杨木和杉木横纹抗拉强度的含水率依存性

木材横纹抗拉强度是其能够高效利用的重要指标之一。为了研究含水率对木材横纹抗拉强度的影响,并计算12%含水率时的理论横纹抗拉强度值,采用饱和盐溶液调湿法,在0%～100%相对湿度范围内,测定了人工林杨木和杉木在8个平衡含水率条件下的横纹抗拉强度。结果表明:在任一含水率条件下,杨木和杉木均表现为径向抗拉强度最大,弦向最小;在任一纹理方向上,杨木的横纹抗拉强度均高于杉木,表明木材的横纹抗拉强度与解剖构造(木射线、年轮方向)及木材密度有关。随着含水率的增加,木材横纹抗拉强度及单位含水率的横纹抗拉强度呈现下降趋势,这与水分对木材细胞壁的塑化作用及其存在状态有关。当含水率为12%时,杨木在径向和弦向的理论横纹抗拉强度分别为8.3和4.0 MPa,杉木在径向和弦向的理论横纹抗拉强度分别为4.4和2.9 MPa。两树种横纹受拉时的容许应力为0.91～2.86 MPa。该研究结果为人工林杨木和杉木在干燥、木结构设计、弯曲加工等工艺环节提供了基础数据。     

循环解吸-吸湿处理对尾巨桉胀缩性的影响

采用人工模拟大气湿度变化环境,对尾巨桉木材进行循环解吸-吸湿处理,并测定木材的弦向胀缩性.结果表明:在解吸过程中,初含水率对尾巨桉木材弦向干缩率影响显著;在吸湿过程中,循环处理次数对尾巨桉木材弦向湿胀率影响显著.循环处理可以使尾巨桉木材弦向胀缩率达到稳定的时间缩短,有利于其尺寸稳定.     

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.     

楸木早/晚材水分吸着与湿胀行为

【目的】实时、同步测量楸木生长轮、早/晚材的水分吸着等温线和湿胀应变量,从生长轮尺度上揭示早/晚材的径、弦向湿胀行为规律及其相互作用机制。【方法】以楸木心材同一生长轮内的独立早材、独立晚材、生长轮内早材、生长轮内晚材及生长轮为研究对象,采用动态水分吸附分析仪联用白光显微镜成像技术,在(25±0.1)℃条件下,相对湿度以10%为梯度从0%升至90%,每个相对湿度梯度分为水分吸着阶段和平衡含水率恒定阶段:在水分吸着阶段,同步测量水分吸着等温线和径、弦向湿胀应变量;在平衡含水率恒定阶段,考察"湿胀行为"与"平衡含水率"之间是否存在滞后现象。【结果】1)在0～90%范围内任一相对湿度水平,晚材的平衡含水率均大于早材,且二者之间的差值随相对湿度升高呈先增大后减小的趋势,晚材试样的重现性优于早材试样; 2)在径向湿胀方面,无论独立试样亦或生长轮试样的内部组织,晚材的湿胀应变量均大于早材,生长轮的湿胀应变量介于二者之间,且早材与晚材之间径向湿胀应变量的差值随相对湿度增加而增大; 3)在弦向湿胀方面,独立早材的湿胀应变量最小,生长轮内早材表现出与生长轮内晚材、独立晚材和生长轮相似的情况; 4)生长轮、生长轮内晚材和独立晚材的径、弦向差异湿胀均约为1.30;当相对湿度大于40%时,生长轮内早材和独立早材的径、弦向差异湿胀呈明显增大趋势,其中独立早材增大至1.83,生长轮内早材增大至2.28; 5)在平衡含水率恒定阶段,生长轮、早材和晚材的径、弦向湿胀应变量与水分吸着阶段相比低4个数量级。【结论】在水分吸着阶段任一相对湿度水平,楸木早材的平衡含水率均小于晚材;楸木生长轮的径向湿胀行为取决于早材和晚材发生共同湿胀的净效果,晚材的湿胀行为占主导;楸木生长轮的弦向湿胀行为主要取决于晚材;早材表现出比晚材更高的径、弦向差异湿胀。生长轮、早材和晚材均可视为同步达到"含水率平衡态"和"径、弦向湿胀应变平衡态",即"湿胀行为"与"平衡含水率"之间不存在滞后现象。     

进口辐射松木材主要物理性能径向变异研究

为了提高进口辐射松木材加工利用效率,扩展其使用范围,参照国家标准对新西兰辐射松木材的气干密度、干缩性、湿胀性径向变异进行了研究。结果表明:辐射松木材近树皮、中部和近髓心的气干密度分别为0.502,0.480和0.452 g/cm~3,自树皮至髓心气干密度呈现出逐渐减小的趋势,并且在0.05水平达到了显著差异,平均气干密度为0.478 g/cm~3,属于低密度木材;辐射松木材在气干状态下,其径向、弦向及体积干缩率自近树皮至近髓心呈现出逐渐减小的趋势,并且弦向和径向干缩率在0.05水平上达到了显著差异,体积干缩率在0.01水平上达到了极显著差异;辐射松木材在全干至气干状态下,其径向、弦向及体积湿胀率自近树皮至近髓心呈现出逐渐减小的趋势,并且径向湿胀率在0.05水平达到了显著差异,弦向和体积湿胀率在0.01水平达到了极显著差异。在同一环境条件下,辐射松径向的干缩率和湿胀率均小于弦向。研究结果为进口辐射松木材的加工利用及径向不同部位木材尺寸稳定性能评价提供了重要的数据支撑。     

高温热处理对UF树脂改性杉木吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响

以脲醛(UF)树脂改性杉木为研究对象,采用高温过热蒸汽对其进行热处理,系统研究了热处理温度和时间对UF树脂改性杉木吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响规律。结果表明:与杉木对照材相比,UF树脂改性杉木吸湿性降低,耐湿尺寸稳定性提高;高温热处理能降低UF树脂改性杉木的吸湿性,提高其耐湿尺寸稳定性;与热处理时间相比,高温热处理温度对UF树脂改性杉木的吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响更大,随着热处理温度的升高,UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向湿胀率、径向湿胀率和体积湿胀率均呈先下降后升高的趋势;与杉木对照材相比,热处理UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向、径向湿胀率和体积湿胀率最大分别降低了39.00%、62.02%、69.89%、59.99%;与未经热处理的UF树脂改性杉木相比,热处理UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向、径向湿胀率和体积湿胀率最大分别降低了28.71%、53.42%、65.85%、54.32%。     

高温预处理对足尺胶合木梁力学性能的影响

【目的】研究高温预处理对足尺胶合木梁力学性能的影响,明确高温热改性和环境湿度对木材平衡含水率、木材顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度的影响规律,揭示高温预处理对胶合木梁抗弯性能影响的作用机制,为高温热改性技术在木结构领域中的应用提供参考。【方法】以高应力等级的兴安落叶松为研究对象,采用工业化热处理技术对落叶松木材进行高温热改性,以高温热改性后的落叶松木材为层板,制备12个足尺胶合木梁。基于EN 408标准四点弯曲方法,分析高温热改性和环境湿度对胶合木梁抗弯弹性模量、抗弯强度、破坏模式、跨中截面荷载-应变曲线和跨中截面应变分布规律等抗弯性能的影响。【结果】高温热改性会在一定程度上降低胶合木梁的抗弯强度,但可明显提高高湿度条件下胶合木梁的抗弯弹性模量,与90%环境湿度下未处理胶合木梁相比,高温热改性后,同湿度下胶合木梁的抗弯强度降低29. 79%,抗弯弹性模量提高23. 71%;高温热改性可降低胶合木梁抗弯弹性模量对环境湿度的敏感性,环境湿度从60%提高到90%,未处理胶合木梁的抗弯弹性模量降低23. 27%,经高温热改性预处理的胶合木梁抗弯弹性模量降低7. 55%; 60%和90%环境湿度下的荷载-位移曲线和跨中截面应变分布曲线表明,胶合木梁在高湿环境中具有更明显的非线性特性,高温预处理后的胶合木梁表现为线弹性。环境湿度对胶合木梁的抗弯性能具有较为明显的劣化作用,90%湿度下胶合木梁抗弯强度和抗弯弹性模量分别为43. 98 MPa和12. 191 GPa,比60%湿度下未处理胶合木梁低17. 07%和23. 27%;环境湿度对木材平衡含水率影响明显,高温热改性是降低木材平衡含水率的有效措施,环境湿度从60%提高到90%,高温热改性处理后落叶松木材平衡含水率分别从10. 74%和20. 62%降至4. 76%和11. 18%。【结论】60%和90%环境湿度条件下,未处理胶合木梁为拉伸破坏,高温热改性构件为拉剪联合破坏,高温热改性后材料的顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度降低是材料破坏模式改变的根本原因。高温热改性后胶合木梁在高湿环境条件下抗弯弹性模量明显改善。     

刨花板的膨胀特性

刨花板是以木材为原料制成的一种人造板。它和木材一样都具有湿胀、干缩的基本特性,但与木材不同的是普通结构的刨花板(PB)的刨花在板子平面内部随机排列,并用胶粘剂粘接在一起,因此,在平面方向(长、宽方向)的线膨胀是木材径向(R)、弦向(T)和纵向(L)及胶合状况共同作用的结果,而在板子的厚度方向,几乎没有纵向排列的刨花,所以,厚度膨胀主要是木材径向和弦向及胶合状况共同作用的结果。由于刨花板的膨胀性能受刨花的形态、树种、     

进口辐射松木材物理与力学性能评价

参照国家标准,对我国木材市场典型的进口针叶树木材——辐射松进行物理性能和力学性能的研究。结果表明,辐射松木材气干密度较低,径向干缩率与湿胀率均小于弦向,径向尺寸稳定性优于弦向;端面硬度弦面硬度径面硬度;抗弯强度等级为中,弹性模量、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、冲击韧性等级为低。在实际应用时需充分考虑其材质特点,适材适用。     

转基因741杨与非转基因741杨木材物理力学性质差异

本研究对田间试验林中8年生转基因741杨与非转基因741杨木材物理力学性质进行了对比分析。结果表明,转基因741杨的横纹抗压比例极限应力除了全部弦向略低于非转基因741杨外,干缩性、抗弯强度、顺纹抗压强度转基因741杨均高于非转基因741杨。除了干缩性差异不显著外,大部分性质差异显著,均达0.01极显著水平。抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和木材横纹全部径向抗压极限应力差异达0.01极显著水平。绝干密度、弦面握钉力和冲击韧性差异达0.05显著水平。其余性质的差异并不显著。     

聚乙烯蜡浸渍处理对纤皮玉蕊木物理力学性能影响北大核心

浸渍改性是提高木材尺寸稳定性方法之一,选用聚乙烯蜡为浸渍液,家具常用材纤皮玉蕊木为原料,通过高温高压浸渍(温度150℃,压力1 MPa),研究聚乙烯蜡浸渍时间(8、18、24 h)对纤皮玉蕊木的全干密度、湿胀率、干缩率、色差、硬度、抗弯强度和抗弯弹性模量等性能指标的影响。结果表明:随着浸渍时间的增加,全干密度先提高后减小,在8 h时全干密度达到最大值,较未处理材提高了37.40%;径向、弦向、体积的湿胀率和干缩率随着浸渍时间增加而逐渐下降,尺寸稳定性明显提高;随着浸渍时间的增加,纤皮玉蕊木材色加深,但区别不大;弦向、径向、端面的硬度和浸渍时间成正比;抗弯强度和抗弯弹性模量随着浸渍时间先增大后减小,浸渍8 h效果好。与未处理材相比,浸渍处理可以改善木材的尺寸稳定性,使木材材色加深,硬度和抗弯强度明显提高。     

杉木和I-72杨人工林木材干缩性质的研究

通过对杉木和I-72杨人工林木材南北向、不同高度位置、不同径向位置横向干缩(弦、径向)的测量,研究上述3个因素对2种木材横向干缩(弦、径向)的影响规律。结果表明:南北向的不同对杉木和I-72杨人工林木材的干缩均无显著影响;高度位置的不同对杉木和I-72杨木的弦向干缩均有显著影响,而对径向干缩则无显著影响;径向位置的不同对杉木和I-72杨人工林木材的径、弦向干缩均有极显著影响:从树皮到髓心,木材径、弦向干缩逐渐减小,与其基本密度的变化趋势一致。     

循环干湿处理对尾巨桉木材含水率影响的研究

在大气湿度循环变化的过程中,木材含水率随之改变,导致木材胀缩性发生变化,引起家具零部件松动,甚至脱落和开裂。采用人工模拟大气湿度变化规律,对尾巨桉木材进行循环干湿处理,探索尾巨桉木材含水率的变化规律,旨在探索降低尾巨桉木材胀缩性的新途径,为尾巨桉木材干燥和实木加工提供新理论。     

无性系杉木木材物理性质研究

对金洞林场杉木无性系19年生(不含苗龄)的木材物理性质研究,结果表明:杉木优良无性系木材的基本密度、径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率分别是0.279 g.cm-3、2.90%、5.10%和7.85%;整个无性系的基本密度、径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率分别是0.301 g.cm-3、3.28%、5.26%和8.27%;而对照CK的基本密度、径向干缩木材基率、弦向干缩率、体积干缩率分别是0.275 g.cm-3、2.80%、5.10%和8.00%.研究证明:杉木优良无性系不但木材产量高,而且木材质量也并不比当地实生苗差.选用杉木优良无性系造林,不但能增加木材产量,而且材质也不会因速生而变劣.     

高温热处理对UF树脂改性杉木力学强度的影响

本研究以脲醛(UF)树脂改性杉木为研究对象,采用高温过热蒸汽对其进行热处理,系统研究了热处理温度和时间对UF树脂改性杉木力学强度的影响规律。结果表明:与杉木对照材相比,UF树脂改性杉木力学强度显著提高;高温热处理使杉木浸渍材的力学强度降低;随着温度升高和时间延长,杉木浸渍材的抗弯弹性模量和强度、顺纹抗压强度和横纹抗压比例极限应力均呈明显下降趋势;经热处理后,UF改性杉木抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度最大分别可降低11.4%、65.1%和17.3%,横纹全部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低60.9%和59.6%,横纹局部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低36.5%和56.5%。     

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。     

香椿木材物理力学性质及抽提物含量研究

对香椿木材的物理力学性质及抽提物含量进行了系统研究。结果表明:香椿木材为轻质木材,气干密度0.45 g/cm3;气干材径向、弦向、体积干缩率分别为1.53%、3.21%、4.85%;全干材径向、弦向、体积干缩率分别为3.33%、6.56%、10.46%;饱水径向、弦向、体积湿胀率分别为3.45%、7.01%、11.67%;香椿木材顺纹抗压强度25.64 MPa,抗弯强度75.01 MPa,抗弯弹性模量6331.24 MPa,端面、径面、弦面的硬度分别为2.90 k N、1.91 k N、2.08 k N;香椿木材的热水抽提物含量为5%、苯醇抽提物含量为4.47%、1%No OH抽提物含量为20%。     

白蜡木、黑胡桃木、橄榄木的干缩湿胀特性研究

实木制品的干缩湿胀性直接影响其尺寸稳定性,对白蜡木、黑胡桃木和橄榄木的干缩湿胀特性研究结果表明：三种木材全干状态下的体积干缩率分别为13.88%、10.85%、9.89%,气干状态下的体积干缩率分别为4.89%、4.71%、4.14%,气干至饱水状态下的体积湿胀率分别为18.28%、12.82%、11.54%,全干至气干状态下的体积湿胀率分别为5.94%、4.20%、3.96%。三种木材中白蜡木的干缩湿胀性最强,黑胡桃木次之,橄榄木最小。研究结果对实木制品用材含水率的控制具有一定的指导意义。     

马尾松木材在高温干燥中的水分扩散性

对马尾松木材在高温干燥过程中的水分非稳态扩散进行了研究 ,结果表明当含水率高于纤维饱和点时 ,水分扩散系数随含水率的降低而增加 ;当含水率低于纤维饱和点时 ,水分扩散系数随含水率的下降而减少。马尾松木材的径向扩散系数大于弦向扩散系数。随着温度的升高和相对湿度的降低 ,木材的横向水分扩散系数增大     

酚醛树脂处理杨木、杉木尺寸稳定性分析

采用酚醛树脂浸渍处理人工林杨木、杉木,然后通过热压定型工艺制得表面密实化木材。对其尺寸稳定性的分析结果表明:处理试材的增重率、抗胀率和阻湿率随树脂浓度的增加而成比例增大,弦向和径向干缩率明显降低,在树脂浓度较低时变化较大,当达到一定量时变化趋于稳定。就压缩变形恢复率而言,当树脂浓度超过10%,压缩变形恢复率很小,说明表面密实化木材的压缩变形几乎被固定。