[发明专利]综合速生材材质特征及建筑结构需求的正交胶合木及其制备方法

说明书

本发明公开了综合速生材材质特征及建筑结构需求的正交胶合木及其制备方法，属于木结构领域。正交胶合木的层板包括带裂纹的速生材层板，且速生材层板为整块裂纹板，正交胶合木各层板在水平方向上长度一致，在制备方法中，速生材层板或速生材层板组合而构成的相邻层在胶合木厚度方向上以木材纹理相互垂直的方式进行组坯配置；本发明充分利用了速生材质地松软、易于通过旋切方式制备带裂纹层板的材质特征，替代结构用规格材制备正交胶合木，拓展了速生木材在建筑结构领域的利用，大幅度降低了常规构件的材料成本，简化了构件制备工序，缩短了生产周期，解决了结构材正交胶合木构件层板中的间隙对构件力学性能、耐久性能和防火性能的不利影响。

技术领域

本发明属于木结构领域，具体来说，涉及正交胶合木；更具体的说，涉及综合速生材材质特征及建筑结构需求的正交胶合木及其制备方法。

背景技术

正交胶合木板是由一定规格的木板通过相邻层交错叠合的方式，通过结构用胶粘剂胶合作用形成的大尺寸、双向力学性能优越的实心板，常用作建筑结构中的墙体、楼板和屋盖等主要受力构件。其最大尺寸国外(欧洲)达到了2.95m×16.0m×0.32m(宽度×长度×厚度)，国内最大尺寸达到了3.50m×24.0m×0.50m(宽度×长度×厚度)。

木材具有随着环境条件(尤其是环境湿度)改变而发生收缩或膨胀的自然特性，尤其是横向尺寸在变环境条件下的变化幅度更大，而木材的横向力学性能较低，因此常出现变形和开裂现象。由于正交胶合木尺寸(尤其是其长度和宽度)较大，因此为了降低环境条件波动引起木材尺寸变化程度，减小构件的内应力及其变形和开裂等隐患，欧洲标准《Timber structures-Cross laminatedtimber-Requirements》(中文名称：木结构-正交胶合木-要求)(BS EN 16351:2015)和我国国家标准《多高层木结构建筑技术标准》(GB/T51226-2017)均作出规定：正交胶合木层板中的规格材宜采用顺纹开槽的技术措施，槽宽不大于4mm、槽深不超过规格材厚度的90％。正交胶合木除外层的其余层板可不进行胶合拼宽，未胶合的层板间拼缝接缝不应大于6mm。如此便存在以下问题：

(1)常规结构用规格材正交胶合木构件的力学性能：正交胶合木在建筑结构中的作用是主要受力构件，而国内外标准中为降低木材干缩湿胀变形的影响，在层板中木材上开槽。根据国家标准《防腐木材工程应用技术规范》(GB 50828-2012)的规定，刻痕规格材设计指标需调整：刻痕深度≤10.0mm、长度≤9.5mm，且刻痕密度≤12000个/m²时，弹性模量下调5％；抗弯、抗拉、抗剪和顺纹抗压强度下调20％，横纹抗压强度不作调整。其他刻痕方式，强度调整系数根据试验确定。因此，木材上开槽会降低构件大的力学性能。

(2)常规结构用规格材正交胶合木构件的抗火性能：正交胶合木具有较大尺寸，火场中外侧最先炭化，形成的炭化层具有隔热绝氧的作用，能够保护内部木材继续受高温的影响，因此在建筑结构中具有并起抗火作用。而国内外标准中为降低木材干缩湿胀变形的影响，在层板中木材上开槽，并在层板间木材之间留有空隙。而木材能够起抗火作用的机制在于其较大的尺寸，当木材中有间隙时，火场中，其受火面积增加，抗火性能下降，而燃烧的木材，一方面放出热量、释放可燃气体，助长火势，另一方面，由于开槽，木材的完整性受到破坏，外侧最先形成的炭化层变得不连续，其对内部木材的保护作用减弱，因此开槽并有间隙的措施极易使正交胶合木构件从抗火构件劣化转变为火灾助燃物。