人造板蠕变性能是什么

以刨花或纤维材料为板芯，两面胶贴单板的一种人造板。通常所说的复合板主要指用定向刨花板作板芯，单板作表层的结构用人造板（图1）。复合板不仅可提高木材综合利用率和扩大人造板使用范围，还可充分利用低等级木材和采伐、加工剩余物，满足社会各种需求及缓和木材供应短缺的矛盾。20世纪70年代初，美国开始对该产品作系统的研究和开发利用。

生产方法

按生产工艺可分为一次成板和二次成板两种。前者是将施胶后的刨花直接在单板上铺装成型、组合成坯后在压机中一次压制成板。这种生产工艺是将单板生产、刨花铺装、组坯热压连成一条生产线，使生产工艺简化。后者是先将刨花压制成刨花板，再在其两面覆贴单板，经热压制成复合板。这种生产工艺是将单板和刨花板在不同生产线上分别加工，然后再组坯热压成板。虽然二次成板生产工艺较一次者复杂，但二次成板生产工艺灵活性大，产品品种多样，且生产成本低，因此复合板的生产以二次成板生产工艺为主。

图1结构设计

复合板的一个主要功能是替代胶合板，它的厚度随用途不同而变化。作为结构板，最普通的厚度是12.7毫米，包括每面一张厚度为2.54毫米的单板，这样的复合板由60%的刨花板和40%的单板组成。厚度为9.5毫米的薄型复合板，单板和刨花板大约各占一半。厚度为19毫米的厚复合板，单板约占1/3，刨花板约占2/3（图2）。

图2复合板以表板纹理方向为纵向，以垂直于表板纹理方向的为横向。为了改善复合板的横向强度，板芯刨花定向排列方向应与表板纹理方向垂直。这种结构形式的复合板，产品的刚性、尺寸稳定性、工艺性能等均相似于结构胶合板，实际使用时，可代替结构胶合板。试验表明，复合板用在住宅建筑中，可以满足屋顶板、地板对强度和耐久性的要求。

性能

复合板的物理性能及力学性能主要取决于复合的原材料性能、复合板的结构设计和工艺设计。表板质量和树种是决定纵向弹性模量和纵向静曲强度的主要因素。其纵向力学强度和刚度接近或大于同厚度的胶合板，但它的横向力学强度和刚度比胶合板小。由于纵向强度是板的主方向强度，按多数用途来说，复合板的物理力学性能略优于胶合板。二者物理力学性能的比较见右表。作为结构用途的复合胶合板，其力学性能一般用静曲强度和静曲弹性模量、冲击强度、剪切强度、抗压强度、抗拉强度、握钉力，以及蠕变等表示。建筑用人造板，重要的质量指标是尺寸稳定性。用定向刨花板作板芯的复合板，由于刨花排列方向与表层单板纹理方向成90°角排列，使复合板有类似于胶合板的尺寸稳定性。复合板耐久性的主要要求是在施工期间的气候及建筑物使用期间的温度和湿度影响下，不致产生具有毁坏性的强度损失，酚醛树脂胶粘的复合板为3层结构，表板为黄杉和落叶松单板，板芯为定向刨花板；胶合板由4层单板组成，单板树种为黄杉或落叶松等，厚度3.18毫米。

复合板是属于具有可在室外使用的耐久性材料。

优点和用途

主要优点是：①提高木材利用率，全部原木可得到合理和充分利用。普通胶合板的木材利用率约40%，如果建厂时对原料进行科学预测及合理利用的规划，则复合板的木材利用率接近100%，便成为一种无废料生产。②建厂投资及生产成本低，劳动生产率高。生产复合板的成本比胶合板降低5%，劳动生产率可提高140%。建厂投资只有胶合板的81%。③用二次成板工艺生产复合板的同时，又可生产胶合板和刨花板，生产灵活性大，市场适应性好。④复合板是人造板的组合产品，其物理力学性能可按用途需要进行结构和工艺设计，因而产品适用范围广。复合板除用作家具、建筑物装修外，还可用作结构材料，替代胶合板作屋顶板、地板、护墙板、混凝土用模板等。

到80年代末，国际上复合板产量所以没有得到迅速增长，是因为在建厂时，当地原料很难适应单板及刨花的恰当比例，不易真正做到无废料生产。

人造板由木质纤维素原料经过“分”与“合”的加工过程制成。在加工过程中可以有目的地剔除木材或其他木质纤维索原料的某些缺陷，或在性能上加以人为的补偿，因而用途不断扩大。人造板最早出现的产品——胶合板，是从改进木材性能这一角度出发而创造出来的。在20世纪50年代之前，曾成为制造家具的优良材料。由于它在物理力学性能上所具有的种种优点，在二次世界大战中，欧美一些国家如美、英、德等国都曾用胶合板制造过大量战斗机及轰炸机机壳，以及船艇等特殊产品。中国于50年代也用胶合板制造过滑翔机及游艇等。胶合板又是极为优良的建筑、内装修、家具及其他工业用材料，是当今世界广泛加以使用的木质材料。纤维板、刨花板的出现，由于其原料来源广泛，价格低廉，使人造板的市场更加扩大。多年来人们致力于用纤维板、刨花板代替胶合板使用于家具、建筑及其他用途，形成了整套的使用标准和规范，它们已成为经济发达或正在进行工业化的国家所不可缺少的工业材料。

在家具工业中的应用

大致可分为：不需要经过表面装饰的素板；需要经过表面装饰才能使用的加工板和有高强度性能的板材。①在各种家具的各个部位中，有些构件并不需要经过表面装饰的板材就可以直接使用，如柜子的后板，抽屉的旁板、后板及底板、中隔板，衣柜的上顶板等，都可以使用人造板素板。②需要经过表面装饰的家具部位，如台面、桌面、厨房家具工作面、柜门面板、抽屉面板、组合柜搁板、家具旁板等。属于较贵重的家具多用阔叶树材胶合板及细木工板；在普通家具的上述各个部位则大量使用经过表面装饰加工的刨花板、中密度纤维板、硬质纤维板。根据产品最终用途以及对高、中、低档不同型号的要求，可选择的表面装饰加工方法有：装饰单板贴面、普通单板贴面、塑料贴面板贴面、树脂浸渍纸贴面、聚氯乙烯薄膜贴面、聚酯类贴面纸贴面及薄页纸贴面、表面浮雕加工；树脂浸渍纸、单板、木条、塑料、金属封边，涂胶封边等。③用于书柜及货架的搁板的板材，要求具有很高的强度并具有高抗弯蠕变性能。如细木工板、多层胶合板、定向刨花板、华夫刨花板、中密度纤维板、夹芯结构纤维板等。在一般使用中密度纤维板及刨花板时，则常贴以单板，一方面提高抗弯强度及抗蠕变能力，另方面提高表面装饰效果。

在建筑工程中的应用

20世纪50年代以来，一些经济发达的国家发展居民住宅以及其他建筑物的内装修，都把人造板作为主要的建筑材料之一。一些美观、舒适而又大众化的居民住房很多主要是由人造板建成。

底层地板

直接放置于地板搁栅上的板材为底层地板。它要求使用具有较高的抗弯、抗冲击载荷的人造板材，其作用是形成坚固的地板面。作为居民住宅的底层地板多使用酚醛胶针叶树材胶合板、酚醛胶结构刨花板、华夫板、大片刨花板、定向刨花板或复合板。这种用法在美国、加拿大、联邦德国很为流行。

地板衬板

在民用住宅及商用大厅中，在底层地板上铺以地板衬板，使地板平整并具有弹性，再在上面覆盖涂料、塑料地板片、油地毡或地毯，以形成舒适的地板面。瑞典、美国等国在50年代已大量应用硬质纤维板或硬质纤维板及绝缘板复合而成的地板衬板。60年代以后，逐渐流行用刨花板作地板衬板。

底层地板、衬板复合板

多使用结构胶合板或具有企口的刨花板做成。

墙板

有隔墙板、承重墙板以及内墙板、外墙板。在经济发达国家大量用于墙板的人造板有针叶树材胶合板、硬质纤维板、刨花板及中密度纤维板。为了安全，用于承重墙及外墙的墙板，必须是施加酚醛树脂或类似酚醛树脂（如间苯二酚树脂）胶粘剂的结构人造板或水泥刨花板。用于温、湿度变化不大的，非承重的墙板多为脲醛胶胶合板、刨花板、硬质纤维板或不加胶粘剂的湿法硬质纤维板。

人造板墙体结构形式有构架墙、立墙及板式墙3种。人造板在这一类构件中多用作蒙皮材料；至于框架、龙骨、横撑、斜撑等多用锯材，也使用轻型钢材或其他类似材料。在结构件的夹层中填充具有隔音、绝热作用的材料。50～60年代使用轻质绝缘纤维板作为隔音、绝热材料的十分普遍。60年代以来逐渐被矿棉、泡沫塑料所替代。由于人造板幅面大，使用方便，作汽车房、工业厂房、农牧业用房的墙壁板，已日见普遍。

内装修

人造板用于内装修的情况十分普遍。钢筋混凝土或砖木结构的房屋中，用人造板装修墙壁，铺设地板，制作吊顶、板壁及门板等，能使室内增添木质材料的感受。特别是经过艺术性表面装饰加工，更提高了室内舒适感。这类用途的人造板有阔叶树材胶合板、硬质纤维板、刨花板、中密度纤维板，它们经过表面装饰加工，显示出各种图案及色调，或仿织物，或仿锯材，或仿磁面，或仿雕塑，或仿砖墙等等。在现代的加工技术基础上，这些模拟性装饰几乎达到以假乱真程度。不少地方用三聚氰胺树脂改性的脲醛树脂的胶粘剂或少量三聚氰胺树脂胶施加于人造板中，再经过表面加工，使其表面有似绚丽多彩的花纹磁砖，用之于厨房、浴室、厕所的内装饰也颇成功。

屋面板

酚醛胶结构针叶树材胶合板、结构刨花板、华夫板、大片刨花板、中密度纤维板、酚醛胶硬质纤维板、蔗渣刨花板、亚麻屑刨花板等都可用作屋面板。

楼梯踏板

胶合板、刨花板、复合板由于其幅面大，不易开裂，加工方便，性能上易于满足高抗弯强度及抗水性能的要求，在很多国家将其用于楼梯踏板。

梁、龙骨、桁架、框架和脚手架

由于人造板在性能方面不断改进，新产品不断涌现，以人造板材代替锯材、钢材用于梁、龙骨、桁架、框架、脚手架等处的例子日见增多。虽然它们的形状已不是板材，但其制造方法及其内部结构与板材仍属一致，只是将板材加工成条状而已。它们与锯材相比，有的在性能上优于锯材，如胶合板、单板层积材、复合板等材料；在尺寸及规格方面比锯材适应性强；有的则价格低廉。用于这些方面的材料必须用酚醛树脂作胶粘剂，以使该类受力构件有合乎要求的安全性。此外，它们的强度性能不但必须达到一定水平，而且对于强度上下限范围也作严格限制。

在其他工业中应用

人造板用于其他工业的例子不胜枚举，大量应用的有电视机壳、音响器件壳体、体育用具、包装材料、托盘、游戏器具及玩具、车、船、乐器、水泥模板、电缆绕线轴以及营地设施、展览会使用材料等。

韧性

木材吸收能量，抵抗反复冲击或瞬时超过比例极限的荷载的能力。通常韧性还表示木材的难于劈开，或在严重破坏后不立即断裂的性质。如木材用以作为运动器械、枪托、船桨、工具柄、坑木、纺织木梭、枕木以及木结构中的梁等，都要求有较好的韧性。韧性的反义词即脆性。

木材韧性的测定，一般采用冲击弯曲试验，常见的有摆锤式冲击试验和落锤式连续冲击试验两种方法。①摆锤式冲击试验：试验试样为2×2×30厘米，试样放置在试机两支点上，跨距为24厘米，当摆锤下落施加冲击荷载于试样的中部使之折断，试机上的读数即为使试样破坏所做的功，也就是试样所吸取的能量（A），按下式计算出试样的冲击韧性值（T）：

式中 b和h分别为试样的宽度和高度；韧性值T的大小，即表示该试样韧性的高低。②落锤式连续冲击试验：用落锤式连续冲击机以一定重量的锤，在不断增加其下落的高度连续冲击试样，至试样被折断为止，就锤的最后高度测定试样吸收的能量。表示韧性的大小是比较值，因测试方法而异。

密度大的木材，一般韧性也较高，但两者的关系通常并不密切。高温常使木材变脆，韧性降低，降低的程度取决于温度的高低和作用时间的长短。木材干燥的温度较低，对韧性的影响就很小。木材含水率对韧性的影响较小。斜纹理对木材的韧性影响很显著，很多研究结果说明，尽管试验方法和降低韧性值上有所不同，但斜纹理降低木材的韧性大于对抗弯和抗压强度影响。腐朽使木材韧性降低，即使是在腐朽初期，木材的其他强度性质尚未表现出明显的损失时，木材的韧性也将呈现出一定程度的削弱。所以检验韧性是判断初腐最简便的方法。

保温复合墙板由三部分组成，表层采用镀铝锌钢板(优质铝合金板)，表面采用高耐候性的特殊涂层。经过特殊的涂布工艺，表面根据需要涂上不同的颜色，再通过专用的金属压花设备卷成不同的图案，反复涂布后，形成多色压花立体图案。能满足建筑造型和色彩的外观要求，达到一定的艺术效果。中间层采用阻燃处理后的硬质高密度环保聚氨酯泡沫。不同地区可以选择不同发泡厚度的保温装饰板。底层有防潮、隔热、阻燃铝箔纸和优质钢板的保护层，保温复合墙板的优点。

以刨花或纤维材料为芯材，两面胶合的人造板。一般来说，复合板主要是指以定向刨花板为芯，单板为表层的结构人造板(图1)。复合板不仅可以提高木材的综合利用率，扩大人造板的应用范围，还可以充分利用低等级木材和采伐加工剩余物，满足各种社会需求，缓解木材供应紧张的矛盾。

20世纪70年代初，美国开始对这一产品进行系统的研究、开发和利用。根据生产工艺，生产方法可分为两种：一次板成型和二次板成型。前者是将施胶后的刨花直接铺在单板上成型，组合成坯料，然后在压机中一次压制成板材。这种生产工艺是将单板生产、刨花铺装组装和热压合为一条生产线，从而简化了生产工艺。后者先将刨花压制成刨花板，然后在刨花板的两面涂上单板，再热压制成复合板。在这个生产过程中，单板和刨花板在不同的生产线上分别加工，然后通过热压组装成板材。

虽然二次板生产工艺比一次板复杂，但二次板生产工艺灵活性大，产品品种多，生产成本低，因此二次板生产工艺是复合板的主要生产工艺。结构设计复合板的主要功能之一是代替胶合板，其厚度因用途不同而不同。作为结构板，最常见的厚度为12.7毫米，包括每侧厚度为2.54毫米的单板。这种复合板由60%的刨花板和40%的单板组成。厚度为9.5毫米的薄复合板，单板和刨花板各约一半。

为了提高复合板的横向强度，芯刨花的定向排列方向应垂直于面板的纹理方向。这种复合板的刚度、尺寸稳定性和工艺性能与结构胶合板相似，在实际使用中可以替代结构胶合板。试验表明，住宅建筑用复合板能满足屋面板和楼板的强度和耐久性要求。性能复合板的物理力学性能主要取决于复合原材料的性能、复合板的结构设计和工艺设计。

表面板材质量和树种是决定纵向弹性模量和纵向静态弯曲强度的主要因素。其纵向机械强度和刚度接近或大于同厚度胶合板，但横向机械强度和刚度小于胶合板。由于纵向强度是板材的主要方向强度，在大多数应用中，复合板的物理力学性能略好于胶合板。它们之间的物理和机械性能比较见右表。结构用复合胶合板的力学性能一般用静弯曲强度、静弯曲弹性模量、冲击强度、剪切强度、抗压强度、抗拉强度、握钉力和蠕变来表示。

建筑人造板的重要质量指标是尺寸稳定性。以定向刨花板为芯材的复合板，由于刨花的排列方向与表面单板的纹理方向呈90角排列，具有与胶合板相似的尺寸稳定性。复合板耐久性的主要要求是在施工过程中的气候和建筑物使用过程中的温湿度影响下不会产生破坏强度损失。酚醛树脂胶合的复合板为三层结构，面板为雪松和落叶松单板，板芯为定向刨花板；胶合板由四层单板组成，单板树种为池杉或兴安落叶松，厚度为3.18mm，复合板是一种可在室外使用的耐用材料。

优点和用途主要优点是：提高木材利用率，合理利用所有原木。普通胶合板的木材利用率约为40%。如果在建厂时对原材料进行科学预测和合理利用，复合板的木材利用率接近100%，成为无废生产。投资和生产成本低，劳动生产率高。与胶合板相比，复合板生产成本降低5%，劳动生产率可提高140%。建设工厂的投资只有胶合板的81%。

采用二次成板工艺，可同时生产胶合板和刨花板，生产灵活性大，市场适应性好。复合板是人造板的复合产品，其物理力学性能可以根据应用需要在结构和工艺上进行设计，因此产品应用范围广泛。除了家具和建筑装饰，复合板还可以作为结构材料，代替胶合板作为屋面板、地板、壁板、混凝土模板等。到20世纪80年代末，世界复合板产量并没有快速增长，因为当地原料在建厂时很难适应单板和刨花的适当比例，实现无废生产也不容易。