摘要
竹材具有轻质防震、强重比高的特点，其抗拉强度、抗弯强度、弹性模量等力学性能十分优异，加之我国竹林资源丰富，使得工程胶合竹材发展迅速。侧压型竹集成材具有良好的力学性能，具备制作结构用集成材骨架构件的潜力，但当前研究大多集中在各种因素对材性的影响，以及将材性和其他材料作对比，对于侧压型竹集成材组成单元——竹条的胶合性能和接长形式少有研究。本文以毛竹制备的竹条为原材料，通过理论分析与试验探究相结合的方式，对侧压型竹层板用竹条的胶合性能、接缝形式、指接工艺展开研究。主要研究内容和所得成果归纳如下: 1、以影响竹条胶合性能的三个因素(胶合面、竹节、胶合压力)为变量，通过测试胶合竹条的胶层剪切强度和浸渍剥离率，探究三种因素对竹条胶合性能的影响。研究发现:胶合面对剪切性能影响较大，剪切破坏发生在竹材内部，胶层不是最弱项;竹节对剪切强度影响较小，对竹条抗剥离性能产生显著的负面影响，试验发现在胶合过程中避免竹节位置重叠，可满足结构用集成材的浸渍剥离标准。综合考虑，最佳胶合工艺为:近青面-近黄面胶合，胶合压力1.2MPa，避免胶合时竹节位置重合。 2、制备含有对接接缝的侧压型竹层板，通过对比含接缝竹层板与无接缝层板静曲强度和弹性模量，研究对接接缝对侧压用竹条抗弯性能的影响，并结合已有研究结果对竹层板弯曲破坏形态进行分析。研究发现:对接接缝使侧压型竹层板的静曲强度和弹性模量降低，对静曲强度的影响更加显著。当接缝所占比例大于1/7时，竹层板静曲强度损失率大于15％，接缝的存在使得侧压型竹层板抗弯性能下降明显，因而对接接缝形式不能满足接长要求;当接缝所占比例为1/9时，含接缝竹层板静曲强度损失率为8.99％，不足10％，可满足一般用材的性能损失要求;当接缝所占比例≤1/12时，损失率不足5％，竹层板弯曲性能得到极大的保留。 3、以常用的4种指榫铣刀片分别将竹条加工成不同嵌合度的榫齿，研究指榫齿形、嵌合度对所需指接压力的影响，齿形、嵌合度以及胶黏剂对指接竹条力学性能的影响。研究发现:嵌合度与所需指接压力呈正相关性，指榫所需端向压力受齿楔角和齿长共同影响，齿楔角不同时，指接压力随角度的减小而增大;齿角相同时，指接压力随齿长的增加而减小。嵌合度达到0.3mm时，接长过程中指榫根部产生劈裂现象。指接竹条抗拉强度和静曲强度随着齿长的增加而增大，对弹性模量无明显影响;在嵌合度范围内，抗拉强度与静曲强度随着嵌合度增大而增大。竹条指榫径切面、端面表面润湿性能差，自身梯度结构导致指榫加压时受力不均，使得酚醛树脂胶黏剂不适用于竹条指接;单组份聚氨酯胶黏剂凭借较高的极性和活泼性，具有较好的黏附性能，能适用于竹条纵向接长。在试验范围内，最佳指接参数为榫齿Ⅳ型:齿楔角9.81°、榫齿长25mm、齿槽底宽1.2mm、嵌合度0.2mm、所需指接压力10.387MPa。
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