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我国木重组结构材料研究现状

发布时间:2011/9/8 17:58:00

  我国重组木的研究也比较早,1985年中国林科院木材工业研究所得到了澳大利亚成功建厂的消息,即开始了对重组木的研究,与江西木材厂合作用国产的马尾松小径木材和枝头材作为重组木的原料,采用C41-75型空锤锤击木束的方法,完成了我国第一代重组木试验,基本确定了重组木试验工艺参数,并在此基础上进行了经济分析。真正揭开了中国人认识重组木的开端要回溯到1989年5月南京林业大学的张贵麟和华毓坤教授对澳大利亚重组木工业的考察。进入90年代后,汪孙国和华毓坤采用手工疏解和机械辗压两种方式制出了重组竹板材,为重组木加工开创了新的领域。1993年内蒙古农业大学的潘石峰、王喜明等人开始利用西北地区广泛生长的灌木材沙柳为原料,主要研究了其加工工艺对力学性能的影响,并制得了以脲醛树脂为胶黏剂的沙柳重组材,这种重组材可用于制作家具和建筑构件。

  东北林业大学继中国林科院和南京林业大学之后也做了大量的研究工作,他们在分析国内外的研究成果之后,认为重组木生产中坯料辗压水平的好坏又直接关系重组木的质量。为此,马岩等对辗压原料的受力分析及木束形成机理进行了深入的理论探讨,在国内首次提出了辗压计算的公式和设计辗压设备的关键参数,从理论上分析了辗压、扭搓的力学机理和强度条件。

  主要成就有:1、初步探讨了木材在均布载荷压力作用下劈裂而形成木束的静力学强度准则;2、借用弹性力学的复变函数解法,建立了重组木坯料在腰鼓形压辊均载辗压下圆截面局部受压的力学模型;3、在理论上验证扭辗形成重组木木束的力学机理;4、建立了重组木的材料力学与弹性力学分析的力学模型;5、导出了静压作用下重组木坯料形成的受力关系式,并用试验验证了这些结论。以上理论不仅开创了重组木力学的研究领域,而且为重组木坯料加工设备设计的确定提供了理论依据。除了碾压理论研究之外,东北林业大学还进行了重组木复合刨花板制造技术的试验研究,并应用材料力学的理论,确定了重组木复合刨花板在近似于实木性能条件下的最佳力学性能,通过理论分析得到只需在刨花表层铺装20%~30%的木束,复合材强度就可以提高一倍以上,并能有效提高刨花板的表面加工性能。1994年东北林业大学在牡丹江木工机械厂的资助下,建成了重组木模压试验台、重组木工业化辗压试验台,使重组木试验由试验研究转入工业化试验研究。这条生产线于1999年转让给河北宣化市重组木门框材生产厂,从而拉开了我国生产重组木的序幕。该生产线可压制大尺寸重组杨木板材,经中国林科院国家人造板质量检测中心检测,各项指标基本满足使用要求。

  近年来重组木的研究主要集中在工业化利用基础研究和开发新产品上,金维洙等(1998)分别测定了落叶松、桦木、杨木等树种制造板材的主要力学性能,研究了不同树种的原料、木束几何尺寸、施胶、铺装比等因素对其性能的影响,结果显示重组木具有较好的结构材力学性能。姜新波等对重组木工业化产品进行了试验研究,认为木束的分离是重组木工业化生产的关键工序,从原理上分析采用辗压加工是分离木束比较理想的方工。赵仁杰等(2006)研究了以杉木制材剩余物--板皮为原料模压制造重组木H型材,以替代矩形截面的方材,用作木结构建筑的梁、柱材料,相关技术已经申请了国家专利。总的来说,国内重组木的研究和发展水平稍稍滞后于国际水平,但基本思路还是保持一致的。




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