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摘 要:本文论述了目前木质工程材料的发展概况,介绍了常用几种木质工程材料的应用,并对木质工程材料在我国的发展做出展望。
关键词:木质工程材料;应用;发展前景
中图分类号:TP391.41 文献标识码:A
1 木质工程材料的发展概况
木质工程材料是通过一系列加工将木材制成强度性能具有可预测、可评价、可设计的结构用木质材料。比较常用的有如下几种:结构用集成材,主要用于木结构房屋的主梁、立柱及桥梁的主梁等大型受力构件;结构用胶合板,可用在楼面板、剪力墙等方面;木质工字梁;单板层积材,主要用于建筑行业,用作桁架、托梁等构件;定向刨花板,可作为结构材料用于建筑、包装行业;FRP增强木质复合材料等。
木质工程材料在国外已经有了比较广泛及深入的研究。研究内容主要有木质材料的基本性质、应用技术、加工工艺、木结构零部件设计及连接方式等,并形成了各种可供参考的工程技术手冊。对环境、耐久性及温度等影响的研究,在国外都有相关的报道。生产木质工程材料可取得低投入、低消耗、高回报的效果,在我国也将有更多的发展及研究成果。
2 几种具有发展前景的木质工程材料简介
2.1 单板层积材
单板层积材是将多层整幅(或经拼接)的单板按其顺纹方向为主,进行组坯并胶合而制成的材料,分为结构和非结构单板层积材。
单板层积材优点如下:经济性比较高,可利用小径级及短小材、速生材为原料,对原材料没有特殊要求;便于处理,根据产品的使用要求对产品进行防虫、防火和防腐等各种处理;可实现生产和应用的系列化、标准化 [1,2];板材结构比较均匀,其层积结构减少了板材扭转和翘曲等问题的出现,稳定性较好,大大减小了变形;强度较高,其强重比高于钢材。单板层积材主要用于屋顶桁架、建筑托梁等构件。
2.2 定向刨花板
定向刨花板是将刨花拌胶然后按其纤维方向排列,经高温加工制成的刨花板。表层与芯层的刨花方向相互垂直,表层按顺纹方向排列,芯层按横纹方向排列。由于其结构与胶合板相似,沿顺纹方向具有较高强度,因此定向的表层刨花与芯层刨花互相垂直交错分布,从而可形成3层或5层等奇数层的定向结构刨花板。
根据上述可知,定向结构刨花板具有较好的力学性能,因此可作为结构材料用于建筑方面,因为胶合板原材料需要大径材,其原料来源困难,且成本较高,因此定向结构刨花板在未来木质材料的发展中更具优势。从其性能、加工质量及带来的经济利益等多方面来看,定向刨花板可用作室内装修和家具制造等方面 [3,4]。
2.3 FRP增强木质复合材料
FRP增强木质复合材料是利用纤维增强聚合物来增强木材性能而获得的性能优越的工程木质复合材料。目前用于聚合物基体的纤维增强物主要有3种:玻璃纤维、碳/石墨纤维及合成纤维。
它是一种优越的修复木材的材料,使得木质材料的使用寿命延长。它有以下优点:使材料的变异性降低,增大其设计值;使得低等材质树种和速生材可用于工程产品;减小木构件的尺寸,降低其比重;增加材料的耐久性等。
3 木质工程材料在我国的未来发展
随着经济的发展,我国森林资源逐渐贫乏,加上国家又实施“天然林保护工程”,因此人们对速生林的利用越来越重视;在天然林资源日益匮乏和大径材减少的情况下,而人工速生林木材如桉木、杨木、杉木等具有许多缺点,例如材质松软、尺寸变异性大、强度低等,对于胶合板和细木工板单板所需的原料大都是大径材,因此来源越来越困难,也将会大大提高其成本[5];因此利用速生材生产的定向刨花板、单板层积材等木质工程材料来代替大规格锯材使用,不仅实现了速生木材的高效利用并将其应用范围拓宽,同时也可以缓解我国木材短缺所带来的问题。
随着木质材料原材料林基地建设的完善及政府部门更多相关政策的支持,原材料费用将会下降,其产品的价格也将随之降低,被更多消费者认识和接受。因此对于充分利用速生材、小径材为原料生产的木质工程材料将有广阔的发展前景。
参考文献
[1] 李伟娜,马春梅,申世杰.单板层积材的研究现状与发展前景[J].木材加工机械,2011(4):35-39.
[2] Richard P. Vlosky, Ph. D. Candidate, Paul M. Smith. Laminated veneer lumber: a United States market overview[J]. Wood and Fiber Science, 1994(4):456.
[3] 樊承谋.木结构在我国建筑中应用的前景[J].木材工业,2003(3):5-6.
[4] 胡育辉.定向结构刨花板与其它人造板的比较[J].木材工业, 2000(5): 27-28.
[5] 钱小瑜.世界人造板工业发展现状与趋势[J].中国人造板, 2011(9): 1-7.
作者简介:王静(1986-),山东潍坊人,西南林业大学材料工程学院在读研究生。
关键词:木质工程材料;应用;发展前景
中图分类号:TP391.41 文献标识码:A
1 木质工程材料的发展概况
木质工程材料是通过一系列加工将木材制成强度性能具有可预测、可评价、可设计的结构用木质材料。比较常用的有如下几种:结构用集成材,主要用于木结构房屋的主梁、立柱及桥梁的主梁等大型受力构件;结构用胶合板,可用在楼面板、剪力墙等方面;木质工字梁;单板层积材,主要用于建筑行业,用作桁架、托梁等构件;定向刨花板,可作为结构材料用于建筑、包装行业;FRP增强木质复合材料等。
木质工程材料在国外已经有了比较广泛及深入的研究。研究内容主要有木质材料的基本性质、应用技术、加工工艺、木结构零部件设计及连接方式等,并形成了各种可供参考的工程技术手冊。对环境、耐久性及温度等影响的研究,在国外都有相关的报道。生产木质工程材料可取得低投入、低消耗、高回报的效果,在我国也将有更多的发展及研究成果。
2 几种具有发展前景的木质工程材料简介
2.1 单板层积材
单板层积材是将多层整幅(或经拼接)的单板按其顺纹方向为主,进行组坯并胶合而制成的材料,分为结构和非结构单板层积材。
单板层积材优点如下:经济性比较高,可利用小径级及短小材、速生材为原料,对原材料没有特殊要求;便于处理,根据产品的使用要求对产品进行防虫、防火和防腐等各种处理;可实现生产和应用的系列化、标准化 [1,2];板材结构比较均匀,其层积结构减少了板材扭转和翘曲等问题的出现,稳定性较好,大大减小了变形;强度较高,其强重比高于钢材。单板层积材主要用于屋顶桁架、建筑托梁等构件。
2.2 定向刨花板
定向刨花板是将刨花拌胶然后按其纤维方向排列,经高温加工制成的刨花板。表层与芯层的刨花方向相互垂直,表层按顺纹方向排列,芯层按横纹方向排列。由于其结构与胶合板相似,沿顺纹方向具有较高强度,因此定向的表层刨花与芯层刨花互相垂直交错分布,从而可形成3层或5层等奇数层的定向结构刨花板。
根据上述可知,定向结构刨花板具有较好的力学性能,因此可作为结构材料用于建筑方面,因为胶合板原材料需要大径材,其原料来源困难,且成本较高,因此定向结构刨花板在未来木质材料的发展中更具优势。从其性能、加工质量及带来的经济利益等多方面来看,定向刨花板可用作室内装修和家具制造等方面 [3,4]。
2.3 FRP增强木质复合材料
FRP增强木质复合材料是利用纤维增强聚合物来增强木材性能而获得的性能优越的工程木质复合材料。目前用于聚合物基体的纤维增强物主要有3种:玻璃纤维、碳/石墨纤维及合成纤维。
它是一种优越的修复木材的材料,使得木质材料的使用寿命延长。它有以下优点:使材料的变异性降低,增大其设计值;使得低等材质树种和速生材可用于工程产品;减小木构件的尺寸,降低其比重;增加材料的耐久性等。
3 木质工程材料在我国的未来发展
随着经济的发展,我国森林资源逐渐贫乏,加上国家又实施“天然林保护工程”,因此人们对速生林的利用越来越重视;在天然林资源日益匮乏和大径材减少的情况下,而人工速生林木材如桉木、杨木、杉木等具有许多缺点,例如材质松软、尺寸变异性大、强度低等,对于胶合板和细木工板单板所需的原料大都是大径材,因此来源越来越困难,也将会大大提高其成本[5];因此利用速生材生产的定向刨花板、单板层积材等木质工程材料来代替大规格锯材使用,不仅实现了速生木材的高效利用并将其应用范围拓宽,同时也可以缓解我国木材短缺所带来的问题。
随着木质材料原材料林基地建设的完善及政府部门更多相关政策的支持,原材料费用将会下降,其产品的价格也将随之降低,被更多消费者认识和接受。因此对于充分利用速生材、小径材为原料生产的木质工程材料将有广阔的发展前景。
参考文献
[1] 李伟娜,马春梅,申世杰.单板层积材的研究现状与发展前景[J].木材加工机械,2011(4):35-39.
[2] Richard P. Vlosky, Ph. D. Candidate, Paul M. Smith. Laminated veneer lumber: a United States market overview[J]. Wood and Fiber Science, 1994(4):456.
[3] 樊承谋.木结构在我国建筑中应用的前景[J].木材工业,2003(3):5-6.
[4] 胡育辉.定向结构刨花板与其它人造板的比较[J].木材工业, 2000(5): 27-28.
[5] 钱小瑜.世界人造板工业发展现状与趋势[J].中国人造板, 2011(9): 1-7.
作者简介:王静(1986-),山东潍坊人,西南林业大学材料工程学院在读研究生。