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马尾松不同厚度单板制造结构胶合板工艺技术及性能研究

陈玲  
【摘要】: 马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是我国亚热带地区特有的、资源丰富的乡土树种,是我国松树资源中分布最广、数量最多、用途广泛的主要树种之一,是我国重要用材树种。开发结构胶合板可以适应木材原料变化的现状,充分利用人工林资源,提高木材利用率。大力发展用速生树种制造高强度、高弹性、耐气候、耐室外四季变化的自然条件的结构胶合板,对我国具有现实意义。本研究以马尾松不同厚度单板制结构胶合板为研究对象,对其进行性能进行研究,探讨单板厚度对性能的影响。 本文首先研究了马尾松单板的物理力学性质、吸水厚度膨胀率及润湿性,之后对马尾松不同厚度单板制造的结构胶合板的力学性能、尺寸稳定性及胶合性能进行了研究。 本研究得出以下结论: (1)随着马尾松单板厚度的增加,其密度及顺纹弹性模量和静曲强度有增加的趋势,单板的也逐渐增加。 (2)随着马尾松单板厚度的增加,其润湿性变好。在相同厚度的情况下,松面的润湿性优于紧面,顺纹方向的润湿性优于横纹,早材优于晚材。 (3)随着组成单板厚度增加,板坯的中间层的升温速率逐渐升高。 (4)随着涂胶量增大,胶合板的胶合强度增大,当达到某一值之后,趋于稳定或略有下降。在涂胶量相同情况下,随着单板厚度增加,胶合强度降低。而且随着单板厚度增加,较优涂胶量增大。 (5)随着热压时间增加或热压温度升高或胶合板密度的升高,马尾松胶合板的吸水厚度膨胀率逐渐降低。随着组成单板厚度的增加,吸水厚度膨胀率逐渐升高。 (6)随着热压时间延长或热压温度升高或胶合板密度增加,胶合强度,静曲强度及弹性模量均逐渐增加,之后趋于稳定或略有下降。 (7)得出马尾松结构胶合板的较优工艺为:涂胶量为A类(1.7mm)350g/m2,B类(3.2mm)400g/m2,C类(5mm)和D类(7mm)均为500g/m2;热压时间为1.0-1.2min/mm,热压温度为140℃左右,胶合板密度为0.75g/ cm3左右。 (8)芯层厚度百分比对弹性模量与静曲强度影响较大。芯层厚度百分比越小,顺纹弹性模量和静曲强度逐渐越高,横纹弹性模量和静曲强度越低。 (9)通过数字散斑法进行应变分析得出,在胶合强度拉伸测试中,发生最大变形的区域在裂隙处,即在裂隙处破坏。在弯曲测试中,从位移场相关系数的图可以看出,其相关系数均在0.95以上,有很好的相关性。因此,利用数字散斑的方法,可以从微小的应变过程分析和推断木材破坏位置。 (10)马尾松结构胶合板大板弯曲刚度近似服从Weibull分布。 (11)采用不同标准测试MOE和MOR的结果存在差异。 (12)建立了马尾松结构胶合板快速预测模型,预测结果与ASTM D3043方法D的结果相关性较好。 (13)单位面积上涂胶量随组成单板厚度增加逐渐减少。厚单板组坯的结构胶合板的顺纹弹性模量及静曲强度高。可以使用在对顺纹弹性模量及静曲强度要求高的地方。而且随着单板厚度的增加,组坯形式可以更加多样以满足不同的需要。因此厚单板制造结构胶合板优势明显,有发展前景。


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