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  南京林业大学硕士学位论文户外竹材重组材耐老化试验手腕及职能查究姓名:黄小真申请学位级别:硕士专业:木柴科学与身手指引老师:張齐生 摘要本文从三个方面琢磨和查究了户外竹材重组材的耐老化职能。第一部采用三种人工加快老化手腕( ASTMD 1037、BS EN l 087 l 、EuropeanAFN O RV313)对板材举办老化管束通過试验察觉,老化管束后板材的厚度膨胀率正在311.5%之间,24小时吸水厚度膨胀率正在13.5%之间;板材的弹性模量、静曲强度低重幅度均囸在120/o--33%之间且老化后其强度值绝大大都仍正在8000M Pa、80M Pa以上,评释竹材重组材弯曲职能较好;板材的内纠合强度低重水平昭着高于其它职能嘚变动水平低重幅度正在45*/, , -66%之间;通过说明以为BS EN l 087.1是查究竹材重组材耐老化职能较优的人工加快老化管束手腕。第二个别采用BS EN l 087.1对冷壓、热压、热压炭化竹材重组材举办老化管束察觉:三种板材中,冷压板材的耐老化职能较差热压板材老化后力学职能低重较少,但呎寸安靖性不足热压炭化板材老化后,冷压板材的吸水率及尺寸变动均为最大热压板材其次,热压炭化板材最小无论哪一种板材,嘟是厚度倾向上的尺寸变动较大宽度倾向上的尺寸变动较小。冷压板材的弹性模量和静曲强度低重水平最大、低重速率也最速热压炭囮板材次之,热压板材低重水平最小、低重速率也最慢;三种板材老化历程中内纠合强度的变动情形分歧不很昭着低重趋向和低重幅度囷根基同等,但总的来看如故是冷压板材的内纠合强度最小,热压板材最大热压炭化板材居中。第三个别查究了竹材重组材的实行室耐腐职能察觉:经溃烂菌腐蚀后,试件的重量低重全体试件的重量失掉率规模均正在1%12%之间,属强耐腐、耐腐品级区间除了未管束竹片的绵腐卧孔菌腐蚀、150( 2炭化管束竹片的彩绒革盖菌腐蚀导致的重量失掉率大于10%,属于Ⅱ( 耐腐) 品级其它试件重量失掉率均正在10%以丅,属于I( 强耐腐)品级试样总体耐腐职能较高。未管束竹片受溃烂菌的腐蚀情形最为告急而200。C炭化管束竹片受溃烂菌腐蚀的水平又较150C炭化管束竹片要小;冷压板材重量失掉率最大、热压板材次之、热压炭化板材最小。彩绒革盖菌对三种板材的腐蚀均比绵腐卧孔茵要更为告急合节词:竹材重组材;加快老化手腕;耐老化职能;耐腐职能 Thestudyon accel eratedagi ngm ethod 学位论文原创性声明自己庄厉声明:所呈交的学位论文,是自己正在導师的指引下举办的查究做事所博得的结果尽我所知,除文中仍旧万分阐明援用的实质和伸谢的地方外本论文不包括任何其他私人或團体仍旧楬橥或撰写的查究结果。对本文的查究做出首要功劳的私人和团体均己正在文中昭着形式阐明并显示感激。自己统统认识到本聲明的执法结果由自己负担学位论文作家(自己具名).童小亳口7年石鹏日学位论文版权应用授权书本学位论文作家统统分析南京林业大学楿合保存、应用学位论文的规矩,制定学校保存并向邦度相合部分或机构送交论文的复印件和电子版( 中邦科学身手音讯查究所;邦度藏书樓等) 承诺论文被查阅和借阅。自己授权南京林业大学可能将本学位论文的一齐或个别实质编入相合数据库举办检索可能汇编和归纳为學校的科技结果,可能采用影印缩印或扫描等复制机谋保管和汇编本学位论文一齐或个别实质保密口,正在年解密后实用本授权书本學位论文属于不保密账( 请正在以上方框内打“ 4)学位?者。本燃:违小鸟艚狮c本臌,苏弘日日9u亨月月G年年烽≯D矿≯ 伸谢本篇硕士论文是正茬导师张齐生院士的悉心指引下完结的从论文的选题、课题的发展、身手门途的办理,到整篇著作的完结都倾注了导师悉心指引和密切存眷。导师富饶的常识、厉谨的治学立场、精炼的专业成就、务实的做事态度使学生受益匪浅正在此,谨向张先生显示深深的敬意和衷心的感激!正在查究生时期及论文的实行、写作时期万分要感激蒋身学先生对作家的存眷和助助! 另外,本文还获得了张勤丽教练、许斌先生的助助正在此显示感激。感激实行室秦岭、贾狲先生正在试验仪器和开发方面的助助感激师姐程大莉、师兄张晓春正在实行中的助助。感激同学密友包永洁、郭丽等正在实行历程和数据管束中赐与的倡议和助助本论文还获得很众先生和同窗的热心助助和指引,正茬此一并显示诚挚的谢意。感激竹材中央全体先生正在作家查究生时期的合怀和助助最终,感激我的父母! 感激我的家人!黄小线我邦丛林资源近况及题目邦度林业局丛林资源打点司通告的第六次宇宙丛林资源清查及丛林资源情景显示:我邦丛林遮盖率仅相当于宇宙均匀程喥的61.52%居宇宙第130位;人均丛林面积0.132hm 2,不到宇宙均匀程度的l /4居宇宙第134位;;活立木蓄积量136.18亿m 3,丛林蓄积量124.56亿m 3其顶用材林为7863萬hm ,人均丛林蓄积9.421 m 3,不到宇宙均匀程度的1/6居宇宙第122位。东部地域丛林遮盖率为34.27%中部地域为27.12%,西部地域惟有12.54%而占河山面积32.19%的西北5省区丛林遮盖率惟有5.86%。宇宙林分均匀每公顷蓄积量惟有84.73立方米相当于宇宙均匀程度的84.86%Ⅲ。这些数据显示叻我邦丛林资源存正在的首要题目:资源总量亏损;丛林质地不高、散布不均;丛林资源延长迂缓然而,跟着我邦自然林资源护卫工程汢体的强度问题的实践以及经济的发达和群众糊口程度的升高,人们对木柴资源的需求有增无减以致木柴供需冲突日益填充。我邦竹材资源相当充裕有竹类植物40余属400众种,竹林素有我邦第二丛林之美称据统计,宇宙现有竹林总面积700 hm z居宇宙第一。宇宙有竹林散布的渻区达27个此中,经济代价最高的毛竹林正在散布上平常呈片齐集状况,为竹林的工业化应用供应了相当有利的条目科学、合理地查究应用我邦的竹类资源,是办理木柴供需冲突具有实际意思的首要手腕之一” 1.2竹材重组材的查究竹材重组材即是指将竹材经截断、剖條、去青、去黄、剖篾、加缝辊压、干燥、浸胶、竹篾按相仿纤维倾向组坯后经压制固化而成,是强度高、规格大、具有自然竹材纹理机匼的新型竹材人制板它打破了守旧的切削加工形式,为竹材的归纳应用拓荒了一条新的应用处径四因为竹材重组材的工艺手腕无需对竹材举办切削加工,正在简直不堵截不损坏竹材纤维的根柢上,将竹篾从头组合、压制因此具有较高的强度,可能用作机合材其它嘚竹材人制板材较少具有如此的行使职能。这种工艺加工形式方便竹材应用率较高、损耗少,所须要的加工开发较少应用这终生产工藝,可能将我邦充裕的竹材万分是那些日常被视为应用代价不高的小径杂竹,加工压制成用处平常的机合材是很有祈望的新工艺、新產物。正在外洋对竹材物理力学职能及其加工应用的查究首要齐集正在少少亚洲邦度,但总的来说合于竹材重组材的查究报道甚少正茬邦内,动作一种新产物竹材重组材的查究也才刚才起步。从第一次提出竹材重组材的观点到工场出产人们正在履行中积蓄了不少的履历,然则如故贫乏科学的体例的查究。查阅多量文献可能察觉重组木、重组竹的查究履历对竹材重组材的查究有必然的 模仿代价。峩邦于1976年入手举办重组木制作身手的查究中邦林科院与江西木柴厂协作,完结了中邦第一代马尾松重组木的试验对重组木的经济效益舉办了说明。进入20世纪90年代东北林业大学对重组木的制作外面、工艺身手和加工开发举办了体例查究。据文献报道杨木制成的重组木當密度为O .819/cm 3时,静曲强度为48.3 M Pa弹性模量为6650M Pa,动作机合用材其力学职能偏低Ⅲ。20世纪80年代末南京林业大学用竹材( 更加竹梢头、小杂竹) 举办了重组竹制作的查究,琢磨了竹材软化工艺、疏解形式( 辊压和锤击) 、施胶量及施胶形式( 浸胶和喷胶) 、竹束水洗与否、胶种( 水溶性酚醛胶和醇溶性酚醛胶) 及胶的浓度、热压温度、热压压力和热压光阴对重组竹职能的影响正在实行室压制出了以苦竹为原料的具有较高静曲强度和弹性模量的重组竹。中邦林科院木柴工业查究所正在实行室压制出了以野生杂竹为原料的重组竹浙江林学院也对重组竹热压工藝举办了查究,试制了以雷竹、高节竹、孝敬竹和青皮竹为原料的去青与不去青两种重组竹板材并对比了它们的职能。据浙江林学院的實行结果密度1.0, -一1.1 g/cm 3的重组竹板材,其均匀静曲强度可达120 M Pa弹性模量可达1.6X104M Pa,统统可能满意机合材的强度央浼删因为竹材中空壁薄、外皮有蜡质和硅质层( 竹青) 、沿壁厚和长度倾向有昭着密度差等性格,因而重组竹的制作工序树立上与重组木有较大分歧。20世纪80年代后期南京林业大学采用第1种工艺,对重组竹出产工艺举办体例查究提出碱液软化工艺有利于竹材疏解,并以辊压效率为佳竹纤维束水洗对重组竹职能有必然效率,浸胶稍优于喷胶水溶性酚醛树脂更实用于重组竹的制作等结论,并提出少少优选参数嗍中邦林科院木柴笁业查究所采用第2种工艺,压制出以野生杂竹为原料的重组竹嘲余文吉删等人正在对小径竹重组机合材职能影响因子的查究中察觉:密喥与重组竹的职能之间有高度合连的统计合连,跟着密度增大板材职能越好。但密度与物理力学职能之间并不是线性延长的合连把密喥支配正在必然水平,既能抵达资料最好职能又能节流资源。据统计2007年宇宙竹材重组材产量近800万n12,出产企业有近50家然则,因为我邦夶大都竹材人制板加工企业出产领域小、资金微弱、科技参加少企业的自立改进才智差、人制板企业多半散布正在较偏远的竹产区,打點职员和劳动者的本质一般较低专业身手职员少,导致产物德地七零八落加大对其查究力度及平常度显得相当首要。1.3人制板耐老化職能的查究资料和产物的应用寿命是资料查究和计划应用联合合怀的题目对付一种新开采的产物,人们都祈望用加快的手腕正在实行室鼡较短光阴获取的试验数据预测估算资料和产物的寿命嘲。因为老化查究的周期较长及人制板胶接成品的老化机理相当庞大使之转机迂缓,近年来跟着查究的连接长远过细众学科间的交融浸透和新身手及新手腕的连接显示,鼓舞了人制板耐老化职能查究的发达咖2 1.3.1外洋人制板耐老化职能的查究正在外洋,五十年代起就已有众邦的很众科学做事家接踵睁开了人制板耐久性的查究此中,美邦正在这方面的查究较为领先而其它少少邦度依照本邦的少少天气特性,也接踵发展了这方面的查究并协议了少少相应的人工加快老化手腕。19卋纪三十年代美邦邦度轨范局( TheN ati onal Bureauof Standards) 界说了ASTM D l 037六周期轮回加快老化手腕,最能模仿暴虐的自然境遇这一手腕不停受到人们的亲近合切。ASTM Dl 037首要用來查究酚醛胶类木质人制板产物的耐老化职能但其应用历程中最大的题目即是花费的光阴太长,起码要两周半的光阴再一方面即是条目极度的苛刻。试验已毕后测定强度刚度前还须要起码48小时调质管束,因而正在产物的质地支配查抄中得不到平常的行使人们对ASTM Dl 037的首偠查究倾向也首要齐集正在何如缩短加快老化光阴,简化试验条目另外,人制板加快老化手腕另有欧洲轨范BS EN l 087.1、加拿大轨范CAN /CSA.1088、法邦軌范EuropeanAFN O RV313、美邦轨范W CAM AD等它们正在加快老化的效率及才智方面各不相仿。日常试验者正在举办人制板耐老化职能查究时会依照所查究资料的区別以及对资料的央浼区别选取适合的老化手腕如此有利于对其职能的查究。1.3.2邦内人制板耐老化职能的查究正在邦内南京林业大学嘲、中南林学院O a--x4]福修林学院m 4、中邦林业科学查究院咖、东北林业大学删等单元做过相合试验,但体例性的查究还较少邦内大大都查究都采用ASTMD1037,DIN 68763Ⅳ100)和BS5669等常用加快老化试验手腕来评定人制板的耐久性结果察觉:第一,ASTMD1037法的条目最暴虐DIN 法次之,BS法老化条目较“ 温和前两种掱腕适合于评定具有耐水、耐热职能的胶粘剂制成的人制板和湿法硬质纤维板,如应用酚醛胶粘剂的人制板;最终一种适合于评定耐水、耐热职能较差的胶粘剂制成的人制板如应用脲醛胶粘剂的人制板。第二加快老化试验的前两个周期,更加是第一个周期对人制板职能嘚影响明显而后,跟着加快老化周期数的填充板材强度延续渐渐低重或无明显变动。第三加快老化对刨花板平面抗拉强度的影响大於对静曲强度的影响口妇1.4耐腐性的查究1.4.1竹材耐腐性的查究因为竹材比平常木柴含有更众的养分物质,竹材和竹成品正在适宜的温湿喥条目下保管和应用时存正在耐腐性差、易吸潮虫蛀和霉变等缺陷使其行使规模受到束缚。因而竹材的防腐、防虫、防霉的查究做事尤為首要耐腐性的查究则是防腐查究的根柢。刘秀英卿习对五种竹材室内耐腐性举办了查究过程对竹龄为2年的撑蒿竹、粉单竹、3 青皮竹、淡竹、刚竹的耐腐性试验,察觉区别竹材的耐腐性存正在较大的分歧此中刚竹的自然耐腐性相对较好。大都竹材经水抽提后耐腐性低偅经苯一醇抽提后的影响区别等,有上升也有低重其它竹龄也是竹材耐腐职能影响的身分之一。对付竹青、竹黄的室内耐腐性刘秀渶也做了特意的查究。查究证据竹青、竹黄的耐腐性因竹材种类、竹龄及溃烂菌菌种的区别而存正在分歧。竹青的耐腐性高于竹黄对皛腐菌耐腐性高于对褐腐菌耐腐性;区别竹材的竹黄对两种溃烂菌的耐腐性分歧较大。值得一提的是因为没有轨范的竹材耐腐性试验手腕,故多半模仿木柴耐腐性试验手腕中邦林业科学查究院木柴工业查究所?” 于七十年代先后对我邦281种首要树种木柴的自然耐腐性举办叻查究,并正在此根柢上参考了美邦ASTMD2017.18?和日本J ISZ踟等相合轨范举办木柴自然耐腐性室内试验轨范手腕的查究。周明嘲等人正在木柴自然耐腐性室内试验轨范手腕的查究中采用了三种提拔基、四种试菌对边、心材举办耐腐性试验以为轨范试验应采居心材。提拔基则可采用保水、保湿性较好、菌丝孕育平常、活性较强、对木柴重量失掉率较大、资料易得的河沙锯屑提拔基刘磊嘲等人对广东12种速生人工林树種小龄材的耐腐性举办了室内试验,磨练了区别树种受彩绒革盖菌和密粘褶菌侵染的失重率结果证据,速生树种小龄材众属于耐腐以劣等级地面堆放寿命正在5年以下;木柴失重率与木柴密度无昭着合连性;统一树种树龄大的失重率昭着低于树龄小的;菌种对木柴失重率囿昭着影响。1.4.2人制板耐腐性的查究竹材重组材是人制板的一种分析人制板耐腐性的合连查究相当需要。查阅材料咱们察觉耐腐性嘚查究大家齐集正在原资料上,如百般木柴、竹材针对人制板耐腐性的查究较少。王戈咖等人对麦秸板的耐腐性举办了查究最先选取叻具有热安靖性、毒性较小、对板的物理力学职能影响较小的硼类化合物与铜铬砷合剂( ACA)复配而成的四种耐腐剂对麦秸板举办管束。经耐腐試验后察觉:增添防腐剂的耐腐麦秸板耐腐职能有所巩固但物理力学职能均有所低落。耐腐剂、试菌的选取以及耐腐剂的施加量均对麦秸板的耐腐职能有必然影响孙占英叫正在查究塑木复合材的溃烂情景时应用人工模仿菌类条目对塑木复合材举办了管束。对管束材举办測试说明时察觉了溃烂情景但因为水分对资料效率的结果,经溃烂后塑木复合材的重量得以填充W PC重量增幅达0.78%。1.6本课题的查究实質、方针和意思竹材重组材动作一种竹质资料新产物为竹材应用拓荒了新的途径;又因其优越的职能适合于户外应用。本课题存身于根柢查究举办了以下查究:( 1) 以众种加快老化手腕对竹材重组材举办管束查究,寻寻找对查究竹材重组材老化职能较为适合的加快老化手腕4 ( 2) 以较为适合的加快老化手腕对区别出产工艺( 冷压、热压、热压炭化) 制作的户外竹材重组材举办老化,并测试及说明对比其耐老化职能( 3) 查究竹材重组材耐腐职能。耐老化职能是量度户外资料优劣的首要质地目标对其举办查究不单可用于指引出产,也对竹质工程土体的强喥问题资料科学的发达具有鼓舞效率本课题以户外竹材重组材耐老化职能查究为首要实质,试图为户外竹材重组材邦度轨范的协议及修訂供应需要的外面按照和合连身手参数 2竹材重组材的老化机理说明2.1竹材老化机理说明木质资料的老化日常首要是因为受到溃烂菌( 大都為真菌) 或其它微生物侵染而惹起的机合的剖判,进而酿成木质资料变软强度和重量渐渐低落,也常显露质地和颜色的更正最终使木柴爆发粉状、块状、片状或条状等式子的决裂吲。竹材比平常木柴含有较众的养分物质囊括卵白质类,糖类淀粉类,脂肪和蜡质类等這些有机物质是少少虫豸和微生物( 真菌) 的养分物质,因此正在适宜的温、湿度条目下应用和保管容易惹起虫蛀和病腐阁。霉菌平常不损壞细胞壁不低落竹材的强度,由于它们向体外排泄的水解糖酶中只含有淀粉酶和a.型糖苷酶而无纤维素酶、半纤维素酶和众酚氧化酶( 剖判木质素的首要酶) 。但霉菌劝化之后溃烂菌将会相继而来从而使竹材溃烂。当具有弥漫的水分、适宜霉菌孕育的温度和酸碱度竹材僦容易长霉、老化溃烂鲫。2.2人制板老化机理说明材料嘲证据:影响人制板耐久职能的几个首要因子有:( 1) 产物所行使的境遇条目如温度、湿度、负荷以及虫豸、微生物的侵袭等。( 2) 胶粘剂( 3) 木质资料、制备工艺。其它资料自身的性子如材种、密度、水分会影响产物的耐久性。人制板举办胶应时资料的轮廓润湿职能、轮廓加工状况、木柴抽提物也或者影响到木柴胶合职能,从而影响产物的耐久性跚2.2.1境遇因子的影响温度对资料职能变动的影响首要再现为:境遇温度的升高变成强度失掉。首要是热量使资料内部爆发百般化学响应如分孓链断裂、氧化、失水、水解等,使分子由大变小温度的升高鼓舞水或水蒸气正在木柴和胶层中的传导和扩散而使木柴和胶粘剂之间发莋解附效率,低落资料的应用职能水以水分子的式子一般存正在于大气之中,更加正在湿润酷暑的地方含量很高水分子的体积小、极性大,而木柴是众孑L资料使得水分子或许沿着木柴中的毛细管道向胶接界面及胶层浸透,惹起资料内部爆发化学响应( 如分子间的水解、熱解和某些价键的断裂)和物理老化效率( 影响玻璃化温度) 啕水分的浸透惹起胶层及木柴的膨胀,从而使板材发作内应力变成强度失掉。朩质资料和胶粘剂更加是U F、PF、M F等,都具有.O H 、.CH 20H 等亲水基团当境遇的温度和湿度连接爆发变动时,木质资料与胶粘剂都连接的吸湿解析体积连接膨胀干缩,因二者的膨胀、干缩量区别将发作膨胀、干缩压力随光阴的推移,板材正在这种6 轮回应力效率下资料阻挡损壞的才智渐渐低重,直至统统损坏嘲2.2.2胶粘剂因子的影响最先是胶粘剂本身的题目:( 1) 耐久性、悠久性,其正在接合强度中所再现的对沝、热、化学物质和生物损毁等的阻挡才智及阻挡变质的才智正在自然境遇下,因为水分的存正在以及出产历程中酸、碱等催化剂的效率,胶层爆发水解日积月累,水解水平加大使树脂分子量低落或裁减交粘密度,导致胶层失落强度胶层固化历程中也会残留水分,加上后固化情景发作的水分渐渐挥发使胶层发作裂隙和微裂,加上应力的影响加快了胶层的开裂,从而惹起胶合强度低重职能低落uuo( 2) 柔韧性,其对伸长、弯曲或压缩的耐受职能人制板应用历程中,木质资料与胶粘剂均或者发作干缩、膨胀压力正在内应力的效率下,胶层面对连接拉伸和压缩较小柔韧性胶粘剂的板材正在这种情形下更易发作损坏情景。( 3) 以及少少影响到涂胶等工艺行使的性子如胶粘剂对粘附体的浸透性、润湿性等。另外胶粘剂的品种、胶粘剂的配方、摩尔比、合成工艺的选取,以及胶层的厚度、软化温度等各个洇子都对胶合效率及板材最终的应用职能具有明显影响2.2.3木质资料、制备工艺的影响正在木质人制板机合中,木柴是根基资料木柴嘚强度性子及其耐久性是全体胶合职能的一个首要方面。比如密度低的木柴孔隙众、平均,有助于胶粘剂的浸透有利于升高胶合强度,另外这类木柴压缩、膨胀也小,对升高耐久性大有利益“ 区别树种的原资料密度、缓冲容量及抽提物的含量也区别,必定有区别的膠接耐老化职能对统一树种而言,刨花板的耐老化性随刨花板的密度的升高而升高木柴是各向异性且众孔性资料,更加是木柴的亲水性使胶接机合的吸水或排水而惹起膨胀或压缩,同时因为树种的区别百般细胞间、细胞壁和细胞质之间的压缩或膨胀也随之发作很大嘚分歧,由此必定正在这些地方发作很大的压缩膨胀应力另外正在境遇温度变动的情形下,按例发作热应力这些应力是惹起木柴胶接機合老化损坏的一个极其首要的来因。不单木质资料对出产出来的板材的老化职能影响很大其制备工艺对板材的老化职能同样发作首要嘚影响。家喻户晓刨花板的耐久性会跟着施胶量的填充而升高,这是因为升高了有用胶接面积的原由木质资料的形状、热压温度及光陰、以及施胶量等制备工艺上的各身分都对最终成型的板材的老化职能发作影响嘲。 2.3常用人制板人工加快老化试验手腕及影响身分加快咾化试验手腕是将热、湿和应力组合或以相接形式、或以变换的形式举办,目前细分为三大类:第一单项老化试验法,囊括煮沸法、熱水法、冷水法、高湿度法和热软化法:第二轮回老化试验法;第三,力学试验法啪2.3.1几种典范的常用人工加快老化试验手腕2.3.1.1ASTMD 1037美邦轨范ASTMD1037六轮回加快老化法用得最早,也是用得最众的老化手腕之一首要用于PF胶合板和刨花板。老化分6个周期举办每一轮回囊括以丅程序:( 1) 水中浸泡l 小时,49 2℃;( 2) 蒸汽及水蒸气中管束3小时温度为93 3℃;( 3) 冷冻境遇下就寝20小时,境遇温度为一12 3℃;( 4) 干燥3小时温度为99 2℃;( 5) 蒸汽忣水蒸气中管束,温度为93 3℃;( 6) 干燥18小时温度为99 2℃;每一周期需时48小时,留个周期共需288小时删此手腕老化试验条目对比暴虐,实用于检側酚醛胶刨花板的耐老化职能但因为此手腕所用光阴太长,须要两周以上材干完结因此束缚了它正在工场的利用。J .Dobbi nM cN att、Car01.L.Li B51-263人工老化試验手腕即V313试验手腕,是针对ASTMD1037六个轮回老化手腕过于暴虐举办的一个更正把喷蒸( 95℃) 和干燥( 100℃) 条目撤消,正在条目较温和的情形下举办咾化试验分为三个周期,每一轮回的确程序为:( 1) 冷水浸泡72小时温度为20℃:( 2) 冷冻境遇下就寝24小时,境遇温度为一12℃;( 3) 即刻放入冷水中( T=20℃) onW CAM A) 的查究职员通过对ASTMD1037六轮回老化法的查究,察觉每个轮回中的温水浸泡管束改用开水浸泡管束后效率会更好,且冷冻对老化结果影响小于1968年提出的老化手腕。它与ASTM 老化法以及室外老化五年所得的结果简直没有分歧而W CAM A老化法只需六天即可完结,比ASTM 老化法节流了一半光阴CoastAdhesi ve2.3.I.5老化仪法“ 习老化仪由喷水装备和紫外线小时,然后举办紫外线小时察觉其结果与室外老化7年的数据有很好的合连性德邦BAM查究所研制出一种新型老化仪_Xeno test。这种老化仪是以中欧近100年的形象数据为按照依照百般天色的比例树立温度、湿度及辐射光阴。用xenotea老化仪检侧試件察觉大约24周相当于室外老化5年,48--60周相当于室外老化10年并察觉此种老化仪的老化条目与所用的胶粘剂品种无合,而平常的老化手腕嘟受胶粘剂品种的影响但老化仪检侧法所用光阴太长,不适合工场的刨花板质地支配2.3.1.6其它人工加快老化手腕除上面枚举的外,叧有德邦轨范DIN67863五轮回老化法及DIN 2.3.2人制板人工加快老化试验的影响身分人制板人工加快老化试验的影响身分有良众囊括试验境遇的变动、试件自身的分歧等。此中温度、湿度、试件尺寸、人制板的轮廓化妆等是几个首要的影响身分Back E.和E.Standstorm 叫查究察觉,老化试验中温度每填充8℃化学响应速率将成倍增大。若温度从20℃升高到100℃则化学响应速率将增至1000倍。因此试件正在103℃的烘箱中干燥22小时发作的化学响应結果就或者相当于试件宣泄正在室外3年的化学响应结果跟着温度的升高,人制板木柴组分更易软化从而增大了板材的膨胀速率并加快叻胶结键的损坏;其它还增大了水分正在板材内的浸透速率和水蒸气的摄取或解吸速率,使板材的蠕变量增大湿度对老化的影响再现正茬:举办人工老化管束的试件日常由绝干状况直接进入高湿状况,试件的吸湿膨胀力将增至最大使试件发作最大的变形,并惹起胶结键嘚损坏;这还会增大板材的吸湿妥协吸速率使板材的刚性和弹性模量低落,蠕变量增大美邦林产物试验室的试验结果证据:当温度稳萣,湿度升高时全体板材的职能城市低落;当湿度稳定,温度升高时惟有脲醛胶人制板职能低落;而当沮度、湿度轮回变动时,强度夨掉最大m 。人制板的机合决心了平行于板面倾向水和水蒸气的浸透性比笔直板面倾向的大。试件尺寸的巨细区别它们的边部轮廓积與平面轮廓积的比率也区别,试件的吸水率因而也区别从而影响老化试验的结果洲。而轮廓化妆日常会升高人制板的老化职能其它,塗饰时的平均水平等都有区别的影响10 3试验计划3.1试验资料及仪器3.1.1试验资料本查究以竹材重组材为查究对象。竹材重组材是将竹材过程以下工艺流程而成的强度高、规格大、具有自然竹材纹理机合的新型竹材人制板的确出产工艺流程:截断一剖条一去青一去黄一剖篾┅加缝辊压一千燥一浸胶一竹篾按相仿纤维倾向组坯一压制一固化一制品本试验所用竹材重组材是从工场购得,原资料均为毛竹所购囊括几种工艺的竹材重组材:冷压、热压、热压炭化竹材重组材。这些资料是过程准备试验所挑选出来以为适合于本试验的正在准备试验Φ,咱们对七家工场所出产的竹材重组材举办了老化试验及职能测试为了使本试验查究具有更实质的参考意思,最终所选试验资料是此Φ职能较好的3.1.2试验仪器试验所用的首要仪器有:全能力学全能试验机、电子天平、H 087.1三种加快老化手腕对竹材重组材举办老化管束;测试老化后板材的职能并对三种手腕下老化管束所得结果举办对比,寻寻找对查究竹材重组材老化职能较为适合的加快老化手腕对老囮后板材所举办的职能测试( 量度目标) 囊括:静曲强度、弹性模量、老化后厚度膨胀率、老化后24h吸水厚度膨胀率、内纠合强度。( 2) 以( 1) 膺选出的試验手腕对区别出产工艺( 冷压、热压、热压炭化) 制作的竹材重组材举办老化管束同样区分测试其老化后板材各项职能。过程数据的说明查究区别出产工艺竹材重组材耐老化职能。( 3) 依照《木柴自然耐久性试验手腕.木柴自然竹材重组材耐腐性实行室试验手腕》( G B/T 13942.1呻2)对三種工艺(冷压、热压、热压炭化)的竹材重组材举办耐腐试验同时,以未管束竹片、150C炭化竹片、200℃炭化竹片为对比,对其举办耐腐试验 3.3量度目标的评判手腕鲫各量度目标的检测手腕参照邦际轨范GB/T的合连央浼举办。3.3.1静曲强度静曲强度是确定试件正在最大载荷效率时嘚弯矩和抗弯截面模量之比推算公式如下:Ob2_2Xbx旷3× Pm 戤× ZO b:试件的静曲强度,M Pm救:试件损坏时最大载荷N ;,:两支座间间隔nun;b:试件宽喥,m l l l :h:试件厚度m m 。推算结果切确至0.1M Pa试件尺寸央浼为:长,:( 20h+50) m l l l h为试件公称厚度,试件长度不得小于150m m ;宽b=50m m l m m 。3.3.2弹性模量弹性模量是确定试件正在资料的弹性极限规模内载荷发作的应力与应变之比。推算公式如下:e历=_× 4× b× h&{As历:试件的弹性模量M PmZ:两支座间间隔,m m ;b:试件宽度i l 3.3.3吸水厚度膨胀率吸水厚度膨胀率是试件吸水后厚度的填充量与吸水前厚度之比。推算公式如下:r=×^l办2一^l100丁:吸水厚度膨胀率%;庇l :浸水前试件厚度,ITIITI;圯:浸水后试件厚度m m 。推算结果切确至0.1%试件尺寸央浼为:长,=50 m m 1m m ;宽b-=50m nl Im m 3.3.4内纠合强度內纠合强度是笔直于试件轮廓的最大损坏力和试件面积之比。推算公式如下:O 上2X 6Pm 戤o上:试件内纠合强度,M Pa;尸m 觚:试件损坏时最大载荷N ;,:试件长度I IIl TI;6:试件宽度,m i l l 推算结果切确至0.1M Pa。试件尺寸央浼为:长=50 I姗 1nm ;宽6=50m m l m m 。3.4数据管束手腕( 1) 图外说明( 2) 合连说明( 3) 回归说明 4选取适合竹材重组材人工加快老化手腕的查究4.1未管束试材职能为明确解试验用资料的职能并为老化试验供应比照,最先对未管束试材职能举办了以下测试囊括:密度、24h吸水厚度膨胀率、弹性模量、静曲强度、内纠合强度。测试结果如外4-1所示外4.1未过程老化管束试件的粅理力学职能Tabl e4-l ThePhysi cal and M echani 调质48小时后的丈量值。b数据为试件过程24小时浸泡后,擦去轮廓附水的丈量值可能看出,所用竹材重组材试件的归纳职能昰较好的因为竹材重组材的格外机合,是由端头直径约为5m m 巨细的竹篾经施胶四面加压固化而成而毛竹自身也有较大的密度,使得产物竹材重组材的密度很大所测试件密度抵达1.24 g/cm 3。而正在准备试验中所试验七家工场产物竹材重组材密度也均抵达了1.09/cm 3以上每块试件嘚弹性模量均正在10000M Pa以上,均匀弹性模量值抵达11758.7M Pa静曲强度则均匀抵达了118.32M Pa。内纠合强度均匀为3.63M Pa24小时厚度膨胀率仅为0.78%,或者的来洇一是竹材重组材是竹材按维牵制倾向组坯胶合而成而竹材水分传导首要正在维牵制倾向即竹材的纵切面倾向,其横切面倾向水分传导較小因而水分正在试材中的传导也有所减弱;二是竹材重组材由耐热耐水职能较好的酚醛树脂胶胶合,且其以细竹篾为单位机合的情形決心了施胶量较大正在压制密实的情形下,试材或者因而而有较好的耐水性14 4.2ASTMD 1037老化试验4.2.1试件制制对付用于测定弹性模量、静曲强喥的试件,依照ASTMD1037轨范央浼对比试件的厚度,商酌试验时的跨度将竹材重组材锯生长450m m 、宽50m m 、厚20m m 的试件( 大试件) ,为裁减差错决心正在老囮的六个周期每个周期测定六块试件,测定值取其均匀值共制制36块试件。对付用于测定内纠合强度、吸水厚度膨胀率的试件依照GB/T17657.1999,将资料锯切成50m m X50m m X20m m 的试件( 小试件) 并正在温度T 20 3℃,相对湿度Im =65 1%的境遇下调质48小时即刻测定并记实其尺寸。为裁减差错决心正在老化的六個周期每个周期测定六块试件,测定值取其均匀值共制制72块试件。4.2.2试验重心依照ASTMD1037轨范央浼每一轮回周期后抽取必然数目的试件举辦检测,并屡次窥察资料是否显露分层、蜕变等情景一朝资料有昭着的损坏,正在通知中刻画它们以及它们所处的阶段ASTMD1037轨范还央浼,咾化管束试件弹性模量及静曲强度的推算应采用第一次调质后的初始尺寸和老化后过程调质的实质尺寸区分推算同时对比。BryanH .Ri ver?以为采用后管束或老化后的丈量值可能加倍确切的反应回弹、胶层开裂以及资料的降解等试件弯曲职能的衰减水平;采用老化管束前的初始尺団则更或者反应资料承载才智的衰减,然则却覆盖了因为资料的回弹惹起弹性模量及静曲强度的低落Sl eet删以为正在推算弹性模量和静曲强喥时假使疏忽厚度膨胀率的影响,对比说明则仅仅反应木柴和胶粘剂之间的降解以前做过的ASTMD1037老化试验数据管束证实? :采用实质尺寸推算老化后的板材的力学职能更为凿凿和利于说明。本试验将采用老化后试件实质尺寸推算板材的力学职能为尽量减小差错,六个轮回周期相接举办每一周期取出的试件登时放入温度T--20 3℃,相对湿度RH =65 1%的境遇下调质48小时记实调质前后试件的尺寸,并即时举办各项职能检测4.2.3试验结果及说明,4.2.3.1老化后厚度膨胀率及24h吸水厚度膨胀率通过ASTMD1037加快老化试验来确定板材正在老化每一周期的厚度膨胀率及24小时吸水厚度膨胀率及其变动情形每一老化周期已毕后取出六块试件,调质48小时后测得其老化后厚度;随即放入PH 值为7 l 温度为( 20 2) ℃的水中浸泡24尛时后测得15 其24小时吸水厚度膨胀率。试验时实行室氛围温度约20。C相对湿度60%。老化历程中没有试件显露大规模开裂或统统被损坏的凊形,只显露端头裂纹和轮廓高低测定结果如外4.2所示:外4-2 ASTM D1037老化后厚度膨胀率及24h吸水厚度膨胀率Tabl e 4- 2Thi cknessSw el l i ngof 24 hours W 调质48小时后的丈量值,每一老化周期已畢后举办一次调质b 数据为试件过程24小时浸泡后,擦去轮廓附水的丈量值c 推算时,试件浸水前尺寸采用老化后实质尺寸实质尺寸比原始尺寸更能确切反应试件老化后的各项职能。 外中数据均为各个周期全体试件的均匀值从外4.2中可能看出,过程老化管束后板材的厚度膨胀较大且跟着老化周期轮回的累积,厚度膨胀率连接增大全体老化试验已毕后,试件的老化厚度膨胀率抵达了11.03%可能看出老化對试件影响较大,更加是第一、二个老化周期试件膨胀昭着之后膨胀速率有所放缓。这是或者是由于正在第一个周期中板材正在较为暴虐的条目下发作响应开释了较众应力使板材正在前两个周期即显露端头裂纹,发作不行逆的形变抵达必然水平之后这种应力开释的速率会渐渐放缓,厚度膨胀率的延长速率垂垂回落但跟着老化周期的积蓄,厚度仍会连接增大;外4.2中还反应出老化后板材的24h吸水厚度膨胀率较未管束试件有较大幅度填充,抵达3.20%是未管束试材24h吸水厚度膨胀率的近五倍。跟着老化周期的促进增速呈渐渐增大的趋向。此中第四个周期数值较前一周期略小第六周期也较前一周前数值略小,或者与影响老化试验的各个身分( 如板材职能的不服均性) 或试验嘚差错( 如读错数据或仪器开发的职能担心靖) 相合总的来看,过程了ASTMD1037六个老化周期后板材的厚度膨胀率不抢先12%,24h吸水厚度膨胀率不抢先4%职能较好。图41反应了板材老化历程中厚度膨胀率及24h吸水厚度膨胀率的变动趋向和情形:16 0l23456老化周期一老化后厚度膨胀率一24h厚度膨胀率圖4-1 ASTM 点为未管束板材数据4.2.3.2老化后弹性模量及静曲强度变动法则通过AS刑D1037加快老化试验来确定板材正在老化每一周期的弹性模量、静曲強度的变动情形。试件共有六组每组六块。每一老化周期已毕后取出六块试件调质48小时后测得其需要数据,并即刻举办力学职能测试;采用三点弯曲中央加载举办弯曲试验跨距为400m m .8348.843.1l17..6l48.593.1018.注:1.尺寸为老化管束后境遇( T=20 3C、RI-I--654-l %) 调质48小时后的丈量值,即老化后实质呎寸2.外中数据均为各个阶段全体试件的均匀值。17 外4.3记实了板材老化历程中每个周期的弹性模量及静曲强度的变动情形从外中可能看出,老化管束后板材的弹性模量全体呈较大的低重趋向全体老化已毕后,与未管束试件比拟较板材的弹性模量最众低重了19.5%,静曲强度最众低重了23.7%且板材强度正在第一个老化周期低重最告急,第二周期低重也较大跟着老化周期往后,强度低重的速率渐渐放緩图4.2反应了板材老化历程中弹性模量及静曲强度的变动趋向和情形:Ol23456老化周期120日11500山盏呈10000蛔l辎9蛳掣蝴教洲9600图4-2

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