户外用层板胶合木湿热老化耐久性能研究北大核心

为保证结构安全,提高材料使用寿命,对胶合木耐久性能进行研究。以未经防腐处理与经过CCA防腐处理的2种樟子松制备的胶合木为研究对象,探究湿热沸水老化处理对其耐久性能的影响。研究结果表明:湿热沸水老化处理对CCA防腐樟子松-单组分聚氨酯试件吸水厚度膨胀率的影响更为显著;经老化处理后,樟子松试件的静曲强度、弹性模量和胶层剪切强度较老化处理前均大幅下降,未防腐处理樟子松试件分别下降了45.07%、30.01%和45.07%,CCA防腐樟子松试件分别下降了43.59%、30.35%和50.08%;CCA防腐樟子松试件2次循环剥离总剥离率最高达39.49%,因此不建议使用CCA防腐处理樟子松与单组分聚氨酯胶合生产层板胶合木;SPSS方差分析表明,老化时间和材料种类对试件的上述3种力学性能均具有显著性影响。     

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。     

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。     

间苯酚—苯酚—甲醛树脂胶的快速老化性能试验

通过１０，１５，３０和５０次煮沸－干燥循环人工快速老化处理对间苯二酚－苯酚－甲醛，酚醛树脂胶胶合试件以及实木试件的木块顺纹剪切强度进行比较。试验结果表明：ＲＰＦ胶的耐候性优于ＰＦ胶的耐候性，研制的ＰＲＦ胶是一种性能优良的耐候性结构用胶。     

榫头局部正交层板结构对直榫节点受力性能的影响

【目的】针对直榫节点受弯时榫头横纹变形较大、刚度和承载力较弱的问题,将"正交胶合木"概念引入直榫节点中,探讨榫头局部正交层板结构对直榫节点受力性能的影响,并提出合理的直榫节点"预增强"方法和参数为传统榫卯节点在现代木结构工程中的应用提供理论与技术支持。【方法】以花旗松普通层板胶合木为材料,设计制作18个足尺直榫节点试件,其中部分试件榫头不作处理(对照组),其他试件榫头加工成正交层板结构。通过节点抗弯试验分析直榫节点的破坏模式和工作曲线,计算得到节点的抗弯刚度和极限弯矩;提出复杂应力状态下的木材本构关系模型,建立直榫节点有限元模型,对其抗弯性能进行模拟。与试验结果对比并验证模型准确性后,基于模型对局部正交层板结构直榫节点进行参数分析,探讨正交层板厚度、宽度等参数对直榫节点受力性能的影响规律。【结果】对照组直榫节点主要破坏模式为榫头端部顶面和根部底面的局部横纹压缩变形,局部正交层板结构可有效缓解榫头横纹压缩变形。与对照组相比,4组不同局部正交层板结构直榫节点的抗弯刚度平均值提升14.0%～36.9%,而极限弯矩有升有降;数值分析结果与试验结果吻合良好;随正交层板宽度增加,直榫节点的抗弯刚度先升后降,而承载力先降后升;随正交层板厚度增加,直榫节点的抗弯刚度呈上升趋势,而承载力呈下降趋势;对本研究直榫节点,建议正交层板厚度与榫头厚度比值取0.25,宽度取210 mm。【结论】局部正交层板结构可提高直榫节点的抗弯刚度,通过合理选择参数还可提高直榫节点的承载力;采用强度和韧性较好的材料,如重组竹和钢板等替代木材层板,可进一步提高直榫节点的抗弯刚度和承载力。     

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。     

间苯二酚—苯酚—甲醛树脂的研制与在胶合木梁上的应用

本文介绍了室温固化的间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶粘剂的制备及性能,以及用它粘合成的大断面胶合木梁的情况。通过加速老化试验表明间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶粘剂的耐候性比酸固化酚醛树脂胶好。间苯二醛-苯酚-甲醛树脂胶粘剂的研制成功,为胶合木结构和承重指接材提供了一种性能优异的木工用胶粘剂。     

间苯二酚改性酚醛树脂胶黏剂的研究

采用间苯二酚改性酚醛树脂胶黏剂,结果表明,P/R摩尔比对间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶合木的剪切强度影响不大,剥离率与P/R摩尔比呈线性关系.间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶合木的剪切强度≥6MPa,剥离率＜10％.     

落叶松结构用胶合木层板指接工艺参数对力学性能的影响

以兴安落叶松刨光锯材制作胶合木指接层板,探讨指榫参数、指接压力和不同规格尺寸对锯材指接层板抗弯性能的影响。结果表明:指榫工艺参数对指接层板抗弯弹性模量影响较小,而对抗弯强度影响较大。当选用12.7、19mm和25mm指榫长度及其相应的指接工艺参数时,层板抗弯强度平均值和5%分位值均能达到国家标准GB/T 26899-2011《结构用集成材》目测分等Ⅰ_d等级和机械分等M_E14等级规定值,对于中小截面胶合木层板,尽可能考虑选用12.7~19mm范围内较小的指榫长度进行指接加工以利节材。在指接过程中应选用合适的指接压力,指接压力过大或过小都会对指接层板抗弯性能尤其强度造成不利影响,指接层板抗弯强度的尺寸效应与非指接锯材相似。     

落叶松胶合木力学性能试验研究

落叶松胶合木是一种对其锯材进行加工形成的工程复合材,为研究其基本力学性能和工程适用性,对落叶松木材试件进行抗拉、抗压及抗弯等试验研究,分析了其破坏形态及机理,得到了落叶松胶合木的抗拉、抗压和抗弯强度及弹性模量。结果表明:落叶松胶合木抗压和抗弯试件经历了弹性、弹塑性和破坏3个阶段,表现为塑性破坏;抗拉试件没有明显的屈服阶段,表现为脆性破坏。基于试验结果和理论分析,结合木结构相关设计标准,提出了落叶松胶合木设计建议值,为实际工程应用提供参考。     

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。     

木结构用胶黏剂蠕变性能的评价

以红松、落叶松、杉木和桦木为试验材料,采用苯酚-间苯二酚-甲醛树脂胶(RPF)和酚醛树脂胶(PF)进行胶合,使用专用卡具,在长期、恒定的荷栽作用下,研究胶合试件在各种使用条件下的蠕变性能.结果表明:RPF树脂的抗蠕变性能优于PF树脂,落叶松、红松试件的抗蠕变性能优于桦木和杉木.     

结构用胶合木生产工艺研究进展

结合近年来结构用胶合木国内外研究现状, 从生产工艺角度出发, 归纳总结有关结构用胶合木结构的研究状况, 包括结构用胶合木生产标准、层板分等、指接等技术、胶层理论与胶种选择、胶合木增强材料对胶合木性能的影响等, 对我国今后结构用胶合木的研究提出进一步的建议。     

浅议胶合木与胶粘剂

概括地介绍了生产胶合木的多种胶粘剂,以较多篇幅说及苯酚－间苯二酚－甲醛树脂和水性高分子－异氰酸酯胶粘剂,还顺便提到胶合木的特点和发展。     

浸渍杨木用间苯二酚树脂剪切强度的研究

主要研究了间苯二酚树脂胶黏剂的制备,用其冷压氨基类树脂改性浸渍杨木,用于木结构房屋建筑。通过正交试验研究了甲醛与间苯二酚物质的量比、胶黏剂与固化剂质量比、冷压时间等条件对间苯二酚树脂胶黏剂性能湿剪切强度结果的影响。采用红外光谱、电镜分析与热重分析仪等分析,表征了间苯二酚树脂的结构与性能,且对树脂与试件断面处进行断面微观形貌分析。研究结果表明:当甲醛n(F)∶间苯二酚n(R)=0.8∶1,胶黏剂∶固化剂=10∶3,冷压60 min时,其检测结果为湿剪切强度6.12 MPa,煮沸剥离满足2个周期,满足GB/T 26899—2011《结构用集成材》标准要求。     

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.     

日本落叶松胶合木销槽承压强度的影响因素分析

参照美国标准ASTM D 5764-97a(2007),探讨测试方法、层板等级、钢销直径和加载方向对日本落叶松(Larix kaempferi)胶合木销槽承压强度的影响。单因素方差分析结果表明,影响日本落叶松胶合木销槽承压屈服强度的因素依次为:层板等级钢销直径加载方向,测试方法对承压性能的影响不显著。     

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。     

木-钢组合箱梁抗弯性能试验及有限元对比分析

【目的】为促进木结构在大型工程中的应用范围,本研究提出了一种以落叶松胶合木板作为上下翼板、焊接冷弯薄壁槽钢作为腹板并通过螺栓连接的木-钢组合箱梁。【方法】采用分级加载的方式分别对3根木-钢组合箱梁和1根木箱梁进行弯曲加载试验,观测组合箱梁和木箱梁在荷载作用下翼缘和腹板的应变变化、挠度的发展、破坏过程及形态变化,研究其抗弯极限承载力和抗弯刚度等力学性能,并基于ABAQUS建立了有限元模型对组合箱梁及胶合木箱梁进行数值模拟分析。【结果】组合箱梁的翼板与腹板组合性能较好,最终均为下翼缘木板受拉断裂的破坏模式,同时伴随着钢材局部屈曲和上翼缘木材的局部劈裂等破坏;木箱梁为腹板顺纹剪切破坏。相比胶合木箱梁,组合箱梁的抗弯极限承载能力平均提升了30.33%,但初始刚度平均降低了34.42%;根据翼板横向应变分布计算了木箱梁和木-钢组合箱梁上翼缘的剪力滞系数以及有效分布宽度。有限元模型与试验结果吻合良好,能有效预测木-钢组合箱梁及胶合木箱梁的弯曲性能。【结论】木-钢组合箱梁充分发挥了木材和钢材的力学性能,相比于纯木箱梁,抗弯承载力提升显著,说明木-钢组合箱梁是一种科学合理的组合形式,研究成果可为木-钢...     

间伐小径木指接技术研究

间伐材指接胶合加工，变短材为长材，弯材为直材，为合理，有效利用间伐材开辟了新路。对间伐材木材含水率，指接端压的大小和时间，指接后养护时间，涂胶量，指榫规格等对指接材抗弯强度的影响进行了研究，并测定了苯酚，间苯二酚，甲醛树脂胶胶合的指接材快速老化性能。