竹子或黄麻布夹层胶合板物理力学性能的研究

　　　为了制造纤维强化胶合板,把竹子或黄麻作为加固材料,对胶层结合力、剪切强度和弯曲、剪切的物理性能方面进行研究,它们的胶合形式的物理特性作用。

　　1、材料和方法

　　材料:产于亚洲的moso竹子、黄麻布,用竹子作夹层材料时,为了得到良好的胶合强度,应剥去其里外层皮。因为其外层皮含有蜡质,阻止水从外皮进入,削弱胶粘力,其内壁层的物理力学性能比其他部位低得多。竹子材料分为两种形状使用;竹带状和编制板坯状。带状宽为10mm,厚为08mm。黄麻布是以10股绳子编制的(10mm×10mm)其厚度为13mm。木材单板是黄波罗双木材板,其厚度为32mm。胶液采用甲酚醛树脂。

　　2、板材制作

　　竹带状或黄麻布夹在表板和芯层之间,把夹层分别设置在0/90度和45度定向。这儿有6种夹层定向胶合板;竹带状在0/90度和45度定向,竹板胚在0/90度和45度定向,黄麻布0/90度和45度定向。

　　所有试验样板(30cm×30cm)是在实验里制作的,每胶层用甲酚醛树脂以280g/m2用量涂上。竹板坯和黄麻布的树脂渗透率为20%和50%,浓度为50%～60%甲酚醛树脂可以在其中渗透。竹子夹层胶合板经高压200kpa高温145℃压制7min制作的。为了生产弯曲强度良好的胶合板,其高压比通常略高一点为好。黄麻布夹层胶合板经高压100kpa、高温145℃压制6min而成的。

　　3、测定物理力学性能

　　将所有胶合样板在室温为20℃和相对湿度为50%条件下进行弯曲性能试验。试验分为湿、干条件循环进行,在室内温度的水里,浸泡胶合样板4h,接着在60℃温度条件下烘干20h,然后在水里煮4h。每胶合样板有3层;表层、芯层和夹层。对胶合样板进行剪切试验,其样板长度为250mm,用载荷静力弯曲试验方法测定其弯曲强度。

　　4、结果与讨论

　　胶层剪切强度是对层积胶合板的基本物理力学性和耐久性的特征之一,用jas(日本农业标准)试验方法,对组织材料的胶层剪切强度已经过试验研究。

　　在竹带状夹层胶合板(bs0/90和bs45)里表层和芯层的剪切强度相当大,但是夹层的剪切强度比别的小得多,尤其是在0/90度定向时。在45度定向时,其剪切强度比在0/90度定向时的大得多。竹板坯夹层胶合板在两种定向时(bm0/90和bm45)相比较,很显然在45度定向时一般胶层的剪切强度比在0/90度定向时的大得多。在其偏差标准之内,在这两种定向时,竹板坯的剪切强度都要大一些。黄麻布夹层胶试验表明,黄麻布对木材单板有良好的粘着力,无论是在0/90度定向时,还是在45度定向时,其剪切强度都大。

　　5、弯曲性能

　　如将胶合板用作建筑材料时,要研究其弯曲性能,包括其弹性模量和断裂模量,要测定对板面纹理科行方向的弯曲性能。夹层胶合板可以增加其弹性模量,并且在0/90度定向处理的所有材料的弹性模量比在45度定向的更大一些。在0/90度定向时,竹带状夹层胶合板的断裂模量较小一些,不过其它夹层胶合板的没有影响。

　　6、剪切性能

　　对于作建筑材料的胶合板,板材和板面的剪切模量是在侧面和表面的抗弯曲和变形上重要的因素在45度定向时所有的夹层胶合板的剪切弹性模量增加到40%～80%,但是在0/90度定向的更小些。在45度定向时竹子夹层胶合板的弹性模量增加到50%以上,超过在0/90度定向的弹性模量。对黄麻夹层胶合板来说,其弹性模量增加到10%,并且在这两个定向之间区别不大。经试验得到胶合板的剪切弹性模量是与组织复合板的每一个材料有紧密关系的。

　　7、小结和讨论

　　1在竹带状夹层胶合板上,竹带状层之间的胶层剪切性能弱,尤其是在0/90度定向时。在竹板坯夹层胶合板里,单板和编制板坯之间,在45度定向的剪切性比在0/90度定向时的好得多。在黄麻布夹层胶合板里,每层的黄麻布的粘着力良好。

　　2在竹板坯和黄麻布夹层的胶合板里,其弯曲性能比其它各种夹层胶合板的大得多。在0/90度定向时,竹板坯或黄麻布夹层胶合板弹性模量有所提高。但是断裂模量无变化。竹带状夹层胶合板的弯曲强度小。

　　3在45度定向时,竹材料提高夹层和板层胶合板的剪切弹性,但是在这个定向的黄麻布在那些性能方面作用不太清楚。和其它基板层相比较,黄麻布夹层胶合板具有良好的粘着力,但是其剪切性能小,其胶合板剪切模量分别从03～06。在45度定向时的单板之间的竹带状和竹板坯具有强大的剪切刚性,可用作抗震建筑墙壁胶合板。关于黄麻布夹层胶合板的更有效的方法,有待进一步研究。