預(yù)熱條件對毛白楊層狀壓縮木材形成及其性能影響研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-23 06:39
木材壓縮密實(shí)化是改良人工林速生木材性能和提高其附加值的有效方法。但傳統(tǒng)的整體壓縮方法木材體積損失大,表層壓縮方法形成的壓縮木材經(jīng)過后期加工后壓縮層會變薄甚至消失。尋求一種新的壓縮方法更好的改良木材品質(zhì)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本論文主要研究預(yù)熱處理?xiàng)l件下實(shí)現(xiàn)壓縮層可以形成于木材表層至木材中心層的不同位置及其物理力學(xué)性能變化規(guī)律,為木制品后期加工利用奠定良好基礎(chǔ)。采用毛白楊(Populus tomentosa)速生材為試驗(yàn)材料,探究了氣干材浸水、放置、不同溫度預(yù)熱壓縮后層狀壓縮木材形成和密度分布規(guī)律,觀察了層狀壓縮木材壓縮層、過渡層和未壓縮層細(xì)胞的變形特征;測定分析了不同預(yù)熱溫度下形成的層狀壓縮木材的物理力學(xué)性能變化規(guī)律;通過控制預(yù)熱時(shí)間獲得了層狀壓縮木材(表層壓縮木材、中心層壓縮木材)和整體壓縮木材,對比分析了層狀結(jié)構(gòu)壓縮木材和均勻結(jié)構(gòu)整體壓縮木材物理力學(xué)性能差異;采用新的熱處理方法常壓、180℃和0.3 MPa、180℃蒸汽對壓縮木材進(jìn)行變形固定處理,分析了壓縮木材熱處理前后物理力學(xué)性能變化。論文主要結(jié)論如下:1)采用僅改變預(yù)熱溫度的方式(90、120、150、180和210...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 木材壓縮技術(shù)
1.2.1 木材壓縮方法
1.2.1.1 整體壓縮
1.2.1.2 表層壓縮
1.2.1.3 層狀壓縮
1.2.2 壓縮工藝
1.2.3 壓縮變形固定
1.3 木材壓縮變形機(jī)理
1.3.1 木材濕熱軟化特性
1.3.2 濕熱軟化方法
1.3.3 木材內(nèi)部的濕熱分布規(guī)律
1.4 壓縮木材的物理力學(xué)性能
1.4.1 物理性能
1.4.1.1 密度
1.4.1.2 尺寸穩(wěn)定性和顏色
1.4.2 力學(xué)性能
1.5 壓縮變形的影響因素
1.5.1 樹種
1.5.2 生長輪構(gòu)造
1.5.3 壓縮工藝
1.5.4 濕熱軟化方式
1.5.5 壓縮木材變形位置對力學(xué)性能的影響
1.6 選題背景
1.7 本研究的目的和意義
1.8 論文的構(gòu)成
1.9 技術(shù)路線
2 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材形成及其密度分布的影響
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
2.2.1.1 試驗(yàn)材料
2.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
2.2.2 試驗(yàn)方法
2.2.2.1 壓縮方法
2.2.2.2 軟X射線成像觀察
2.2.2.3 剖面密度分布測定
2.2.2.4 壓縮層、過渡層和未壓縮層的判定方法
2.2.2.5 掃描電鏡(SEM)觀察
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 層狀壓縮木材的形成及其機(jī)理分析
2.3.1.1 層狀壓縮木材的形成
2.3.1.2 層狀壓縮木材形成機(jī)理分析
2.3.2 層狀壓縮木材的密度分布
2.3.3 壓縮層和密度峰值的位置變化
2.4 小結(jié)
3 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材性能的影響
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
3.2.1.1 試驗(yàn)材料
3.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
3.2.2 試驗(yàn)方法
3.2.2.1 平衡含水率測定
3.2.2.2 吸濕性和吸水性測定
3.2.2.2.1 吸濕處理
3.2.2.2.2 吸水處理
3.2.2.2.3 吸濕率和回彈率的計(jì)算
3.2.2.3 木材顏色測定
3.2.2.4 表面硬度與木材硬度測定
3.2.2.5 抗彎彈性模量與抗彎強(qiáng)度測定
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材物理性能的影響
3.3.1.1 平衡含水率
3.3.1.2 吸濕性和吸水性
3.3.1.2.1 吸濕率
3.3.1.2.2 厚度變化
3.3.1.2.3 回彈率
3.3.1.2.4 吸濕性和吸水性變化機(jī)理分析
3.3.1.3 顏色
*"> 3.3.1.3.1 △C*
3.3.1.3.2 △H*
3.3.1.3.3 △E*
3.3.1.3.4 顏色變化機(jī)理分析
3.3.2 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材力學(xué)性能的影響
3.3.2.1 表面硬度和木材硬度
3.3.2.2 抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度
3.3.2.3 弦向彎曲彈性模量和徑向彎曲彈性模量的關(guān)系
3.4 小結(jié)
4 預(yù)熱時(shí)間對層狀壓縮和整體壓縮木材形成及其性能的影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
4.2.1.1 試驗(yàn)材料
4.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
4.2.2 試驗(yàn)方法
4.2.2.1 層狀壓縮方法
4.2.2.2 整體壓縮方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 預(yù)熱時(shí)間對層狀壓縮和整體壓縮木材形成的影響
4.3.1.1 層狀壓縮和整體壓縮木材的形成
4.3.1.2 層狀壓縮木材形成機(jī)理分析
4.3.2 層狀壓縮和整體壓縮木材的物理性能
4.3.2.1 平衡含水率
4.3.2.2 吸濕性和吸水性
4.3.2.2.1 吸濕率
4.3.2.2.2 厚度變化
4.3.2.2.3 回彈率
4.3.2.2.4 吸濕性和吸水性變化機(jī)理分析
4.3.2.3 顏色
* "> 4.3.2.3.1 △C*
4.3.2.3.2 △H*
4.3.2.3.3 △E*
4.3.2.3.4 顏色變化機(jī)理分析
4.3.3 層狀壓縮和整體壓縮木材的力學(xué)性能
4.3.3.1 表面硬度和木材硬度
4.3.3.2 抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度
4.4 小結(jié)
5 后熱處理對層狀壓縮和整體壓縮木材性能的影響
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
5.2.1.1 試驗(yàn)材料
5.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
5.2.2 試驗(yàn)方法
5.2.2.1 熱處理
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 后熱處理對層狀壓縮和整體壓縮木材物理性能的影響
5.3.1.1 密度
5.3.1.2 平衡含水率
5.3.1.3 吸濕性和吸水性
5.3.1.3.1 吸濕率
5.3.1.3.2 厚度變化
5.3.1.3.3 回彈率
5.3.1.3.4 吸濕性和吸水性變化機(jī)理分析
5.3.1.4 顏色
* "> 5.3.1.4.1 △C*
5.3.1.4.2 △H*
5.3.1.4.3 △E*
5.3.1.4.4 顏色變化機(jī)理分析
5.3.2 后熱處理對層狀壓縮和整體壓縮木材力學(xué)性能的影響
5.3.2.1 表面硬度和木材硬度
5.3.2.2 抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度
5.4 小結(jié)
6 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 存在的問題與建議
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡介
導(dǎo)師簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]加壓熱處理對表層壓縮楊木變形回彈的影響[J]. 高志強(qiáng),張耀明,吳忠其,王艷偉,李任,黃榮鳳. 木材工業(yè). 2017(02)
[2]鋁-木復(fù)合材料抗彎性能預(yù)測與分析[J]. 俞友明,王聰,蔡智勇,盧克陽. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]密度梯度變化對多層發(fā)泡聚乙烯力學(xué)性能的影響[J]. 鄂玉萍,李瑩. 包裝學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]臭冷杉表面密實(shí)化及后期高溫?zé)崽幚砉に嘯J]. 戰(zhàn)劍鋒,曹軍,顧繼友,張馨然,陳偉,劉卓杰,劉彬,馬恒建. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[5]速生杉木密化材絕干密度與空隙率相關(guān)性[J]. 黃廣華,陳瑞英,魏萍. 宜春學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]木材壓縮處理技術(shù)研究的現(xiàn)狀[J]. 蔡家斌,董會軍. 木材工業(yè). 2014(06)
[7]密實(shí)化楊木單板的研究[J]. 陳琛,范祥林,鄧玉和,陳旻,吳晶,楊瑩,侯天宇,王向歌. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]加壓蒸汽熱處理柞木化學(xué)組分變化的比較[J]. 丁濤,顧煉百,劉翔. 林業(yè)科學(xué). 2012(12)
[9]楊木的橫紋壓縮密實(shí)化研究[J]. 陳旻,鄧玉和,陳琛,吳晶,楊瑩,王向歌. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[10]人工林巨尾桉木材密實(shí)化結(jié)構(gòu)[J]. 黃廣華,陳瑞英. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(05)
碩士論文
[1]高溫?zé)崽幚項(xiàng)l件對速生材炭化木性能的影響[D]. 王曉旭.北京林業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3154833
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 木材壓縮技術(shù)
1.2.1 木材壓縮方法
1.2.1.1 整體壓縮
1.2.1.2 表層壓縮
1.2.1.3 層狀壓縮
1.2.2 壓縮工藝
1.2.3 壓縮變形固定
1.3 木材壓縮變形機(jī)理
1.3.1 木材濕熱軟化特性
1.3.2 濕熱軟化方法
1.3.3 木材內(nèi)部的濕熱分布規(guī)律
1.4 壓縮木材的物理力學(xué)性能
1.4.1 物理性能
1.4.1.1 密度
1.4.1.2 尺寸穩(wěn)定性和顏色
1.4.2 力學(xué)性能
1.5 壓縮變形的影響因素
1.5.1 樹種
1.5.2 生長輪構(gòu)造
1.5.3 壓縮工藝
1.5.4 濕熱軟化方式
1.5.5 壓縮木材變形位置對力學(xué)性能的影響
1.6 選題背景
1.7 本研究的目的和意義
1.8 論文的構(gòu)成
1.9 技術(shù)路線
2 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材形成及其密度分布的影響
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
2.2.1.1 試驗(yàn)材料
2.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
2.2.2 試驗(yàn)方法
2.2.2.1 壓縮方法
2.2.2.2 軟X射線成像觀察
2.2.2.3 剖面密度分布測定
2.2.2.4 壓縮層、過渡層和未壓縮層的判定方法
2.2.2.5 掃描電鏡(SEM)觀察
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 層狀壓縮木材的形成及其機(jī)理分析
2.3.1.1 層狀壓縮木材的形成
2.3.1.2 層狀壓縮木材形成機(jī)理分析
2.3.2 層狀壓縮木材的密度分布
2.3.3 壓縮層和密度峰值的位置變化
2.4 小結(jié)
3 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材性能的影響
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
3.2.1.1 試驗(yàn)材料
3.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
3.2.2 試驗(yàn)方法
3.2.2.1 平衡含水率測定
3.2.2.2 吸濕性和吸水性測定
3.2.2.2.1 吸濕處理
3.2.2.2.2 吸水處理
3.2.2.2.3 吸濕率和回彈率的計(jì)算
3.2.2.3 木材顏色測定
3.2.2.4 表面硬度與木材硬度測定
3.2.2.5 抗彎彈性模量與抗彎強(qiáng)度測定
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材物理性能的影響
3.3.1.1 平衡含水率
3.3.1.2 吸濕性和吸水性
3.3.1.2.1 吸濕率
3.3.1.2.2 厚度變化
3.3.1.2.3 回彈率
3.3.1.2.4 吸濕性和吸水性變化機(jī)理分析
3.3.1.3 顏色
*"> 3.3.1.3.1 △C*
3.3.2 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材力學(xué)性能的影響
3.3.2.1 表面硬度和木材硬度
3.3.2.2 抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度
3.3.2.3 弦向彎曲彈性模量和徑向彎曲彈性模量的關(guān)系
3.4 小結(jié)
4 預(yù)熱時(shí)間對層狀壓縮和整體壓縮木材形成及其性能的影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
4.2.1.1 試驗(yàn)材料
4.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
4.2.2 試驗(yàn)方法
4.2.2.1 層狀壓縮方法
4.2.2.2 整體壓縮方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 預(yù)熱時(shí)間對層狀壓縮和整體壓縮木材形成的影響
4.3.1.1 層狀壓縮和整體壓縮木材的形成
4.3.1.2 層狀壓縮木材形成機(jī)理分析
4.3.2 層狀壓縮和整體壓縮木材的物理性能
4.3.2.1 平衡含水率
4.3.2.2 吸濕性和吸水性
4.3.2.2.1 吸濕率
4.3.2.2.2 厚度變化
4.3.2.2.3 回彈率
4.3.2.2.4 吸濕性和吸水性變化機(jī)理分析
4.3.2.3 顏色
*
4.3.3 層狀壓縮和整體壓縮木材的力學(xué)性能
4.3.3.1 表面硬度和木材硬度
4.3.3.2 抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度
4.4 小結(jié)
5 后熱處理對層狀壓縮和整體壓縮木材性能的影響
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
5.2.1.1 試驗(yàn)材料
5.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
5.2.2 試驗(yàn)方法
5.2.2.1 熱處理
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 后熱處理對層狀壓縮和整體壓縮木材物理性能的影響
5.3.1.1 密度
5.3.1.2 平衡含水率
5.3.1.3 吸濕性和吸水性
5.3.1.3.1 吸濕率
5.3.1.3.2 厚度變化
5.3.1.3.3 回彈率
5.3.1.3.4 吸濕性和吸水性變化機(jī)理分析
5.3.1.4 顏色
*
5.3.2 后熱處理對層狀壓縮和整體壓縮木材力學(xué)性能的影響
5.3.2.1 表面硬度和木材硬度
5.3.2.2 抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度
5.4 小結(jié)
6 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 存在的問題與建議
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡介
導(dǎo)師簡介
導(dǎo)師簡介
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]加壓熱處理對表層壓縮楊木變形回彈的影響[J]. 高志強(qiáng),張耀明,吳忠其,王艷偉,李任,黃榮鳳. 木材工業(yè). 2017(02)
[2]鋁-木復(fù)合材料抗彎性能預(yù)測與分析[J]. 俞友明,王聰,蔡智勇,盧克陽. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]密度梯度變化對多層發(fā)泡聚乙烯力學(xué)性能的影響[J]. 鄂玉萍,李瑩. 包裝學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]臭冷杉表面密實(shí)化及后期高溫?zé)崽幚砉に嘯J]. 戰(zhàn)劍鋒,曹軍,顧繼友,張馨然,陳偉,劉卓杰,劉彬,馬恒建. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[5]速生杉木密化材絕干密度與空隙率相關(guān)性[J]. 黃廣華,陳瑞英,魏萍. 宜春學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]木材壓縮處理技術(shù)研究的現(xiàn)狀[J]. 蔡家斌,董會軍. 木材工業(yè). 2014(06)
[7]密實(shí)化楊木單板的研究[J]. 陳琛,范祥林,鄧玉和,陳旻,吳晶,楊瑩,侯天宇,王向歌. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]加壓蒸汽熱處理柞木化學(xué)組分變化的比較[J]. 丁濤,顧煉百,劉翔. 林業(yè)科學(xué). 2012(12)
[9]楊木的橫紋壓縮密實(shí)化研究[J]. 陳旻,鄧玉和,陳琛,吳晶,楊瑩,王向歌. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[10]人工林巨尾桉木材密實(shí)化結(jié)構(gòu)[J]. 黃廣華,陳瑞英. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(05)
碩士論文
[1]高溫?zé)崽幚項(xiàng)l件對速生材炭化木性能的影響[D]. 王曉旭.北京林業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3154833
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/qgylw/3154833.html
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