一种结构用胶合木及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种结构用胶合木及其制造方法，所述胶合木是以２～７层层板叠层胶合而成的，其中，该胶合木的外层层板等级等于其相邻内层层板等级、或高于其相邻内层层板一级，所述层板等级是根据各层板目标等级弯曲弹性模量平均值而确定的，较高等级的层板与较低等级的层板相比其目标等级弯曲弹性模量平均值较大。本发明专利技术通过将短尺寸的规格材经过机械应力分等后指接接长作为层板，再按照等级配置原则配置层板结构，冷压胶合制造结构用胶合木。本发明专利技术的胶合木具有良好的结构性能，可用于木结构建筑或其它建筑中的梁、柱等构件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种胶合木及其制造方法，具体是关于一种可用于木结 构建筑或其它建筑中的梁、柱等构件的结构用胶合木及其制造方法，属于 木材加工

技术介绍
胶合木产生于19世纪90年代，但20世纪80年代才传入我国，在我 国已有近30年发展历史。国内生产的胶合木主要有两种类型结构用和非 结构用。非结构用胶合木产量较大，生产企业多，产品主要用于家具、装 修等领域；使用的树种有针叶材和阔叶材；层板尺寸变化范围大，制造过 程中也不进行层板分级和配置。结构用胶合木生产企业少，产品全部出口 国外；使用树种主要是进口的俄罗斯樟子松；层板加工尺寸和强度分级和 配置原则均按国外标准和客户要求。近年来，随着我国木结构建筑市场的活跃，大型木结构体系在居住建 筑(如普通住宅、公寓等)和公共建筑(如纪念馆、体育馆等)中应用范 围不断扩展，对木质工程结构材料尤其是胶合木产品的需求量正逐年上升。 但是，进口国外的胶合木主要存在以下弊端 一是产品价格高，另一是产 品尺寸体系不一致，测试方法存在差异。加快我国国产人工林木材的结构 应用，是解决当前问题的有效办法。我国从1953年起就开始了工业人工林建设，到目前为止人工林的面积 居世界首位，在所有人工林树种中杉木蓄积量最大。合理利用人工林木材 特别是杉木木材制造结构用胶合木，不仅可以满足建筑市场对环境友好型结构材的需求，还可以提升我国人工林木材资源的利用水平，促进传统木 材加工产业的快速升级。如何利用国产人工林木材制造结构用胶合木己成为长期以来工业界和 建筑界最为关注的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种结构用胶合木，属于建筑材料，可作 为梁和柱构件，用于居住建筑和公共建筑。本专利技术的另一目的在于提供一种胶合木的制造方法，提高最终产品的 结构性能，提高其力学性能稳定性及减少变异性，提高木材的利用率。本专利技术中，主要是按照等级配置原则配置胶合木层板结构，再胶合制 造结构用胶合木。一方面，本专利技术提供了一种结构用胶合木，该胶合木是以2 7层层板 叠层胶合而成的，其中，该胶合木的外层层板等级等于其相邻内层层板等 级、或高于其相邻内层层板，优选高于其相邻内层层板一级。根据本专利技术的具体实施方案，所述层板等级是根据各层板目标等级弯 曲弹性模量平均值而确定的，较高等级的层板与较低等级的层板相比其目 标等级弯曲弹性模量平均值较大。在本专利技术的优选方案中，高、低相邻两 等级的层板的目标等级弯曲弹性模量平均值的差值为2GPa。根据本专利技术的优选具体实施方案，本专利技术的胶合木的最外层层板的目 标等级弯曲弹性模量平均值大于等于12GPa。根据本专利技术的优选具体实施方案，本专利技术的胶合木中，各层板间涂有 结构用胶，所述结构用胶优选为间苯二酚-甲醛树脂胶，具体实施时，采用 双面涂胶，每面涂胶量120 150g/m2。在本专利技术的一具体实施方案中，本专利技术的胶合木的荷载方向与胶层方 向平行，该胶合木的层板数量为2或3层。在本专利技术的另一具体实施方案中，本专利技术的胶合木的荷载方向与胶层方向垂直，该胶合木的层板数量为3、 4、 5、 6或7层。根据本专利技术的优选具体实施方案，本专利技术的胶合木中，每一层板与相邻层板按年轮反向方式放置。在本专利技术的优选具体实施方案，该胶合木为人工林杉木胶合木，其弹 性模量标准值和抗弯强度标准值分别可按照公式(I) 、 (II)进行估算"0.8力式(I)， i其中五为胶合木弹性模量标准值；《为第/层层板等级对应的平均弹 性模量(目标等级弹性模量平均值)；/i为第/层层板的惯性矩；/ 为"层层板胶合木的惯性矩(该惯性矩对于所属领域的技术人员而言可以按照现有技术的记载通过理论方法计算获知)；&=15.141 還 式(II),其中尸b为胶合木抗弯强度标准值。本专利技术的胶合木，符合相关标准或规范如《木结构设计规范 (GB50005-2005)》等的要求，具有良好的结构性能，可作为梁和柱构件， 用于居住建筑(如普通住宅、公寓等)和公共建筑(如纪念馆、体育馆等)。在本专利技术中，为了提高木材利用率，本专利技术的胶合木的层板可以是指 接材。本专利技术中优选根据各指接单元的弯曲弹性模量进行分等，利用机械 应力分等材作为指接单元进行指接，这样将利于所制造出的指接层板的结 构性能。根据本专利技术的具体实施方案，所述胶合木的每一层层板是由同等 级的、两个以上指接单元指接而成，所述同等级的指接单元是指该等级内 各指接单元的弯曲弹性模量最小值最小比目标等级弯曲弹性模量平均值小 lGPa。根据本专利技术的优选具体实施方案，所述指接单元含水率10% 15%， 指榫长度25mm 30mm，嵌合度0.2 0.4mm，斜度1/10 1/12，指接端往里5cm内没有降等缺陷；指接结构用胶为间苯二酚-甲醛或水性高分子异氰 酸酯树脂胶，单面涂胶，涂胶量0.2 0.4g/cm2。利用本专利技术的方法得到的指接材，具有良好的结构性能，其弯曲弹性 模量标准值为指接单元平均值的0.80 0.95倍，抗弯强度和抗拉强度标准 值为指接单元标准值的0.7 0.9倍。本专利技术通过将上述指接材作为层板制造胶合木，所得到的胶合木同样 具有良好的结构性能，可作为结构用胶合木。另一方面，本专利技术还提供了所述胶合木的制造方法，该方法主要包括 步骤将层板宽面涂结构用胶，叠层配置，其中，胶合木的外层层板等级等 于其相邻内层层板等级、或高于其相邻内层层板，优选高于其相邻内层层 板一级；在胶合木厚度方向采用持续加压方式，压力保持在0.8MPa 0.9MPa 之间的一固定值，常温固化，之后堆积养生7 8天。在本专利技术的一具体实施方案中，所述胶合木的层板是由两个以上指接 单元指接而成，本专利技术的胶合木的制造方法还包括制造所述指接层板的步 骤，主要是将短的规格材先机械分等再通过指接的方式接长制造指接规格 材作为层板。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的制造所述指接层板的 步骤包括根据各指接单元的弯曲弹性模量对指接单元进行分等；对各指 接单元进行铣齿；将同等级的、铣齿后的指接单元进行指接，其中，优选 控制指接在20 3(TC进行，将指接材在指接机上保持压力20 30s达到初 期固化后，再堆积养生18 24h，得到指接层板。利用本专利技术的方法，预先 对指接单元进行应力分等，按照不同等级组合指接接长，不仅可以提高木 材的利用率，还可以提高指接材的结构性能。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的胶合木的制造方法主要按照以 下操作进行(1)将原木加工成一定长度的规格材，并进行分等。根据本专利技术的优选实施方案，这些规格材的长度为1.0 3.0m,更优选为2.0 3.0m;截 面尺寸应满足《木结构设计规范(GB50005-2005)》对规格材规格(例如 40或45系列)的要求；本专利技术优选控制这些规格材的含水率在10% 15%。 本专利技术中，是根据弯曲弹性模量将上述规格材进行分等。所述各规格 材的弯曲弹性模量可以按照现有技术的记载方法直接测量得到或通过测量 试件的其他参数计算得到。在本专利技术的一优选具体实施方案中，是通过横 向振动法测量杉木规格材的基本自振频率并优选利用下式(m)计算出弯 曲弹性模量￡=0.95￡4// //z2 式(III)式中E为弯曲弹性模量，单位Pa;L为试件(指接单元)长度，单位m;f为基本自振频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构用胶合木，该胶合木是以２～７层层板叠层胶合而成的，其中，该胶合木的外层层板等级等于其相邻内层层板等级、或高于其相邻内层层板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周海宾，任海青，费本华，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]