第四章 集成材-2

表 3.10 对称 异等 组合 组坯
1
2 1 1 1 1—4 1 1 1 1 1 3—6 1 1 1 1 1 2 5—8 2 1 1 2 1 2 7—8 2 1 2
3.5.1 .3 对称异等 组合组坯 如表3.10 所示
外层抗压层板 中间层抗压层板 9—12 内层层板 中间层抗拉层板 外层抗拉层板 最外层抗拉层板 最外层抗压层板 外层抗压层板 中间层抗压层板 13—16 内层层板 中间层抗拉层板 外层抗拉层板 最外层抗拉层板 最外层抗压层板 外层抗压层板 中间层抗压层板 17—18` 内层层板 中间层抗拉层板 外层抗拉层板 最外层抗拉层板
3.3 含水率
板材的含水率板材含水率为8%—12%时 可以得到良好的胶合性能，一般不大于15% 。
3பைடு நூலகம்4 层板组坯
3.4.1 树种组成 组成同一根集成材的层板原则上应是同一树种，不同树种混用时（针阔 叶材不得混用），应尽量选择材性相近的树种，对于树种混用的层板应 进行机械分等并进行初期检验，确认对胶合性能无不良影响。 3.4.2 层板纵接间距 应避免纵接集中，应在集成材长度方向上分散开。` 同一层板纵接间距 承受拉伸荷载的结构用集成材的层板和承受弯曲荷载的结构用集成材最 外层层板，同一层板内两纵接之间的距离要不小于1800mm。 相邻层板纵接间距 相邻层板纵接部位不许重叠；而且承受拉伸荷载的结构用集成材的层板 和承受弯曲荷载的结构用集成材最外层层板以及外层层板，相邻层板纵 接之间的距离要大于150mm。
图1 结构用集成材不同部位层板的名称 （a）对称布置 （b）非对称布置
3.5.1.1各等级异等组合结构用集成材中最外层层板 所需的弹性模量的最低要求 各等级异等组合的弯曲结构用集成材或承受抗弯荷载的结 构用集成材的受拉一侧的最外层层板宜采用机械分级层板，其 弹性等级不得小于表3.8中相应的强度等级要求。
表3.2 目测分等和机械弹性模量分等层板树种分级
树种群 代号 适用树种名称
SZ1
南方松、花旗松、兴安落叶松、山毛榉、光叶榉、桦 木、柞木以及其它达到该强度等级的树种
欧洲云杉、美国扁柏、落叶松、红松、黑松以及其它 达到该强度等级的树种 阿拉斯加黄扁柏、铁杉、欧洲赤松、樟子松、水曲柳、 白蜡树、榆木以及其它达到该强度等级的树种 鱼鳞云杉、北美红松、铁-冷杉、云杉、冷杉、马尾 松、柳桉以及其它达到该强度等级的树种 杉木、柳杉、美杉以及其它达到该强度等级的树种
ME10 ME11 ME12
单位MPa
ME14 ME16 ME18
42.0 31.5 24.5 18.5
45.0 34.0 26.5 20.0
48.5 36.5 28.5 21.5
54.0 40.5 32.0 24.0
63.0 47.5 37.5 28.0
72.0 54.0 42.5 32.0
抗 弯
表3.8 异等组合结构用集成材中最外层层板所需的弹性模量的最低要求 对称布置 TCYD 30 TCYD 27 TCYD 24 TCYD 21 TCYD 18 TCYD 15 TCYD 12 非对称布置 TCYF 28 TCYF 25 TCYF 23 TCYF 20 TCYF 17 TCYF 14 TCYF 11 受拉侧最外层层板 弹性模量的最低要求 ME18 ME16 ME14 ME12 ME9 ME8 ME7
弯曲 变形
要求 Id ≤20 ≤17 ≤1/16 IId ≤30 ≤25 ≤1/14 ≤6mm 不明显 不明显 每米长度矢高不大于5mm 每米长度矢高不大于4mm 每米长度范围内板材宽度方向上每25mm 不超过1mm 不许有从髓心到半径50mm以内的年轮木材 板材窄面上 髓心长度小 于材长的1/4 板材窄面上 髓心长度小 于材长的1/4 轻微 裂纹宽度极 小，长度不 大于50mm IIId ≤40 ≤33 ≤1/12 IVd ≤50 ≤50 ≤1/8
抗 拉
注：层板的抗拉强度指标，应根据层板的宽度，按照表3的系数进行调整。
3.2 层板尺寸规格
一般集成材用层板的厚度为30mm左右， 不大于50mm 。 3.2.1 层板的厚度及偏差 层板的最终加工厚度不超过50mm。层板 任意1m长度范围内厚度的最大偏差：使用膨 胀性胶粘剂为0.2mm；非膨胀性胶粘剂为 0.1mm。 层板横截面宽度方向上的厚度偏差应该 小于宽度的0.15%，任何情况下都不能大于 0.3mm。
树种及层板等级 SZ1 Id IId IIId Id IId IIId Id IId IIId Id IId IIId Id IId IIId 注：表中树种分级见表4的规定。 SZ2 SZ3
SZ4 SZ5 平均值 14000 12500 11000 10000 9000 8000 7000
层板的抗拉强度指标，应根据层板的宽度，按照表3的 系数进行调整。
表3.3
目测分等层板力学性能指标
弹性模量 5%分 位值 11500 10500 9500 8500 7500 6500 6000 抗弯强度 平均值 54.0 48.5 45.5 42.0 39.0 36.0 33.0 5%分 位值 40.5 36.0 34.0 31.5 29.5 27.0 25.0 抗拉强度 平均值 32.0 28.0 26.5 24.5 23.5 21.5 20.0 5%分 位值 24.0 21.5 20.0 18.5 17.5 16.0 15.0
侧弯 翘曲
板材宽度不足190mm
髓心部 分(辐射 松)
板材宽度在190mm以上
其它缺陷
从板材材边的宽度方向上的1/3范围内，不许有从髓心到半径50mm以内的年 轮木材 极轻微
注：髓心部分的检测方法如图6所示，用刻有从半径50mm到100mm,以5mm为单位的半圆(下称测定器具)：在板材截面上，使测定 器具半径为50mm的曲线与距离髓心最近的年轮界线靠近复合，进行比对测定。
表3.4 层板抗拉强度指标宽度调整系数 层板宽度尺寸b/mm
b<150 150≤b<200 200≤b<250
调整系数
1.00 0.95 0.90
b≥250
0.85
3.1.2机械应力分等层板质量要求
机械应力分等层板外观质量要求如表3.5所示。 表3.5 机械分等层板外观允许缺陷
项目 开裂 变色、逆向纹理 MSR层板两端质量 不显著的微小裂纹 要求
AY级 BY级 CY级 DY级
AY级 BY级 CY级 DY级
AY级 BY级 CY级 DY级 AY级 BY级 CY级 DY级 EY级
层板数量
层板组坯名称
不同部位层板数量
最外层抗压层板
4 内层层板 最外层抗拉层板 最外层抗压层板 中间层抗压层板 5—8 内层层板 中间层抗拉层板 最外层抗拉层板 最外层抗压层板
3.1 板材的树种和材质
（4）所含成分污染木材表面时，用适当的溶 剂擦净后再进行胶合。 （5）针叶材主要用于制造建筑承载构件如拱、 梁、柱及桁架等用途的集成材。造船、车辆用 集成材要求适当的力学、物理性能，故采用密 度大、强度高的阔叶材。 （6）对于制造弯曲度较大的弯曲集成材的板 材，应注意节子、乱纹等木材缺陷的情况。
3.4.3 高度调整
组成同一根集成材的层板厚度都应一致。 但是用于调整集成材高度的层板可以降低到 普通层板厚度的2/3。调整高度所用层板可以 是一块或二块应用于内层。
3.5 层板组坯配置
3.5.1 异等组合结构用集成材
目测分等和机械分等层板结构用集成材 采用的异等组合层板一般分为最外层层板、 外层层板、中间层层板和内层层板，见图1。 根据结构用集成材层板数量的不同，具体 组合如表3.8。
SZ2 SZ3
SZ4
SZ5
目测分等层板力学性能要求
对称异等组合结构用集成材最外层层板、外层层板， 非对称异等组合结构用集成材抗拉侧最外层层板、外层 层板以及同等组合结构用集成材的层板强度要求如下： a） 非纵向接长的层板 依据5.6.2抽样方法抽样，按5.3.2抗弯试验方法B进行抗 弯弹性模量的检测，其结果要达到表2所列的弹性模量指 标。 b） 纵向接长的层板 依据5.6.2抽样方法抽样，根据5.3.3抗弯试验方法C进行 抗弯强度检测，或根据5.4抗拉试验方法进行抗拉强度检 测，其结果要达到表2所列的抗弯强度或抗拉强度指标。
3.2.2 层板宽度方向的拼接与开槽
允许利用较窄的板材在宽度方向上胶拼， 以达到层板所需的宽度。 当结构用集成材在层板宽度方向承受载荷 时，层板宽度方向上胶拼的胶合性能应达到结 构用集成材不同使用环境所规定的相关胶合性 能要求。 当集成材用层板宽度大于200mm时，可以 在层板宽度方向的中部开槽，凹槽宽度不大于 4mm，深度不大于层板厚度的1/3。
3.5.1.2 异等组合结构用集成材级别分为五级。组坯级别应 根据最外层层板的级别和树种级别，按表3.9的规定确定。 表3.9 异等组合结构用集成材最外层层板的组坯级别
最外层层 板的级别 树种群级别 SZ1 SZ2 AY级 BY级 CY级 DY级 SZ3 SZ4 SZ5
ME18 ME16 ME14 ME12 ME11 ME10 ME9 ME8 ME7 ME6 ME5 ME4 ME3
表3.6 机械应力分等非纵向接长层板（MSR层板）的平均弹性模量指标要求
分等等级 平均抗弯弹性模量
M E3 3000
M E4 4000
M E5 5000
M E6 6000
M E7 7000
M E8 8000
M E9 9000
ME10 10000
ME11 11000
ME12 12000
ME14 14000
3.1.1目测分等层板质量要求
• 层板外观质量要求如表3.1所示。 • 目测分等和机械弹性模量分等层板树种分 级如表3.2所示。 • 目测分等层板力学性能指标如表3.3所示。
表3.1层板外观质量要求
项目 节子、 孔洞 集中节径比（%） 宽面材缘节径比（%） 斜纹倾斜比 平均年轮宽度（除辐射松外） 变色、涡纹 裂纹 弓弯
3 结构用集成材
结构用集成材的主要工艺流程如下： 原木→制材→板材干燥→板材分等→板 材两面刨光→剔除缺陷→板材两端开榫→指 榫涂胶→板材长度指接→指接板材四面刨光 →配板→涂胶→组拼→冷压养护→刨光→齐 头→砂光→检验分等→成品包装 修补→入库
3.1 层板的树种和材质
含有对胶合有不良影响成分的木材，在 胶合时应注意： （1）选择对含有成分具有亲合性的胶粘剂。 （2）板材干燥时，提高干燥温度，使其阻碍 胶合的成分挥发。 （3）尽量缩短从胶合面刨削到胶合面加压操 作这一过程的时间。
注：相对节径比即缺陷在层板端面的投影面积占层板端面面积的百分比。
机械应力分等层板力学性能要求
机械应力分等各等级非纵向接长层板（MSR层板 ）的平均弹性模量依据5.6.2的抽样方法抽样，按 5.3.2抗弯试验方法B进行试验，其结果要达到表3.6 所列数值以上。 机械应力分等层板的纵向接长层板用作对称异 等组合结构用集成材的最外层和外层层板、非对称 异等组合结构用集成材抗拉侧的最外层和外层层板 ，以及同等组合结构用集成材的层板时，依据5.6.2 的抽样方法抽样，按5.3.3抗弯试验方法C或5.4抗拉 试验进行试验，其结果除要满足表3.6平均弹性模量 指标的要求外，其抗弯强度或抗拉强度也要达到表 3.7所列数值以上。
不显著
在机械分等无法测定的两端部分的节子、孔洞 等缺陷的相对节径比要小于层板中部（机械分 等机测定的部位）相应的缺陷的相对节径比， 或者相对节径比小于下列数值。 异等组合结构用集成材的最外层、外层层板： 17% 异等组合结构用集成材的中间层层板：25% 异等组合结构用集成材的内层用层板：33% 同等结构用集成材：17%
ME16 16000
ME18 18000
表3.7 机械应力分等纵向接长层板的抗弯和抗拉强度指标要求
分等等级 平均 值 5%分 位值 平均 值 5%分 位值 ME3 21.0 16.0 12.5 9.5 ME4 24.0 18.0 14.5 10.5 ME5 27.0 20.5 16.5 12.0 ME6 30.0 22.5 18.0 13.5 ME7 33.0 25.0 20.0 15.0 ME8 36.0 27.0 21.5 16.0 ME9 39.0 29.5 23.5 17.5