结构用中山杉单板层积材结构设计与性能研究开题报告

 2021-08-08 15:48:58

1. 研究目的与意义

随着我国经济快速发展,人民生活水平的不断提高,木材消费市场中,木结构建筑成为热点,社会对结构用材,尤其是木结构用材需求量越来越大,木材原料供应却呈现出紧张的趋势,由此,探索新的结构用木材成为研究方向。以中山杉为单板层积材原料,合理利用了这一速生木材的优点,可缓解传统结构用木材的供应紧张的局面,对于扩大结构用木材市场,降低市场价格以及促进木材行业可持续发展等方面具有积极意义。另外,探索中山杉结构材的研究,扩大了这一优良树种的应用范围。

2. 国内外研究现状分析

中山杉是江苏省中国科学院植物研究所培养的优良树种,由其具有速生长,耐盐碱,生长快等优点,引起了国内外学者的广泛关注。国内对于中山杉的研究较多,其中有江苏省中国科学院植物研究所,南京林业大学,江西省林业科学院等院校及研究机构都对中山杉的树种生长,遗传性能等方面的性能进行了不同层次的研究,以更好的发挥中山杉的优良特性。初步研究表明了中山杉的性能优异,具有生长迅速,可耐盐碱,耐水湿,抗风性强,病虫害少等优点,但在力学性能测试方面表现不佳,尤其静曲强度及弹性模量较低,与杨木的力学性能对比也显示出它的力学强度较差,不足以作为结构用木材。因此,若将中山杉木材用于结构用材,需要对中山杉木材进行强化处理。南京林业大学对于中山杉单板层积材做结构型用材的研究还处于起步阶段,目前对这一新兴树种的各种用途和物理力学性能的探索还在进行中。

3. 研究的基本内容与计划

目前对于单板层积材的增强处理主要有两个方向:第一种方法,是对单板进行浸渍处理,通过浸渍处理填补细胞间隙增强木材密度,从而达到增强木材力学强度的目的;第二种方法,是对单板进行压缩,减小细胞间的间隙,从而达到增强木材密度的目的。

本次实验将开展两方面研究:(1)对中山杉木材单板进行树脂浸渍改性处理,并与未处理单板进行复合,探讨两种材料组坯结构对单板层积材的力学性能的影响;具体包括:中山杉木材单板浸渍工艺选择;浸渍单板和未处理单板的层数搭配和放置位置;测试单板层积材的物理力学性能;通过实验数据的对比,寻找出如何将节约成本与较好的性能结合起来的最优搭配。(2)采用中山杉木材单板与玻璃纤维布进行复合,并与浸渍改性研究进行对比分析。

研究计划:

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4. 研究创新点

中山杉作为一种新培育出来的树种,它的性能及特点目前还没有完全的挖掘出来。采用树脂浸渍方式对木材单板进行增强改性,并与未处理单板进行组坯设计制造单板层积材,同时采用玻璃纤维布作为增强材料与木材单板进行复合,通过对比分析获得结构用中山杉单板层积材。本课题探索了中山杉木材在结构用木质产品的适用性,扩大了中山杉木材的应用范围。

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