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单板集成材, 人造板材的新领域

发表时(shi)间:2018-06-19 10:09

LVL(单(dan)板层积(ji)材(cai))是由厚单(dan)板沿顺纹方向(xiang)层积(ji)组坯、热压胶合再锯割(ge)而成(cheng)的材(cai)料(liao)。可以弥补(bu)人(ren)工速生(sheng)材(cai)材(cai)质松软(ruan)、强度(du)低、尺寸变异(yi)性大等(deng)缺点,实(shi)现劣材(cai)优(you)用(yong)、小材(cai)大用(yong),缓解木材(cai)短缺所(suo)带来(lai)的矛盾。


LVL作为一种新型材料(liao),最早于70年代(dai)在(zai)美国兴起(qi),目(mu)前已遍及北美、欧洲、日本等几(ji)十个(ge)国家。但由于认知度低等原因,国内尚且处于发展阶段,市(shi)场开发前景巨大!


相较于胶合板一纵一横垂直组坯,且要求奇数层,LVL排(pai)列方(fang)式为顺(shun)纹,强调(diao)的(de)是增强产(chan)品的(de)纵向力学(xue)性(xing)能。根(gen)据厚度方(fang)向呈现方(fang)式有两(liang)种。


单(dan)板(ban)层积材与胶合板(ban)生产(chan)工艺(yi)相近,单(dan)板(ban)制备过程近乎一致,主要(yao)差别(bie)在(zai)组坯(pi)、热压和后(hou)期处理工序。

1、原(yuan)木处(chu)理:原木截断后(hou)进行(xing)蒸煮,软化木材,再剥皮;


2、单板制备:用于单板(ban)层(ceng)积材的单板(ban)厚(hou)度(du)较(jiao)胶合板(ban)用单板(ban)厚(hou),通(tong)常为(wei)(wei)2.6~3.8mm;高温(wen)高湿进行干燥,脱脂同时提高了热(re)效率,干燥温(wen)度(du)为(wei)(wei)190~215℃。湿度(du)为(wei)(wei)600~800g水(shui)蒸气/m³;


3、单板斜接:单板纵向接(jie)(jie)长有对接(jie)(jie)、塔接(jie)(jie)和斜接(jie)(jie)三(san)种,前两者即胶合板生产中的叠(die)离芯,目(mu)前多(duo)采用(yong)斜接(jie)(jie)方式(shi)。

4、单板涂(tu)胶:非(fei)连续(xu)式铺装可采(cai)用(yong)和胶合板(ban)同(tong)样的辊涂方式,连续(xu)组(zu)坯可采(cai)用(yong)淋(lin)涂;


5、组坯预压:LVL必(bi)须(xu)讲究正反面(mian),要求背对(dui)背,面(mian)对(dui)面(mian);强度(du)(du)应做适当分(fen)选,强度(du)(du)高的单板放于(yu)表层(ceng),强度(du)(du)低的放在芯层(ceng);铺装均(jun)为顺(shun)纹(wen),单板验纵(zong)向顺(shun)纹(wen)接长;单板斜接要按一定间隔错(cuo)开,保(bao)证(zheng)强度(du)(du);


6、热压:结构材多采用双层(ceng)、三层(ceng)或四层(ceng)压机(ji),对(dui)于长(zhang)度(du)较长(zhang)产品,采用分(fen)段加压的(de)方式生产出连续的(de)单板(ban)。


单向组坯、平行热压的生(sheng)产方式(shi)使得LVL与实木相比具有结构均匀、强度(du)高(gao)、尺寸稳(wen)定性(xing)好(hao)等优点,能够满足众多领域的使用要求。

1、稳定强(qiang)度高:单板层积材强重(zhong)比高(gao),优于钢(gang)材;结构(gou)均匀,有(you)较高(gao)的可靠性。


2、经济性较高:对原料无特殊要求,可(ke)以(yi)使用不同(tong)树种、不同(tong)质量的(de)木材(cai)进行层积胶合,不需剔除节(jie)子等(deng)缺陷(xian),与(yu)集成材(cai)相(xiang)比可(ke)提高一倍以(yi)上的(de)出材(cai)率,出材(cai)率可(ke)达(da)60%~70%。


3、便于处(chu)理:根据(ju)产(chan)(chan)品的(de)使用环境要求(qiu),可对产(chan)(chan)品进行防腐(fu)、防虫和防火等特殊(shu)处理。

经过酚醛树(shu)脂(zhi)浸(jin)渍处理的(de)单板具有较(jiao)好的(de)尺寸稳定性(xing),以花旗松为原料的(de)纯顺纹层积材力学强(qiang)度是其平行(xing)胶合木的(de)2~7倍;采取(qu)抽真空加压方式,进行(xing)酚醛树(shu)脂(zhi)浸(jin)渍处理,可制成硬度、看(kan)完(wan)强(qiang)度、耐水(shui)性(xing)等指标均高于普通(tong)LVL的(de)密实性(xing)LVL。


4、可(ke)实(shi)现(xian)标准化、系列(lie)化:生(sheng)产过程中按照(zhao)一定的标准将(jiang)单板分等,生(sheng)产出不同等级质量的标准产品。


5、易于(yu)加(jia)工:可方便(bian)进行锯切(qie)、刨切(qie)、铣型(xing)、打眼(yan)、开榫、钻(zuan)孔(kong)、砂光等(deng)机械(xie)切(qie)削加工。


由于在规格(ge)、强度性能等方(fang)面的优(you)势,LVL具有非常广泛(fan)的应用范围。根据(ju)用途可(ke)分为结(jie)构用LVL (承(cheng)重构件),包(bao)括建筑梁柱(zhu)、木结(jie)构房屋等的承(cheng)载结(jie)构部(bu)件;非结(jie)构用LVL (非承(cheng)重构件),包(bao)括家具、楼梯、门、门窗框(kuang)、室内隔板等。


建(jian)筑结构(gou)


楼梯


门窗(chuang)框


办公(gong)家具(ju)


桌椅(yi)


装饰面板


不同的(de)应用场(chang)所(suo)对板材力学(xue)性能要(yao)求也有(you)所(suo)区别,LVL是对速生材的(de)优化利用,影响LVL力学(xue)强度的(de)因(yin)素有(you)很多(duo),树种是其(qi)中一个。


目前,北美生产(chan)LVL原料主(zhu)要为(wei)(wei)中低密度(0.29~0.693g/cm)的树种,其中95%都为(wei)(wei)针(zhen)叶材。我国造林(lin)面积和数量(liang)处世界前列,主(zhu)要造林(lin)树种有落(luo)叶松、杨木(mu)(mu)、马尾松、桉木(mu)(mu)等。

对国(guo)内几种(zhong)常(chang)见速生材(cai)(cai)单板层积材(cai)(cai)试验结果如下:


由此可见,树种对层(ceng)积(ji)材的(de)基(ji)本力(li)学性(xing)能(neng)影响显(xian)著,比较(jiao)(jiao)(jiao)起来(lai),桉(an)树较(jiao)(jiao)(jiao)好,杨树较(jiao)(jiao)(jiao)差;垂直加荷与水平加荷的(de)结构相(xiang)差不大没说明层(ceng)积(ji)材在使用中受方向(xiang)的(de)限制较(jiao)(jiao)(jiao)少。


利用多种树(shu)种符合的(de)方式生产(chan)强度(du)(du)较(jiao)(jiao)高的(de)LVL,如(ru)表(biao)层(ceng)为(wei)(wei)强度(du)(du)较(jiao)(jiao)高而芯(xin)层(ceng)强度(du)(du)较(jiao)(jiao)低的(de)单(dan)板复(fu)合的(de)LVL将成为(wei)(wei)趋势。尤其我国竹类(lei)资源(yuan)相对(dui)丰(feng)富,利用竹帘或(huo)竹席为(wei)(wei)表(biao)层(ceng)单(dan)板或(huo)芯(xin)层(ceng)的(de)竹木复(fu)合型LVL发展潜力也较(jiao)(jiao)大(da)。


简单总(zong)结(jie),依托于现有的(de)胶合板(ban)生产技术(shu)和(he)生产线(xian)的(de)基础上,发展(zhan)LVL(单板(ban)层级材)的(de)应用领域,既(ji)能(neng)优化速生材,解(jie)决木材短缺的(de)矛盾,又能(neng)实现实木外观(guan)与性能(neng)的(de)要求,是一(yi)种(zhong)有效(xiao)的(de)发展(zhan)之路。


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