211187406_表板厚度与组坯方式对展平竹－杨木复合板性能的影响
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的影响ꎬ 为科学合理利用竹展平 － 杨木复合板提
供参考ꎮ
测试分析 不 同 表 板 厚 度 和 组 坯 方 式 对 复 合
量、 静曲强度、 胶合强度和冲击韧性 ４ 项ꎬ 测试
方法参照 « 人造 板 及 饰 面 人 造 板 理 化 性 能 试 验
２７
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Ｆｌａｔｔｅｎ￣Ｂａｍｂｏｏ￣Ｐｏｐｌａｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
Ｈｕａｎｇ Ｃｈｕｎꎬ Ｈａｎ Ｊｉａꎬ Ｌｉａｎｇ Ｑｉｓｏｎｇꎬ Ｙａｎｇ Ｙｕｈａｎꎬ Ｗａｎｇ Ｘｕｅｈｕａ ∗
( Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７ꎬ Ｃｈｉｎａ)
第一作者: 黄纯 (２００２－ ) ꎬ 女ꎬ 专业为机械设计制造及自动化ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ２３９６３６１２１６＠ ｑｑ ｃｏｍꎮ
通信作者: 王雪花 (１９８３－ ) ꎬ 女ꎬ 副教授ꎬ 研究方向为木竹材性能改良及建筑家居应用ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ｗａｎｇｘｕｅｈｕａ＠ ｎｊｆｕ ｅｄｕ ｃｎꎮ
３) 胶黏剂ꎬ 购自新保工业品专营店ꎮ 为水溶
性酚醛树脂溶液 [１４] ꎬ 红棕色透明粘稠液体ꎬ 固含
量 ７３％ꎬ 用于粘合展平竹板和杨木单板ꎮ
１ ２ 设备
万能力学试验机ꎬ 冲击试验机ꎬ 热压机ꎬ 游
标卡尺等ꎮ
１ ３ 实验方法
１ ３ １ 竹展平 －杨木复合板制作
首先将展平竹板的竹黄面均匀涂布酚醛树脂
原料ꎬ 采用 合 成 树 脂 或 其 他 助 剂ꎬ 经 加 压、 胶
合等加工工 艺 制 成 [６] ꎮ 竹 木 复 合 可 以 对 竹 材 和
速生木材 进 行 有 效 改 性ꎬ 促 进 竹 类 资 源 和 速 生
林资源 更 加 合 理、 有 效 地 利 用ꎬ 减 小 对 优 质 木
材需求的压力 [７－８] ꎮ
方法» ( ＧＢ / Ｔ １７６５７ － ２０１３) [１５] 、 « 普通胶合板»
寸ꎬ 如表 １ꎮ 其中ꎬ 不同表板厚度复合板的各指
准ꎬ 根据不 同 测 试 指 标 将 复 合 板 锯 切 成 所 需 尺
０ ２) ％ꎮ
( ＧＢ / Ｔ ９８４６ － ２０１５)
[１６]
等标准进行ꎮ 参照前述标
标测 试 采 用 顺 纹 组 坯 板ꎮ 试 件 含 水 率 ( ４ ５ ±
胶合强度先增加后减小ꎬ 表板为 ４ ｍｍ 的复合板胶合强度最大ꎬ 为 ５ ４１ ＭＰａꎮ 在组坯方式方面ꎬ 横纹组坯
复合板的弹性模量、 抗弯强度、 冲击韧性优于顺纹ꎻ 与顺纹组坯相比ꎬ 横纹组坯复合板的抗弯弹性模量
高 ９ ８２％、 抗弯强度高 １８ ６７％、 冲击韧性高 ２ ２０％ꎻ 胶合强度以顺纹组坯复合板为高ꎬ 达 ５ ４１ ＭＰａꎬ 横
关于竹木复合的研究多集中于胶合界面、 胶
黏剂及杨木厚度 [９] 和结构 [１０] 对竹杨复合板的影响
以及无机质复合速生材
[１１]
、 小径木集成材
[１２]
和
竹藤纤维 [１３] 的应用等方面ꎮ 在组成竹木复合材的
竹材各种单元形式中ꎬ 展平竹因有效保留了竹材
原有形态而具有较高的利用效率和良好的表面形
态ꎬ 但目前关于展平竹与木材复合的相关研究较
ｐｒｏｐｅｒｔｙꎬ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
中国是世界上竹类资源最丰富的国家ꎬ 其中
毛竹利用 价 值 最 高ꎬ 且 毛 竹 林 占 竹 林 总 面 积 的
７２ ９６％ꎮ 由于我国对天然林禁伐ꎬ 人工林 产 量
有限且材种少ꎬ 木材综合利用率低
[１－２]
ꎬ 充分利
１ 材料与方法
１ １ 材料
ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈꎬ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ５ ４１ ＭＰａꎬ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ａｃｒｏｓｓ
ｔｅｘｔｕｒｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ３ ７３ ＭＰａ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｆｌａｔｔｅｎ ｂａｍｂｏｏ￣ｐｏｐｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
不同测试指标的试样尺寸 ( ｌ × ｗ × ｔ) / ｍｍ
２１０ × ３０ × ８ (２＋４＋２)
ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓꎬ ｂｅｎｄｉｎቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ
基金项目: 江苏省高等学校大学生创新创业训练计划 “ 竹展平－杨木复合板物理力学性能研究” ꎻ 江苏高校 “ 青蓝工程” ꎮ
２６
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ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅꎬ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ａｃｒｏｓｓ ｔｅｘｔｕｒｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｂｙ ９ ８２％ ｉｎ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓꎬ １８ ６７％ ｉｎ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ２ ２０％ ｉｎ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ. Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ
ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅｎꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ４ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｂｏｎｄｉｎｇ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ ５ ４１ ＭＰａ Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ａｃｒｏｓｓ ｔｅｘｔｕｒｅ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ８ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ ａｔ １２ １０ ＧＰａꎻ ｔｈｅ
ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｔｒｅｎｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ２ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ
ｂａｍｂｏｏ￣ｐｏｐｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ
等不足ꎻ 人 工 速 生 树 种 杨 木 加 工 容 易、 生 产 效
率高ꎬ 但 其 材 质 疏 松ꎬ 力 学 和 机 械 强 度 较 低ꎬ
不宜做工程结构用材
[３－５]
ꎮ 基于竹材和木材各自
的特点ꎬ 科研人员尝试将竹材和木材进行复合ꎮ
竹木复合板 是 以 竹 材 和 木 材 的 不 同 形 态 单 元 为
注: ａ) 顺纹组坯ꎻ ｂ) 横纹组坯ꎮ
图 １ 试件组坯方式
Ｆｉｇ １ Ａｓｓｅｍｂｌｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎ
表 １ 试件尺寸信息
Ｔａｂ １ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｓｉｚｅ
测试对象
表板厚度 / ｍｍ
２
４
６
组坯方式
８
顺纹
横纹
抗弯强度 / 弹性模量
性及胶合强度的影响ꎮ 结果表明: 在表板厚度方面ꎬ 随表板厚度增加ꎬ 复合板抗弯弹性模量先减小后增
加ꎬ 表板为 ８ ｍｍ 的复合板弹性模量最大ꎬ 为 １２ １０ ＧＰａꎻ 抗弯强度呈下降趋势ꎬ 表板为 ２ ｍｍ 的复合板抗
弯强度最大ꎬ 为 １９８ ４ ＭＰａꎻ 冲击韧性呈上升趋势ꎬ 表板为 ８ ｍｍ 的复合板冲击韧性最大ꎬ 为 ５０ １９ ｋＪ / ｍ２ ꎻ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｇｉｖｅ ｆｕｌｌ ｐｌａｙ ｔｏ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｏｐｌａｒ ａｎｄ ｆｌａｔｔｅｎ ｂａｍｂｏｏꎬ ｔｈｅ ｆｌａｔｔｅｎ￣ｂａｍｂｏｏ￣ｐｏｐｌａｒ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａｒｅ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ｐｏｐｌａｒ ｖｅｎｅｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｆｌａｔｔｅｎ ｂａｍｂｏｏ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ
表板厚度与组坯方式对展平竹 － 杨木
复合板性能的影响
黄 纯 韩 佳 梁琦淞 杨宇涵 王雪花 ∗
( 南京林业大学 南京 ２１００３７)
摘 要: 为充分发挥杨木与展平竹的优势ꎬ 以杨木为芯板、 展平竹为表板制作展平竹 － 杨木复合板ꎬ 分析
表板厚度 (２、 ４、 ６、 ８ ｍｍ) 及组坯方式 ( 顺纹组坯、 横纹组坯) 对复合板弹性模量、 抗弯强度、 冲击韧
溶液ꎬ 然后以展平竹板为表板、 杨木为芯板分别
按照顺纹和横纹的方式组坯 ( 图 １) ꎬ 再进行热
压ꎮ 热压工艺制作具体参数为: 涂胶量 ２１０ ｇ / ｍ ２ ꎬ
热压时间 １ １ ｍｉｎ / ｍｍꎬ 热压压力 １ ５ ＭＰａꎬ 热压
温度 １４０ ℃ [１４] ꎮ 压合后使其自然冷却ꎮ 之后根据
不同测试指标将复合板锯切成所需尺寸ꎬ 要求复
合板为整块且无裂ꎮ
平竹 － 杨木 － 展平竹” ３ 层结构的展平竹 － 杨木复
１ ３ ２ 复合板性能测试
抗弯弹性模量、 抗弯强度、 冲击韧性、 胶合强度
板力学性 能 的 影 响ꎮ 性 能 指 标 包 括 抗 弯 弹 性 模
合板ꎬ 分析不同表板厚度和组坯方式对复合板的
ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ( ２ ｍｍꎬ ４ ｍｍꎬ ６ ｍｍꎬ ８ ｍｍ) ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎｓ ( ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅꎬ
ａｃｒｏｓｓ ｔｅｘｔｕｒｅ) ｏｎ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙꎬ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈꎬ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌａｔｔｅｎ￣
纹组坯的为 ３ ７３ ＭＰａꎮ
关键词: 展平竹 － 杨木复合板ꎻ 表板厚度ꎻ 组坯方式ꎻ 力学性能ꎻ 胶合强度
ＤＯＩ: １０.１２１６８ / ｓｊｚｔｔｘ.２０２３.０２.００４
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｔｅ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ Ａｓｓｅｍｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
１) 展平竹板ꎬ 由江西奔博竹业有限公司提
用竹材将 大 大 缓 解 我 国 木 材 短 缺 问 题ꎮ 竹 材 具
供ꎬ 去青去黄ꎬ 表面光滑平整ꎬ 无明显变形或翘
有强度 高、 硬 度 大、 颜 色 淡 雅 和 纹 理 独 特 等 特
起ꎬ 无开裂ꎬ 厚度分别为 ２、 ４、 ６、 ８ ｍｍꎮ 用作
点ꎬ 但也存 在 直 径 小、 壁 薄 中 空、 结 构 不 均 匀
ｍａｘｉｍｕｍ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ １９８ ４ ＭＰａꎻ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｓｈｏｗｓ ａｎ ｕｐｗａｒｄ ｔｒｅｎｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ８ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｔ ５０ １９ ｋＪ / ｍ２ ꎻ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
少ꎮ 为充分利用展平竹和杨木各自的优势ꎬ 改善
竹材及杨木性能ꎬ 本文采用展平竹和杨木单板为
原料ꎬ 以展平竹为表板、 杨木为芯板ꎬ 制作 “ 展
展平竹 － 杨木复合板的表板ꎮ
２) 杨木单板ꎬ 购自南 京 金 桥 市 场ꎬ 厚 度 为
４ ｍｍꎮ 木板整体完整ꎬ 四边平整无明显的凹凸、
裂痕及虫眼ꎮ 用作展平竹 － 杨木复合板的芯板ꎮ
供参考ꎮ
测试分析 不 同 表 板 厚 度 和 组 坯 方 式 对 复 合
量、 静曲强度、 胶合强度和冲击韧性 ４ 项ꎬ 测试
方法参照 « 人造 板 及 饰 面 人 造 板 理 化 性 能 试 验
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Ｆｌａｔｔｅｎ￣Ｂａｍｂｏｏ￣Ｐｏｐｌａｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
Ｈｕａｎｇ Ｃｈｕｎꎬ Ｈａｎ Ｊｉａꎬ Ｌｉａｎｇ Ｑｉｓｏｎｇꎬ Ｙａｎｇ Ｙｕｈａｎꎬ Ｗａｎｇ Ｘｕｅｈｕａ ∗
( Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７ꎬ Ｃｈｉｎａ)
第一作者: 黄纯 (２００２－ ) ꎬ 女ꎬ 专业为机械设计制造及自动化ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ２３９６３６１２１６＠ ｑｑ ｃｏｍꎮ
通信作者: 王雪花 (１９８３－ ) ꎬ 女ꎬ 副教授ꎬ 研究方向为木竹材性能改良及建筑家居应用ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ｗａｎｇｘｕｅｈｕａ＠ ｎｊｆｕ ｅｄｕ ｃｎꎮ
３) 胶黏剂ꎬ 购自新保工业品专营店ꎮ 为水溶
性酚醛树脂溶液 [１４] ꎬ 红棕色透明粘稠液体ꎬ 固含
量 ７３％ꎬ 用于粘合展平竹板和杨木单板ꎮ
１ ２ 设备
万能力学试验机ꎬ 冲击试验机ꎬ 热压机ꎬ 游
标卡尺等ꎮ
１ ３ 实验方法
１ ３ １ 竹展平 －杨木复合板制作
首先将展平竹板的竹黄面均匀涂布酚醛树脂
原料ꎬ 采用 合 成 树 脂 或 其 他 助 剂ꎬ 经 加 压、 胶
合等加工工 艺 制 成 [６] ꎮ 竹 木 复 合 可 以 对 竹 材 和
速生木材 进 行 有 效 改 性ꎬ 促 进 竹 类 资 源 和 速 生
林资源 更 加 合 理、 有 效 地 利 用ꎬ 减 小 对 优 质 木
材需求的压力 [７－８] ꎮ
方法» ( ＧＢ / Ｔ １７６５７ － ２０１３) [１５] 、 « 普通胶合板»
寸ꎬ 如表 １ꎮ 其中ꎬ 不同表板厚度复合板的各指
准ꎬ 根据不 同 测 试 指 标 将 复 合 板 锯 切 成 所 需 尺
０ ２) ％ꎮ
( ＧＢ / Ｔ ９８４６ － ２０１５)
[１６]
等标准进行ꎮ 参照前述标
标测 试 采 用 顺 纹 组 坯 板ꎮ 试 件 含 水 率 ( ４ ５ ±
胶合强度先增加后减小ꎬ 表板为 ４ ｍｍ 的复合板胶合强度最大ꎬ 为 ５ ４１ ＭＰａꎮ 在组坯方式方面ꎬ 横纹组坯
复合板的弹性模量、 抗弯强度、 冲击韧性优于顺纹ꎻ 与顺纹组坯相比ꎬ 横纹组坯复合板的抗弯弹性模量
高 ９ ８２％、 抗弯强度高 １８ ６７％、 冲击韧性高 ２ ２０％ꎻ 胶合强度以顺纹组坯复合板为高ꎬ 达 ５ ４１ ＭＰａꎬ 横
关于竹木复合的研究多集中于胶合界面、 胶
黏剂及杨木厚度 [９] 和结构 [１０] 对竹杨复合板的影响
以及无机质复合速生材
[１１]
、 小径木集成材
[１２]
和
竹藤纤维 [１３] 的应用等方面ꎮ 在组成竹木复合材的
竹材各种单元形式中ꎬ 展平竹因有效保留了竹材
原有形态而具有较高的利用效率和良好的表面形
态ꎬ 但目前关于展平竹与木材复合的相关研究较
ｐｒｏｐｅｒｔｙꎬ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
中国是世界上竹类资源最丰富的国家ꎬ 其中
毛竹利用 价 值 最 高ꎬ 且 毛 竹 林 占 竹 林 总 面 积 的
７２ ９６％ꎮ 由于我国对天然林禁伐ꎬ 人工林 产 量
有限且材种少ꎬ 木材综合利用率低
[１－２]
ꎬ 充分利
１ 材料与方法
１ １ 材料
ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈꎬ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ５ ４１ ＭＰａꎬ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ａｃｒｏｓｓ
ｔｅｘｔｕｒｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ３ ７３ ＭＰａ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｆｌａｔｔｅｎ ｂａｍｂｏｏ￣ｐｏｐｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
不同测试指标的试样尺寸 ( ｌ × ｗ × ｔ) / ｍｍ
２１０ × ３０ × ８ (２＋４＋２)
ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓꎬ ｂｅｎｄｉｎቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ
基金项目: 江苏省高等学校大学生创新创业训练计划 “ 竹展平－杨木复合板物理力学性能研究” ꎻ 江苏高校 “ 青蓝工程” ꎮ
２６
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅꎬ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ａｃｒｏｓｓ ｔｅｘｔｕｒｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｂｙ ９ ８２％ ｉｎ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓꎬ １８ ６７％ ｉｎ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ２ ２０％ ｉｎ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ. Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ
ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅｎꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ４ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｂｏｎｄｉｎｇ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ ５ ４１ ＭＰａ Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ａｃｒｏｓｓ ｔｅｘｔｕｒｅ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ８ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ ａｔ １２ １０ ＧＰａꎻ ｔｈｅ
ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｔｒｅｎｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ２ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ
ｂａｍｂｏｏ￣ｐｏｐｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ
等不足ꎻ 人 工 速 生 树 种 杨 木 加 工 容 易、 生 产 效
率高ꎬ 但 其 材 质 疏 松ꎬ 力 学 和 机 械 强 度 较 低ꎬ
不宜做工程结构用材
[３－５]
ꎮ 基于竹材和木材各自
的特点ꎬ 科研人员尝试将竹材和木材进行复合ꎮ
竹木复合板 是 以 竹 材 和 木 材 的 不 同 形 态 单 元 为
注: ａ) 顺纹组坯ꎻ ｂ) 横纹组坯ꎮ
图 １ 试件组坯方式
Ｆｉｇ １ Ａｓｓｅｍｂｌｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎ
表 １ 试件尺寸信息
Ｔａｂ １ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｓｉｚｅ
测试对象
表板厚度 / ｍｍ
２
４
６
组坯方式
８
顺纹
横纹
抗弯强度 / 弹性模量
性及胶合强度的影响ꎮ 结果表明: 在表板厚度方面ꎬ 随表板厚度增加ꎬ 复合板抗弯弹性模量先减小后增
加ꎬ 表板为 ８ ｍｍ 的复合板弹性模量最大ꎬ 为 １２ １０ ＧＰａꎻ 抗弯强度呈下降趋势ꎬ 表板为 ２ ｍｍ 的复合板抗
弯强度最大ꎬ 为 １９８ ４ ＭＰａꎻ 冲击韧性呈上升趋势ꎬ 表板为 ８ ｍｍ 的复合板冲击韧性最大ꎬ 为 ５０ １９ ｋＪ / ｍ２ ꎻ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｇｉｖｅ ｆｕｌｌ ｐｌａｙ ｔｏ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｏｐｌａｒ ａｎｄ ｆｌａｔｔｅｎ ｂａｍｂｏｏꎬ ｔｈｅ ｆｌａｔｔｅｎ￣ｂａｍｂｏｏ￣ｐｏｐｌａｒ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａｒｅ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ｐｏｐｌａｒ ｖｅｎｅｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｆｌａｔｔｅｎ ｂａｍｂｏｏ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ
表板厚度与组坯方式对展平竹 － 杨木
复合板性能的影响
黄 纯 韩 佳 梁琦淞 杨宇涵 王雪花 ∗
( 南京林业大学 南京 ２１００３７)
摘 要: 为充分发挥杨木与展平竹的优势ꎬ 以杨木为芯板、 展平竹为表板制作展平竹 － 杨木复合板ꎬ 分析
表板厚度 (２、 ４、 ６、 ８ ｍｍ) 及组坯方式 ( 顺纹组坯、 横纹组坯) 对复合板弹性模量、 抗弯强度、 冲击韧
溶液ꎬ 然后以展平竹板为表板、 杨木为芯板分别
按照顺纹和横纹的方式组坯 ( 图 １) ꎬ 再进行热
压ꎮ 热压工艺制作具体参数为: 涂胶量 ２１０ ｇ / ｍ ２ ꎬ
热压时间 １ １ ｍｉｎ / ｍｍꎬ 热压压力 １ ５ ＭＰａꎬ 热压
温度 １４０ ℃ [１４] ꎮ 压合后使其自然冷却ꎮ 之后根据
不同测试指标将复合板锯切成所需尺寸ꎬ 要求复
合板为整块且无裂ꎮ
平竹 － 杨木 － 展平竹” ３ 层结构的展平竹 － 杨木复
１ ３ ２ 复合板性能测试
抗弯弹性模量、 抗弯强度、 冲击韧性、 胶合强度
板力学性 能 的 影 响ꎮ 性 能 指 标 包 括 抗 弯 弹 性 模
合板ꎬ 分析不同表板厚度和组坯方式对复合板的
ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ( ２ ｍｍꎬ ４ ｍｍꎬ ６ ｍｍꎬ ８ ｍｍ) ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎｓ ( ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｘｔｕｒｅꎬ
ａｃｒｏｓｓ ｔｅｘｔｕｒｅ) ｏｎ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙꎬ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈꎬ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌａｔｔｅｎ￣
纹组坯的为 ３ ７３ ＭＰａꎮ
关键词: 展平竹 － 杨木复合板ꎻ 表板厚度ꎻ 组坯方式ꎻ 力学性能ꎻ 胶合强度
ＤＯＩ: １０.１２１６８ / ｓｊｚｔｔｘ.２０２３.０２.００４
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｔｅ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ Ａｓｓｅｍｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
１) 展平竹板ꎬ 由江西奔博竹业有限公司提
用竹材将 大 大 缓 解 我 国 木 材 短 缺 问 题ꎮ 竹 材 具
供ꎬ 去青去黄ꎬ 表面光滑平整ꎬ 无明显变形或翘
有强度 高、 硬 度 大、 颜 色 淡 雅 和 纹 理 独 特 等 特
起ꎬ 无开裂ꎬ 厚度分别为 ２、 ４、 ６、 ８ ｍｍꎮ 用作
点ꎬ 但也存 在 直 径 小、 壁 薄 中 空、 结 构 不 均 匀
ｍａｘｉｍｕｍ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ １９８ ４ ＭＰａꎻ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｓｈｏｗｓ ａｎ ｕｐｗａｒｄ ｔｒｅｎｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｏａｒｄ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｔｅ ８ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｈａｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｔ ５０ １９ ｋＪ / ｍ２ ꎻ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
少ꎮ 为充分利用展平竹和杨木各自的优势ꎬ 改善
竹材及杨木性能ꎬ 本文采用展平竹和杨木单板为
原料ꎬ 以展平竹为表板、 杨木为芯板ꎬ 制作 “ 展
展平竹 － 杨木复合板的表板ꎮ
２) 杨木单板ꎬ 购自南 京 金 桥 市 场ꎬ 厚 度 为
４ ｍｍꎮ 木板整体完整ꎬ 四边平整无明显的凹凸、
裂痕及虫眼ꎮ 用作展平竹 － 杨木复合板的芯板ꎮ