李涛 顾炼百
摘 要:本文对生产性高温热处理水曲柳地板坯料的力学性能进行测试和分析:与素材一样,处理材弦径向弹模之间没有显著差异;高温热处理对木材弦向弯曲强度和横纹抗压强度有不利影响,而弦向弹模、顺纹抗压强度、表面硬度等受此种工艺的影响很小。若将处理材与对比材在实际使用情况下的力学性能进行比较,处理材除了在弦向弯曲强度上仍比对比材低,上述各项力学性能均高于对比材。 关键词:高温热处理 生产性 水曲柳 地板坯料 力学性能 Study on the Effect of High Temperature Heat Treatment on properties of Ash Wood -Mechanical Properties
Abstract: In this paper, the effects of high temperature heat treatment in commercial scale experiments on mechanical properties of ash wood (Fraxinus mandshurica) were investigated: there was no distinct difference between tangential and radial directions MOE of treated wood, which was the same to the reference result. This method had side effects on tangential direction MOR and partial compressive stress perpendicular to grain, but had hardly any effects on tangential direction MOE, compressive strength parallel to grain, surface hardness. If comparing the mechanical properties of treated wood with the reference in use condition, it was concluded that the above mechanical properties of treated wood were better than the reference except for tangential direction MOR.
Key words: High temperature heat treatment, Commercial scale, Ash wood(Fraxinus mandshurica), Blank for solid wood flooring, Mechanical properties
木材经高温热处理后,其易干缩湿胀的特性得到改良的同时,力学性能会随着处理温度、时间等工艺条件的变化发生不同程度的下降,限制了热处理木材的应用范围[1]。为了给热处理木材在地板等实木产品领域的利用提供参考依据,同时也为今后开展室外结构用材的热处理工艺研究做准备,本文对生产性高温热处理水曲柳地板坯料及其对比材的力学性能进行了测试和分析。测试项目包括:顺纹抗压和横纹静力弯曲这两项最重要的木材力学性能指标,前苏联学者别列雷金曾指出:可以把它们数值之和作为评定木材品质的依据[2];考虑到地板等实木产品在使用时,局部表面经常受不同表面形状物体的挤压作用,而消费者又大都对这些产品的表面平整度有很高的要求,因此还包括横纹局部抗压强度和表面硬度性能指标。 1 试验材料和方法 1.1 有关测定方法和步骤的说明
1.1.1 试样含水率的调整 众所周知,木材力学性质与其测试时的含水率相关性很大,国家标准(GB1927~1943-91)《木材物理力学性质试验方法》[以下简称:国标]对绝大多数的性能测试均提出:试样在试验前应将其含水率调整到9~15%。然而高温热处理材最大的特点就是吸湿性小、平衡含水率低,在使用时其含水率较常规干燥材低,芬兰Thermowood 协会发布的《热处理木手册》[3]上介绍生产上只需将高温热处理材调湿到含水率为4~7%即可。为了既能定量分析高温热处理工艺对木材材性的影响,又便于客观评价不同工艺生产的产品的性能,本文将对处理材在含水率为4%,而对比材分别在含水率为4%和9%两个水平下的相关力学性能进行测试。比较处理材、对比材在4%相同含水率下的力学性能,定量分析高温热处理工艺对木材力学性能的影响;对处理材在含水率为4%,而对比材在含水率为9%时的力学性能进行对比分析,评价各自产品在使用环境下力学性能之间的高低。
考虑到缩短调整试样含水率的时间,根据相关文献[2]的介绍,本文分别将试样放在处于50℃,20%相对湿度(此环境下的EMC=3.9%)和50℃,55%相对湿度(EMC=8.9%)环境的恒温恒湿箱内进行平衡处理。测试完成后,对于微小的含水率误差,再依据国标中相关公式将强度值分别换算到4%和9%两个水平。 1.1.2 抗弯试验 一般认为木材弯曲性能在弦
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