側(cè)壓型竹層板用竹條分級研究

謝力生,陶鈞,廖彬彬,劉嘉誠,朱芳鈺

(中南林業(yè)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,長沙 410004)

竹子生長速度快、強(qiáng)度高、資源豐富,以竹代木生產(chǎn)需求日益增長的結(jié)構(gòu)用集成材具有重要意義。從竹筒加工獲得的竹條具有各向異性、帶竹節(jié)、徑向材質(zhì)差異大等特點(diǎn)[1-3],直接用竹條組坯制造集成材,產(chǎn)品難以達(dá)到結(jié)構(gòu)用材要求,竹條需要進(jìn)行分級使用[4-5]。研究表明,竹條的密度與其徑向彈性模量和抗彎強(qiáng)度均呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系[6],但密度分級只能在一定程度上優(yōu)化竹條的力學(xué)性能[7];而竹條的徑向彈性模量與其抗彎靜曲強(qiáng)度呈顯著的線性關(guān)系[8-10]。竹條弦向和徑向(含青面朝上和朝下)任意2個彈性模量之間都存在較強(qiáng)的線性相關(guān)性[11],由一個方向的彈性模量可以推測出另外2個方向上的彈性模量。由此可知,采用彈性模量對竹條分級具有科學(xué)合理性。但前述竹條分級研究成果均是依據(jù)測試竹條某一節(jié)間的抗彎靜曲強(qiáng)度和彈性模量而獲得的,沒有考慮竹節(jié)和測試部位的影響。

用竹條制造竹集成材,其層板有平壓型(竹條平置窄面膠合)和側(cè)壓型(竹條側(cè)立寬面膠合)2種;側(cè)壓型竹層板的抗彎力學(xué)性能優(yōu)于平壓型,結(jié)構(gòu)用竹集成材一般采用側(cè)壓型竹層板[12-13]。組成側(cè)壓型竹層板的竹條在層板受彎時承受弦向荷載,故最好依據(jù)其弦向抗彎靜曲強(qiáng)度來進(jìn)行分級。對于側(cè)立的竹條,其寬度(約為5.5 mm)只有其高度的1/4左右,且多有側(cè)向彎曲或扭曲,很容易傾倒,不易測試其抗彎彈性模量和靜曲強(qiáng)度。……