工程木质材料重点

一、 绪论工程木质材料的定义、种类、用途、优缺点、进展前景含义：工程木制材料〔EngineeredWoodProducts简称EWP〕是指通过一系列加工，产品强度性能具有可评价、可设计保证的构造用木制材料。特征：是强度性能牢靠性高，相对于传统木质材料强度不明确，牢靠性差而言，EWP强度性能明确而有保证。此外，它还具有可制成任意大规格的部件〔构造用集成材，构造用单板层积材PSL等，尺寸稳定性好，价格廉价OSOSL等，重量轻I字梁、金属连接桁架等，耐火性能高〔大断面构造用集成材，大断面构造用单板层积材等〕等优点。但也有缺点，例如，构造用集成材与锯材相比，价格高等等。由于各种产品各有其优、缺点，重要的是应依据用途，性能要求，预算等具体状况选择产品。A.自然、可再生、与环境谐调。B.性能牢靠性高，强度可设计、可推测、可评价，而且比较明确。CD.可制成任意规格和型状。E.尺寸稳定性好。F.耐火性能高。G.抗震性能好。〔LVLaminatedVeneerLumbe〔PS〔OSLGlulaGluedLaminatedLumber、机械应力分等锯材〔MS：MachineStressRatedLumbe、定向刨花板〔OSB〕以及由LVL和OSB组合加工而成的I字梁I—jois1应力分等锯材应力分等锯材应力分等锯割层板指接构造用指接材构造用集成材单板旋切单板平行层积单板旋切单板平行层积割裂后平行层积构造用单板层积材〔LVL〕PSL〔ParallelStrandLumber〕单向定向铺装长刨片单向定向铺装长刨片垂直定向铺装短刨片StrandLumber〕1工程木制材料按加工工艺分类图OSB〔OrientedStrandBoard〕1工程木制材料按加工工艺分类图工程木质材料的主要用途构造用集成材:木构造房屋的的主梁、立柱，桥梁的主梁等大型受力构件。单板层积材：主要用于建筑托梁、屋顶桁架、工字梁等构件，也可加工成门窗、门窗框，墙壁支柱、楼梯等建筑部件。构造用胶合板、定向刨花板：在建筑上可用于剪力墙、楼面板，工字梁制造等方面。构造用胶合板还可用于车辆、船舶制造，混凝土模板，集装箱底版等领域。ＯＳＢ还可用于包装运输等领域。二、 木材的性能三、 木材无损检测检测技术原理〔表格、应力分等机静曲强度和内结合强度〔这两个指标一般是需要破坏试件的、密度以及含水率等。目前，对木质材料的物理力学性能进展无1-11-1木质材料力学性能无损检测技术主要方法机械应力检测振动检测冲击应力波检测射线检测超声波检测微波检测

检测原理(或变形)，由计算机系统算出试样的弹性模量，并推想静曲强度。振动频率，计算出试样的弹性模量。弹性模量，对静曲强度及内结合强度等也可进展有效的推测。算出木材的密度。利用波速和密度计算试样的弹性模量。功率变化与含水率之间的关系，即可测定出木材的含水率。木材按强度性能划分成几个等级，称为应力分等。规格材的应力分等是70年月木材行业的重要争论成果之一，它是合理利用木材，提高木材利用率的有效措施。表1-2为主要的规格材应力分等方法〔199。1-2规格材应力分等方法主要方法目测分等

分等原理上推测木材等级的方法。机械分等

依据木材变形依据振动特性

由机械连续测量木材的变形，计算木材的静弹性模量，并从弹性模量和强度的关系，推想木材的强度值。由木材的振动特性得出固有频率，计算木材的动弹性模量，并依据与强度的关系，推想木材的强度值。四、 构造集成材1集成材〔gluedlaminatedtimber，简称glulam〕：是用板材或小方材按木纤维平行方向，在厚度、宽度或长度方向胶合而成的木材制品。构造用集成材structuralgluedlaminatedtimbe〔structuralglula：用肯定强度等级的锯材作为层板，按顺纹方向相互平行层积胶合而成的构造用材。也称层板胶合木，简称胶合木。层板lamination：构成构造用集成材的每层厚度不超过50mm，具有肯定强度标准要求的板材，包括在宽度方向拼接和在长度方向上斜接、指接以及其它等效胶合的板材。宽面材边节径、斜纹倾斜比等各种定义10mm〔对于枯燥刨光后的层板距板材两棱边5mm〕以内的范围叫做材边局部。节径比是指节子或孔洞的直径与所在的材面宽度之比的百分数。〔〕a或b100Bab——宽面材边局部的最大节子或孔洞的直径，单位为毫米B——板材宽度，单位为毫米m。集中节径比：是指在板材长度150mm区间内，节子及孔洞的直径总和与板材宽度的比值。节子直径检量是与板材的材棱平行的两条节子周切线之间的距离。集中节径比abcdBa、bc——定区间内节子直径，单位为毫米B——板材宽度，单位为毫米mm。斜纹倾斜比：木材斜纹理在层板宽度方向上的倾斜高度与相对应的层板纵向长度之比。构造集成材使用环境、特征、强度等使用环境使用环境12065%条件下的环境，在此环境下，对于绝大多数针叶材来说，年平均平衡含水率不超过12%。使用环境2：在每年内，相对于温度为20℃和仅有几周空气相对湿度超过85%条件下的环奇数层单板依据对称原则组坯胶合而成，是产量最多、用途最广、构造最为典型的胶合板产品。特种胶合板是构造、加工方法、用途与一般胶合板都有明显差异的胶合板产品。随着科学技术的进展和各种不同的使用要求，特种胶合板的品种也越来越多。特种胶合板是按其构造形式进展分类的，如可分为：特别构造胶合板、外表特别加工胶合板、成型胶合板等。胶合板也可以分为构造用胶合板和非构造用胶合板(薄板为主)两大类。构造胶合板多为厚胶合板。由于树种和本钱等因素影响，北美和欧洲主要生产厚板；东南亚则以薄板生产为主。构造用胶合板种类、特点构造胶合板的种类：构造胶合板〔StructuralPlywood〕是承受耐水胶粘结，用于做受力构件，主要包括层积芯板构造胶合板和厚芯板构造胶合板两种。在生产工艺、制造技术和性能指标方面有其自己的特点。原料选择构造胶合板生产多承受针叶材作原料，也可承受混合树种，合理搭配内部构造，充分利用各树种木材材性优点，使产品的质量和综合性能到达优良。生产中，还要依据成品规格尺寸，选择所用原料的长度。构造胶合板规格尺寸种类多、变化大，因此要留意原料的搭配使用，合理利用木材，削减裁边损失。产品组坯构造构造胶合板组坯构造在符合对称原则的同时，还要依据其产品使用时的受力特点及产品技术要求进展构造设计，使其到达力学指标要求。目前构造胶合板生产中，大多数承受复合表板构造设计。这种构造可削减热压压力和木材压缩率，产品强重比较高；同时解决了高压力、高压缩率产品湿回弹性大和变形大等问题。单板加工厚单板：通常单板厚度应掌握在1.2～4.5mm之间。单板枯燥最好承受辊筒枯燥机，可提高单扳平坦度。胶粘剂构造胶台板主要是在室外条件下应用，因此要求其应具有耐候性和耐老化性，生产中多承受酚醛树脂胶。对于集装箱底板这种有防腐防虫要求的构造胶合板产品，还要依据要求在调胶时填加防腐、防虫剂。组坯、涂胶和热压工艺生产中可承受改性酚醛树脂胶，提高其固化速度，缩短热压时间。调胶时适当参加填加剂，增加酚醛树脂中的干物质含量，削减板坯中水分，这样有利于热压工艺掌握。板坯预压压力一般掌握在1.0~1.2MPa，预压时间20min。热压温度125℃～140℃；热压压力依据产品力学性能要求进展调整，通常为1.2～1.8MPa，热压时间1min／mm。由于构造胶合板产品较厚，组坯的单板层数较多，因此易造成板坯的厚度偏差较大，生产中通常承受厚度规来掌握产品的厚度。6〕产品加工热压后的构造胶合板要堆垛存放，使酚醛树脂在较高温度下连续固化，从而提高产品的力学强度；同时堆垛存放也可防止产品翘曲变形。依据不同类型构造胶合板的使用特点和要求，要力学性能构造胶合板作为室外工程用品，除了要有良好的耐气候性、耐老化性外．还要具有抗震性、耐冲击性等；同时依据不同使用用途对特别产品静曲强度、弹性模量等力学性能指标也提出了具体要求。如混凝土模板用胶合板，集装箱底板、车箱板等构造胶合板产品已制定或将间续推出相应的国家标准。构造胶合板在木构造建筑上的应用构造胶合板一般为厚胶合板，是胶合板家族的重要组成局部。构造胶合板与一般胶合板相比，除了单板层数较多、厚度较大〔≥12mm〕外，在产品的物理力学性能及生产工艺方面也存在着较大差异。构造胶合板在建筑行业有着广泛的用途，在经济上可与细木工板、中密度纤维板、刨花板、单板层积材和锯材竞争，主要用作建筑中的旁板、地板衬板、水泥模板，特别是用预制构件的场合，构造胶合板是抱负的承重构造材料；在家具制造领域，构造胶合板也有广泛的应用前景，如框架构造、外表掩盖优质单板或装饰板的构造胶合板甚至可直接用于家具外表；除此之外，构造胶合板在车船制造业及枕木制造等方面亦具有宽阔的市场前景，可在包装用板中做受力构件等，且的应用场合及的用途正在连续不断的开发之中。5.2构造用单板层积材5.2.1单板层积材概述单板层积材(LaminatedVeneerLumberLVL):多层整幅〔或经拼接〕单板按顺纹为主组坯胶合而成的板材。承受旋切、刨切及其他方式切削的单板，以单板按顺纹为主组坯层积胶合而成的板材，以及当使用垂直单板时，垂直单板的合计厚度不超过产品的20%，而且垂直单板的层数不超过构成产品单板总层数30%，组坯层积胶合而成的板材。2.2构造用单板层积材的分类、规格、特点单板层积材依据用途可分为构造用LVL〔即承重构件〕和非构造用LVL〔即非承重构件〕两类。构造用单板层积材一般用于瞬间或长期承受载荷的构造部件，如大跨度建筑设施的梁或柱、木构造房屋、车辆船舶和桥梁等的承载构造部件；非构造用单板层积材主要用于家具、室内装修，如门、门窗框、室内隔板等。〔GB/T20241-2023〕中规定的规格尺寸为：长度≥1830mm、宽度915mm、1220mm、1830mm、2440mm、厚度≥19mm。特别规格尺寸及其偏差由供需双方协议。为确保构造用单板层积材的强度及强度的均匀性，国家标准对单板层数有严格要求，优等品要求1296单板层积材的优点为：牢靠性高。单板层积材是强重比很高的建筑材料，优于钢材。由于LVL可将木材中常见的节30％以上，而LVL12％以下，因此，LVL规格大。单板层积材的生产技术使它的尺寸大小可以不受旋切原木径级或单板规格的限制，完全可以满足大跨距梁和车辆及船舶的需要。可便利地制成任意外形和长度的建筑构件及车船用材，它特别适合作为大跨度梁，是一般钢材和实体木材无法替代的构造用材。外形可裁截。单板层积材的最终外形可以依据需要裁截，不受原材料外形和缺陷的影响。由于它的层积构造大大削减了翘曲和扭曲，并且不会导致其产生变形，所以其稳定性好。加工性良好。单板层积材的加工和木材一样，可锯切、刨切、凿眼、钉钉等。由于木纹与产品长度方向全都，继承了实体木材的自然特性，如加工性能好、弯曲性大、具有自然木纹的装饰性等。LVL是用防水性胶粘剂将单板层积胶合构成的，因此，它比其他木质材料有较高的耐候性。假设对单板进展特别处理后再胶合，也可使其具有耐腐蚀性。耐火性好。由于木材热解过程的时间性和单板层积材的胶合构造，作为构造材的LVL耐火性比钢材好。钢材在大火中会塌陷、破损，而单板层积材只有表层碳化，保持着大局部强度。日本对美式木构造房屋进展的火灾试验说明，其抗火灾力量不低于2个小时，而重量较轻的钢构造会在遇火后1时内丧失支撑力量。抗震减震性好。单板层积材具有极强的抗震性能和减震性能，以及能抵抗周期性应力产生的疲乏破坏。其建筑物在地震中的稳定性已经得到反复验证，即使猛烈的地震使整个建筑物脱离根底，其构造也常常完整无损。经济性较高。单板层积材的经济性集中地表现在小材大用，劣材优用的增值效应，它使用不同树种的木材和不同质量的原材料进展层积胶合，利用率大大高干锯材。由于LVL是由旋切单板顺纹层积而成的板材，不需剔除节子等缺陷，与集成材相比可提高出材率一倍以上，经济效益较高。LVL的生产可按肯定的质量标准将旋切单板分等，生产出不同等级质量标准的产品，实现产品的标准化、系列化生产，便于用户实现标准化、专业化设计与应用。检测方法〔抗弯、抗剪〕注：单板层积材与一般胶合板的抗剪强度检测方法不一样五、 FRP增加木质复合什么是复合材料复合材料(Compositematerials)：是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有性能的材料。各种材料在性能上相互取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。纤维增加聚合物基〔FIBER-REINFORCEDPOLYMER简称FRP〕-木质复合材料是纤维增加聚合物作为增加物增加木材所获得的性能优越的先进工程木质复合材料。进展FRP增加木质复合材料的意义1〕缓解我国金属石油、矿石、木材供需冲突，保障等资源供给安全无机非金属矿产资源、人工林、次生林资源高效利用，提高产品附加值，增加企业经济效益提高产品的科技含量和附加值，促进产品的更换代和木材工业的产业升级节能减排、进展低炭经济和绿色高性能复合材料产业保证木构造建筑安全FRP/增加工程木质复合材料特征：强度或刚度的提高。降低材料力学性能的变异