什么是結(jié)構(gòu)復(fù)合木材SCL,都有哪些種類和區(qū)別呢?
結(jié)構(gòu)復(fù)合木材是采用單板、單板條或刨花等沿構(gòu)件長度方向排列組坯疊層膠合而成的復(fù)合材料。以單板條或刨花為構(gòu)成單元的SCL主要包括單板條層積材(PSL)、定向木片層積材(LSL)、定向刨花層積材(OSL)等。
這些材料以小徑材為主要原材料,利用率高,且材質(zhì)均勻、變異系數(shù)低,有效避免了由木材天然缺陷如節(jié)子、斜紋理、腐朽等引起的強度弱等問題,近年來被廣泛應(yīng)用于建筑、電力輸送、家具和裝飾裝修等行業(yè),在國內(nèi)外得到大力推廣,發(fā)展前景廣闊。
01 SCL種類及應(yīng)用
單板條層積材PSL
目前,國外PSL已規(guī)?;a(chǎn)使用,而國內(nèi)尚處于試驗開發(fā)階段。PSL,商品名稱Parallam®,其構(gòu)成單元是以旋切或刨切單板為主所切割出的單板條。
原料包括花旗松、冷杉、南方松、西部鐵杉、北美喬柏以及熱帶闊葉材等。結(jié)構(gòu)用PSL尺寸通常與膠合木或鋸材相同,具有紋理美觀、力學(xué)性能高、機械加工性能好等優(yōu)點,主要用作承重建筑構(gòu)件。作為裝飾用材,主要用作室內(nèi)門框窗框和樓梯扶手等部件。
定向木片層積材LSL
LSL,商品名稱TimberStrand®,其刨花制備工藝與OSB的刨花類似,刨花長度通常為厚度的150倍,長度一般為200~300 mm,大于OSL和OSB所用刨花長度,寬度為20~30 mm,厚度為0.8~1.2 mm。
LSL原料為直徑小、中低密度的成熟材或幼齡材,如云杉(、歐洲白杉、白楊等,枝丫材,森林殘余物,以及生產(chǎn)鋸材或單板產(chǎn)生的廢料等。
通常LSL比OSB需要更大程度的刨花定向排列和更大的熱壓壓力,并且LSL成板厚度一般大于OSB。LSL和OSL的強度和剛度以及尺寸穩(wěn)定性一般略低于LVL和PSL。
定向刨花層積材OSL
OSL外觀類似于LSL,但其使用的刨花比LSL的更短。用于制造OSL的刨花長度至少為厚度的75 倍,長度一般為78~150 mm,寬度為12.7~25.4 mm,厚度為0.55~0.8 mm[8-9]。OSL的原料來源與LSL類似。與LSL相比,OSL 是一種相對較新的SCL產(chǎn)品,其市場仍在開發(fā)中。
02 SCL性能的影響因素
原料對性能的影響
不同原料質(zhì)量和性能不同,對SCL性能影響顯著。利用質(zhì)量好、密度合適、缺陷少原料制備的PSL強度較優(yōu)。
構(gòu)成單元尺寸對性能的影響
構(gòu)成單元的尺寸大小會影響施膠,機械加工與定向鋪裝等,是影響SCL性能的重要因素之一。
熱壓工藝對性能的影響
SCL屬于重組型復(fù)合材料,需要通過調(diào)整熱壓工藝參數(shù)實現(xiàn)材料重組。調(diào)整溫度和時間使膠黏劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),最終固化;調(diào)整壓力使膠黏劑產(chǎn)生流動,板坯壓實,使木質(zhì)單元材料之間緊密接觸。
膠種與施膠量對性能的影響
膠黏劑通過粘附作用使用木質(zhì)單元粘合成一體,是使SCL的性能指標和經(jīng)濟效果達到最佳的關(guān)鍵因素。
03 寫在最后
以單板條或刨花為構(gòu)成單元的SCL提供了一種利用小徑級和低質(zhì)量木材制備結(jié)構(gòu)材的方法。隨著市場對結(jié)構(gòu)材需求增加以及優(yōu)質(zhì)木質(zhì)資源的不斷減少,未來SCL的開發(fā)和應(yīng)用將不斷增加。
但目前SCL存在如下問題,如OSL和LSL外觀斑駁,沒有木材紋理圖案,限制了其在對外觀有嚴格要求的領(lǐng)域中應(yīng)用。今后,需加強LSL和OSL改性技術(shù)研究,解決尺寸穩(wěn)定性能差和外觀問題。
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