CN106680192B - 一种竹木材料开裂性能测试方法 - Google Patents
一种竹木材料开裂性能测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106680192B CN106680192B CN201710050786.1A CN201710050786A CN106680192B CN 106680192 B CN106680192 B CN 106680192B CN 201710050786 A CN201710050786 A CN 201710050786A CN 106680192 B CN106680192 B CN 106680192B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bamboo
- sample
- cracking
- wood materials
- cracking performance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
一种竹木材料开裂性能测试方法，属于竹木加工技术领域。其包括以下工艺步骤：1）试样制备；2）试样吸湿；3）试样约束；4）开裂性能测定。本发明采用约束法固定试样，通过控制环境变化促进裂纹的产生以提高方法的敏感性，必要时可结合诱导法进一步改进裂纹生长，裂纹采用数字图像处理技术进行量化表征，开裂性能的表征采用一定时间内的裂纹数目、长度、宽度、面积或开裂率，或开裂初始时间。本发明使得竹木材料方便了竹木材料裂纹的观察，降低了竹木材料开裂性能测试，有利于相互比较及建立标准化。
Description
技术领域
本发明属于竹木加工技术领域，具体涉及一种竹木材料开裂性能测试方法。
背景技术
竹木材料作为一种天然材料，受到市场广泛欢迎，应用广泛。但一些竹木材料如一些阔叶树木材、重组木、重组竹、竹集成材、竹丝板等存在开裂的可能，为此，人们研发了不少防裂的专利，如PPG工业俄亥俄公司申请的中国专利CN 101098761 A披露了一种减少木制品表面开裂的方法、中国专利CN 106272774 A公布了一种抗家具木材干裂的方法、中国专利CN 102189578 A公开了一种实木木材的防裂工艺、CN 102975267 A公布了一种防止重竹地板内裂、跳丝、开裂的加工工艺、CN 105086744 A公开了一种抗裂木器油漆的配方、CN104963481 A公开了一种防裂地暖实木复合地板及其生产方法、CN 204781810 U公开了一种防止开裂的竹地板的制造方法。然而竹木材料的开裂性能测定方法很少。GB/T 4822-2015将木材与开裂有关的性能用沿材长方向检量裂纹长度与检尺长的比例（百分率）表征，GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性格试验方法》中有表面耐龟裂性能和耐开裂性能测定方法，前者用于确定试件表面装饰层在70℃条件下处理一定时间后是否出现裂纹，采用放大镜观察开裂情况后分级；后者则时把试件固定在金属夹具上，在一定外力作用下在50℃环境中处理6h后，观察装饰面开裂情况并分级，适用于厚度不超过2mm的热固性树脂浸渍纸高层装饰层压板。上述方法主要存在如下问题：一是适用范围窄，对于实木、重组木、重组竹、竹集成材等竹木材料均不适用；二是测定方法较为粗糙，敏感性差，耐开裂性能测定方法还需对试样打孔，进一步增加了结果的变异。以上方法难以有效测定竹木材料的开裂性能，尤其是难以准确表征各种防裂处理的效果。
开裂性能是竹木材料的重要性能，一般情况下，其开裂随机性较大，有时会出现裂纹产生后又闭合等情况，以及裂纹难以观测等问题，精确测定难度较大，不利于相互比较及标准化。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种竹木材料开裂性能测试方法的技术方案。
所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）试样制备：制备长方体或正方体试样，所述试样包括实木、重组木、重组竹、竹集成材、竹木复合材或其它竹木材料；
2）试样吸湿：将步骤1）得到的试样置于温湿度可控的环境中进行吸湿处理，吸湿后用胶黏剂将该试样的两侧面分别与L形件胶合在一起；
3）试样约束：将步骤2）得到的试样的L形件固定在高刚度约束底座上；
4）开裂性能测定：将步骤3）得到的试样置于高温、低湿的环境中进行解吸湿处理，解吸湿处理后观测试样如下指标的一部分或全部：裂纹数目、长度、宽度、面积、开裂率以及开裂初始时间，其中裂纹的数目、长度、宽度、面积采用读数显微镜或数字图像处理技术测定，所述数字图像处理技术采用体视显微镜拍摄试样和标尺照片，然后对试样照片进行图像转换、增强、分割实现裂纹识别和表征，开裂率为开裂面积所占百分比，通过计算得出，开裂性能选取上述指标的某些或全部来表征。
所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤1）中在试样垂直观测面的两侧铣削出三角形开裂诱导槽。
所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤2）中温湿度可控的环境为恒温恒湿箱或恒定温度下的饱和盐水溶液。
所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤2）中胶黏剂为异氰酸酯胶、环氧树脂、热熔胶或丙烯酸AB胶。
所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤2）中L形件为不锈钢或其它能保证有足够的强度和刚度材料的L形件。
所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤3）中高刚度约束底座由玻璃钢、不锈钢、型钢或其它能满足刚度、强度要求的材料制成。
所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤4）中高温、低湿环境由恒温恒湿箱、干燥箱或恒定温度下的饱和盐水溶液产生。
本发明采用约束法固定试样，通过控制环境变化促进裂纹的产生（在实际使用过程中，环境变化也是竹木材料开裂的重要原因之一）以提高方法的敏感性，必要时可结合诱导法进一步改进裂纹生长，裂纹采用数字图像处理技术进行量化表征，开裂性能的表征采用一定时间内的裂纹数目、长度、宽度、面积或开裂率，或开裂初始时间。本发明使得竹木材料方便了竹木材料裂纹的观察，降低了竹木材料开裂性能测试，有利于相互比较及建立标准化。
附图说明
图1为本发明中试样测试状态图；
图2为加约束测试后榉木试样端面图；
图3为未加约束测试后榉木试样端面图。
图中：1-试样；2-L形件；3-螺栓螺母；4-高刚度约束底座。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1
1、试样制备：制备长方体重组竹试样，规格为纤维方向20mm、厚度20mm、宽度40mm，根据需要可在试样垂直观测面的两侧铣削出三角形开裂诱导槽。
2、试样吸湿：将试样用丙烯酸AB胶（也可以采用异氰酸酯胶、环氧树脂或热熔胶）与3mm厚L形件2胶合，该L形件2由不锈钢制成（L形件2也可以采用其它能保证有足够的强度和刚度材料制成），胶合面为20mm*20mm的纵截面，施加压力固化24h，然后将其置于室温（20℃）下的饱和K2SO4溶液产生的湿度环境（相对湿度97.6%）中吸湿24h。
3、试样约束：试样吸湿完成后按图1约束试样，即通过螺栓螺母3（也可以采用其它固定方式）将与试样1胶合好的L形件2与高刚度约束底座4结合。其中高刚度约束底座4为10mm厚玻璃钢，预先根据L形件2的孔的位置钻孔，然后用螺栓螺母3固定，以保证试样1解吸时高刚度约束底座4的变形可以忽略。
4、开裂性能测定：将试样置于40℃、50%相对湿度的恒温恒湿箱中解吸湿24h，用体视显微镜拍摄重组竹试样横截面及标尺照片，然后对试样照片进行图像转换、增强、分割实现裂纹识别和表征，结果为148条裂纹，平均裂纹长度为30.73个像素（0.347mm）、宽度为5.12个像素（0.058mm）、面积为66.03平方像素（0.745mm2）。
实施例2
1、试样制备：制备长方体红榉实木试样，规格为纤维方向20mm、厚度25mm、宽度50mm。
2、试样吸湿：将试样用热熔胶与3mm厚L形件2胶合，该L形件2由不锈钢制成，胶合面为20mm*20mm的纵截面，施加压力固化24h，然后将其置于室温（20℃）下的纯水产生的湿度环境（相对湿度100%）中吸湿48h以上。
3、试样约束：试样吸湿完成后按图1约束试样，即通过螺栓螺母3将与试样1胶合好的L形件2与高刚度约束底座4结合。其中高刚度约束底座4为10mm厚玻璃钢，预先根据L形件2的孔的位置钻孔，然后用螺栓螺母3固定，以保证试样1解吸时高刚度约束底座4的变形可以忽略。
4、开裂性能测定：如图2所示，将试样置于100℃干燥箱中解吸湿24h，用读数显微镜观测裂纹数量为 11,最大长度为 12.6mm，最大宽度为 0.3mm。
当试样未经约束时，在解吸过程中，裂纹产生的数量较少，部分试样甚至难以观测到宏观裂纹（如图3所示）；裂纹先产生、增大然后随着时间延长会缩小甚至消失，采用约束法可有效强化和“固化”开裂情况。
Claims (7)
1.一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）试样制备：制备长方体或正方体试样，所述试样包括实木、重组木、重组竹、竹集成材、竹木复合材或其它竹木材料；
2）试样吸湿：将步骤1）得到的试样置于温湿度可控的环境中进行吸湿处理，吸湿后用胶黏剂将该试样的两侧面分别与L形件胶合在一起；
3）试样约束：将步骤2）得到的试样的L形件固定在高刚度约束底座上；
4）开裂性能测定：将步骤3）得到的试样置于高温、低湿的环境中进行解吸湿处理，解吸湿处理后观测试样如下指标的一部分或全部：裂纹数目、长度、宽度、面积、开裂率以及开裂初始时间，其中裂纹的数目、长度、宽度、面积采用读数显微镜或数字图像处理技术测定，所述数字图像处理技术采用体视显微镜拍摄试样和标尺照片，然后对试样照片进行图像转换、增强、分割实现裂纹识别和表征，开裂率为开裂面积所占百分比，通过计算得出，开裂性能选取上述指标的某些或全部来表征。
2.如权利要求1所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤1）中在试样垂直观测面的两侧铣削出三角形开裂诱导槽。
3.如权利要求1所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤2）中温湿度可控的环境为恒温恒湿箱，或恒定温度下的饱和盐水溶液。
4.如权利要求1所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤2）中胶黏剂为异氰酸酯胶、环氧树脂、热熔胶或丙烯酸AB胶。
5.如权利要求1所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤2）中L形件为不锈钢或其它能保证有足够的强度和刚度材料的L形件。
6.如权利要求1所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤3）中高刚度约束底座由玻璃钢、不锈钢、型钢或其它能满足刚度、强度要求的材料制成。
7.如权利要求1所述的一种竹木材料开裂性能测试方法，其特征在于所述步骤4）中高温、低湿环境由恒温恒湿箱，或干燥箱，或恒定温度下的饱和盐水溶液产生。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710050786.1A CN106680192B (zh) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 一种竹木材料开裂性能测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710050786.1A CN106680192B (zh) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 一种竹木材料开裂性能测试方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106680192A CN106680192A (zh) | 2017-05-17 |
| CN106680192B true CN106680192B (zh) | 2019-07-30 |
Family
ID=58859980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710050786.1A Expired - Fee Related CN106680192B (zh) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 一种竹木材料开裂性能测试方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106680192B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1380830A2 (en) * | 2002-07-12 | 2004-01-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Method and apparatus for detecting cracks in honeycomb structure |
| CN1975417A (zh) * | 2006-12-12 | 2007-06-06 | 同济大学 | 一种水泥基抹面材料塑性收缩开裂测定方法 |
| US7516674B1 (en) * | 2008-08-26 | 2009-04-14 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for thermally induced testing of materials under transient temperature |
| CN102565310A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-07-11 | 河海大学 | 不同温度和湿度环境条件下早龄期混凝土抗裂性能的测试装置及测定方法 |
| CN102590242A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-18 | 东南大学 | X射线扫描无损检测水泥基材料三维碳化深度的演化方法 |
| CN203705265U (zh) * | 2014-01-03 | 2014-07-09 | 上海勘测设计研究院 | 耐环境应力开裂性能测试仪 |
| CN204758384U (zh) * | 2015-05-22 | 2015-11-11 | 山西省交通科学研究院 | 一种半刚性基层材料开裂模拟测试装置 |
-
2017
- 2017-01-23 CN CN201710050786.1A patent/CN106680192B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1380830A2 (en) * | 2002-07-12 | 2004-01-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Method and apparatus for detecting cracks in honeycomb structure |
| CN1975417A (zh) * | 2006-12-12 | 2007-06-06 | 同济大学 | 一种水泥基抹面材料塑性收缩开裂测定方法 |
| US7516674B1 (en) * | 2008-08-26 | 2009-04-14 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for thermally induced testing of materials under transient temperature |
| CN102565310A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-07-11 | 河海大学 | 不同温度和湿度环境条件下早龄期混凝土抗裂性能的测试装置及测定方法 |
| CN102590242A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-18 | 东南大学 | X射线扫描无损检测水泥基材料三维碳化深度的演化方法 |
| CN203705265U (zh) * | 2014-01-03 | 2014-07-09 | 上海勘测设计研究院 | 耐环境应力开裂性能测试仪 |
| CN204758384U (zh) * | 2015-05-22 | 2015-11-11 | 山西省交通科学研究院 | 一种半刚性基层材料开裂模拟测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106680192A (zh) | 2017-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101249660A (zh) | 毛竹竹青板方材及其制造方法 | |
| Gong et al. | Block shear strength and delamination of cross-laminated timber fabricated with Japanese larch | |
| Chen et al. | Quantitative visualization of weak layers in bamboo at the cellular and subcellular levels | |
| CN104400852A (zh) | 一种工程防腐竹的制作方法 | |
| JP2012509461A5 (zh) | ||
| CN106680192B (zh) | 一种竹木材料开裂性能测试方法 | |
| Wu et al. | Understanding the effect of extractives on the mechanical properties of the waterborne coating on wood surface by nanoindentation 3D mapping | |
| Barbirato et al. | Quasi-static and dynamic response of oriented strand boards based on balsa wood waste | |
| CN110039625A (zh) | 一种展平竹基板材及其制备方法、展平竹地板及其应用 | |
| CN101564854A (zh) | 一种结构用胶合木及其制造方法 | |
| Shukla et al. | Physical and mechanical properties of plantation-grown Acacia auriculiformis of three different ages | |
| CN104999537B (zh) | 一种木质先进生物复合材的制造方法 | |
| CN203994099U (zh) | 三聚氰胺树脂浸渍薄木贴面豆胶狼尾草人造板 | |
| CN201464468U (zh) | 油漆遮盖力测定板 | |
| CN104568623A (zh) | 一种生物质材料硬度的测量方法 | |
| CN204339936U (zh) | 一种抗变形胶合板 | |
| CN209032047U (zh) | 一种防变形菜板 | |
| Albrektas et al. | An evaluation of modulus of elasticity, dimensional stability and bonding strength of bonded heat-treated wood | |
| Taheri et al. | Evaluation of UF resin content in MDF boards after hot-pressing by Kjeldahl method | |
| CN201189685Y (zh) | 一种毛竹竹青板方材 | |
| CN204059819U (zh) | 表面具有三胺模压饰面防水防变形强化复合板 | |
| Sooru et al. | Impact of wetting/oven-drying cycles on the mechanical and physical properties of birch plywood | |
| CN204845038U (zh) | 包装盒用纤维板 | |
| CN204475772U (zh) | 一种表皮防裂的多层实木复合地板 | |
| Mirski et al. | The influence of microfungi on physicomechanical properties of particle boards |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190730 Termination date: 20220123 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |