第一章 膠合板及其物理力學(xué)性能

第一章膠合板及其物理力學(xué)性能第一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四本章主要內(nèi)容第一節(jié)膠合板及其分類第二節(jié)

膠合板的構(gòu)成原則

第三節(jié)

膠合板的物理力學(xué)性能第四節(jié)膠合板的生產(chǎn)過程

第二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)膠合板及其分類1、概念膠合板是由不同紋理方向排列的三層或多層單板（一般為奇數(shù)層）單板通過膠粘劑膠合而成的層積材料。通常相鄰層纖維方向相互垂直

第三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2、膠合板的需求量1981年膠合板的需求量為60萬M31991年膠合板的需求量為249.4萬M31994年膠合板的需求量為449.5萬M31995年膠合板的需求量超過900萬M3。自1992年國家每年進口膠合板量超過200萬M3，印度尼西亞、馬來西亞、韓國、新加坡、美國、柬埔寨等第四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四3、膠合板的生產(chǎn)量1977年膠合板的生產(chǎn)量為20萬M31987年膠合板的生產(chǎn)量為77.6.萬M3

1997年膠合板的生產(chǎn)量為758.45萬M3,僅次于美國、印尼，成為世界上第三大膠合板生產(chǎn)國。1998年膠合板的生產(chǎn)量為446.52萬M3

1999年膠合板的生產(chǎn)量為727.64萬M3

膠合板產(chǎn)量交破1000萬m3，達1135萬M3

第五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四4、膠合板的應(yīng)用建筑裝修，約占總量的50%以上。家具制造，約占總量的40%以上，且成下降趨勢。工業(yè)生產(chǎn)中使用，如包裝、車船制造、家電制造和生產(chǎn)維修等。第六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四相關(guān)概念及分類1．結(jié)構(gòu)：最外層的單板稱為表板表板應(yīng)緊面朝外正面的又稱為面板反面的稱為背板。內(nèi)部的單板稱為芯板或中板。第七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四表層outerply指膠合板的表層單板。面板face膠合板外觀質(zhì)量較好的那個表板。背面back相對于面板的另一側(cè)表板。中心層centralply膠合板的中心層，其它各層對稱配置在它的兩側(cè)。第八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四芯板crossband，lateralply紋理方向與表板紋理垂直的內(nèi)層單位。長中板centres，longitudinalply紋理方向與表板紋理平行的內(nèi)層單板。板芯core夾芯膠板或復(fù)合膠合板的中心層。通常其厚度大于其它各層。第九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2．分類

Plywood-Classification

按用途分；a.普通膠合板plywoodforgeneraluse

b.特種膠合板specialplywood

按板的結(jié)構(gòu)分:a.膠合板;b.夾心膠合板;c.復(fù)合膠合板。第十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四Plywood-Classification等級：一般通過目測膠合板上的允許缺陷來判定其等級。等級取決于允許的材質(zhì)缺陷、加工缺陷，以及對拼接的要求等。普通分成四個等級：特等、一等、二等、三等一、二、三等為普通膠合板主要等級特等適用于作高級建筑裝飾、高級家具及其它特殊需要的制品第十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四一等適用于作較高級建筑裝飾、高中級家具、各種電器外殼等制品；二等適用于作家具，普通建筑、車輛、船舶等裝修三等適用于低級建筑裝修及包裝材料等。以上四個等級的面板應(yīng)砂(刮)光，特殊需要者可不砂(刮)光或兩面砂(刮)光第十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四Plywood-Classification按膠粘性能分；a.室外用膠合板；b.室內(nèi)用膠合板。按表面加工分；a.砂光膠合板；b.刮光膠合板；c.貼面膠合板；d.預(yù)飾面膠合板第十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四Plywood-Classification按處理情況分a.未處理過的膠合板；b.處理過的膠合板(如浸漬防腐劑)。按形狀分a.平面膠合板；b.成型膠合板。第十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四一．普通膠合板1.按樹種分闊葉材膠合板與針葉材膠合板2.按耐水性分：Ⅰ類膠合板NQF→耐氣候、耐沸水膠合板具有耐久、機時煮沸或蒸汽處理和抗菌等性能。主要用于室外由PF樹脂或其它性能相當(dāng)?shù)哪z粘劑膠合而成。

第十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四Ⅱ類膠合板NS→耐水膠合板能在冷水中浸漬，能經(jīng)受短時間熱水浸漬，并具有抗菌性能，但不耐煮沸。由UF樹脂或其它性能相當(dāng)?shù)哪z粘劑膠合而成。Ⅲ類膠合板BC→耐潮膠合板適于室內(nèi)常態(tài)使用，由低樹脂含量的UF樹脂、血膠或其它性能相當(dāng)?shù)哪z粘劑膠合而成第十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四Ⅳ類膠合板BNC→不耐潮膠合板以豆膠作為膠粘劑適于室內(nèi)常態(tài)使用。目前主要應(yīng)用的是Ⅰ類、Ⅱ類膠合板。

第十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四二．特種膠合板1．細木工板blockboard

結(jié)構(gòu)：由窄木條作為芯板，上下各組合兩張紋理相互垂直的單板膠合而成。特點：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工藝簡單、強度較高等應(yīng)用：建筑、室內(nèi)裝飾、家具制造等

第十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2．空芯板結(jié)構(gòu)：實木條作為框架，中間以蜂窩狀cellularboard、方格狀等形狀的芯層材料，最后上下各組合兩張紋理相互垂直的單板膠合而成。第十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四3．裝飾膠合板

decorativeplywood

在普通膠合板表面用刨制薄木、三聚氫胺裝飾板及金屬板、各種裝飾紙等進行覆面裝飾，或者在普通膠合板表面印刷各種天然紋理來進行裝飾。此外，還可以在表面鉆孔、開槽、壓花等處理，以增加立體裝飾的效果。

第二十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四4．塑化膠合板將每一層單板都涂上PF樹脂，在較高的壓力下，熱壓而成的一種膠合板。因其表面有固化的樹脂層，可以防止水分滲透，且強度較高，可以在高濕的環(huán)境中使用。第二十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四5．木材層積塑料由浸過PF樹脂膠的單板，在高溫高壓下制成。具有較高的強度、電氣絕緣性能、耐水性。又稱層壓板。第二十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四6．異形膠合板根據(jù)制品的要求，在模具內(nèi)直接將板坯膠合壓制成曲面形狀的膠合板第二十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四7．防火、防水、防蟲膠合板在制品中加入防火劑(硫酸銨等)flame-retardantp1ywood

防腐劑（五氯苯酚等）preservativetreatedplywood

防蟲劑（硼酸、硼砂）等從而使制品具有特定的性能。

第二十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)膠合板的構(gòu)成原則一．對稱原則對稱中心兩側(cè)的單板，在樹種、厚度、層數(shù)、制造方法、含水率等方面均相互對稱。σ=E.εσ-應(yīng)力(Pa)E-彈性模量(Pa,與單板的樹種、含水率有關(guān))ε-應(yīng)變，（與單板的樹種、纖維方向有關(guān)）第二十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四二．奇數(shù)層原則膠合板結(jié)構(gòu)是相鄰層纖維方向相互垂直，而且又要符合對稱原則，因此它的層數(shù)基本上都是奇數(shù)層。剪應(yīng)力最大值在對稱中心平面上第二十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四在實際生產(chǎn)中也存在偶數(shù)層的膠合板，其實可以看作是一張厚芯板的三層膠合板。這種膠合板雖然為偶數(shù)層，但仍符合對稱原則。不足之處是最大剪應(yīng)力分布在膠層上，要求膠粘劑的質(zhì)量較好。一般最好不用在彎曲變形較大，受應(yīng)力較大的場合。第二十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四第三節(jié)膠合板的物理力學(xué)性能

一．物理性能1．密度比所構(gòu)成的單板的平均密度大，因為單板的施膠及熱壓體積減小。實際密度＝單板的平均密度＋膠合板密度的增加值第二十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四單板的平均密度－單板層數(shù)－膠合板的總厚度－求出密度的增加量。一般單板越薄、層數(shù)越多的膠合板，其密度的增加值就越大，從而使膠合板的密度越大。第二十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2．吸濕性與吸水性1）平衡含水率將木質(zhì)材料長期放置在大氣中，達到與所處環(huán)境溫濕度相適應(yīng)的穩(wěn)定水率，即為當(dāng)?shù)氐钠胶夂?。?dāng)膠合板的含水率比所處環(huán)境的平衡含水率偏低時，即會吸收空氣中的水分，即吸濕。

第三十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2）影響吸濕速度的因素外界的溫濕度、膠合板的厚度、膠粘劑的種類等。吸水性和吸濕性一樣，具有同樣的規(guī)律和傾向。

第三十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四3．干縮和濕脹木材在纖維飽和點以下發(fā)生干燥或吸濕的時候，隨著含水率的變化，膠合板會發(fā)生相應(yīng)的干縮和濕脹。變形量存在各向異性，即軸向＞徑向＞弦向。因膠合板相鄰層的單板纖維方向相互垂直，其發(fā)生干縮和濕脹時，相鄰層會相互抑制，從而使其變形量得到有效的

第三十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四二．熱學(xué)性能1．比熱木材的比熱大于金屬，平均值為0.327。膠合板雖然應(yīng)考慮膠層和熱壓而密實的影響，但一般仍采用同樣的數(shù)值。熱膨脹主要是由于水分的吸收與散失而引起的。對方材而言纖維方向與纖維垂直方向的膨脹系數(shù)是不同的。一般為10:1，對膠合板而言，由于其配坯的影響，實際上可近似認為是纖維方向的數(shù)值。第三十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2．導(dǎo)熱性木材是一種多孔性材料，是一種良好的保溫材料。一般來講，密度越大，內(nèi)部的孔隙就越少，導(dǎo)熱系數(shù)就越大。木材纖維方向的導(dǎo)熱系數(shù)是纖維垂直方向的2倍。導(dǎo)熱系數(shù)隨著絕對溫度的增加而增加。導(dǎo)熱系數(shù)隨著含水率的增加而增加。參考公式1－8第三十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四三．力學(xué)性能

一般性知識：針葉材的膠合板的力學(xué)性能一般比闊葉材的膠合板的力學(xué)性能要差一些。多層薄板膠合的效果比少層厚板的膠合效果好優(yōu)質(zhì)、防水性好的膠粘劑膠合的膠合板力學(xué)性能要好一些。PF＞UF＞豆膠等。

第三十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四膠合板的力學(xué)性能指標(biāo)1、量具和儀器游標(biāo)卡尺，分度的讀數(shù)精度為0.01g。恒溫水浴鍋，30～100℃。拉力試驗機，載荷讀數(shù)精度為5N空氣對流干燥箱，箱內(nèi)各點溫度能保持63±3℃

第三十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2．膠合強度膠合強度（膠層抗剪強度）是膠合質(zhì)量的重要標(biāo)志。所有膠合產(chǎn)品都要測定其膠合強度，MPa，根據(jù)膠合板的類型不同，國標(biāo)中有相應(yīng)的規(guī)定。1）Ⅰ類膠合板：在沸水中煮4h，然后在63±3度的烘箱中干燥20h，再在沸水中煮4h，取出在室溫下冷卻10min第三十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四注：工廠生產(chǎn)中允許采用3h煮沸的快速檢驗方法，測得的結(jié)果乘以系數(shù)0.9作為產(chǎn)品檢驗的膠合強度值但遇有供求雙方爭議需求對Ⅰ類膠合板進行復(fù)驗時，仍以28h煮烘循環(huán)法作為促裁方法。第三十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2）Ⅱ類膠合板在63±3度的溫水中浸泡3h，取出在室溫下冷卻10min。工廠生產(chǎn)中允許采用63±3℃、浸漬1h的快速檢驗方法，測得的結(jié)果乘以系數(shù)0.82作為產(chǎn)品檢驗的膠合強度值遇有供需雙方爭議需對Ⅱ類膠合板進行復(fù)驗時，仍以3h熱水浸漬法作為仲裁方法第三十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四3）Ⅲ類膠合板在30±3度的溫水中浸泡2h，然后在63＋－3度的烘箱中干燥1h，取出在室溫下冷卻10min。第四十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四4）Ⅳ類膠合板：含水率符合要求的試件在常態(tài)下測定其膠合強度注：試件含水率應(yīng)控制在8%～12%膠合強度的計算公式：S＝P/(A·B)S---試件的膠合強度（MPa）P---試件的破壞載荷（N）A---試件斷面的實際寬度（mm）B---試件斷面的實際長度（mm）

第四十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四3、計算的系數(shù)確定厚芯單板結(jié)構(gòu)的膠合強度換算系數(shù)時，應(yīng)根據(jù)單板的名義厚度不同厚度比的膠合強度數(shù)值芯板和表板的厚度之比系數(shù)

1.50～不足2.002.00～不足2.502.50以上

1.21.41.6第四十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四4、膠合強度指標(biāo)值膠合板樹種類別膠合強度1、2類3、4類椴木,楊木,擬赤楊≥0.70≥0.70水曲柳,荷木,楓香,械木,榆木,柞木≥0.80樺木≥1.00馬尾松、云南松、落葉松、云杉≥0.80第四十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四5．膠合板的強重比即強度與密度之比。對于建筑構(gòu)件、運動構(gòu)件等來說，是一個重要的指標(biāo)。膠合板也具有一定的各向異性，不同于金屬。其強重比等于順紋的拉伸（或壓縮）強度加上橫紋的拉伸（或壓縮）強度再與其密度之比。第四十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四K＝(σ∥+σ⊥)/γ式中：K---強重比γ---密度σ∥---順紋的拉伸（或壓縮）強度σ⊥---橫紋的拉伸（或壓縮）強度第四十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四第四節(jié)膠合板的生產(chǎn)過程一．膠合板的生產(chǎn)方法主要有濕熱法、干冷法、干熱法。干與濕指的是單板是干燥后的單板，還是濕單板；冷與熱指的是冷壓