指接材物理力学性能试验方法.pdf

u d c6 7 4 0 2 8 1 1 ：6 2 0 17 b6 0 a 园 中华人民共和国国家标准 u 夕7 ，t l 弓岁d j q99 指接材物理力学性能试验方法 t e s tm e t h o d sf o rp h y s i c a la n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so ff i n g e r j o i n t e dl u m b e r 1989 12 21 发布 1990 07 01 实施 国家技术监督局发布 中华人民共和国国家标准 指接材物理力学性能试验方法 g b1 1916 89 t e s tm e t h o d sf o rp h y s i c a la n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so ff i n g e r j o i n t e dl u m b e r 1 主题内容与适用范围 本标准规定了指接材的试验项目、代号、试材试样技术条件以及抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉 强度、冲击韧性，木材含水率和密度的试验测定步骤、计算方法与记录表式等。 本标准适用于指接材接合强度及有关物理性能试验，不适用于由指接材构成的集成材和无指榫木 材的物理力学性能试验。 2 引用标准 g b1 9 2 8 木材物理力学试验方法总则 g b1 9 2 9 木材物理力学试材锯解及试样切取方法 g b1 9 3 1 木材含水率测定方法 g b1 9 3 2 木材干缩性测定方法 g b1 9 3 3 木材密度测定方法 g b1 9 3 5 木材顺纹抗压强度试验方法 g b1 9 3 6 木材抗弯强度及弹性模量试验方法 g b1 9 3 8 木材顺纹抗拉强度试验方法 g b1 9 4 0 木材冲击韧性试验方法 g b1 1 9 5 4 指接材 5 试验项目及代号 指接材接合强度试验包括抗弯强度0 r b ，顺纹抗压强度吼，顺纹抗拉强度吼及冲击韧性正四项；与 其有关的物理性能试验包括木材含水率w 和密度风两项。 4 试材 供指接材成品检验接合强度试验的试材按g b1 1 9 5 4 中8 2 2 3 接合强度检验，8 2 3 抽检方案以 及8 3 2 强度参考值测定等条款的规定选取；供研究性指接材接合强度试验的试材按研究部门具体试 验方案或参照g b1 9 2 8 三、6 条规定选取。试材横断面尺寸一般为同批类指接材的生产工艺尺寸，不另 行规定试材横断面尺寸；如实际生产的指接材横断面面积大于3 6c m 2 ，则要求在这样的指接材上锯取不 小于5 倍指距的见指面宽度作为试材宽度；2 5 4 0i t i i t i 作为试材厚度；试材长度应以指榫根部至对应 指谷底部全长的一半处为中线向指接材的两端各量取2 5 0f i l m ，总长5 0 0m m 。 5 试样 5 1 试样尺寸 国家技术监督局1989 12 2 1 批准 19 90 07 0 1 实施 l g b1 1916 89 各项强度试验用的试样由试材上制取，含水率、密度试样由破坏后的强度试样上截取无指榫部位， 尺寸如下表： 试样刨光后净尺寸 试验项目 顺纹抗拉 抗弯顺纹抗压 冲击韧性 含水率 密度 尺寸，m m ( 毛样) 见指面边长a3 t 且2 03 t 且2 03 t 且3 03 t 且3 0与强度试样同与强度试样同 3 t 且 3 且3 且 不见指面边长b 2 0 与强度试样同与强度试样同 试材厚度 试材厚度 试材厚度 1 2 垂直边长 1 2 垂直边长 长度l2 l 且3 0 3 9 03 03 0 + 6 0 且3 0 0 + 6 0 且3 0 0 l + r s 处距试样端部 l 2 l 2 1 9 5 l 2 注：垂直边长是指试样于支座上处于加荷位置时横截面的纵向边长。 5 2 试样技术条件 5 2 1 一般要求 按5 1 加工刨光的试样，包括未进一步加工前的顺纹抗拉强度毛样，各面均应加工平整，木材纹理 应基本平行于试样的纵轴线，不得逆槎起毛，各相邻面应成直角，试验前应以卡尺检验宽、厚尺寸，宽、厚 尺寸公差土0 1m m ，长度尺寸公差lm m 。 5 2 2 顺纹抗拉强度试样 顺纹抗拉强度试样的形状和尺寸见下图，以6 1m m 专用样板检验过渡弧半径，精确至0 2m m ，且两 对称过渡弧必须与试样中心线对称。 妆 臣 i 由 2 ； h j 5 5 75 7 i 躐顺纹 1 一试样；2 木夹垫( 胶接在试样上)单位m m 25试水率 待强由强度试样上按5 1 规定截取无指榫部分并测出含水率数值，即为试样含水率。 5 5 试样编 每一应及时编号并作好记录，按第3 章规定代号标明试样类别，类别代号前数字示指 g b1 1916 89 长，分别以0 4 、0 5 、1 0 、1 2 、1 5 、2 0 、2 5 、3 5 、4 0 、4 5 、5 0 、6 0 代表4 6 0m m 不同指长，类别代号后接以横隔 线，其后按g b1 1 9 5 4 附录d 规定的胶种代号，胶种代号前分别以1 、2 、3 、4 代表不同的木材气干密度 0 3 1 0 3 4 、0 3 5 o 4 7 、0 4 8 0 6 9 以及0 7 0 0 7 5g e r a 3 ，胶种代号后三位数字示试样编号。如试 样编号1 2 瓯一2 u f 0 2 4 示指长1 2m m ，木材气干密度0 3 5 0 4 7g c m 3 ，脲醛树脂胶，第0 2 4 号抗弯强度 试样。 6 抗弯强度试验 6 1 试验原则及步骤 对本标准5 1 规定的指接试样等速施加静曲荷载，测定引起指接破坏所需的最大荷载，计算出抗弯 强度。试验前以卡尺测记试样纵向中线部位尺寸a 及b ，精确至0 1m m ，然后将试样置于试验机净跨为 试样垂直边长1 2 倍的支座正中，支座及荷头均须具有3 0m m 曲率半径，且荷头、支座与试样接触处均 须加放与试样水平边长相等，厚5m m ，长3 0m m 的钢垫片。荷头中心线间距为净跨。先以试样的见指 面向上进行试验，然后再取同批同类试样的不见指面向上进行试验，分别以每分钟5 k n - f 2 0 等速施加 荷载，直至试样破坏，记录最大荷载，精确至1 ，取见指面向上和不见指面向上的抗弯强度算术平均值 作为试验结果。 6 2 结果计算 试验结果按下式计算，精确至1m p a ： b 】+ o ，b 2口删1 1 p r n a x 2 1 0 2 0 r b2 r 叭一萧，o b 22 商 式中：0 r b 试样含水率为时见指面向上和不见指面向上的抗弯强度算术平均值，n m m 2 ； 0 r b 。见指面向上抗弯强度，n m m 2 ； 0 r b z 不见指面向上抗弯强度，n m m 2 ； 尹。，。见指面向上时，试样承受最大荷载，n ； 尹。z 不见指面向上时，试样承受最大荷载，n ； z o 。见指面向上时，支座净跨( 中至中) ( 一1 2 b ) ，m m ； o z 不见指面向上时，支座净跨( 中至中) ( 一1 2 口) ，m m ； 口见指面边长，m m ； b 不见指面边长，m m 。 按下式换算为含水率1 2 时的抗弯强度： 6 r b l 2 一o “ b 1 + 0 0 4 ( 一1 2 ) ) 式中：0 r b 。z 含水率1 2 时的抗弯强度，n r a m 2 ； w 试样实际含水率； 0 0 4 抗弯强度含水率校正系数。 7 顺纹抗压强度试验 7 1 试验原则及步骤 对本标准5 1 规定的指接试样沿木材纹理方向施加荷载，测定引起指接破坏的最大荷载，计算出顺 纹抗压强度。试验前以卡尺测记试样纵向中线部位尺寸a 及b ，精确至0 1m m ，然后将试样置于试验机 压头中心位置，加荷装置应附有两个能自行调整的淬火钢板，其球面能保证荷载在试样端面上均匀分 布。试验以每分钟4 0 k n 2 0 等速施加荷载，直至试样破坏，记录最大荷载，精确至1 。 7 2 结果计算 试验结果按下式计算，精确至1m p a ： 3 g b1 1916 89 o “ c 一蔫 式中：o “ c 含水率为w 时的顺纹抗压强度，n m m 2 ； 尹一最大荷载，n ； 口试样见指面边长，m m ； b 试样不见指面边长，m m 。 按下式换算为含水率1 2 时的顺纹抗压强度： 0 “ c 1 2 6 r c 1 + 0 0 5 ( 形1 2 ) 式中：o “ c 。：含水率1 2 时的顺纹抗压强度，n m m 2 ； 试样实际含水率； 0 0 5 顺纹抗压强度含水率校正系数。 8 顺纹抗拉强度试验 8 1 试验原则及步骤 对本标准5 2 2 规定的指接试样沿木材纹理方向施加荷载，测定引起指接破坏的最大荷载，计算出 顺纹抗拉强度。试验前以卡尺测记试样中间截面部位尺寸口，及b ，精确至0 1m m ，然后将试样两端夹 紧在试验机的钳口中，使试样宽面与钳口相接触，距两端过渡弧终点2 5m m ，试样呈垂直状态安装于试 验机上。遇松软材质的指接试样，还必须在两端夹持部位按5 2 2 图示于试样厚度两对应面胶结8m m 1 8m m 9 0m m 硬木夹垫各一个( 硬质木材指接试样可不用硬木夹垫) 。试验以每分钟1 2k n 士2 0 等 速施加荷载，直至试样拉断，记录最大荷载，精确至1 。如断裂破坏发生在指榫全长以外，则试验结果 无效，应按上述要求另行试验。 8 2 结果计算 试验结果按下式计算，精确至1m p a ： t 仉一丽 式中：o “ t 含水率为时的顺纹抗拉强度，n m m 2 ； t 试样断裂时最大荷载，n ； a r 试样中间截面部位见指面边长，m m ； b i 试样中间截面部位不见指面边长，m m 。 按下式换算为含水率1 2 时的顺纹抗拉强度： 仉】2 = 仉( 1 + 0 0 1 5 ( w 一1 2 ) 3 式中：o t 。z 含水率1 2 时的顺纹抗拉强度，n r a m 2 ； 试样实际含水率； 0 0 1 5 顺纹抗拉强度含水率校正系数。 9 冲击韧性试验 9 1 试验原则及步骤 对本标准5 1 规定的指接试样施加冲击荷载，测定引起指接部分弯曲折断时，单位面积所吸收的能 量。试验前以卡尺测记试样纵向中线部位尺寸口及b ，精确至0 1m m ，然后将试样置于摆锤式冲击试验 机净跨为试样垂直边长1 2 倍的支座正中，支座及摆锤冲头均须具有1 5i t l r n 曲率半径，支座高应等于或 大于2 0m i l l ，摆锤式冲击试验机的能量范围应比冲击破坏指接试样的功大3 5 倍，分别向同批同类见 指面和不见指面两个指接试样的纵向正中截面上施加冲击荷载，必须一次冲断，记录试样吸收的能量， 精确至1 焦耳( j n m ) ，取见指面及不见指面冲击韧性的算术平均值作为试验结果。 g b1 1916 89 9 2 结果计算 试验结果按下式计算，精确至0 1j c m 2 ： t ，一半，t j ，= 毫螂t = 毫 式中：正试样含水率为w 时见指面向上和不见指面向上的冲击韧性平均值，j e r a 2 ； 乃。见指面向上冲击韧性，j c m 2 ； t j z 不见指面向上冲击韧性，j c m 2 ； 爿- 见指面向上时，试样吸收的能量，j ； 4 z 不见指面向上时，试样吸收的能量，j ； a 试样见指面边长，c m ； b 试样不见指面边长，c m 。 按下式换算为含水率1 2 时的冲击韧性： t j l 2 一死( 1 + 0 0 2 ( w 一1 2 ) 式中：正- z 含水率1 2 时的冲击韧性，j c m 2 ； 试样实际含水率； 0 0 2 冲击韧性含水率校正系数( 9 1 5 含水率时有效) 。 1 0 木材含水率的测定 1 0 1 测定原则及步骤 按本标准5 1 规定的试样尺寸，由强度试样上指榫两端无指榫部位各截取一块正常木材作为含水 率测定试样，其中抗弯、顺纹抗拉和冲击韧性试样应于强度试验指榫断裂后截取，经干燥至恒定重量后， 用精确称重方法测定该试样损失的重量，即所含水分的重量，计算其占绝干木材重量的百分率。用同样 方法测得上述两块试样含水率的算术平均值作为试验结果。 试样截取后立即以天平称重，精确至0 0 0 1g ，然后将试样放入烘箱，以1 0 3 土2 的温度烘干1 0h ， 进行第一次称重，以后每隔2h 称重一次，直至连续两次称重之差不超过0 0 0 2g 时，即可视为绝干，绝 干称重精确至其质量的0 5 ，每次自烘箱取出的试样均应先放入盛有吸收剂的玻璃干燥器中经冷却 至室温后，始能取出并立即称重。 凡指接试样所含树脂胶挥发性有机物超过测定误差时，应先进行真空脱脂干燥后，再按上述方法精 确称重。 本标准允许采用附有微波传感器的直读式含水率测定器，但必须达到本标准规定的检测精度。 1 0 2 结果计算 测定结果按下式计算，精确至1 ： w 一半，w 。一守1 0 0 ，w 。= 警l o o 式中：试样指榫两端无指榫部位各截取一块含水率试块测定含水率的算术平均值； w - 试样指榫一端无指榫部位截取一块含水率试块的测定含水率； 试样指榫另一端无指榫部位截取一块含水率试块的测定含水率； f i t - 、l r n 2 试样指榫两端无指榫部位截取的含水率试块干燥前重量，g ； m ，l 、，l ，z 上述含水率试块绝干后重量，g 。 ”木材密度的测定 1 1 1 测定原则及步骤 按本标准5 1 规定的试样尺寸，由强度试样上指榫两端无指榫部位各截取一块正常木材作为密度 5 g b1 1916 89 测定试样，其中抗弯、顺纹抗拉和冲击韧性试样应于强度试验指榫断裂后截取。以千分尺沿各对称轴中 心位置测量试样横截面边长a 、b 以及长度l ，精确至0 0 1m m ，算出试样体积，精确至0 0 1c m 3 ，随即 以精密天平称重，精确至0 0 0 1g ，据此计算单位体积的重量，作为试样气干密度风。用同样方法测得上 述两块试样气于密度的算术平均值作为试验结果。 1 1 2 结果计算 测定结果按下式计算，精确至0 0 0 1g c m 3 ： 风一丛笋脚一嚣，p q z 一万, 2 式中：p q 试样指榫两端无指榫部位各截取一块密度试块测定木材气干密度的算术平均值，g c m 3 ； p q 。试样指榫一端无指榫部位截取一块密度试块的气干密度，g c m 3 ； p q 。一试样指榫另一端无指榫部位截取一块密度试块的气干密度，g c m 3 ； m ，试样指榫一端无指榫部位截取密度试块的重量，g ； 7 , ：试样指榫另一端无指榫部位截取密度试块的重量，g ； 矿。试样指榫一端无指榫部位截取密度试块的体积，c m 3 ； 矿z 试样指榫另一端无指榫部位截取密度试块的体积，c m 3 。 按下式换算为含水率1 2 时的木材气干密度： 风1 2 一风( 1 0 0 1 ( 1 一k ) ( w 一1 2 ) ) 式中：风。z 含水率1 2 时的木材气干密度，g c m 3 ； 试样实际含水率； k 体积干缩系数，按g b1 9 3 2 有关规定计算。 1 2 试验报告 指接材物理力学性能试验报告应包括以下内容： a 试件生产单位，取件日期和主要技术参数，包括指长、胶种、树种、见指面类别和数量等。 b 试样编号、复检尺寸和制作日期。 c 各项试验记录和计算数据，包括最大荷载，加荷速度、受压面积、体积、称重，试验时室温，相对 湿度，计算强度值，含水率，气干密度以及必要的算术平均值等。 d 试验设备，量具记要。 e 其它必须说明的事项。 f 试验时间、地点及试验人员、记录人员、计算人员签字。 g 试验结果分析及评价。 6 g b1 1916 89 附录a 试验、测定记录表 ( 补充件) 表a 1 指接材抗弯强度试验记录表 加荷速度：n m i n ；试验室温度：；试验室相对湿度 试样尺寸 试样重 抗弯强度 m m 最大荷载 g 含水率 n r a m 2 见指面 指长试样编号 皎种代号备注 状态 n 含水率 口b 试验时烘干后试验时 1 2 时 a 向上 a 向上 口向上 a 向上 口向上 a 向上 树种：产地：结果平均值： b 向上 b 向上 b 向上 b 向上 b 向上 b 向上 树种：产地：结果平均值： 试验时间： 年月日试验人：记录人：计算人： 审核： 试验地点：试件生产单位： 试样制作依据：g b1 1 9 1 6 8 9制作日期： 取件日期： 7 g b11916 89 表a 2 指接材顺纹抗压强度试验记录表 加荷速度： n r a i n ；试验室温度： ；试验室相对湿度： 试样尺寸试样重顺纹抗压强度 m m 受压 最大 n m m 2 g 含水率 序号指长试样编号咬种代弓 面积 荷载备注 含水率 m m 2n 试验时 烘干后试验时 1 2 时 ab 树种；产地：结果平均值： 8 试验时间：年月日 试验地点： 试验人： 试件生产单位： 试样制作依据： 记录人： 计算人： g b1 1 9 1 6 8 9 取件日期： 制作日期：一 审核： g b1 1916 89 表a 3 指接材顺纹抗拉强度试验记录表 加荷速度： n m i n