專利名稱：膠合木的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種膠合木，具體是指一種由小徑級原木制造的膠合木，可用 于木結(jié)構(gòu)建筑的梁和柱。
背景技術(shù)：
近年來，木結(jié)構(gòu)住宅等建筑在我國發(fā)展迅速，其獨特建筑風(fēng)格和性能優(yōu)勢已得到 了越來越多消費者的肯定。木結(jié)構(gòu)建筑用結(jié)構(gòu)木制產(chǎn)品的需求量正逐年增高。由于木結(jié)構(gòu) 建筑的特殊性，對于所使用的木制原料材具有較高的性能要求。世界對木材資源的使用量逐年增長，隨著采伐量的增加，大徑級木材越來越小。因 此，開發(fā)利用小徑級原木的技術(shù)是木材加工利用的新趨勢。但是人工林木材，尤其是小徑級 木材本身強度低的缺點，影響了它直接作為工程材料的使用。目前我國人工速生林木材主 要用于生產(chǎn)刨花板、纖維板和膠合板，除了這“三板”利用外，也有在細木工板中的使用，主 要作為家具制造和裝修等非結(jié)構(gòu)材料，產(chǎn)品附加值較低。為了拓寬小徑級速生林木材的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是其在結(jié)構(gòu)材方面的應(yīng)用，相關(guān)人 員進行了大量研究。例如，針對人工林木材本身強度低的缺點，通過對其進行改性，例如浸 漬合成膠密實化處理方法，可以提高速生人工林木材的力學(xué)性能，尤其硬度提高1 2倍。 目前部分密實化產(chǎn)品已經(jīng)投放在建筑和工程材料市場，但是只有少量得到應(yīng)用，主要原因 是技術(shù)不成熟和成本高。對速生人工林另一個重要的使用技術(shù)就是木塑復(fù)合材，它是利用 木纖維與塑料混合高溫擠出得到，在建筑中主要用于外墻板，但一般不做為直接受力材，該 材料的缺陷是耐久性差，成本同樣也高。加工和利用好小徑級木材，既彌補目前結(jié)構(gòu)材來源匱乏，同時也可拓寬小徑級木 材的應(yīng)用范圍，提高速生林木材的利用附加值，其具有的經(jīng)濟利益和社會效益方面都是很 顯然的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于提供一種膠合木，其是由小徑級原木制造而成，具有 良好的抗彎彈性模量和抗彎強度，可用于木結(jié)構(gòu)建筑的梁和柱，彌補目前結(jié)構(gòu)材來源匱乏， 拓寬小徑級木材的應(yīng)用范圍，提高速生林木材的利用附加值。為達上述目的，本實用新型提供了一種膠合木，該膠合木由多層層板層積而成，其 中，所述各層板是由小徑級原木加工成的規(guī)格材通過指接成長鋸材并拼寬形成的層板。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的膠合木的寬度為150mm;所述各 層板是由厚X寬為50讓\50讓、50111111\75111111和/或50111111\100111111的指接長鋸材拼寬形成 的厚X寬為50mmX 150mm層板。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的膠合木中，所述層板選自將寬度為50mm的指接長鋸材按照寬度50mm+50mm+50mm的方式拼寬成寬度150mm 的層板A ；[0011]將寬度為75mm的指接長鋸材按照寬度75mm+75mm的方式拼寬成寬度150mm的層 板B ；將寬度為IOOmm和50mm的指接長鋸材按照寬度100mm+50mm的方式拼寬成寬度 150mm的層板C ；將寬度為50mm和IOOmm的指接長鋸材按照寬度50mm+100mm的方式拼寬成寬度 150mm的層板D。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的膠合木長度方向相鄰層板間指接 縫垂直距離大于等于300mm，且相隔層的兩層板的指接縫于層板厚度方向不在一條線上。在本實用新型的一具體實施方案中，本實用新型的膠合木為由3層層板層積的膠 合木，其中，所述3層層板的層積方式為層板A+層板B+層板A、層板B+層板A+層板B、層 板C+層板B+層板D、層板C+層板D+層板C，或?qū)影錋+層板B+層板C。在本實用新型的另一具體實施方案中，本實用新型的膠合木為由4層層板層積的 膠合木，其中，所述4層層板的層積方式為層板A+層板B+層板A+層板B、層板B+層板A+ 層板B+層板A、層板B+層板C+層板B+層板D，或?qū)影錍+層板B+層板D+層板B。在本實用新型的另一具體實施方案中，本實用新型的膠合木為由6層層板層積的 膠合木，其中，所述6層層板的層積方式為層板A+層板B+層板A+層板B+層板A+層板 B、層板B+層板A+層板B+層板A+層板B+層板A、層板B+層板C+層板B+層板D+層板B+ 層板C、層板C+層板D+層板C+層板D+層板C+層板D，或?qū)影錋+層板B+層板C+層板D+ 層板B+層板A。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的膠合木，所述各層板之間具有間 苯二酚膠合層或異氰酸酯膠合層。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的膠合木，其長度通常為6 12m。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的膠合木的抗彎彈性模量 ^ 9. 5GPa，抗彎強度> 32MPa。該膠合木具有良好的抗彎彈性模量和抗彎強度，可用作木結(jié) 構(gòu)建筑的梁和柱。本實用新型還提供了由小徑級原木制造所述膠合木的方法，該方法是將一定徑級 范圍的原木加工成指定規(guī)格的材料通過指接、拼寬等形成層板，再通過對層板按一定的規(guī) 則配坯，制成本實用新型的膠合木，用于木結(jié)構(gòu)建筑的梁和柱。從而擴大了小徑級原木的應(yīng) 用范圍，提高小徑級原木的利用價值。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型提供的小徑級原木制造膠合木的方 法包括步驟將小徑級原木加工成指定規(guī)格的材料，通過指接并拼寬形成層板；對指接形成的層板進行層積，制成本實用新型的膠合木。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型中，是將直徑9 16cm的小徑級 原木，鋸成(可采用毛板下鋸法)規(guī)格為厚X寬X長為60mmX60mmX600 1000mm、 60mmX85mmX600 1000mm 和 / 或 60mmX IlOmmX600 1000mm 的鋸材，并干燥至含水 率19%以下，然后兩端銑成20 30mm齒，指接成6m以上的目標材(目標材的具體長度可 根據(jù)實際需要而定，長度的增加并不會顯著影響本實用新型最終產(chǎn)品的強度性能指標，通 常目標材的長度可在12m以下)，再四周精刨成厚X寬為50mmX 50mm、50mmX 75mm和/或50mmX IOOmm的指接長鋸材；對上述指接長鋸材進行分級，選取抗彎彈性模量IOGPa以上的鋸材，使用結(jié)構(gòu)用 膠粘劑，寬度方向上膠合，涂膠量在320 350g/m2，壓力0. 8 IMPa，冷壓8小時以上，拼 寬拼接成厚X寬為50mmX 150mm的層板。所述膠合過程(包括涂膠、冷壓等操作)可在室 溫下進行，環(huán)境濕度優(yōu)選為40 60%。在本實用新型的一更具體的實施方案中，所述拼寬是按照以下方式進行(根據(jù)拼 寬方式的不同，將所述各層板分為層板A、層板B、層板C、層板D四種)將寬度為50mm的指接長鋸材按照寬度50mm+50mm+50mm的方式拼寬成層板A ；將寬度為75mm的指接長鋸材按照寬度75mm+75mm的方式拼寬成層板B ；將寬度為IOOmm和50mm的指接長鋸材按照寬度100mm+50mm的方式拼寬成層板C ；將寬度為50mm和IOOmm的指接長鋸材按照寬度50mm+100mm的方式拼寬成層板D。 該層板D實質(zhì)上是與層板C 一樣的，僅是在層積成膠合木時其寬度方向上與層板C調(diào)換方 向使用。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的小徑級原木制造膠合木的方法 中，將拼寬后的層板兩面刨平，使用結(jié)構(gòu)用膠粘劑涂膠，涂膠量320 350g/m2，壓力0. 8 IMPa,冷壓8小時以上，厚度層積，得到膠合木。所述層積過程可在室溫下進行，環(huán)境濕度優(yōu) 選為40 60%。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，層積時，長度方向相鄰層板間指接縫垂直距離 大于等于300mm，且相隔層的兩層板(即，第N塊層板與第N+2或第N-2塊層板)的指接縫 于層板厚度方向不在一條線上。在本實用新型的一具體實施方案中，本實用新型是由小徑級原木制作厚度層積至 少為3層的膠合木，例如厚度層積為3層、4層或6層層板的膠合木，其中，所述3層層板的膠合木是按照層板A+層板B+層板A、層板B+層板A+層板B、層 板C+層板B+層板D、層板C+層板D+層板C或?qū)影錋+層板B+層板C的方式層積，形成截 面尺寸厚X寬為150mmX 150mm的膠合木；所述4層層板的膠合木是按照層板A+層板B+層板A+層板B、層板B+層板A+層 板B+層板A、層板B+層板C+層板B+層板D或?qū)影錍+層板B+層板D+層板B的方式層積， 形成截面尺寸厚X寬為200mmX 150mm的膠合木梁和柱；所述6層層板的膠合木是按照層板A+層板B+層板A+層板B+層板A+層板B、層 板B+層板A+層板B+層板A+層板B+層板A、層板B+層板C+層板B+層板D+層板B+層板 C、層板C+層板D+層板C+層板D+層板C+層板D、層板A+層板B+層板C+層板D+層板B+ 層板A的方式層積，形成截面尺寸厚X寬為300mmX 150mm的膠合木。本實用新型的上述膠合木產(chǎn)品定在150mm(厚)X 150mm (寬)、 200mm(厚)X 150mm(寬)和300mm(厚)X 150mm(寬)三個尺寸上，達到規(guī)格化。這三個尺 寸是目前中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所在二層村鎮(zhèn)木結(jié)構(gòu)住宅中使用的主要規(guī)格 尺寸。研究表明，這些規(guī)格尺寸能夠在保證所制造的膠合木的強度的前提下合理利用9 16cm直徑的木材。如果尺寸規(guī)格過大，將浪費木材資源；如果尺寸規(guī)格過小，難以保證木結(jié) 構(gòu)設(shè)計安全的節(jié)點，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。在本實用新型的小徑級原木制造膠合木的方法中，所述結(jié)構(gòu)用膠粘劑可以選擇間苯二酚或異氰酸酯等。根據(jù)本實用新型的具體實施方案，本實用新型的小徑級原木制造膠合木的方法 中，所述各層板應(yīng)采用同種木材。本實用新型的有益效果本實用新型的膠合木具有良好的抗彎彈性模量和抗彎強度，其抗彎彈性模量 >9.56 抗彎強度>3210^。該膠合木可用作木結(jié)構(gòu)建筑的梁和柱。從而，本實用新型可 彌補目前結(jié)構(gòu)材來源匱乏，擴大了小徑級原木的應(yīng)用范圍，提高了小徑級原木的利用價值。

圖1為本實用新型的層板A、B、C、D的厚X寬面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型中按照層板ABA層積的3層膠合木的厚X寬面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型中按照層板ABA層積的3層膠合木的厚X長面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例進一步詳細說明本實用新型的小徑級原木制造的膠合木的 特點和應(yīng)用中所具有的技術(shù)效果，但本實用新型并不因此而受到任何限制。實施例1將直徑在9 16cm的小徑級杉木原木，采用毛板下鋸法，鋸成規(guī)格為 60mm(厚)X60mm(寬)X600 IOOOmm(長)、60mm(厚)X85mm(寬)X600 IOOOmm(長) 和60mm(厚)X110mm(寬)X600 IOOOmm(長)的鋸材，具體針對不同的原木直徑可選 擇不同的鋸材尺寸，例如直徑9cm的原木加工成60mm(厚)X 60mm(寬)，16cm的原木加工 60mm(厚)X IlOmm(寬)，其鋸材出材率可達4δ 。將上述鋸材干燥至19 %以下，盡量選取無節(jié)材，兩端銑成25mm齒，指接成 6m以上的目標材，再四周精刨成5Omm(厚)X5Omm(寬)、50mm(厚)X75Iiim(寬)和 50mm(厚)X 100mm(寬)。對這些指接長鋸材進行分級，選取IOGPa以上的鋸材。將選擇好 的指接長材使用間苯二酚結(jié)構(gòu)用膠粘劑，寬度方向上膠合，涂膠量在320g/m2，壓力0. 8MPa, 室溫，環(huán)境濕度40 60%之間，冷壓8小時。拼寬規(guī)則層板A組(50+50+50)，層板B組 (75+75)，層板 C 組(100+50)，層板 D 組為(50+100)。將拼寬后的層板兩面刨平，然后使用間苯二酚結(jié)構(gòu)用膠粘劑兩面涂膠，涂膠量約 320g/m2，壓力0. 8MPa,室溫，環(huán)境濕度40 60%之間，冷壓8小時，厚度層積到3層，層積 時，長度方向相鄰層板間指接縫(參見圖3中的指接縫11與指接縫12，或者指接縫12與指 接縫13)垂直距離大于等于300mm，且相隔層的兩層板的指接縫(參見圖3中的指接縫11 與指接縫13)于層板厚度方向不在一條線上。3層的層積規(guī)則ABA、BAB、CBD,⑶C或ABC 等；最后形成截面尺寸為150mm(厚)X150mm(寬)的膠合木產(chǎn)品。其中，按照層板ABA層 積的3層膠合木的厚X寬面的結(jié)構(gòu)請參見圖2所示意，厚X長面的結(jié)構(gòu)請參見圖3所示 意(局部)，圖3中標號11、12、13表示指接縫。對膠合木產(chǎn)品的力學(xué)性能進行測試，其抗彎彈性模量9. 5GPa以上，抗彎強度 32MPa以上，可直接用做木結(jié)構(gòu)建筑的梁和柱。下表列出了本實施例中部分膠合木(截面尺寸150mm(厚)X 150mm(寬)X6000mm(長))的力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)，充分表明按照本實用新型
的方法制備得到的膠合木具有良好的抗彎強度和抗彎彈性模量。
權(quán)利要求1.一種膠合木，其特征在于該膠合木由多層層板層積而成，其中，所述各層板是由小 徑級原木加工成的規(guī)格材通過指接成長鋸材并拼寬形成的層板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠合木，其特征在于，該膠合木的寬度為150mm；所述各層板 是由厚X寬為50讓\50111111、50111111\75111111和/或50111111\100111111的指接長鋸材拼寬形成的厚X 寬為50mmX 150mm層板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠合木，其特征在于，所述層板選自將寬度為50mm的指接長鋸材按照寬度50mm+50mm+50mm的方式拼寬成寬度150mm的層 板A ；將寬度為75mm的指接長鋸材按照寬度75mm+75mm的方式拼寬成寬度150mm的層板B ；將寬度為IOOmm和50mm的指接長鋸材按照寬度100mm+50mm的方式拼寬成寬度150mm 的層板C ；將寬度為50mm和IOOmm的指接長鋸材按照寬度50mm+100mm的方式拼寬成寬度150mm 的層板D。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的膠合木，其特征在于，該膠合木長度方向相鄰層板間 指接縫垂直距離大于等于300mm，且相隔層的兩層板的指接縫于層板厚度方向不在一條線 上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠合木，其特征在于，該膠合木為由3層層板層積的膠合木， 其中，所述3層層板的層積方式為層板A+層板B+層板A、層板B+層板A+層板B、層板C+ 層板B+層板D、層板C+層板D+層板C，或?qū)影錋+層板B+層板C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠合木，其特征在于，該膠合木為由4層層板層積的膠合木， 其中，所述4層層板的層積方式為層板A+層板B+層板A+層板B、層板B+層板A+層板B+ 層板A、層板B+層板C+層板B+層板D，或?qū)影錍+層板B+層板D+層板B。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠合木，其特征在于，該膠合木為由6層層板層積的膠合木， 其中，所述6層層板的層積方式為層板A+層板B+層板A+層板B+層板A+層板B、層板B+ 層板A+層板B+層板A+層板B+層板A、層板B+層板C+層板B+層板D+層板B+層板C、層 板C+層板D+層板C+層板D+層板C+層板D，或?qū)影錋+層板B+層板C+層板D+層板B+層 板A。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠合木，其特征在于，所述各層板之間具有間苯二酚膠合層 或異氰酸酯膠合層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠合木，其特征在于，該膠合木的抗彎彈性模量>9. 5GPa，抗 彎強度> 32MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠合木，其特征在于，該膠合木的長度為6 12m。
專利摘要本實用新型提供了一種膠合木，該膠合木由多層層板層積而成，其中，所述各層板是由小徑級原木加工成的規(guī)格材通過指接成長鋸材并拼寬形成的層板。本實用新型的膠合木，抗彎彈性模量≥9.5GPa，抗彎強度≥32MPa，可用作木結(jié)構(gòu)建筑的梁和柱。本實用新型的實施可彌補目前結(jié)構(gòu)材來源匱乏，擴大了小徑級原木的應(yīng)用范圍，提高小徑級原木的利用價值。
文檔編號B32B21/14GK201881443SQ20102059566
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者任海青, 周海賓, 費本華 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所