集成材拼板的生产技术与设备概述

摘要：生产集成材是有效利用小直径原木的重要手段。随着大量林木的采伐利用，林区原始森林日益减少，天然次生林和人工林生长迅速，未来林木直径普遍减少，工业用木材主要由直径小于24cm的小原木组成。以落叶松、樟子松等为主要原料集成材拼板生产技术研究，因此，如何开发和利用小直径原木引起了人们的广泛关注。近年来，随着国内集成材行业技术、工艺和设备的不断更新，以及国外先进生产技术的引进，集成材制造设备也得到了迅速发展，呈现出蓬勃发展的态势。

关键词：集成材，生产技术，设备

Abstract: The production of Glulam is an important means of effectively utilizing small diameter logs. With the harvesting and utilization of a large number of trees, the original forests in forest areas are decreasing day by day, natural secondary forests and plantations grow rapidly, and the diameter of trees will generally decrease in the future. Industrial timber mainly consists of small logs with diameter less than 24 cm. With Larch and Pinus sylvestris var. mongolica as the main raw materials, the production technology of laminated wood splicing has been studied. Therefore, how to develop and utilize small diameter logs has attracted wide attention. In recent years, with the continuous renewal of technology, technology and equipment in domestic integrated material industry and the introduction of advanced production technology abroad, integrated material manufacturing equipment has also developed rapidly, showing a vigorous development trend.

Key word： Integrated material, Production technology, Equipment

一、集成材的特性

集成材的英、德语曾译做积层材，常与单板积层材混淆，为此，也曾用过板材积层材或厚板积层材的名称。积层材原系汉字形式的日语名称，包括用胶粘剂胶合而成的材料和用五金件、钉子等机械连接而成的材料。所以这种材料称做积层材并不确切。但是国内第一家生产这种材料的工厂采用了集成材这一名称，而且随后建立的生产厂均用这个名称，为了便于这种产品的生产和流通，故常采用集成材这个名称。胶合木是国内高校，科研部门用语，它突出了用胶粘剂胶合这个特点，称谓较明确，因此集成材又叫做胶合木。^[1]

生产集成材可做到小材大用,劣材优用,提高木材利用率并能给企业带来较高的经济效益。集成材与整块板材相比主要具有如下的特点: 木材加工强度高，结构均匀。去除并利用诸如结、腐烂、裂缝和虫眼等缺陷。质量部分或缺陷分散处理。人工组合使木材结构均匀，强度提高。通过粘合小块木板和方形材料，尺寸稳定性很好。减少湿膨胀引起的木材膨胀和收缩的大型部件变形开裂保证产品尺寸的稳定性^[2]。集成材的原料经过充分干燥，即使大截面、长尺寸材，其各部分的含水率仍均一，与实体木材相比，开裂、变形小。按需要，集成材可以制造成通直形状、弯曲形状。按相应强度的要求，可以制造成沿长度方向截面渐变结构，也可以制造成工字型、空心方形等截面集成材。^[3]

由于用途不同，集成材可分为结构集成材和非结构集成材。同时，集成材必须具有足够的粘合性能和耐久性。因此，集成材加工需要良好的工艺、设备、质量管理和产品检验。它在拉伸、压缩强度、材料质量均匀化等物理力学性能方面优于实木，并能根据层压板的强度提高其强度性能。试验表明，其强度性能是实木的1.5倍。此外，层压木材在木材结构的强度和稳定性方面发挥着重要作用。 ^[3]尽管集成材层板的自由组合方式可以随意分散影响锯材强度的缺陷，然而结构用集成材在承受弯曲载荷时，中心轴不同于实木梁那样固定不动，而是会随着负载的增加而改变，受压部位甚至延伸到中线以下，拉伸位置的每个部分应力也不是完全一样。因此，对结构用集成材构件强度的首要评价应特别考虑拉伸强度。^[4] 国内外学者对木柱力学性能开展了系列研究，王倩对落叶松胶合木柱抗压性能进行了测试，研究了两种试验条件下的破坏模式，推导出经验方程。参考落叶松的力学特性，结果表明落叶松胶合木柱延性性能良好，但分级循环载荷作用下顺纹极限承载能力小于轴压作用下的极限承载力。且木材含水率对力学特性也有一定影响，当胶合木含水率高于 12.8%时，抗压强度随着含水率的降低而增加^[5]。