[发明专利]基于目标力学性能的钢丝网增强单板层积材制备方法在审

专利信息
申请号: 201511015833.6 申请日: 2015-12-31
公开(公告)号: CN105599064A 公开(公告)日: 2016-05-25
发明(设计)人: 周爱萍;黄东梅;黄子睿;吴敏达;赵爱红 申请(专利权)人: 南京林业大学;邵武市兴达竹业有限责任公司
主分类号: B27D1/00 分类号: B27D1/00
代理公司: 南京君陶专利商标代理有限公司 32215 代理人: 沈根水
地址: 210037 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 基于 目标 力学性能 钢丝网 增强 单板 层积 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及的是一种适用于各种工程结构材料的基于目标力学性能的

钢丝网增强单板层积材制备方法。属于工程结构用材领域。

背景技术

单板层积材(LaminatedVeneerLumber),简称LVL,主要是以小径原木为原料,原 木锯断、旋切成单板进行干燥,干燥后的单板经拼接与涂胶、顺纹组坯后热压而成为多层板 材。单板层积材极大地提高了木材的综合利用率,其特殊的生产工艺也使板材保留了木材 的天然特性,并能有效地控制板材的含水率,避免了板材的干燥开裂、扭曲,同时将木材上 降低强度的节疤、裂缝等缺陷均匀地分布在产品之中,因而具有工程性能均匀、稳定、强度 高于原木等优点。

目前,我国采用速生木材作为生产LVL原料。由于速生木材自身强度较低,国产LVL 的强度很低。此外,我国的《单板层积材》GBT20241-2006国家标准对层积材的物理性能描 述非常模糊,无法根据标准来直接确定所选材料的物理性能,材料生产厂家不能提供力学 参数稳定的单板层积材板材产品。可见,不能满足结构用材的强度与刚度要求。故立足现有 技术,对国产LVL进行增强,使之符合现代木结构对材料的稳定性、强度与刚度要求,是发展 新型绿色结构材料的需要。

发明内容

本发明提出了一种基于目标力学性能的钢丝网增强单板层积材制备方法,即根据 工程结构对材料物理力学性能的需求,通过材料的组份与层铺几何设计、组份界面性质控 制等技术,将高强钢丝网按一定的比例,铺设于LVL特定部位,获得满足目标物理力学性能 的高强单板层积材结构材料。

本发明的技术解决方案:基于目标力学性能的钢丝网增强单板层积材制

备方法,包括如下步骤:

1)将砍伐的成年速生材除去枝叶、树皮、断料、软化、旋切成单板(单板厚度t的规定为: 1.5mm≤t≤5.0mm),经恒温干燥处理,使其含水率达到预定标准(不大于12%);

2)采用数码成像技术对干燥后的单板根据木材等级划分标准进行分等级堆放,木材等 级标准见表1:

表1承重结构板材目测分类材质标准

3)依据终端产品的目标力学性能,顺纹抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度值、顺纹弹性模量, 通过数值试验和精细化材料结构分析,确定增强LVL的含钢量与钢丝网铺设位置;

4)按照上述分析结果,选取符合要求的原材,进行层铺几何设计,即板材受压面—顶面 与受拉面—底面层采用高等级木材,根据目标性能要求、分析结果确定高等级木材层数;根 据目标性能要求及数值分析结果确定钢丝直径、钢丝网眼尺寸及铺设位置,单层钢丝网设 置在板中间部位,双层钢丝网在板上部、下部各设置一层;

5)选择胶黏剂:选择耐久性不少于50年的胶黏剂,通过试验确定胶黏剂施加量与成型 压力与加压时间,通过标准剪切试验,确定界面连接强度,试件数量不少于5组,每组不少于 10个,试验标准参照ASSTM-D1084-97执行;

6)根据上述材料组份与层铺几何设计结果及选择的粘胶剂,进行涂胶、铺装、陈放、预 压、高频热压,涂胶量要求达到160~200g/m2,陈放时间10min,组坯放入高频热压机中,预压 时间10min,热压压力1.2~1.4MPa,加热时间15分钟,加热温度由20度均匀升到120度,保压 10min后卸板,将制作好的满足目标力学性能的结构板材放在室温冷却1周;

7)产品检验:在批量产品中随机抽取3%,根据以下方法测定相关力学性能指标,上述测 定参数不低于目标参数的3%、不大于目标参数的10%,即为合格。

本发明的有益效果在于:

(1)可以达到高强单板层积材生产的可控性、可设计性;

(2)能生产出满足各种工程结构用材目标力学性能的高强单板层积材结构材料;

(3)发展绿色、可再生工程结构材料,缓减环境、资源压力。

附图说明

图1顺纹抗拉试件尺寸示意图。

图2顺纹抗压试件尺寸示意图。

图3结构胶合板弯曲强度性能检测示意图。

图4顺纹抗剪试件尺寸示意图。

图5-1是单层钢丝网增强单板层积材的示意图。

图5-2是双层钢丝网增强单板层积材的示意图。

具体实施方式

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