竹束單板整張化及其層積材性能的研究.pdf

1、作為一種新型人造板材，重組竹最大的特點是突破了傳統(tǒng)的加工方式，保證了竹材利用率高達90％以上，在原料上既可利用大徑毛竹，也可利用小徑竹。重組竹在具有力學性能穩(wěn)定、縱向強度高等良好物理力學性能的同時，還存在著密度分布不均勻、密度高、殘余應力大等問題，這些缺陷在一定程度上阻礙了重組竹在結(jié)構(gòu)材上的進一步利用。其中，密度不均勻是重組竹研究中的難題之一。重組竹組坯工序中，手工隨機組坯鋪裝竹束單元是導致重組竹板材密度不均的原因之一。手工組坯，不僅作

2、業(yè)效率低，板坯無結(jié)合強度，空隙大而不平整，穩(wěn)定性差易散坯，不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而且易出現(xiàn)竹束單元重疊搭接、鋪裝不均衡等板坯鋪裝不均勻的現(xiàn)象，而板坯鋪裝質(zhì)量的好壞直接影響到板材的密度均勻性，使板材相應各部分物理力學性能的變異性大，影響其在建筑上作為結(jié)構(gòu)材的使用。
　　 針對上述問題，本文借鑒單板層積材組坯工序中單板組坯的思想，在現(xiàn)有竹束單板層積材手工組坯竹束單元的工序中引入線連接竹束單板和竹束單板預壓密實化兩種不同的整張化工藝

3、，以期達到既可實現(xiàn)竹束單元的整張化作業(yè)又能保證板材各項物理力學性能均勻的目標。
　　 本文以梁山慈竹（Dendrocalamus farinosus）為研究對象，分別研究了線連接整張化工藝和竹束單板預壓密實化工藝對竹束單板及其層積材物理力學均勻性的影響。通過研究得出以下結(jié)論:
　　 (1)研究得出了竹束單元組坯工序中棉線縫紉和熱熔膠線兩種線連接竹束單板整張化的方法，在竹束單元長300mm的情況下，建議選用線間距70-10

4、0mm。棉線和熱熔膠線兩種線連接整張化工藝對竹束單板層積材的力學性能幾乎沒有影響。
　　 (2)經(jīng)過線連接整張化方法處理后，竹束單板層積材力學均勻性和密度均勻性較重組竹得到有效提高。隨著密度的增加，線連接整張化竹束單板層積材的密度更加均勻。經(jīng)過棉線連接整張化處理后的竹束單板層積材的力學強度與密度呈線性關(guān)系，在密度0.7-1.1 g/m3范圍內(nèi)，其力學性能的可設(shè)計性較重組竹要強。
　　 (3)采用菲克定律能預測竹束單板層積

5、材的長期吸水行為，隨著溫度和密度的增加，板材吸水速率加快而厚度膨脹率減小;BLVL的擴散系數(shù)為1.14-2.54(10-10/mm2/s)。
　　 (4)在竹束單板熱壓預壓密實化工藝中，熱壓溫度從90℃到150℃，熱壓時間從10min到15min，預壓密實化竹束單板的橫向連接強度呈上升趨勢，而預壓密實化竹束單板壓制的竹束單板層積材力學性能和尺寸穩(wěn)定性能值均呈下降的趨勢。冷壓法預壓密實化板材各項性能較熱壓法要略低，但冷壓法操相對簡