胶合竹层板的制备和力学性能评价

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当前广泛利用的竹质工程结构材料,主要包括竹材胶合板、竹席胶合板、竹席竹帘胶合板、竹材刨花板、竹篾层积材和重组竹等,这些板材在生产过程中大多没有遵守严格的质量控制规范,产品性能不稳定,进而导致板材的可靠基础数据无法取得,不能针对具体要求设计板材的结构和力学强度,材料的可靠性和安全性无法保证,这在很大程度上限制了竹质工程结构材料在现代工程结构中的应用。本研究以毛竹竹青片为原料,评价其部分力学性能并对其进行分级;选用分级后的竹青片,脲醛树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂,非连续拼接和连续拼接2种组坯工艺,通过施胶、组坯和热压胶合等工艺制成脲醛胶合竹层板(非连续拼接)、酚醛胶合竹层板(非连续拼接)和酚醛胶合竹层板(连续拼接)3种单层的胶合竹层板;评价和对比3种胶合竹层板各自的力学性能。本研究主要结论及创新点如下:1)竹青片的径向拉伸剪切强度为12.71MPa,弦向拉伸剪切强度为7.98MPa;2)在径向加载(竹青面在上/竹青面在下)和弦向加载3种不同的加载方式下,竹青片的MOE和MOR都随着气干密度的增大基本呈线性增大趋势;对应上述3种加载模式,竹青片的MOE分别为16.63GPa、15.74GPa和17.07GPa,MOR分别为221.64MPa、237.66MPa和219.56MPa;3种不同加载方式下竹青片的抗弯性能具有明显差异,表明加载方式对竹青片的弯曲性能有显著影响;本文首次以气干密度和弦向加载时的MOE为依据对竹青片进行分级,获得了性能均匀稳定的分级竹青片;3)选用脲醛树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂,以及非连续拼接和连续拼接2种组坯工艺,制备了3种胶合竹层板。工艺实验结果表明:非连续拼接的组坯工艺操作简单,基本成熟,而连续拼接组坯属于创新工艺,操作较为复杂,目前尚处在改进之中;4)3种胶合竹层板均具有良好的胶合性能,其拉伸剪切强度均大于6.5MPa;总体来看,2种酚醛胶合板的力学性能优于脲醛胶合竹层板。
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