[发明专利]基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法

权利要求书

1.基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：

阻燃改性木材与胶合木梁的制备：

S1：高温预处理木材以常压水蒸气为热导介质和保护气体，待木材放置在干燥窑内后，先将干燥窑内温度调整到65℃，每隔1小时升高10℃，在温度达到85℃后，保持窑内温度直至试件含水率降至5％以下；

S2：再进行高温预处理，待木材心层达到170℃后开始计时，控制干燥窑的加热元件，保持干燥窑内温度在170～180℃范围内，保温时间为2小时后，关闭干燥窑加热元件，自然降温至室温，取出木材。

S3：采用的硅酸钠和氯化钙溶液的摩尔浓度均为2.0mol/L，对经过S2高温预处理的木材采用真空-压力或木材弹性范围内压缩回弹的浸渍方法浸渍；

S31浸渍方法包括：

其一，先采用硅酸钠溶液浸渍木材，流动水冲洗木材表面后，再采用氯化钙溶液浸渍木材；

其二，先采用氯化钙溶液浸渍木材，流动水冲洗木材表面后，再采用硅酸钠溶液浸渍木材；

S32硅酸钠和氯化钙溶液各浸渍一次成为一个处理周期，木材的处理周期至少为2次，直至木材质量不再增加；

S4将S3中制得的木材的曝火区域配置阻燃层板，曝火面涂布防火涂料制得具有抗火性能的胶合木梁。

2.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，所述S31中采用模数为2.8的硅酸钠溶液，对依次经过高温预处理，以及硅酸钠和氯化钙溶液浸渍的木材，再采用真空-压力或木材弹性范围内压缩回弹的方法浸渍硅酸钠溶液。

3.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，所述S4中，阻燃层板的压缩率为20％，对依次经过高温预处理，硅酸钠和氯化钙溶液浸渍，以及硅酸钠溶液浸渍的木材，再进行阻燃层板压缩密实化处理。

4.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，所述S4中，胶合木梁制备中，梁的两个侧面和底面共计三面涂布防火涂料。

5.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，所述S4中阻燃层板的板层数为若干层。

6.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，所述S4中制得的胶合木梁用层板的厚度为30-40mm，所述S4胶合木梁制备中，其阻燃层板与处理后的木材间的粘接采用间苯二酚-酚醛树脂胶黏剂，且在温度不低于20℃、相对湿度为60～80％环境下养护至胶黏剂充分固化。

7.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，所述S4中曝火面涂布的防火涂料用量为500g/m²。

8.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，其特征在于，胶合木梁所用木材均为低质速生杉木；胶合木梁用所有的预处理的木材，其含水率均在10％～15％范围内。

9.根据权利要求1所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，包括火灾试验，所述试验中胶合木梁为两个侧面、底面受火；受火后剩余抗弯极限承载力测定，受火后胶合木梁的剩余抗弯极限承载力测定根据抗弯试验方法进行；受火后胶合木梁剩余抗弯极限承载力计算与试验值比对。

10.根据权利要求9所述的基于木材阻燃改性的胶合木梁抗火性能提升方法，所述受火后胶合木梁的剩余抗弯极限承载力计算公式按照下式进行计算。

b＝B-2d_ef(1)

h＝H-d_ef(2)

式中：b—剩余截面宽度(mm)；B—木梁原始截面宽度(mm)；def—有效炭化深度(mm)；h—剩余截面高度(mm)；Pt—剩余抗弯极限承载力(kN)；

fm—木梁初始抗弯强度(MPa)；L—木梁支座间距(mm)。