影响胶合板生产质量的主要原因是什么?
单板拼缝的质量问题.由于适宜做表板的优质原木日益减少,绝大部分胶合板生产厂对表板都采用胶拼工艺,以提高表板出材率。表板的胶拼质量关系到以后的组坯操作和合板质量,在胶拼中可能遇到的质量问题:拼出的单板端头不齐、拼缝过紧或过松胶带粘贴不牢;解决方法:加强操作人员的责任心和提高操作技术水平;单板齐边时应有一个基准,不可将单板剪成平行四边形;调整拼缝机工作台面下的一对锥形挤紧辊,使之合适;将胶纸带用水充分湿润;检查加热辊;增加上轧棍压紧力。
组坯的质量问题:叠芯离缝、缺边、板坯边缘不齐; 解决方法:涂完胶的芯板要经陈放一会再组坯;组坯后要预压,使板坯初步粘结在一起,不易移位;提高组坯工的组坯技术水平。进货时严格控制好芯板长度和表板幅面尺寸;组坯时应有一个直角基准边;加强生产管理,提高操作工技能和责任心。尽量用熟练工。
胶合板常见的缺陷有如下几种:1、胶合强度低主要是胶的质量不好造成的。热压条件没有控制好,如热压温度低,压力不足,胶压时间太短也会出现这种缺陷。单板含水率过高,涂胶量不足,单板质量差,陈化时间太长或太短,也会降低胶合强度。2、鼓泡和局部开胶其原因是降压速度太快,胶压时间不足,单板含水率过高,涂胶时有空白点或单板上有夹杂物、粘污、或使用松木单板温度过高等原因造成的。3、胶合板翘曲是由于胶合板的内应力较大引起的。原因是表背板含水率不一致,不同树种单板搭配不合理、单板有扭纹、个别热压板温度不够、板堆放不平等。4、边角开胶造成这种缺陷原因是压板边角磨损造成压力不足,每个间隔里的板坯边角未对齐,装板时板坯放得歪斜受压力不均,单板边部旋切时压榨程度不足,胶接力弱,边角缺胶,胶过早干涸,压板局部地方温度低等。5、透胶原因是胶液太稀、胶量过大、单板背面裂缝太深、单板含水率过高、陈化时间和压力过大。6、芯板叠层和离缝其原因是人工用零片排芯时预留缝隙过大或过小,装板时芯板错位或重叠,零片边部不齐等。
1、 胶合板结构和加工工艺不符合对称原则
2、 单板含水率不均匀
3、 温度、压力过高
解决的方法:
1、 注意遵守对称原则
2、 提高单板干燥质量
3、 适当降低温度和压力
1、内部部分地方含水量差别造成的变形
胶合板生产制造中,如刨花板的碎料、中密度纤维板的纤维部分地方干燥不匀称,或在施胶全过程中不匀称。胶合板生产制造中单板涂胶不匀称等。存在着含水量差别、胶的固化及含水量的蒸发各有差别,其应力是不匀称的,从而造成变形。
2、热压工艺不当或压机自身影响造成的变形
胶合板在加压全过程中,因为压机自身的条件,如压板变形,个别热压板温度不足等,或压力不匀称等造成的变形,或者热压工艺掌握不当、温度太高或太低、压力太大等而造成的变形。
3、构造不对称造成的变形
构造不对称是造成板子内应力的一个关键要素。胶合板的中板上下两面从树种、单板纤维排布方位、厚度、含水量、层数,及生产制造方式不相同,或者单板有扭纹等,也是造成翘曲变形的关键原因。
二、胶合板变形如何恢复
1、胶合板及支撑系统设计时,应充分考虑其本身自重、施工荷载及混凝土的自得及浇捣时产生的侧向压力,以保证胶合板及支架有足够的承载能力、刚度和稳定性。
2、梁底支撑间距应能够保证在混凝土重量和施工荷载作用下不产生变形,支撑底部若为泥土地基,应先认真夯实,设排水沟,并铺放通长垫木或型钢,以确保支撑不沉陷。
3、组合小钢模拼装时,连接件应按规定放置,围檩及对拉螺栓间距、规格应按设计要求设置。
4、梁、柱胶合板若采用卡蛤时,其间距要规定设置,并要卡紧胶合板,其宽度比截面尺寸略小。
5、梁、墙胶合板上部必须有临时撑头,以保证混凝土浇捣时,梁、墙上口宽度。
6、浇捣混凝土时,要均匀对称不下料,严格控制浇灌高度,特别是门窗洞口胶合板两侧,既要保证混凝土振捣密实,又要防止过分振捣引起胶合板变形
产生的原因:
1、 单板含水率太高或干燥不均匀
2、 涂胶量过大
3、 降压速度过快或热压温度过高
4、 树脂缩合程度不够
5、 热压时间不足
解决的方法:
1、 控制单板含水率在8~12%的范围内
2、 控制涂胶量符合工艺要求
3、 降压第二阶段速度应缓慢,热压温度应适当降低
4、 检查树脂质量
5、 适当延长热压时间
二、 胶合强度低或脱胶
产生的原因:
1、 胶液质量差
2、 涂胶量不足或涂胶不均匀
3、 陈化时间过长,胶液已干或陈化时间太短,胶未形成连续的胶膜
4、 压力不足,或温度过低,或热压时间太短
5、 单板毛刺沟痕太深,旋切质量差
6、 单板含水率太高
解决的方法:
1、 检查胶液质量
2、 注意涂胶量适中而均匀
3、 主要控制陈化时间
4、 适当提高压力含温度,或延长热压时间
5、 提高单板旋切质量
6、 控制单板含水率不超过规定的范围
三、 透胶
产生的原因:
1、 单板质量太差,背面裂隙过大
2、 胶液太稀或涂胶量过大,陈化时间过短
3、 热压的温度过高或压力过大
解决的方法:
1、 提高单板质量,减小背面裂隙深度
2、 提高胶液浓度,减少涂胶量,延长陈化时间
3、 降低热压温度或降低热压的单位压力
四、 芯板叠层离缝
产生的原因:
1、 芯板未整张化,手工排芯间隙掌握不准
2、 装板时芯板移动错位
3、 芯板边部不齐
4、 芯板边部有荷叶边或裂口
解决的办法:
1、 芯板整张化或涂胶陈化后再排芯
2、 装板时防止芯板错位
3、 芯板边部剪切齐直
4、 提高芯板旋切和干燥质量,防止荷叶边和裂口
五、 翘曲
产生的原因:
1、 胶合板结构和加工工艺不符合对称原则
2、 单板含水率不均匀
3、 温度、压力过高
解决的方法:
1、 注意遵守对称原则
2、 提高单板干燥质量
3、 适当降低温度和压力
六、 胶合板厚薄不一或超出允许的公差范围
产生的原因:
1、 每个间隔中热压张数过大
2、 单板厚薄不一
3、 压板倾斜或柱塞倾斜
4、 胶合板板胚厚度计算不正确或热压工艺中压力过大,温度过高
解决的方法:
1、 尽可能采用一张一压的热压工艺
2、 提高单板质量
3、 压机安装校正成水平
4、 调整板胚搭配厚度,调整压力和温度
七、 板面压痕
产生的原因:
1、 垫板表明凹凸不平
2、 垫板表面粘有胶块或杂物
3、 单板碎片或杂物夹入板层间
解决的办法:
1、 检查、更换垫板
2、 检查垫板、清理干净
3、 配胚时注意清楚
解决方法就是在生产过程中遵循对称原则,然后适当提高单板的干燥质量,同时还要适当降低生产过程中的温度和压力。
胶合板具有的密度、质量和受水、热、声、电作用时所显示的反应能力,以及它在外力作用下所显现的抵抗能力。普通胶合板在使用时有重要影响的物理力学性能为含水率和胶合强度,其中胶合强度既可检验胶合板的胶合质量,又可衡量胶合板的耐久性。对于特种胶合板,物理性能除含水率外还有密度、导热性、吸音性、尺寸稳定性等;力学性能还包括静曲极限强度和静曲弹性模量,以及抗拉、抗压、抗剪、抗冲击韧性等各种极限强度。
物理性能
①含水率:胶合板与普通实体木材一样,无论对气态或液态的水都有很强的亲合力。因而显示出吸湿性。当两者的树种相同时,它们的纤维饱和点也相同(见木材水分)。当胶合板的含水率在纤维饱和点以下时,随含水率的变化产生干缩或湿胀,使胶合板翘曲变形。只有当胶合板的含水率与周围大气的相对湿度平衡时才无此现象。胶合板的含水率不但影响木材纤维强度,而且还影响胶合板的胶合强度。通常,胶合板的胶合强度随含水率的增加而降低。而下降的程度取决于所用胶粘剂的耐水性能。为尽量减少胶合板含水率变化所产生的影响,在产品标准中规定了胶合板出厂时的含水率指标值。国际标准化组织(ISO)制定的国际标准要求胶合板出厂时的含水率应在6~14%之间。影响胶合板含水率的因素有涂胶量、板坯陈放时间和热压工艺等。通过调整和控制上述各种工艺参数,可将胶合板的含水率稳定在产品标准规定的范围内。胶合板的含水率通常用绝对含水率表示。国际标准规定用称量法测定胶合板的含水率,即测定试件在取样时的质量和在103±2℃温度下干燥到恒定质量后的质量差,然后计算失去的质量对干燥后质量的百分比,就是胶合板的含水率。②密度:胶合板单位体积内所含的质量。国际标准规定测定胶合板密度时,先要将试件在相对湿度为65±5%、温度为20±2℃的大气中平衡到恒定质量。影响胶合板密度的因素主要有树种、胶种、胶合工艺、胶合板的厚度和层数等。由于胶合板在胶合时需施加压力而使木材致密,因此胶合板的密度要比相同树种木材的密度稍大些。③导热性:木材顺纹方向的导热系数约为横纹方向的2倍。胶合板是由一定纹理方向纵横排列的单板组合而成,导热系数小于普通木材,其值取决于顺纹单板与横纹单板厚度之比。针叶树材胶合板横纹导热系数平均为0.1千卡/米·时·℃,阔叶树材胶合板相应为0.145千卡/米·时·℃。④吸音性:胶合板具有较大的吸音能力。在512赫兹的频率下,3毫米厚胶合板的最大吸音系数为26%;如在1000赫兹以上时,吸音系数几乎为一恒值即10%。胶合板的吸音性能随木材树种的不同而异。⑤尺寸稳定性:单板经涂胶陈放,部分胶粘剂会渗入单板中,使胶合板的吸湿性和吸水性都低于木材,润胀和干缩值也减少。胶合板各层单板纹理排列方向的不同和胶层的作用,也可起到制约胶合板各向的润胀和干缩值。所以胶合板的尺寸稳定性要优于木材。通常用线膨胀率来表示胶合板的尺寸稳定性,计算公式如下:
式中 Le为线性膨胀率(%);Lw为试件经湿状处理后的尺寸(毫米);Ld为含水率符合测试要求的试件干状尺寸(毫米)。
影响力学性能的因子
主要有树种、密度、含水率、单板质量、合板结构、胶合工艺、胶种和胶粘剂质量等。①树种:不同树种的自身强度影响胶合板的强度。一般说阔叶树材胶合板的力学强度比针叶树材胶合板为高。②密度:胶合板在生产过程中因单板受压使木材致密,故其强度性能要好于原来的木材。③含水率:它不仅影响木材纤维的强度,而且还影响胶合强度。通常胶合强度随含水率的增加而下降。④单板质量:单板表面粗糙及厚度误差大,会造成涂胶不均匀和胶合时压缩率不一致,使胶合强度在板内分布不均。单板旋切裂隙对单板横纹抗拉强度的影响可涉及胶合强度。⑤合板结构:胶合板的层数、单板厚度及各层单板的排列方向是决定胶合板强度性能的重要因素。胶合板相邻层单板纤维方向的交错排列缩小了胶合板的纵横向强度差别。当胶合板厚度相同时,层数越多,胶合板的强度越高,纵横向强度也越均匀。⑥胶合工艺:要保证胶粘剂与单板能充分接触并使胶层有良好的固化条件。胶合工艺的合适与否将直接影响胶合板的强度。⑦胶种及胶的质量:对胶合板强度性能的影响主要是胶的耐水性及耐久性。耐水性好的胶种在胶合板吸湿或吸水时,胶合强度降低不大;胶的耐久性差,则胶层易老化,从而使胶合强度迅速下降,缩短了胶合板的使用期限。
力学性能测试要求
测试胶合板各种力学性能时,都要对试件施加外力使试件变形直至破坏。试件的加荷速度和应变速度对测试结果有显著影响,因此要求加载时必须保持恒速。胶合板的缺陷,如节子、裂缝、分层等对强度性能有显著影响,要求在制作试件时应避开影响测试准确性的缺陷部位。试件形状不规则的部位、试件与试验机夹紧装置的接触面,以及胶合板材料的非均质性(如早晚材)均易产生应力集中,从而影响测试结果。一般说,随着试件尺寸减少,材料的非均质性对力学性能测试的影响就增加。为了消除含水率对测试胶合板力学性能的影响,往往在进行干状强度测试前,试件需要在相对湿度为65±5%、温度为20±2℃的空气中进行调湿处理。
胶合强度测定
胶合强度是普通胶合板最重要的力学性能,是判别胶合质量的依据。中国测定普通胶合板胶合强度的试件形状及尺寸(见图),表板厚度自1毫米以下用B型试件。锯制试件时,试件的长度方向应与表板纹理方向一致。槽口深度应锯过芯板厚度到胶层上,槽口的配置要确保试件受载时,一半试件芯板的旋切裂隙受拉伸,而另一半试件芯板的旋切裂隙受压缩。为了检定胶层的耐水性,试件在测试前需经一定的湿状条件处理,根据耐水性的要求,规定了不同的处理方法。测试时,试件两端夹紧于试机的一对活动夹具中,以等速对试件施加拉伸载荷,试件破坏时的载荷除以两槽口之间的剪断面积即为该试件的胶合强度(B型试件还要乘以系数0.9)。对于厚芯结构的胶合板,在计算胶合强度时,还要乘以不同厚度比的胶合强度系数值。除用试件的胶合强度来评定胶合板的胶合质量外,还可用估测试件剪断面的木材破坏率作为评定胶合质量依据。
特种胶合板力学性能
对不同的特种胶合板,依其结构和使用要求,规定相应的力学性能要求:航空胶合板的力学性能要求有胶合强度、抗拉强度(顺纹、横纹、45°方向)、对角线剪切强度;船舶胶合板要求有顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、静曲强度、冲击韧度、抗剪强度(45°方向);纺织用层压板要求有抗冲击韧度、抗剪强度;混凝土模板胶合板要求有胶合强度、静曲强度和静曲弹性模量。
中国普通胶合板、航空用桦木胶合板以及木质层积塑料的力学性能指标值分别列于表1、表2及表3。有关各种特种胶合板力学性能的测试方法及指标值可从其有关产品标准中查阅。
≥0.80马尾松、云南松、落叶松、云杉≥1.00桦木≥0.70≥0.80水曲柳、荷木、枫香、槭木、柞木≥0.70椴木、杨木、拟赤杨III、IV类、II类I合板树单个试件的胶合强度(MPa)别类
表1
表2
表3