落叶松层板分级质量评价

对落叶松胶合木用层板进行目测分级并测定其弹性模量和静曲强度,研究各等级层板的弹性模量和静曲强度及其相互之间的关系,探讨层板目测分级和机械弹性模量分级的科学性、合理性。结果表明:根据层板缺陷进行目测分级,等级高的层板其弹性模量和静曲强度的平均值和5%分位值高,目测分级能够基本反映其材质性能,具有一定的科学性与合理性;但目测分级层板弹性模量和静曲强度值的离散度很大,目测分级所能达到的准确与可靠程度决定其不能替代机械弹性模量分级。机械弹性模量分级层板的静曲强度与弹性模量呈正相关性,但各等级层板的静曲强度与弹性模量的相关系数大不相同,其静曲强度值的离散度也比较大,说明该分级方法还有改善的余地。更加科学、可靠的胶合木层板分级方法还有待进一步的探索研究。     

人工林杉木层板分级及性能研究

对人工林杉木层板按照GB/T 50708—2012进行目测分级和机械弹性模量分级,探讨两种分级方法的适用性和科学合理性。通过测定各层板的年轮宽度、绝干密度、弹性模量和静曲强度并进行处理与分析发现:对于目测分级,各等级层板的弹性模量值其离散度非常大且没有规律性,其特征值(平均值和5%分位值)也达不到标准规定的要求,静曲强度值的离散度也很大但其特征值随层板等级的提高而增大,等外层板的弹性模量和静曲强度值反而比等内层板的要大;层板密度与其静曲强度基本上没有相关性,而层板的年轮宽度与其静曲强度有一定的负相关性;层板的弹性模量与其静曲强度有较好的正相关性,采用机械弹性模量分级,静曲强度的特征值随层板等级的提高而成比例地提高。研究表明,目前的目测分级方法不适合于人工林杉木层板的分级,目测分级层板因弹性模量达不到要求不能用于胶合木制造,而采用机械弹性模量分级法则可以制造出强度性能可靠的胶合木。     

高地竹与毛竹主要物理力学性能的比较研究

非洲高地竹(Arundinaria alpina)是埃塞俄比亚的重要竹种资源之一,但其性能以及增值利用的研究非常少。本研究测定了高地竹的主要物理力学性能,并以毛竹为对照物进行分析。结果发现:高地竹尖削度小,竹壁厚,基本密度低,干缩率较大;弦向抗弯弹性模量比毛竹高,但顺纹抗压强度、弦向抗弯强度以及顺纹抗剪强度相对毛竹材较低。高地竹在原竹建筑利用和竹质人造板加工利用方面都具有可行性。     

大跨度竹质方梁的制备与抗弯性能研究

为了探究木质材料在大型建筑应用的可行性,以竹材为原料,利用层积热压组坯的方式制备长度为3 m和6 m的竹质方梁,对其进行四点抗弯测试,观察其在测试过程中的弯曲变形及破坏特征,分析弹性模量、静曲强度,根据其破坏形式分析竹质方梁结构及组坯方式对其抗弯性能的影响。结果表明:6 m竹质方梁弹性模量达10261.24 MPa,跨中竖向位移至86.97 mm而不破坏;3 m竹质方梁静曲强度达85.51 MPa。竹质方梁破坏均出现在弯曲的受拉面,且裂纹通过竹节处、胶合界面以及竹纤维排布方向蔓延,这与竹材本身结构特性有关。通过对3 m和6 m竹质方梁抗弯实验及分析,以期为竹质方梁在大跨度下的应用提供数据支撑。     

室外用重组竹及重组竹木复合材生产工艺初探

以酚醛树脂为胶粘剂,以竹束和木单板为原料,制造出室外用重组竹和重组竹木复合材,探讨了热压温度和压力对板材的弹性模量、静曲强度以及吸水厚度膨胀率的影响规律。结果表明:随着热压温度的提高,重组竹和重组竹木复合材的静曲强度、弹性模量、尺寸稳定性显著增加;在本研究范围内,热压压力对板材力的学强度和吸水厚度膨胀率的影响不显著;重组竹的静曲强度和弹性模量均明显高于重组竹木复合材,但其尺寸稳定性无显著区别;重组竹和重组竹木复合材的优化热压温度与压力分别为170℃和4MPa。     

马尾松木材径向与弦向抗弯性能及破坏特征的比较研究

马尾松木材早晚材急变,致使径、弦向性能差异显著。研究了径、弦向弯曲荷载作用下马尾松木材抗弯强度、抗弯弹性模量及破坏形态的差异,使用扫描电子显微镜观察了径、弦向受力时破坏面的区别。结果表明:马尾松木材的抗弯强度、抗弯弹性模量均是弦向大于径向,且差异显著。径、弦向拉伸断裂面均比较粗糙;剪切破坏通常发生在管胞间,裂纹会沿着纹孔的边缘扩展,纹孔常呈现出完整形态。弦向受力时,拉伸断裂面表层管胞扭转现象明显,管胞壁产生裂隙,剪切破坏发生在径切面的木射线细胞处。径向受力时,拉伸断裂面表层管胞无明显扭转现象,剪切破坏发生在早晚材边界处。     

防腐前处理对竹集成材力学性能的影响

以季铵铜(ACQ)和铜唑(CuAz)加压浸渍处理的毛竹精刨竹条为单元,以酚醛树脂为胶黏剂,制作防腐竹集成材,并测试其力学强度,分析了药剂种类和载药量对竹集成材抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)和胶层剪切强度的影响.结果表明,防腐处理前后,竹集成材的MOR、胶层剪切强度差异不显著,MOE差异性显著(0.05水平);防腐剂种类对竹集成材MOE影响显著,载药量水平对MOE影响不显著;总体上看,防腐竹集成材的MOE和MOR略有下降或保持不变,胶层剪切强度略有提高.     

人造板弹性模量无损检测仪中的PC和PLC串行通讯

为了保证每一块结构人造板的内在质量都符合要求,减少结构人造板破坏性试验造成的经济损失,我们研制开发成功TMJ-A弹性模量无损检测仪[1]。该检测仪能在生产线上进行在线检测人造板的厚度、弹性模量,还能进行单块小试样的静曲强度测试,以满足人造板厂、集装箱厂和有关的使用木质材料的工厂使用。     

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%。     

纤维板的静曲弹性模量及静曲强度的动态检测

利用振动无损检测法测得纤维板的动态静曲弹性模量,并用一元和二元回归分析了纤维板的密度、静态静曲弹性模量、动态静曲弹性模量、静曲强度之间的相关性。结果表明:纤维板的静态静曲弹性模量与动态静曲弹性模量之间,或动态静曲弹性模量与静曲强度之间均密切线性相关;以纤维板的动态静曲弹性模量和密度为自变量与静曲强度建立的二元回归方程,其相关程度较一元回归更为密切。密度及长度与横截面面积比值较大的纤维板,其动态静曲弹性模量与静态值较为接近。     

木/竹混杂比对重组材抗弯性能的影响

以木束和竹束为原材料,研究了不同单位压力、木束与竹束混杂比对竹木重组材抗弯性能的影响,结果表明:相同压力条件下,不同木束、竹束比例对重组材抗弯性能有不同程度的影响.在木/竹混杂质量比为1:1时重组材的抗弯性能降低最显著;木/竹混杂质量比为1:0时,重组材的抗弯性能随单位压力的增大而减小;在木/竹混杂质量比为0:1时,重组材的抗弯性能随单位压力的增加而增大;在木/竹混杂比相同的条件下,单位压力对木竹重组材静曲强度的影响较弹性模量大.     

小径落叶松层板等级区分和集成材强度性能的研究

根据抗弯弹性模量、节径比、纹理斜度、年轮宽度和裂纹、腐朽、变色等木材缺陷,确定小径落叶松层板等级。结构集成材具有较大的规格尺寸、较高的强度和耐久性等优点,它的强度取决于层板强度和配置以及胶合性能。     

结构用竹集成材物理力学性能研究

测定结构用竹集成材及其竹指接集成材的主要物理力学性能,并将测试结果与几种人工林单板层积材以及常见建筑用材种的相关性能进行比较.结果表明:竹集成材的水平剪切强度、静曲强度以及弹性模量等力学性能非常优越,浸渍剥离性能较差.     

竹材复合板的试件尺寸对静曲强度及弹性模量测试值的影响

采用二次正交旋转组合设计试验,研究了竹材复合板静曲试件的宽厚比、跨厚比对静曲强度及弹性模量测试值的影响。结果表明：在试验研究范围内,试件的宽度不影响静曲强度、弹性模量的检测结果;试件长度（或试验跨距）对静曲强度、弹性模量的测试值影响显著;合理的跨厚比为２５左右。为保证试件的代表性及在弯曲过程中的稳定性,建议试件宽度为５０ｍｍ左右。     

中密度纤维板MOR和MOE测试影响因素分析

研究了跨距、加载辊直径、支撑辊直径、试件长度、加载速度等因素对中密度纤维板静曲强度和弹性模量试验结果的影响。结果表明:跨距大小及加载速度的改变对测试结果的影响较为明显,跨距增大静曲强度和弹性模量测试结果减小,加载速度增加静曲强度和弹性模量测试结果增大;试件长度、加载辊直径、支撑辊直径的改变对测试结果无明显影响。     

ACQ防腐剂对扭叶松蓝变部分木材力学性能的影响

本文利用三种不同浓度ACQ防腐剂对扭叶松蓝变木材进行浸注处理,其浓度分别为1.2%、2.0%和2.8%.研究其抗弯弹性模量、抗弯强度、冲击韧性和顺纹剪切强度(弦面)与未处理蓝变木材相应力学性能的差异,测试标准参照GB1927～1943-91.研究结果显示,经浸注处理后的试样均达到美国AWPA标准UC4A等级规定的药剂保持量;ACQ防腐处理大约降低了20%扭叶松蓝变木材的冲击韧性,与未防腐处理试样对比,在0.01水平上有显著差异,但不同浓度间差异不显著;三种浓度ACQ处理间以及与未处理的扭叶松蓝变木材的抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹剪切强度差异不显著;随着ACQ浓度的降低,冲击韧性、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹弦面剪切强度有所增大,但影响都很小.图4表10参6.     

185℃高温热处理对水曲柳木材力学性能的影响

对经过185℃生产性高温热处理的水曲柳木材的力学性能进行测试和分析.结果表明:与素材一样,处理材弦径向弹性模量之间没有显著差异;高温热处理对水曲柳木材弦向弯曲强度和横纹抗压强度有不利影响,而弦向弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度等受此种工艺的影响很小.若将处理材与素材在实际使用情况下的力学性能进行比较,处理材除了在弦向弯曲强度上仍比素材低,上述各项力学性能均高于素材.     

不同单元形态木材增强重组竹结构材料抗弯性能的研究

根据混杂复合材料理论,探讨将几种不同单元形态的木材:木束、木刨花和木纤维与重组竹的基本单元--竹束,采用均匀混杂方法制备增强型重组竹结构材料的可行性,研究木束-竹束、木刨花-竹束以及木纤维-竹束的混杂比对增强重组竹结构材抗弯性能的影响.结果表明:与重组竹相比,当刨花-竹束以及纤维-竹束混杂比分别为10%、5%时,在垂直加载和水平加载方向上竹木复合重组结构材料的静曲强度和弹性模量综合增强效果最为明显,而随着木束-竹束混杂比增加,木束增强重组竹结构材料的弹性模量和静曲强度呈现先下降再上升的趋势,当混杂比为33%时负增强效应最大.     

杉木胶合木湿应力研究

为揭示环境湿度变化引起的木材含水率非均匀性分布对胶合木构件内部湿应力的影响规律,从材料层面测试了变湿度条件下290个国产杉木木材的平衡含水率,以及横纹径向和横纹弦向干缩性、湿胀性、水分扩散系数、抗拉强度和弹性模量等物理力学性能参数,并从理论层面利用有限元模拟分析周期性变湿度条件下层板厚度对杉木胶合木湿应力的影响。研究结果表明:利用Nelson方程能够较好地拟合变湿度中杉木的平衡含水率;杉木横纹径向干缩和湿胀性均小于横纹弦向,横纹径向水分扩散系数、抗拉强度和弹性模量均高于横纹弦向,这决定于横纹径向排列的木射线以及管胞径面壁上大量纹孔导致的实质物质减少的微观构造;减小层板厚度有助于降低胶合木湿应力,当层板厚度由40 mm降至20 mm时,构件内部最大湿应力降低19.32%,但其最大值仍高于木材横纹抗拉强度,湿应力的降低程度不足以避免构件的横纹开裂;木结构工程设计和应用中必须考虑其他有效的方法减小湿应力以避免木材横纹开裂。     

丛生竹物理力学性能及其对制造竹建筑材料的影响

研究了两种最重要的丛生竹种云南黄竹和龙竹的物理和化学性能。实验结果表明,黄竹的物理性能,如纵横干缩性等优于龙竹,而且黄竹的力学性能如静曲强度、静曲弹性模量及顺纹压缩与剪切强度也比龙竹高。与建筑用木材相比,两种丛生竹的物理力学性能均达到了建筑材料的性能要求。