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A.5 木材干缩试验


A.5.1 木材干缩试验时,试件应采用密度为(425±25)kg/m³,含水率为(12±1)%的云杉(Picea abies L.)木材。干缩测试后的平均压缩剪切强度应大于1.5N/m㎡。
A.5.2 木材干缩试验应对胶合层板进行平衡处理,测量含水率并进行最后加工。层板应没有节子,纹理通直,年轮与层板胶合面的夹角在35°~55°之间(图A.5.2)。干缩试验应按以下规定制作胶合层板:
图A.5.2 芯板截面示意图
[刨光后尺寸140mm宽×(40.0±0.5)mm厚]
1—Ⅰ类胶粘剂胶缝;α—年轮方向与胶合面的夹角
    1 从三块长度不小于1200mm的木板上制作三对面板(6块),面板尺寸为:长度400mm、宽度140mm、厚度(20±0.5)mm。使年轮与胶合面相切,半径在60mm到140mm之间。每对匹配的面板用来生产一块试件。
    2 制作三块用于胶合的芯板,芯板尺寸为:长度400mm,宽度140mm,厚度(40.0±0.5)mm。芯板应采用两块(75±2)mm宽、厚度大于48mm的木板制作。两块木板应沿长度方向用Ⅰ类胶粘剂胶合到一起。
    3 平衡处理芯板和面板,使用于同一个胶合组件的三片木材平均含水率为(17.5±0.5)%。单张芯板或面板含水率可以为(17±1)%。芯板和面板应储存在20℃,75%~80%相对湿度环境中,使木材含水率升高至16%~18%。
    4 胶合前应轻微刨光芯板和面板,或用砂纸轻微砂光每个胶合表面,仔细清除污垢,在8.00h内进行胶合。
A.5.3 胶合前,从每块芯板和面板上截取试样进行木材含水率测试。按下式计算并记录每个试件的平均含水率:
    式中:
    wm——试件平均含水率(%);
    w1——第一块面板的含水率(%);
    w2——第二块面板的含水率(%);
    w3——芯板的含水率(%)。
A.5.4 每种需测试的胶粘剂应制作3个胶合组件,每个组件按以下规定制作:
    1 按图A.5.4(a)所示制作胶合组件,使面板年轮弯向背对胶合面,面板的纹理与芯板纹理垂直(图A.5.4b、c);
    2 安置两个(0.5±0.01)mm厚的铝框架垫片(图A.5.4e),一个垫片在芯板上,一个在面板上,用来限制胶合区域(100±0.1)mm×(100±0.1)mm,胶缝名义厚度0.50mm;
    3 将胶粘剂涂布到芯板和面板的胶合面上,保证良好的表面润湿;为了便于清除多余并固化的胶粘剂,胶合前在芯板和面板侧面封贴胶带;
图A.5.4 测试试件示意图
    4 胶合工艺应在标准气候条件中进行,施加(7.7±0.1)kN的荷载并保持24h;
    5 移走夹具并仔细清除胶合组件表面上过多并固化的胶粘剂;
    6 称重并记录每个试件的重量,精确到g,作为初重;
    7 将胶合组件存放在标准气候条件中7d。
A.5.5 胶合组件完成规定的加压和储存时间之后,应将胶合组件放入温度为(40±2)℃、相对湿度为(30±2)%、空气流速为(0.7±0.1)m/s环境的气候箱中,使每个试件含水率降低9个百分点。试件的最终目标重量应在干燥储存处理开始前计算。最终含水率应按照重量计算,应等于试件的最终目标含水率。最终重量允许偏差应该为±2g。
注:干燥前试件含水率为17.5%,试件干燥后的目标含水率是8.5%。
A.5.6 试件放入气候箱时,应使胶缝方向平行于空气流向(图A.5.4d)。胶合组件的重量应每天控制。每次控制后,试件在烘箱中的位置应该旋转一次,以保证所有的试件获得一致的干燥处理。当试件获得最终重量并从气候箱中移走,应该用一个假样品取代原来的位置。记录每个试件获得最终重量所需要的天数。
A.5.7 将胶合组件干燥好后,两块面板齐边,将四块辅助的云杉木板(约220mm长、30mm厚)胶合到试件上,以确保加载均匀,留下小的间隙(约3mm)以允许在压力下自由移动(图A.5.7)。在所有的胶合、加压操作过程中应避免测试区域受压。
图A.5.7 试件设计
P—测试平面
A.5.8 按本规范第A.5.5条和第A.5.7条干燥储存处理并制作后,将所有试件储存在标准气候条件下两个星期。在最后一个试件完成干燥储存处理后,才能进行试验。
A.5.9 当测试试件之一在本规范第A.5.10条规定的测试程序进行前失败,应放弃全部三个试件。按本规范第A.5.4~A.5.7条的规定重新准备三个测试试件。
A.5.10 木材干缩试验测试程序应按以下方法进行:
    1 将试件插入试验机。本规范图A.5.7c中的测试平面P可以校直(即用铰链或球状关节)。
    2 平板应制作光滑,与试件顶部紧密配合,确保紧密接触。铰链或类似的装置在正确的位置锁紧,使测试平面P与样本表面齐平。肉眼检查确保木支撑体和支撑表面间没有间隙存在。
    3 施加压力,直到试件破坏;加载方法可按以下情况之一进行:
1)荷载增长速率(20±5)kN/min;
2)当试验机荷载不能恒速递增,应采用夹具恒速运动,使试件在70s内破坏。
    4 记录破坏荷载,精确到N。
A.5.11 木材干缩试验应以三个试件的剪切强度平均值表达最终测试结果,精确到0.1N/m㎡。试件剪切强度应按下式计算:
    式中:
    τ——剪切强度(N/m㎡);
    Fmax——最大破坏荷载(N);
    A——面积,20000m㎡。
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胶合木结构技术规范 GB/T50708-2012
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