鄭海威　孫玉慧　劉巍巖　劉一楠　林利民

（黑龍江省木材科學(xué)研究所，哈爾濱　150081）

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《結(jié)構(gòu)膠合板》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制說明*

鄭海威孫玉慧劉巍巖劉一楠林利民**

（黑龍江省木材科學(xué)研究所，哈爾濱150081）

摘要：介紹了《結(jié)構(gòu)膠合板》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制原則和依據(jù)，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求、力學(xué)性能指標(biāo)及試驗(yàn)方法等技術(shù)內(nèi)容的編制依據(jù)進(jìn)行了說明；以國(guó)產(chǎn)落葉松結(jié)構(gòu)膠合板為試驗(yàn)材料，驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法和技術(shù)指標(biāo)的可行性和科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)膠合板；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；編制說明

*林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201304514）“工程木質(zhì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)承載性能檢測(cè)技術(shù)研究”和《結(jié)構(gòu)單板層積材》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)20100541- T- 432項(xiàng)目聯(lián)合資助

有關(guān)結(jié)構(gòu)型膠合板產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，特別是產(chǎn)品在膠合耐久性和結(jié)構(gòu)性能等方面的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)尚屬空白。發(fā)展結(jié)構(gòu)型膠合板產(chǎn)品，不但適應(yīng)木材原料質(zhì)量變化的現(xiàn)狀，而且可以充分利用低質(zhì)材、短小材及人工工業(yè)原料林資源，提高木材利用率。全國(guó)木材標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織編制的《結(jié)構(gòu)膠合板》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)充分利用人工林和我國(guó)特色資源，滿足日益增長(zhǎng)的建筑結(jié)構(gòu)材料的需求是十分必要的。本文對(duì)《結(jié)構(gòu)膠合板》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制原則、編制依據(jù)和內(nèi)容等進(jìn)行說明，并給出了國(guó)產(chǎn)落葉松結(jié)構(gòu)膠合板的測(cè)試試驗(yàn)結(jié)構(gòu)，供國(guó)標(biāo)準(zhǔn)使用者參考。

1　標(biāo)準(zhǔn)編制的原則和依據(jù)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)膠合板》的編制，主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1.1- 2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》的規(guī)定，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)文本的格式要求[1- 2]。

遵循一致性原則，標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語、定義及物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法，引用了GB/T18259《人造板及其表面裝飾術(shù)語》、GB/T 17657- 2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》[3]、GB 18580《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》和GB/T 19367- 2009《人造板的尺寸測(cè)定》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；含水率規(guī)定和膠合強(qiáng)度的規(guī)定均采用國(guó)標(biāo)GB/T 9846- 2015《普通膠合板》Ⅰ類膠合板的規(guī)定[4 ]；防腐防蟲按照GB/T 50329- 2012中附錄A、GB 50206- 2012中第七章和附錄K的規(guī)定執(zhí)行[5- 6]。

本著借鑒國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的原則，本標(biāo)準(zhǔn)的單板組坯技術(shù)要求、單板外觀質(zhì)量等級(jí)、力學(xué)性能指標(biāo)參考了日本農(nóng)林水産省告示第303號(hào)《膠合板農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)-結(jié)構(gòu)膠合板》[7]，并首次在本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了面內(nèi)剪切強(qiáng)度和400 mm寬、45倍公稱厚度跨距大板彎曲強(qiáng)度技術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)方法；熱耐久性采用美國(guó)PS1- 95《結(jié)構(gòu)膠合板》標(biāo)準(zhǔn)[8]。

本標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了我國(guó)目前結(jié)構(gòu)膠合板生產(chǎn)和應(yīng)用實(shí)際情況，未對(duì)結(jié)構(gòu)膠合板樹種做出具體規(guī)定，為我國(guó)楊木、桉木等人工林材質(zhì)結(jié)構(gòu)膠合板產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用拓展了空間。

2　標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容說明

本標(biāo)準(zhǔn)屬于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其主要章節(jié)與其它木質(zhì)材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)格式基本相一致，由“范圍”、“規(guī)范性引用文件”、“術(shù)語和定義”、“要求”、“試驗(yàn)方法”、“檢驗(yàn)規(guī)則”和“標(biāo)志、標(biāo)簽和包裝”等7部分，以及3個(gè)附錄構(gòu)成；在標(biāo)準(zhǔn)的具體章節(jié)中，還包含有示意圖、表格和計(jì)算公式及測(cè)試方法步驟等內(nèi)容。

2.1特別需要說明部分介紹

2.1.1面內(nèi)剪切強(qiáng)度術(shù)語的應(yīng)用

術(shù)語和定義“面內(nèi)剪切強(qiáng)度”在我國(guó)結(jié)構(gòu)膠合板性能測(cè)試中為首次采用。日本標(biāo)準(zhǔn)中稱作“面內(nèi)せん斷強(qiáng)さ”，英文為“In- plane shear strength或Shear through- the- thickness trength”，標(biāo)準(zhǔn)中給出了明確的“面內(nèi)剪切強(qiáng)度”定義。本標(biāo)準(zhǔn)參考了日本農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)《膠合板農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)-結(jié)構(gòu)膠合板》中的技術(shù)指標(biāo)及規(guī)定。

2.1.2組坯結(jié)構(gòu)

考慮到我國(guó)目前膠合板生產(chǎn)和應(yīng)用實(shí)際情況，標(biāo)準(zhǔn)中未對(duì)用于結(jié)構(gòu)膠合板的單板樹種進(jìn)行規(guī)定和限制，只依據(jù)其產(chǎn)品力學(xué)性能對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)，為我國(guó)楊樹、桉樹等人工林樹種生產(chǎn)和應(yīng)用提供空間。

組坯結(jié)構(gòu)要求主要參照國(guó)標(biāo)GB/T 9846- 2015《普通膠合板》及日本農(nóng)林水産省告示第303號(hào)《膠合板農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)-結(jié)構(gòu)膠合板》，做了如下規(guī)定：

a.木紋方向平行的兩層單板允許合為一層，測(cè)試膠合強(qiáng)度時(shí)，該兩層單板看作一層；

b.熱壓前單板厚度應(yīng)≥1.5 mm，且≤5.5 mm；

c.膠合板中不得有影響使用的夾雜物，即不影響板面平整，不影響飾面處理及不影響膠合質(zhì)量；

d.考慮到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的均勻性，組坯時(shí)表板和與表板纖維方向相同的各層單板厚度總和，應(yīng)不小于板坯厚度的40%，不大于70%；

e.標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)膠合板組坯最小層數(shù)作出了具體要求。

2.1.3外觀質(zhì)量和尺寸偏差

尺寸偏差的規(guī)定，主要參照我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17656《混凝土模板用膠合板》和日本農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)《膠合板農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)-結(jié)構(gòu)膠合板》；厚度偏差采用板內(nèi)厚度允差、公稱尺寸與測(cè)量尺寸之差兩種指標(biāo)來評(píng)價(jià)厚度質(zhì)量情況，更符合生產(chǎn)和應(yīng)用實(shí)際情況。表1是結(jié)構(gòu)膠合板尺寸偏差具體規(guī)定。

表1　結(jié)構(gòu)膠合板尺寸偏差

相鄰邊垂直度和四邊邊緣直度，參照國(guó)標(biāo)GB/T9846- 2015《普通膠合板》和GB/T17656-2008《混凝土模板用膠合板》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

通常采用的翹曲度改為平整度,參照國(guó)標(biāo)GB/T 9846- 2015《普通膠合板》規(guī)定。

外觀質(zhì)量（材質(zhì)缺陷和加工缺陷），本標(biāo)準(zhǔn)采用日本農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)《膠合板農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)-結(jié)構(gòu)膠合板》A、B、C、D和芯板質(zhì)量要求，及組坯結(jié)構(gòu)規(guī)定[9]。

含水率和膠合強(qiáng)度與國(guó)標(biāo)GB/T 9846- 2015《普通膠合板》中技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定相一致。

2.1.4靜曲強(qiáng)度和彈性模量

本標(biāo)準(zhǔn)中的靜曲強(qiáng)度和彈性模量技術(shù)指標(biāo)分為2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)：厚度分級(jí)和強(qiáng)度分級(jí)。借鑒了日本結(jié)構(gòu)膠合板標(biāo)準(zhǔn)中“400 mm寬度和45倍厚度跨距四點(diǎn)彎曲測(cè)試方法”下的強(qiáng)度分級(jí)和厚度分級(jí)技術(shù)指標(biāo)規(guī)定；其厚度區(qū)間及強(qiáng)度分級(jí)技術(shù)指標(biāo)與國(guó)標(biāo)GB/T 9846- 2015《普通膠合板》規(guī)定厚度劃分區(qū)間、靜曲強(qiáng)度和彈性模量基本相同。

2.1.5其他性能

熱耐久性、甲醛釋放限量、防腐防蟲性能分別參考和引用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)PS1- 95《建筑結(jié)構(gòu)和工業(yè)用膠合板》，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18580《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》、GB/T 50329-2012《木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中附錄A和GB50206-2012《木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中的第七章和附錄K的規(guī)定[10]。

2.1.6檢驗(yàn)方法與檢驗(yàn)規(guī)則

本標(biāo)準(zhǔn)采用的檢驗(yàn)方法見表2。

表2　檢驗(yàn)方法

檢驗(yàn)規(guī)則包括出廠檢驗(yàn)和形式檢驗(yàn)兩種檢驗(yàn)類型。物理力學(xué)性能、甲醛釋放限量、防腐防蟲抽樣方法采用日本標(biāo)準(zhǔn)，其他檢驗(yàn)規(guī)則主要參考我國(guó)相類似產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的編寫方法和指標(biāo)[11 ]。綜合判定，規(guī)格尺寸偏差、膠合性能、含水率和全部力學(xué)性能都應(yīng)符合相應(yīng)要求，否則應(yīng)降等級(jí)或?yàn)椴缓细癞a(chǎn)品。

2.2國(guó)產(chǎn)落葉松結(jié)構(gòu)膠合板性能測(cè)試

面內(nèi)剪切強(qiáng)度和大彎曲強(qiáng)度（靜曲強(qiáng)度和彈性模量）為首次作為結(jié)構(gòu)膠合板檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)。為了驗(yàn)證本標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的可操作性、實(shí)用性和技術(shù)指標(biāo)的可行性、合理性，對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)落葉松結(jié)構(gòu)膠合板進(jìn)行了測(cè)試試驗(yàn)。測(cè)試試驗(yàn)工作在黑龍江省木材科學(xué)研究所試驗(yàn)中心進(jìn)行。

落葉松膠合板為大興安嶺漠河企業(yè)訂制生產(chǎn)，幅面規(guī)格為1 220 mm×2 440 mm，厚度分別有6 mm（3層）、9 mm（5層）、12 mm（7層）、15 mm （9層）、18 mm（11層）、22 mm（13層）和25 mm （15層），共7種厚度規(guī)格。落葉松膠合板的規(guī)格尺寸偏差、外觀質(zhì)量和膠合強(qiáng)度及含水率等技術(shù)質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)膠合板（報(bào)批稿）》規(guī)定。每個(gè)厚度樣本為3張，每張樣板制取2個(gè)試件；每種厚度、每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目共6個(gè)試件。

2.2.1面內(nèi)剪切強(qiáng)度

測(cè)試試驗(yàn)方法見標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容附錄A。按照標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)試試驗(yàn)方法，對(duì)7種厚度落葉松結(jié)構(gòu)膠合板進(jìn)行面內(nèi)剪切強(qiáng)度力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)，7種公稱厚度的面內(nèi)剪切強(qiáng)度測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果全部超出指標(biāo)規(guī)定的3.2 MPa，均達(dá)到10.0 MPa以上。7種不同公稱厚度結(jié)構(gòu)膠合板的面內(nèi)剪切強(qiáng)度值比較均一，變異不明顯，這表明結(jié)構(gòu)膠合板所采用的樹種和生產(chǎn)工藝對(duì)面內(nèi)剪切強(qiáng)度值具有關(guān)鍵作用。

2.2.2彎曲強(qiáng)度

按照標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試試驗(yàn)方法，對(duì)7種厚度落葉松結(jié)構(gòu)膠合板進(jìn)行400 mm、45倍厚度跨距靜曲強(qiáng)度和彈性模量性能的測(cè)試驗(yàn)證試驗(yàn)。

測(cè)試結(jié)果表明，7個(gè)厚度的結(jié)構(gòu)膠合板，每一種厚度的縱橫向靜曲強(qiáng)度和彈性模量性能值，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出按厚度分級(jí)強(qiáng)度指標(biāo)的規(guī)定值，也超過E80- F270級(jí)強(qiáng)度等級(jí)規(guī)定的指標(biāo)值，達(dá)到結(jié)構(gòu)膠合板7個(gè)強(qiáng)度等級(jí)中最高級(jí)別的規(guī)定。這說明落葉松為最佳結(jié)構(gòu)膠合板樹種，落葉松結(jié)構(gòu)膠合板適合作為建筑結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用。

通過試驗(yàn)結(jié)果中的變異系數(shù)可知，測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果的均一性較差，多數(shù)變異系數(shù)在15%～30%之間，最高達(dá)45.6%。除了受落葉松材質(zhì)本身差異性影響外，其材質(zhì)和加工質(zhì)量對(duì)其影響較大；另外，在測(cè)試試驗(yàn)中，沒有注意到膠合板試件面板和背板的受力情況，這對(duì)測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果的影響也較大，因此，在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了膠合板試件的表、背板的測(cè)試方向。同時(shí)通過加強(qiáng)生產(chǎn)過程管理，對(duì)單板質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)，以保證結(jié)構(gòu)膠合板材質(zhì)的均一性，降低彎曲力學(xué)性能變異系數(shù)，進(jìn)一步滿足建筑行業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)膠合板產(chǎn)品的技術(shù)要求，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

通過驗(yàn)證測(cè)試試驗(yàn)表明，本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法和技術(shù)指標(biāo)具有可操作性、實(shí)用性和科學(xué)合理性。

3　結(jié)語

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)膠合板》的頒布實(shí)施，將為膠合板生產(chǎn)和應(yīng)用企業(yè)提供一套結(jié)構(gòu)型產(chǎn)品的檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法，進(jìn)一步擴(kuò)大結(jié)構(gòu)膠合板應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。隨著我國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑和工程木質(zhì)材料工業(yè)的發(fā)展，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)框架和標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容也會(huì)根據(jù)需要不斷得到完善和修訂，以滿足工業(yè)和建筑行業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)膠合板技術(shù)性能的要求。

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（責(zé)任編輯：潘啟英）

收稿日期：2015 - 11 - 19

通訊作者：林利民（1959-），男，研究員。

作者簡(jiǎn)介：第1鄭海威（1986-），男，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：木材加工。

文章編號(hào)：1001 - 9499（2016）01 - 0060 - 03

中圖分類號(hào)：TS653. 3, G255. 54

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C