實木層狀壓縮技術(shù)是一項我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的速生人工林木材物理改性增強新技術(shù)。本書系統(tǒng)論述了實木層狀壓縮的形成及木材結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)與方法,通過木材內(nèi)部水分遷移規(guī)律、溫度分布的變化規(guī)律和屈服應(yīng)力差的形成等方面的研究,揭示層狀壓縮的形成機制,以層狀壓縮木材應(yīng)用于木制品加工為目標,對層狀壓縮木材物理力學(xué)性能的變化規(guī)律及其影響因素、層狀壓縮技術(shù)在針闊葉材上的適用性,以及技術(shù)推廣應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題等進行了系統(tǒng)研究,為人工林木材替代珍貴闊葉材提供了一條新途徑。
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目錄
序
前言
第1章 木材壓縮技術(shù)研究概述 1
1.1 木材的可塑性 1
1.1.1 木材的可塑性機制 1
1.1.2 木材塑化處理方法及其作用機制 2
1.2 木材濕熱軟化 3
1.2.1 木材的濕熱軟化特性 3
1.2.2 軟化點的確定 5
1.2.3 濕熱軟化處理方法 7
1.3 木材壓縮與回復(fù) 7
1.3.1 壓縮變形的形成及回復(fù)機制 7
1.3.2 壓縮方式 9
1.3.3 木材壓縮技術(shù)亟須解決的問題 12
1.4 壓縮變形固定 15
1.4.1 壓縮變形永久固定的概念及表征 16
1.4.2 壓縮變形固定對木材性能的影響 18
1.4.3 壓縮變形固定機制研究進展 20
1.4.4 存在的問題 25
1.4.5 研究展望 26
第2章 實木層狀壓縮的形成與表征 28
2.1 材料與方法 29
2.1.1 材料 29
2.1.2 試樣制備 29
2.1.3 壓縮方法 29
2.1.4 密度分布和硬度測試 29
2.1.5 壓縮層的判定 30
2.2 水熱控制下層狀壓縮的形成 30
2.3 層狀壓縮木材的密度分布特征 31
2.4 層狀壓縮木材表面密度和硬度的關(guān)系 34
2.5 本章小結(jié) 35
第3章 層狀壓縮形成對預(yù)熱時間和含水率的依存性 37
3.1 材料與方法 37
3.1.1 材料 37
3.1.2 試樣制備 38
3.1.3 含水率分布梯度的形成 38
3.1.4 層狀壓縮方法 38
3.1.5 剖面密度分布測定 39
3.1.6 含水率分布的計算方法 40
3.1.7 軟X 射線圖像制作 40
3.1.8 壓縮層的判定 40
3.1.9 層狀壓縮木材的結(jié)構(gòu)特征參數(shù) 41
3.1.10 層狀壓縮和含水率分布的相關(guān)名詞解釋 42
3.2 預(yù)熱時間對實木層狀壓縮形成的影響 42
3.3 預(yù)熱時間對層狀壓縮木材密度分布的影響 43
3.4 不同預(yù)熱時間下形成的層狀壓縮木材的結(jié)構(gòu)特征 47
3.5 預(yù)熱時間對木材含水率分布的影響 49
3.6 壓縮層位置與含水率分布的關(guān)系 52
3.7 壓縮層厚度與含水率分布的關(guān)系 54
3.8 本章小結(jié) 55
第4章 層狀壓縮形成對預(yù)熱溫度的依存性 57
4.1 材料與方法 57
4.1.1 材料 57
4.1.2 試樣制備 57
4.1.3 層狀壓縮方法 58
4.1.4 剖面密度分布測定 58
4.1.5 掃描電鏡(SEM)觀察 58
4.1.6 軟X 射線圖像制作 58
4.1.7 壓縮層、過渡層和未壓縮層的判定方法 58
4.2 預(yù)熱溫度對實木層狀壓縮形成的影響 58
4.3 預(yù)熱溫度對層狀壓縮木材密度分布的影響 62
4.4 預(yù)熱溫度對壓縮層形成位置和厚度的影響 63
4.5 本章小結(jié) 66
第5章 時間-溫度交互作用下層狀壓縮的形成及結(jié)構(gòu)調(diào)控 67
5.1 材料與方法 68
5.1.1 材料 68
5.1.2 試樣制備 68
5.1.3 層狀壓縮方法 68
5.1.4 剖面密度分布測定 68
5.1.5 掃描電鏡(SEM)觀察 68
5.1.6 軟X 射線圖像制作 69
5.1.7 壓縮層、過渡層和未壓縮層的判定方法 69
5.1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 69
5.2 層狀結(jié)構(gòu)的形成 69
5.2.1 剖面密度分析 69
5.2.2 層狀結(jié)構(gòu)木材細胞的顯微結(jié)構(gòu)分析 71
5.3 層狀壓縮木材的結(jié)構(gòu)表征 72
5.3.1 壓縮層數(shù)量、厚度和密度 72
5.3.2 壓縮層形成位置 74
5.3.3 壓縮層特征參數(shù)值的統(tǒng)計分析 76
5.4 本章小結(jié) 77
第6章 木材內(nèi)部含水率及溫度分布的可控性 79
6.1 材料與方法 80
6.1.1 材料 80
6.1.2 試樣制備 80
6.1.3 含水率分布測定 80
6.1.4 溫度分布測定 82
6.1.5 含水率預(yù)測模型和溫度預(yù)測模型的構(gòu)建 82
6.2 木材內(nèi)部含水率分布的可控性 83
6.2.1 浸水時間對木材吸水量及水分滲透的影響 83
6.2.2 木材表層高含水率區(qū)域的水分遷移 85
6.2.3 含水率分布預(yù)測模型的建立 89
6.3 木材內(nèi)部溫度分布的可控性 93
6.3.1 表面浸水木材熱板加熱下溫度分布的變化規(guī)律 93
6.3.2 溫度分布預(yù)測模型的建立 95
6.4 本章小結(jié) 98
第7章 木材屈服應(yīng)力的濕熱響應(yīng)與層狀壓縮形成 100
7.1 材料與方法 101
7.1.1 材料及試樣制備 101
7.1.2 木材含水率和溫度條件設(shè)定 102
7.1.3 試樣含水率調(diào)整方法 102
7.1.4 屈服應(yīng)力的測試和計算 102
7.1.5 木材層狀壓縮方法 102
7.1.6 層狀壓縮木材內(nèi)部的溫度分布測定 103
7.1.7 屈服應(yīng)力的水/濕-熱響應(yīng)模型構(gòu)建 103
7.2 木材屈服應(yīng)力的水/濕-熱響應(yīng) 103
7.2.1 木材屈服應(yīng)力對含水率變化的響應(yīng)規(guī)律 103
7.2.2 木材屈服應(yīng)力對加熱溫度變化的響應(yīng)規(guī)律 104
7.3 紋理方向?qū)δ静那?yīng)力的影響 106
7.4 木材屈服應(yīng)力的水/濕-熱響應(yīng)模型 108
7.5 屈服應(yīng)力分布對木材層狀壓縮形成的影響 109
7.6 本章小結(jié) 111
第8章 層狀壓縮木材的物理力學(xué)性能 113
8.1 材料與方法 114
8.1.1 試驗材料和壓縮方法 114
8.1.2 表面硬度與木材硬度的測定方法 114
8.1.3 抗彎彈性模量與抗彎強度的測定方法 115
8.2 層狀壓縮木材的物理性能 115
8.3 層狀壓縮木材的木材硬度和表面硬度 116
8.4 層狀壓縮木材的抗彎彈性模量和抗彎強度 117
8.5 外力加載方向?qū)訝顗嚎s木材抗彎彈性模量的影響 119
8.6 本章小結(jié) 120
第9章 壓縮層厚度調(diào)控與物理力學(xué)性能變化 121
9.1 材料與方法 121
9.1.1 試驗材料 121
9.1.2 壓縮方法 121
9.1.3 密度分布測定方法 121
9.1.4 力學(xué)性能的測定方法 121
9.2 壓縮層厚度的可控性 122
9.3 表層壓縮木材的密度分布 122
9.4 壓縮層厚度變化 125
9.5 表層壓縮木材的力學(xué)性質(zhì) 126
9.5.1 表面硬度和木材硬度 126
9.5.2 抗彎彈性模量和抗彎強度 127
9.6 本章小結(jié) 127
第10章 壓縮變形固定 129
10.1 材料與方法 129
10.1.1 材料、壓縮試樣制備及力學(xué)性能測定 129
10.1.2 熱處理方法 129
10.1.3 回復(fù)率測定方法 130
10.2 熱處理方式及溫度對表層壓縮木材吸濕性的影響 130
10.3 熱處理方式及溫度對表層壓縮木材回復(fù)率的影響 132
10.4 蒸汽壓力和壓縮層位置對壓縮變形回復(fù)率的影響 134
10.5 壓縮變形固定對力學(xué)性能的影響 136
10.5.1 木材硬度和表面硬度 136
10.5.2 抗彎彈性模量和抗彎強度 137
10.6 本章小結(jié) 138
第11章 日本柳杉和日本扁柏木材的層狀壓縮 139
11.1 材料與方法 139
11.1.1 試驗材料 139
11.1.2 壓縮方法 139
11.1.3 密度分布和硬度測定方法 139
11.2 壓縮層位置和厚度的可控性 140
11.3 層狀壓縮木材的密度分布特征 140
11.4 層狀壓縮木材的硬度 144
11.5 本章小結(jié) 145
第12章 實木地板基材的表層微壓縮及定型處理 147
12.1 材料與方法 147
12.1.1 試驗材料 147
12.1.2 試驗方法 147
12.2 表層微壓縮地板基材的密度分布 148
12.3 表層微壓縮地板基材及地板的尺寸穩(wěn)定性 150
12.4 表層微壓縮地板基材的回復(fù)率及厚度變化 151
12.5 本章小結(jié) 152
參考文獻 154