[发明专利]一种基于木材气干密度参数的胶合木构件加压制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及胶合木制备领域，特别是涉及一种基于木材气干密度参数的胶合木构件加压制备工艺。

背景技术

胶合木结构由于具有节能环保、结构性能优良、尺寸形状不受原木径级限制等优点，目前在国外建筑结构领域应用较多。近几年来，由于我国的节能减排及绿色建筑技术的政策向导，胶合木结构在我国的发展呈现出迅速发展的势头。

木材胶合时，在一定范围内，压力越大，渗入木材中的胶液越多，胶合面积增加，胶合强度越高；但压力过大，会造成溢胶，出现胶合界面缺胶现象，胶合强度反而下降，或者木材被压溃破坏现象，所以压力大小的确定是制备具有良好粘结性能胶合木的关键因素。木材同时又是属于可吸湿性的多孔性材料，胶合木构件用木材原材料的含水率一般在8%～15%范围内，其内部含有的水分对木材起着增塑的作用，当对木材施加一定压力后，接触木材的金属部件是基本不变形的刚性材料，而木材内部的应力会随着时间的延长逐渐降低，即发生松弛效应。在胶合木胶合制备过程中，木材原料均是承受横纹静力荷载，同时，木材层板在加压前经过了涂胶，所涂布的胶粘剂的固含量一般在40%～65%范围内，含有一半左右的水，因此木材的应力松弛效应更加明显，造成加压后木材所受实际压力值往往小于设计值等现象，当胶合木加压装置为手动式时，实际操作过程并未考虑该影响，当胶合木加压装置为液压自动式时，随着木材被逐渐压密，压力降低，加压装置反复加压，随着木材层板间胶粘剂的进一步固化，胶缝硬脆性增加，非同步的施加压力会对胶缝有损伤，实际操作过程中也并未考虑该影响。

因此，综上所述，现有胶合木结构构件制备方法中主要存在以下两点不足：

1、胶合木构件制备过程中加压压力的确定缺乏科学理论依据，往往取决于人们的经验操作，构件质量难以得到有效保障；

2、胶合木构件制备过程中忽略了木材应力松弛效应的影响，在加压初期，由于松弛效应木材承受的实际压力低于设计值，构件质量难以得到有效保障；

3、与上述2对应的是，当胶合木构件制备液压加压装置为自动机械式时，在该装置加压过程中，由于木材的塑性造成压力下降，加压装置会反复对木材补压施加压力，当木材层板间胶粘剂固化到60%及以上时，胶粘剂塑性降低、脆性增加，非同步的施加压力，会对半成品内的胶粘剂的完整性造成影响，胶合木构件的品质难以得到有效保障。

发明内容

本发明提出了一种基于木材气干密度参数的胶合木构件加压制备工艺，该工艺根据由木材气干密度控制的横纹承压性能对胶合木加压制备工艺进行压力取值范围和补压时机的确定，解决了仅依靠经验确定压力大小，或忽略木材松弛效应影响等不利问题，有效的保证了胶合木结构构件的粘结性能。

本发明采用的技术方案为：一种基于木材气干密度参数的胶合木构件加压制备工艺，包括木质层板涂胶、压力施加、压力补压和卸压养护四个工序；

根据木材气干密度参数确定加压压力取值范围，以及根据木材气干密度参数确定补压时机和补加压力范围：

将含水率处于气干状态的木材，即含水率处于8%～15%范围的木材分为低密度（<0.45g/cm³）、中等密度（0.45～0.60g/cm³）和高密度（>0.60g/cm³）三类，针对这三类不同气干密度的木材原材，分别进行施加压力大小和补压时机的确定；

当木材为低密度材料时，初次加压压力为0.8MPa～0.9MPa，加压并达到预设压力值后计时，2min-3min内补压至原压力范围，补压一次；

当木材为中密度材料时，初次加压压力为0.9MPa～1.1MPa，加压并达到预设压力值后计时，3min-5min内补压至原压力范围，补压一次；

当木材为高密度材料时，初次加压压力为1.2MPa～1.5MPa，加压并达到预设压力值后计时，5min-8min内补压至原压力范围，补压一次。

作为优选，所述木质层板涂胶、压力施加、压力补压和卸压养护四个工序，均是在温度18℃以上、相对湿度50～80%的环境条件下进行。

作为优选，所述木质层板涂胶量为150～400g/m²，加压时间2～6h。

作为优选，所述木质层板涂胶采用的胶粘剂为苯酚-甲醛树脂、间苯二酚-苯酚-甲醛树脂、间苯二酚-甲醛树脂、三聚氰胺-尿素-甲醛树脂或聚氨酯。