理,测试了气干后防腐处理材的物理力学性能和耐腐性能.结果表明:气干后胶合板不可逆厚度膨胀率仅为1.3％～2.0％;防腐处理对胶合强度无不良影响,但气干材的弹性模量和静曲强度较对照样平均降低了31％左右;CCA处理后胶合板受褐腐菌和白腐菌侵染后的质量损失率为2.97％ ～7.16％,达到Ⅰ级耐腐等级.     

工程胶合木胶合成型工艺优化研究

以兴安落叶松Larix gmelini为原材料,以间苯二酚树脂为胶粘剂,较系统地研究了压力和涂胶量对落叶松胶合木胶合性能的影响规律,获得了优化的胶合工艺参数。结果表明:胶合木试件的剥离率随着胶合压力和涂胶量的减小而增大;剪切强度和木破率随着胶合压力的增加呈现出先增加后降低的变化趋势,随涂胶量的增加呈现先增加后保持不变的变化趋势;胶合木胶合成型的优化工艺参数为胶合压力1.25 MPa、双面涂胶量300 g/m2。     

等离子体处理对高温干燥杨木单板表面性能的影响

单板在高温干燥条件下表面会发生钝化,表面活性下降,从而影响胶合性能。利用常压低温等离子体处理高温干燥杨木单板,以改善其表面特性,提高胶合性能。主要研究了等离子体处理功率和处理速率对高温干燥杨木单板表面特性及界面胶合性能的影响。研究结果表明:等离子体处理可明显提高单板表面的润湿性,当处理功率为4.5 k W、处理速率为2 m/min时,脲醛树脂胶和酚醛树脂胶在杨木单板表面的初始接触角和平衡接触角分别降低了18.2%,17.8%和40.4%,38.8%,脲醛树脂和酚醛树脂胶所制胶合板的胶合剪切强度分别增加了56.0%和51.5%。等离子体处理后脲醛树脂在高温干燥杨木单板所制胶合板的胶合界面中的渗透深度明显提高,胶合界面的平均渗透深度和有效渗透深度增幅分别为80.0%和61.9%。等离子体处理后,高温干燥杨木单板表面羰基数量有所增加。     

GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁胶合性能研究

通过对比等离子体处理及羟甲基间苯二酚(HMR)改性等胶合界面处理工艺对GFRP/竹、竹/木界面胶合性能的影响,并用胶层剥离率、剪切强度对界面胶合性能加以表征,以期得出胶合界面的优化改性处理工艺。试验结果表明,GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁的胶合界面优化处理工艺为:GFRP表面不作处理;木材与竹材表面分别预先以2.5、1.25m/min的送料速度进行5次射频功率为400W的等离子体处理,随即以150g/m~2的涂布量涂布HMR。试材的浸渍剥离率、煮沸剥离率、干剪强度、湿剪强度及木破率均满足结构用集成材国家标准GB/T 2689%—2011中关于使用环境3的要求。     

加拿大西部铁杉正交胶合木胶合性能与耐久性初探

以加拿大西部所产铁杉锯材为基材,采用单组分聚氨酯(PUR)和双组分异氰酸酯(EPI)两种不同胶黏剂,0.28 MPa和0.83 MPa两个不同压力参数,制造正交胶合木(CLT)小样(609 mm×609 mm),对其进行胶层剪切测试和浸渍剥离测试,分析判断胶黏剂种类和压力对铁杉CLT胶合性能和耐久性的影响。试验结果表明:胶黏剂种类和压力大小对cLT的胶合性能、剪切破坏中木材破坏率和耐久性均有显著影响:当使用单组分聚氨酯(PUR)、压力0.83 MPa时,相比于0.28 MPa,其胶层剪切试验中木材破坏率更高;浸渍剥离试验中胶层剥离率更低。虽然在北美现行标准中尚没有利用加拿大铁杉制造CLT的相关规定,但加拿大铁杉的各项性能符合CLT制造的要求。建议进行进一步研究,制定合理的工艺参数,将加拿大丰富的铁杉资源用于制造CLT。     

落叶松胶合木构件横纹受压性能试验研究

为研究落叶松胶合木构件横纹受压性能,选取落叶松为原材料制作胶合木试件,测定落叶松胶合木试件密度、含水率,进行横纹受压性能试验,探讨其破坏模式,并计算横纹抗压强度与横纹抗压弹性模量.试验结果表明:落叶松横纹受压破坏为塑性破坏;密度为0.64 g/cm3的落叶松胶合木构件横纹受压比例极限强度为60.78 MPa;试件含水率为11.3％与12％时的横纹抗压弹性模量分别为:254.8 MPa,245.0 MPa.     

中山杉单板防腐处理对胶合板性能的影响

以CCA为木材防腐剂,对中山杉单板进行防腐处理,然后热压成胶合板。研究结果表明:中山杉单板经防腐处理后制造的胶合板含水率、密度、胶合强度要略高于未经防腐处理的中山杉胶合板,且含水率与胶合强度均达到I类胶合板要求。单板经防腐处理后的胶合板弹性模量、静曲强度差异不显著。不同方法处理单板对胶合板载药量影响很大,其中满细胞法最高,浸泡法和双真空法相近,涂刷法最低。     

竹纤维/聚丙烯复合材料的耐老化性能

采用挤出成型制备了竹粉增强聚丙烯复合材料,研究竹粉/聚丙烯复合材料在紫外加速老化与湿热老化后的力学性能变化与尺寸稳定性.结果表明:在紫外线加速老化200 h后,复合材料的弯曲强度与弯曲模量无显著变化,试件宽度与厚度在紫外加速老化前后也无显著改变;但湿热老化对复合材料的弯曲强度与弯曲模量有显著影响,在沸水中浸泡2h后,复...     

ACQ防腐处理对马尾松木材胶合强度的影响研究

采用铜氨(胺)季铵盐(ACQ-D)防腐剂处理马尾松木材,以水性高分子异氰酸酯(API)、聚氨酯(PUR)和间苯二酚-苯酚-甲醛树脂(RPF)为胶黏剂制备防腐材胶合试样,研究胶黏剂种类和防腐剂处理浓度对马尾松胶合强度的影响。结果表明:API、PUR、RPF适用于ACQ处理马尾松的胶合,平均剪切强度和木破率均达到GB/T 26899—2011《结构用集成材》要求。胶黏剂种类对防腐材胶合强度有显著影响,表现为PUR和RPF的剪切强度优于API。与未处理材相比,ACQ处理对API胶合有负面影响,对PUR胶合有增强效应,对RPF胶合没有显著影响。在ACQ浓度为0.1%～1.0%范围内,胶合强度没有显著变化。     

组坯方式对正交胶合木双向板弯曲性能的影响

【目的】近年来,随着国家在节能减排方面的要求提高,以及大力倡导使用新型绿色材料,木材作为一种传统绿色环保的建材逐渐受到人们的青睐。正交胶合木（CLT）板是近年来兴起的一种建造现代木结构建筑的新型构件,具有良好的整体性、稳定性以及较高的强度。为了研究组坯方式对正交胶合木（CLT）双向板的弯曲性能,本研究采用2种组坯方式（三层交叉和四层交叉）制作了2组厚度相同的胶合木双向板试件,研究其静力弯曲性能。【方法】用于制作试件的原材料为兴安落叶松板材与聚氨酯结构胶粘剂,制作2组、每组2个共4个正交胶合木双向板试件,通过千斤顶在板的跨中施加单点集中荷载,同时测试和分析应变、挠度和极限荷载等数据,观察裂缝开展及破坏形态,研究胶合木双向板的弯曲性能,探讨其最终破坏特征和破坏机理;运用正交各向异性弹性薄板理论对CLT双向板进行了挠度分析,并与试验结果进行了比较。【结果】正交胶合木（CLT）双向板的破坏形态主要是板底横纹受拉破坏,当加载至极限荷载80%左右时,承载能力快速下降。对于相同厚度的CLT板,四层组坯与三层组坯相比,受弯承载力提高了22.7%。【结论】对两组胶合木双向板构件的结构力学性能（平均值）进行比较,三层正交胶合木双向板与四层正交胶合木双向板相比,厚度相同的双向板在四边简支的情况下增加板的胶合层数能提高双向板的整体承载能力。正交各向异性弹性薄板理论计算正交胶合木双向板弹性阶段的挠度值与试验值吻合较好,表明提出的方法合理、可靠。     

铜唑防腐处理对南方松规格材握钉性能的影响

为研究铜唑(CuAz)防腐处理材的金属腐蚀性对南方松规格材握钉性能的影响,以南方松素材和CuAz防腐处理材为试验材料,采用加速暴露试验处理,研究防腐处理材的金属腐蚀性对规格材拔出握钉性能及剪切握钉性能的影响。结果表明:经加速暴露试验处理后因试件含水率增大,南方松素材及防腐材三切面拔出握钉力均有所增大,但防腐材的增幅小于素材;对照组与处理组相比,素材和防腐材剪切握钉力分别下降了20.85%和23.62%;CuAz防腐处理材的金属腐蚀性较大,素材和防腐材处理组圆钉的腐蚀分别呈现红褐色和黑色,CuAz防腐处理材的金属腐蚀性会削弱拔出握钉力及剪切握钉力。     

活性染料对杨木单板染色后胶合性能的影响

为了研究活性染料对染色单板胶合性能的影响,分别采用环保型低毒脲醛树脂胶和单组分湿固化异氰酸酯胶进行杨木染色单板的胶合,测试染色后杨木单板的润湿性和胶合强度,结果得出:染色处理能够在一定程度上增加单板的孔隙度,有利于黏度较低的胶黏剂的铺展,也有利于改善其胶合性能;对于黏度较大的胶黏剂则影响不明显。