一种承重结构用木质工程材的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种承重结构用木质工程材，包括木材本体、二氧化钛层、间苯二酚树脂胶层以及玻璃纤维组合层；玻璃纤维组合层包括多层玻璃纤维布，玻璃纤维布的表面上均设有玻璃纤维增强树脂层，且玻璃纤维组合层的厚度为木材本体的厚度的1/65-1/40；木材本体的外表面上设有二氧化钛层，二氧化钛层的厚度为玻璃纤维组合层的厚度的1/100-1/150；玻璃纤维组合层通过间苯二酚树脂胶层设置在二氧化钛层的外表面上。本实用新型整体结构精简；玻璃纤维组合层的设计，使其受弯承载能力和延伸性得到提高；设置间苯二酚树脂胶层和二氧化钛层，绿色环保，且使其耐候性能更好、浸渍剥离率更低，提高其防腐性能，延长其使用寿命。
【专利说明】一种承重结构用木质工程材
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程材料领域，特别地，涉及一种承重结构用木质工程材。
【背景技术】
[0002]木质工程材与钢材、混凝土、粘土砖等传统建筑材料相比，具有较高的强重比和突出的隔热保温、吸音隔声以及自然美观等优点，为人类创造了舒适、优雅的生活环境，提高了人们的生活质量。但是木质工程材有其缺点，主要表现强度较低、弹性模量小、易腐朽等缺点。这些不足之处很大程度上制约了木材在工程结构上的应用。
[0003]在木结构工程领域中，承重的木质工程材主要为胶合木，胶合木是较小规格的实木锯材，利用冷固化型胶粘剂，顺纹方向粘结而成的一种工程木。胶合木尺寸自由度大，能满足跨度和断面形状的结构需要，充分发挥木材特性，可以吸收震动、装饰随意等优点。但胶合木所用结构胶黏剂品种中部分带有甲醛，污染环境，且在受力较大的构件中，胶合木的强度不能满足工程需求；在木结构使用过程中，特别是在户外环境中，胶合木易于发生腐朽现象。
[0004]因此，设计一种结构精简、环保、强度高且寿命长的承重结构用木质工程材具体重要的意义。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的在于提供结构精简、环保、强度高且寿命长的承重结构用木质工程材，具体技术方案如下:
[0006]一种承重结构用木质工程材，包括木材本体、二氧化钛层、间苯二酚树脂胶层以及玻璃纤维组合层；
[0007]所述玻璃纤维组合层包括至少两层重叠设置的玻璃纤维布，所述玻璃纤维布的表面上均设有玻璃纤维增强树脂层，且所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/65-1/40 ；
[0008]所述木材本体的外表面上设有二氧化钛层，所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/100-1/150 ；
[0009]所述玻璃纤维组合层通过所述间苯二酚树脂胶层设置在所述二氧化钛层的外表面上，且所述间苯二酚树脂胶层的厚度为0.3-1.0毫米。
[0010]以上技术方案中优选的，所述玻璃纤维组合层为热压成型的一体化结构。
[0011]以上技术方案中优选的，相邻两层所述玻璃纤维布之间的纹路方向相同。
[0012]以上技术方案中优选的，所述木材本体的厚度为40-60毫米。
[0013]以上技术方案中优选的，所述木材本体的厚度为40毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/40 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/100 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为0.3毫米。
[0014]以上技术方案中优选的，所述木材本体的厚度为60毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/65 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/150 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为1.0毫米。
[0015]以上技术方案中优选的，所述木材本体的厚度为50毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/50 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/120 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为0.5毫米。
[0016]以上技术方案中优选的，所述木材本体的厚度为55毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/55 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/130 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为0.8毫米。
[0017]本实用新型具有以下有益效果:
[0018](I)本实用新型的承重结构用木质工程材包括木材本体、二氧化钛层、间苯二酚树脂胶层以及玻璃纤维组合层，整体结构精简；所述玻璃纤维组合层包括至少两层重叠设置的玻璃纤维布，所述玻璃纤维布的表面上均设有玻璃纤维增强树脂层，再结合玻璃纤维组合层的厚度与木材本体的厚度的比值，使本实用新型承重结构用木质工程材的强度满足现实的需求，且其外侧的胶合层更难剥离破坏，减小玻璃纤维增强树脂制品的固化收缩率，有效约束裂缝开展、限制木材缺陷和防止木材局部破坏，使木材的受弯承载能力和延伸性有明显提高；所述间苯二酚树脂胶层以及二氧化钛层的设置，采用合理的厚度，使得本实用新型的承重结构用木质工程材具有胶合强度更高、耐候性能更好以及浸溃剥离率更低，提高了其防腐性能，延长了其使用寿命，抗冲击性较好，且防火效果明显；间苯二酚树脂胶为环保型粘结剂，无污染，绿色环保。
[0019](2)本实用新型中所述玻璃纤维组合层为热压成型的一体化结构，使得玻璃纤维组合层的内部更为均匀，能起到很好地隔离空气和水分作用，降低其被剥离破坏的机率，进一步提高整体结构的强度以及延长其使用寿命；相邻两层所述玻璃纤维布之间的纹路方向相同，使得玻璃纤维组合层的内部均匀性得到进一步的提高。
[0020](3)本实用新型中木材本体的厚度为40-60毫米，适合现实生活中多种类的木材，满足现实的需求，实用性强。
[0021](4)本实用新型中所述木材本体的厚度为40毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/40 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/100 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为0.3毫米，结构设计合理，抗弯强度达到45MPa，防腐透入度达到98，油类防护剂保持量(kg/m3)提高到152，防腐剂毒性极限下降至2.0%，重量损失率下降至7.0强耐腐级别，表面以及内部的霉斑、蓝变面积均有所降低。
[0022](5)本实用新型中所述木材本体的厚度为60毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/65 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/150 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为1.0毫米，结构设计合理，抗弯强度达到48.5MPa，防腐透入度高达100，油类防护剂保持量(kg/m3)提高到192，防腐剂毒性极限下降至1.7%，重量损失率下降至6.7强耐腐级别，表面霉斑、蓝变面积为2.9，内部霉斑、蓝变面积为 4.1。
[0023](6)本实用新型中所述木材本体的厚度为50毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/50 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/120 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为0.5毫米，结构设计合理，抗弯强度达到54.0MPa,防腐透入度高达100，油类防护剂保持量(kg/m3)提高到168，防腐剂毒性极限下降至
1.9%，重量损失率下降至6.5强耐腐级别，表面霉斑、蓝变面积为2.6，内部霉斑、蓝变面积为 3.5。
[0024](7)本实用新型中所述木材本体的厚度为55毫米；所述玻璃纤维组合层的厚度为所述木材本体的厚度的1/55 ;所述二氧化钛层的厚度为所述玻璃纤维组合层的厚度的1/130 ;所述间苯二酚树脂胶层的厚度为0.8毫米，结构设计合理，抗弯强度达到51.5MPa，防腐透入度高达100，油类防护剂保持量(kg/m3)提高到184，防腐剂毒性极限下降至
1.9%，重量损失率下降至6.8强耐腐级别，表面霉斑、蓝变面积为2.8，内部霉斑、蓝变面积为 3.9。
[0025]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0027]图1是本实用新型优选实施例1的承重结构用木质工程材的部分结构示意图；
[0028]1-木材本体，2- 二氧化钛层，3-间苯二酚树脂胶层，4-玻璃纤维组合层。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0030]实施例1:
[0031]一种承重结构用木质工程材，详见图1，具体包括木材本体1、二氧化钛层2、间苯二酚树脂胶层3以及玻璃纤维组合层4，整体结构精简。
[0032]木材本体I主要采用国产的落叶松速生材,也可以采用其他的木材,适用性广泛。
[0033]所述玻璃纤维组合层4包括至少两层重叠设置的玻璃纤维布，相邻两层所述玻璃纤维布之间的纹路方向相同，所述玻璃纤维布的表面上均设有玻璃纤维增强树脂层，其中玻璃纤维增强树脂的用量为玻璃纤维布的重量的30%，玻璃纤维布和玻璃纤维增强树脂层的组合设计使得承重结构用木质工程材上的胶合层更难剥离破坏，减小玻璃纤维增强树脂制品的固化收缩率，有效约束裂缝开展、限制木材缺陷和防止木材局部破坏，使其受弯承载能力和延伸性有明显提高；所述玻璃纤维组合层为热压成型的一体化结构，使得玻璃纤维组合层的内部更为均匀，能起到很好地隔离空气和水分作用，降低其被剥离破坏的机率，进一步提高整体结构的强度以及延长其使用寿命；玻璃纤维布之间的纹路方向相同，使得玻璃纤维组合层的内部均匀性得到进一步的提高。
[0034]所述木材本体I的外表面上设有二氧化钛层2，二氧化钛层2的设计可以提高承重结构用木质工程材的耐热性和表面疏水性，使其表面自由能减低，提高玻璃纤维增强树脂的抗脱层能力。
[0035]所述玻璃纤维组合层4通过所述间苯二酚树脂胶层3设置在所述二氧化钛层2的外表面上，间苯二酚树脂胶层的使用，使得承重结构用木质工程材具有胶合强度更高、耐候性能更好以及浸溃剥离率更低，提高了其防腐性能，延长了其使用寿命，抗冲击性较好，且防火效果明显；间苯二酚树脂胶为环保型粘结剂，无污染，绿色环保。
[0036]所述木材本体I的厚度为40毫米；所述玻璃纤维组合层4的厚度为所述木材本体I的厚度的1/40 ;所述二氧化钛层2的厚度为所述玻璃纤维组合层4的厚度的1/100 ;所述间苯二酚树脂胶层3的厚度为0.3毫米。
[0037]本实用新型承重结构用木质工程材的具体加工方法如下:
[0038]第一步:制作玻璃纤维组合层4，具体为:先将0.18mm的玻璃纤维布放在硅烷偶联剂中浸泡30分钟，取出，烘干，再将玻璃纤维增强树脂均匀地涂覆在玻璃纤维布的外表面上，其中玻璃纤维增强树脂的用量为玻璃纤维布的重量的30%，最后将涂覆有玻璃纤维增强树脂的多层玻璃纤维布叠合在一起，纹路相同，采用热压成型工艺形成厚度为1.0毫米的玻璃纤维组合层4 ；
[0039]第二步:制作承重结构用木质工程材，具体为:a、将厚度为40毫米的木材本体I (含水率在8% -12%之间)砂光后用偶联剂对单板表面进行处理；b、将经过步骤a处理后的木材本体I的外表面上涂覆一层厚度为0.01毫米的二氧化钛层2 ;c、先将二氧化钛层2的外表面以及第一步中获得的玻璃纤维组合层4的单面涂覆间苯二酚树脂胶，涂覆量为150g/m2-180g/m2,再把玻璃纤维组合层4与二氧化钛层2胶粘在一起，最后通过热压成型工艺使得玻璃纤维组合层4与二氧化钛层2之间形成厚度为0.3毫米的间苯二酚树脂胶层3，即得承重结构用木质工程材产品。
[0040]本实施例所得的承重结构用木质工程材标号为M1，其各项性能参数为:抗弯强度达到45MPa ;无污染；防腐透入度达到98 ;油类防护剂保持量(kg/m3)提高到152 ;防腐剂毒性极限下降至2.0% ;重量损失率下降至7.0强耐腐级别；表面以及内部的霉斑、蓝变面积均有所降低。其与现有的木质工程材的性能比较详见表I。
[0041]实施例2:
[0042]本实施例与实施例1的区别在于:(I)环氧树脂胶的用量为玻璃纤维布的重量的40% ； (2)所述木材本体I的厚度为60毫米；所述玻璃纤维组合层4的厚度为所述木材本体I的厚度的1/65 ;所述二氧化钛层2的厚度为所述玻璃纤维组合层4的厚度的1/150 ;所述间苯二酚树脂胶层3的厚度为1.0毫米。
[0043]本实施例中承重结构用木质工程材的制作方法与实施例1相似。
[0044]本实施例所得的承重结构用木质工程材标号为M2，结构设计合理，其各项性能参数为:抗弯强度达到48.5MPa ;无污染；防腐透入度高达100 ;油类防护剂保持量(kg/m3)提高到192 ;防腐剂毒性极限下降至1.7% ;重量损失率下降至6.7强耐腐级别；表面霉斑、蓝变面积为2.9，内部霉斑、蓝变面积为4.1。其与现有的木材的性能比较详见表I。
[0045]实施例3:
[0046]本实施例与实施例1的区别在于:(I)环氧树脂胶的用量为玻璃纤维布的重量的35% ； (2)所述木材本体I的厚度为50毫米；所述玻璃纤维组合层4的厚度为所述木材本体I的厚度的1/50 ;所述二氧化钛层2的厚度为所述玻璃纤维组合层4的厚度的1/120 ;所述间苯二酚树脂胶层3的厚度为0.5毫米。
[0047]本实施例中承重结构用木质工程材的制作方法与实施例1相似。
[0048]本实施例所得的承重结构用木质工程材标号为M3，结构设计合理，其各项性能参数为:抗弯强度达到54.0MPa ;无污染；防腐透入度高达100 ;油类防护剂保持量(kg/m3)提高到168 ;防腐剂毒性极限下降至1.9% ;重量损失率下降至6.5强耐腐级别；表面霉斑、蓝变面积为2.6，内部霉斑、蓝变面积为3.5。其与现有的木材的性能比较详见表I。
[0049]实施例4:
[0050]本实施例与实施例1的区别在于:(I)环氧树脂胶的用量为玻璃纤维布的重量的38% ； (2)所述木材本体I的厚度为55毫米；所述玻璃纤维组合层4的厚度为所述木材本体I的厚度的1/55 ;所述二氧化钛层2的厚度为所述玻璃纤维组合层4的厚度的1/130 ;所述间苯二酚树脂胶层3的厚度为0.8毫米。
[0051]本实施例中承重结构用木质工程材的制作方法与实施例1相似。
[0052]本实施例所得的承重结构用木质工程材标号为M4，结构设计合理，其各项性能参数为:抗弯强度达到51.5MPa ;无污染；防腐透入度高达100 ;油类防护剂保持量(kg/m3)提高到184 ;防腐剂毒性极限下降至1.9% ;重量损失率下降至6.8强耐腐级别；表面霉斑、蓝变面积为2.8，内部霉斑、蓝变面积为3.9。其与现有的木材的性能比较详见表I。
[0053]表I Ml、M2、M3、M4以及现有的木材各项性能指标的对比表
[0054]
参数抗弯强度防腐透油类防护剂保被害防腐剂毒重量损
\污染性防治效果琐目 \ (MPa)入度持量(kg/m3) 值性极限失率现有的木一8.0强耐面积为3.8, ?部
42.0 有污染 95130O S 2.5%霉斑、蓝变面积质工程W腐为47
表面霉斑、蓝变 7.0强耐面积为3.2,内部
Ml 45.0 无污染 98 152 O级 2.0% 霉斑K变面积________腐为 1.5 、
表面霉斑、蓝变一6.7强雨面积为2.9，内部
M248,5 无污染 100192O及 1.7%霉斑故变面fn
________腐、为 1.1 "
表面霉斑、蓝变一6.5强耐面积为2.6,内部
M354 0 无污染 100168O及 1.9%霉斑拔变面移J
________腐为1'5 、
表面霉斑、蓝变一6.8强耐面积为2.8，内部
M451 5 无污染川0184O R 1.9%霉斑抗变面积
_丨 I I 丨___ 腐为I9 、
[0055]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种承重结构用木质工程材，其特征在于:包括木材本体(I)、二氧化钛层(2)、间苯二酚树脂胶层(3)以及玻璃纤维组合层(4)； 所述玻璃纤维组合层(4)包括至少两层重叠设置的玻璃纤维布，所述玻璃纤维布的表面上均设有玻璃纤维增强树脂层，且所述玻璃纤维组合层(4)的厚度为所述木材本体(I)的厚度的1/65-1/40 ； 所述木材本体(I)的外表面上设有二氧化钛层(2)，所述二氧化钛层(2)的厚度为所述玻璃纤维组合层(4)的厚度的1/100-1/150 ； 所述玻璃纤维组合层(4)通过所述间苯二酚树脂胶层(3)设置在所述二氧化钛层(2)的外表面上，且所述间苯二酚树脂胶层(3)的厚度为0.3-1.0毫米。
2.根据权利要求1所述的承重结构用木质工程材，其特征在于:所述玻璃纤维组合层(4)为热压成型的一体化结构。
3.根据权利要求2所述的承重结构用木质工程材，其特征在于:相邻两层所述玻璃纤维布之间的纹路方向相同。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的承重结构用木质工程材，其特征在于:所述木材本体(I)的厚度为40-60毫米。
5.根据权利要求4所述的承重结构用木质工程材，其特征在于:所述木材本体(I)的厚度为40毫米；所述玻璃纤维组合层(4)的厚度为所述木材本体(I)的厚度的1/40 ;所述二氧化钛层(2)的厚度为所述玻璃纤维组合层(4)的厚度的1/100 ;所述间苯二酚树脂胶层⑶的厚度为0.3毫米。
6.根据权利要求4所述的承重结构用木质工程材，其特征在于:所述木材本体(I)的厚度为60毫米；所述玻璃纤维组合层(4)的厚度为所述木材本体(I)的厚度的1/65 ;所述二氧化钛层(2)的厚度为所述玻璃纤维组合层(4)的厚度的1/150 ;所述间苯二酚树脂胶层⑶的厚度为1.0毫米。
7.根据权利要求4所述的承重结构用木质工程材，其特征在于:所述木材本体(I)的厚度为50毫米；所述玻璃纤维组合层(4)的厚度为所述木材本体(I)的厚度的1/50 ;所述二氧化钛层(2)的厚度为所述玻璃纤维组合层(4)的厚度的1/120 ;所述间苯二酚树脂胶层⑶的厚度为0.5毫米。
8.根据权利要求4所述的承重结构用木质工程材，其特征在于:所述木材本体(I)的厚度为55毫米；所述玻璃纤维组合层(4)的厚度为所述木材本体(I)的厚度的1/55 ;所述二氧化钛层(2)的厚度为所述玻璃纤维组合层(4)的厚度的1/130 ;所述间苯二酚树脂胶层⑶的厚度为0.8毫米。
【文档编号】E04C2/24GK203977686SQ201420435710
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】周先雁, 戴桂华, 冯新, 刘泽亚, 张建军, 彭梦鸽 申请人:中南林业科技大学, 湖南省高速公路管理局