俄羅斯樟子松物理力學(xué)性能的測(cè)定與分析

李月

摘 要：文章通過試驗(yàn)測(cè)定俄羅斯樟子松的密度、含水率、干縮率、順紋抗壓強(qiáng)度、橫紋抗壓強(qiáng)度、順紋抗剪強(qiáng)度、抗劈力、抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量等物理力學(xué)指標(biāo)，并與國內(nèi)樟子松進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，弦向氣干干縮率、順紋抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量均低于國內(nèi)樟子松，而氣干密度和徑向氣干干縮率大于國內(nèi)樟子松。

關(guān)鍵詞：俄羅斯樟子松；物理力學(xué)性能；測(cè)定分析

自從國家啟動(dòng)了天保工程和取消木材進(jìn)口專營(yíng)權(quán)，對(duì)木材進(jìn)口實(shí)施零關(guān)稅以來，俄羅斯樟子松的進(jìn)口量呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。俄羅斯樟子松使用范圍非常廣泛。由于樟子松具有防腐防蛀的特殊功效，因此是裝修衣柜、門窗、地板、樓梯踏板、臺(tái)面板、墻板、天花板的木材首選。此外，用于家具面板、擱板、背板、芯板、方便板、屏風(fēng)、分隔壁板、柜架條等方面也有很好效果，可以說需用木材的地方就有它發(fā)揮的潛力。

1 試驗(yàn)材料

試材取自綏芬河市某家具生產(chǎn)企業(yè)從俄羅斯進(jìn)口的樟子松板材，隨機(jī)選取紋理通直、節(jié)子、松油等缺陷少的樟子松，經(jīng)鋸解氣干后，刨削、砂光按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB1927-2009《木材物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方法》要求加工制成物理力學(xué)試件。

2 試驗(yàn)方法

（1）密度檢測(cè)。按GB/T 1933-2009木材密度測(cè)定方法進(jìn)行。

（2）含水率。按GB/T 1931-2009 木材含水率測(cè)定方法進(jìn)行。

（3）干縮率。按GB/T 1932-2009 木材干縮性測(cè)定方法進(jìn)行。

（4）順紋抗壓強(qiáng)度。按GB/T1935-2009 木材順紋抗壓強(qiáng)度測(cè)定方法進(jìn)行。

（5）橫紋抗壓強(qiáng)度。按GB/T1939-2009 木材橫紋抗壓強(qiáng)度測(cè)定方法進(jìn)行。

（6）順紋抗剪強(qiáng)度。按GB/T1937-2009 木材順紋抗剪強(qiáng)度測(cè)定方法進(jìn)行。

（7）抗劈力。按GB/T 1942-2009 木材抗劈力試驗(yàn)方法測(cè)定。

（8）抗彎強(qiáng)度。按GB/T 1936.1-2009 木材抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)方法測(cè)定。

（9）抗彎彈性模量。按GB/T 1936.2-2009 木材抗彎彈性模量測(cè)定方法進(jìn)行。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 俄羅斯樟子松的物理性質(zhì)測(cè)定

3.1.1 密度。俄羅斯樟子松木材的基本密度為0.398g/cm3，氣干密度為0.460g/cm3，全干密度為0.443g/cm3，近中等密度。基本密度的變化范圍0.290g/cm3～0.516g/cm3，氣干密度的變化范圍0.334g/cm3～0.618g/cm3，全干密度的變化范圍0.318g/cm3～0.593g/cm3。基本密度的變異系數(shù)為15.32%，氣干密度的變異系數(shù)為15.20%，大于國標(biāo)規(guī)定的10%的變異系數(shù)，說明俄羅斯樟子松密度的變異較大。基本密度的準(zhǔn)確指數(shù)為4.82%，氣干密度的準(zhǔn)確指數(shù)為4.78%，說明試驗(yàn)結(jié)果可信。

3.1.2 含水率。俄羅斯樟子松木材的氣干含水率為5.4%，屬于中等偏低水平，變化范圍為4.60%～8.02%。

3.1.3 干縮率。俄羅斯樟子松木材的氣干材的徑向、弦向及體積的干縮率為3.50%、4.96%、8.60%；全干材的徑向、弦向及體積的干縮率為4.10%、5.59%、9.78%，接近中等。在做俄羅斯樟子松干縮性的試驗(yàn)中，測(cè)定氣干含水率為3.62%。

3.2 俄羅斯樟子松的力學(xué)性能測(cè)定

3.2.1 順紋抗壓強(qiáng)度。俄羅斯樟子松木材順紋抗壓強(qiáng)度為45.45MPa。破壞載荷的變化范圍15760N～20940N，順紋抗壓強(qiáng)度的變化范圍38Mpa～51Mpa。順紋抗壓強(qiáng)度的變異系數(shù)為6.75%，遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定的15%的變異系數(shù)，說明俄羅斯樟子松順紋抗壓強(qiáng)度的變異不大。準(zhǔn)確指數(shù)為2.13%，小于5%，說明試驗(yàn)結(jié)果的可靠性較大。

3.2.2 橫紋抗壓強(qiáng)度。橫紋全部抗壓比例極限應(yīng)力4.07MPa，比例極限載荷的變化范圍1334N～4800N，比例極限應(yīng)力的變化范圍2.19MPa～6.99MPa；橫紋局部抗壓比例極限應(yīng)力7.57MPa，比例極限載荷的變化范圍2014N～4595N，比例極限應(yīng)力的變化范圍4.92MPa～11.28MPa。

橫紋全部抗壓比例極限應(yīng)力變異系數(shù)為32.29%，橫紋局部抗壓比例極限應(yīng)力變異系數(shù)為21.13%，同國標(biāo)規(guī)定的20%變異系數(shù)相比，橫紋全部抗壓比例極限應(yīng)力變異系數(shù)高于國標(biāo)的規(guī)定；橫紋局部抗壓比例極限應(yīng)力變異系數(shù)基本符合國標(biāo)的規(guī)定。表明：俄羅斯樟子松橫紋全部抗壓比例極限應(yīng)力的變異大，橫紋局部抗壓比例極限應(yīng)力的變異不大。橫紋全部抗壓比例極限應(yīng)力的準(zhǔn)確指數(shù)為10.22%，橫紋局部抗壓比例極限應(yīng)力的準(zhǔn)確指數(shù)為6.44%，說明橫紋全部抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果可靠性不大，橫紋局部抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果比較可靠。

3.2.3 順紋抗剪強(qiáng)度。俄羅斯樟子松木材順紋抗剪強(qiáng)度5.9MPa，破壞載荷的變化范圍2156N～5030N，抗剪強(qiáng)度的變化范圍3.81MPa～8.85MPa。順紋抗剪強(qiáng)度的變異系數(shù)為19.41%，基本符合國標(biāo)規(guī)定的20%的變異系數(shù)，說明俄羅斯樟子松順紋抗剪強(qiáng)度的變異不大。準(zhǔn)確指數(shù)為6.14%，略大于5%，說明試驗(yàn)結(jié)果比較可靠。

3.2.4 抗劈力。俄羅斯樟子松木材抗劈力6.53MPa，屬低級(jí)。最大載荷的變化范圍67N～216N，抗劈力的變化范圍3.33N/mm～10.76N/mm。

3.2.5 抗彎強(qiáng)度。俄羅斯樟子松木材的抗彎強(qiáng)度88MPa。破壞載荷的變化范圍759N～2386N，抗彎強(qiáng)度的變化范圍32MPa～111MPa。抗彎強(qiáng)度的變異系數(shù)為16%。稍大于國標(biāo)規(guī)定的15%的變異系數(shù)，說明俄羅斯樟子松抗彎強(qiáng)度的變異不大。準(zhǔn)確指數(shù)為6.53%，略大于5%，說明試驗(yàn)結(jié)果比較可靠。

3.2.6 抗彎彈性模量。根據(jù)木材力學(xué)性質(zhì)5級(jí)劃分法，抗彎彈性模量8491MPa，屬中級(jí)。下限載荷的變化范圍342N～816N，上限載荷的變化范圍1381N～3294N，彈性模量的變化范圍6091MPa～11879MPa。抗彎彈性模量變異系數(shù)為19.86%，基本符合國標(biāo)的規(guī)定的20%的變異系數(shù)，說明俄羅斯樟子松抗彎彈性模量的變異不大。準(zhǔn)確指數(shù)為6.28%，略大于5%，說明試驗(yàn)結(jié)果比較可靠。

4 結(jié)束語

俄羅斯樟子松的弦向試樣力學(xué)性能包括橫紋全部抗壓強(qiáng)度、橫紋局部抗壓強(qiáng)度、抗劈力（除順紋抗剪強(qiáng)度外）均優(yōu)于的徑向試樣力學(xué)性能。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將俄羅斯樟子松與國內(nèi)大興安嶺采集的樟子松試樣進(jìn)行比較得到：俄羅斯樟子松的氣干密度和徑向氣干干縮率大于國內(nèi)樟子松的氣干密度和徑向氣干干縮率；俄羅斯樟子松的弦向氣干干縮率、順紋抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量均低于國內(nèi)樟子松的弦向氣干干縮率、順紋抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量。

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