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1、精選文檔精選文檔PAGEPAGE11精選文檔PAGE以杉木縱橫交織層積材為基材的地?zé)岬匕逖兄?園林以杉木縱橫交織層積材為基材的地?zé)岬匕逖兄芼oi：中圖分類號(hào)：S781.37潘彪1，石江濤1，朱一辛1，闕澤利1，陳磊21.南京林業(yè)大學(xué)資料科學(xué)與工程學(xué)院，南京210037；2.杭州新竹文化創(chuàng)意有限企業(yè)）綱要：以人工林杉木縱橫交織排層積材為基材，采納網(wǎng)狀導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連結(jié)與熱熔膠（PUR）膠合制備地?zé)岬匕?，測(cè)定其導(dǎo)熱效能、通電后溫度變化、連續(xù)通電后的耐熱干縮率以及耐濕膨脹率，并與杉木縱橫交織層積材、徑切板、弦切板進(jìn)行比較。結(jié)果表示：地?zé)岬匕逋?h后板面均勻溫度達(dá)到29.8，連續(xù)通電72h的耐熱干縮率和8

2、0%濕度辦理的耐濕膨脹率均可知足木質(zhì)地板采暖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。杉木板材的縱橫交織層積擺列有效地提高了耐熱干縮率和耐濕膨脹率，完整能夠用作地?zé)岬匕宓幕?，為低等?jí)杉木在地?zé)岬匕逯械膽?yīng)用及高附加值產(chǎn)品開發(fā)供給了理論依照。重點(diǎn)詞：速生杉木；地?zé)岬匕?；縱橫交織層積材；耐熱干縮率；耐濕膨脹率DevelopmentofelectricalheatedwoodflooringusingPANBiao，SHIJiangtao，ZHUYixin，QUEZeli，CHENLeiAbstract：flooringisconnectedbyconductivenodenetworkandgluedbyhotmelt

3、adhesive.Theheatconduction，temperaturevariation，shrinkageandswellingoftheheatedsamplesweremeasuredandcomparedwiththatof，nesefirboards.Theresultsshowedthatthesampletemperaturereached29.8after1hheating.Theshrinkageafter72hheatingandtheswellingafterthe80%woodfloorheatingsystecorelayerstructure，whichpro

4、videsatheoreticalbasisontheutilizationerhighKeywords：；electricalheatedwoodflooring；shrinkage；swellingFirstauthorsaddress：CollegeofMaterialsScienceandEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China收稿日期：2015-01-04修回日期：2015-03-19基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD24B00）；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PAPD）。作者簡(jiǎn)介：潘

5、彪（1963-），男，教授，主要從事木材科學(xué)與技術(shù)研究。emailprotected最近幾年來(lái)，低等級(jí)人工速生林木材的高附帶值和多功能高效利用成為木材科學(xué)研究的熱門。地?zé)岬匕迨且环N新的功能性產(chǎn)品，其性能在很大程度上受板材的物理性質(zhì)1、含水率2、基材的尺寸穩(wěn)固性3，基材組合方式4、裝修面板種類5、發(fā)熱電纜間距6等要素的影響。因?yàn)榈匕宀膳奶貏e性，不僅要求地板的熱傳導(dǎo)效率，更重要的是怎樣解決地板在采暖過(guò)程中因?yàn)楦煽s濕脹惹起的尺寸變形7、開裂8等問(wèn)題。所以，提高復(fù)雜溫、濕度環(huán)境中地?zé)岬匕宓某叽绶€(wěn)固性尤其重要。別的，在實(shí)質(zhì)使用過(guò)程中，加熱膜與地板的黏合及老化嚴(yán)重限制了該產(chǎn)品的性能與利用。本研究采納低等

6、級(jí)人工林杉木縱橫交織層積材為基材，聯(lián)合網(wǎng)狀導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連接和熱熔膠（PUR）加熱方式制備地?zé)岬匕?，測(cè)定其在通電加熱過(guò)程中的溫度變化、導(dǎo)熱效能和尺寸穩(wěn)固性，并與杉木徑切板、弦切板及縱橫交織層積材的性能進(jìn)行比較，優(yōu)化地板基材構(gòu)造及加熱裝置的擺列方式，為低等級(jí)木材地?zé)岬匕甯咝Ю霉┙o科學(xué)依照。資料與方法1.1原資料與設(shè)施）基材：福建杉木小徑材徑切板、弦切板、縱橫交織層積材。）面板：柞木薄板（厚4mm），均購(gòu)于南京雙林木業(yè)企業(yè)。）導(dǎo)熱膜：（長(zhǎng)寬為1785mm4mm，電阻4.5k，發(fā)熱功率10.5W，額定電壓220V，額定電流0.06A）購(gòu)于南京雙林木業(yè)企業(yè)。）膠黏劑：脲醛樹脂膠黏劑（基材熱壓）、熱熔膠（面

7、板與基材膠合）。5）設(shè)施與工具：刨床（MB60-100），銑槽機(jī)（MC2038），熱壓機(jī)（RYJ（A06F），涂膠輥，電熱恒溫干燥箱（HG202），電子濕度儀，電子天平（BS224S），游標(biāo)卡尺，導(dǎo)線、電插頭、鱷魚嘴夾頭若干。1.2地?zé)岬匕逯苽湓谝伺d森茂竹木業(yè)有限企業(yè)以杉木縱橫交織層積材為基材，以柞木薄木為面板制備地?zé)岬匕?，采納整體、非連續(xù)的方式內(nèi)嵌加熱膜并膠合成型壓制。主要工藝流程為：不一樣杉木基材板面刨光后經(jīng)過(guò)銑槽機(jī)銑出淺槽，淺槽與導(dǎo)熱膜的寬度和厚度同樣，在銑槽的一面用涂膠輥手動(dòng)涂膠，嵌入導(dǎo)熱膜壓貼，地板兩頭露出適當(dāng)導(dǎo)熱膜，方便通電連結(jié)，而后貼面板熱壓，養(yǎng)生。1.3導(dǎo)熱效能測(cè)定采納稱質(zhì)量法

8、測(cè)定各板材的初始含水率。取3塊地?zé)岬匕?，在每塊上用鉛筆畫平行于長(zhǎng)度方向和寬度方向的中心線，在離地?zé)岬匕鍍深^頭10cm處畫平行于寬度方向的直線，在兩條導(dǎo)熱膜的中心以及離雙側(cè)邊沿1.5cm處畫平行于長(zhǎng)度方向的直線，共5條平行于長(zhǎng)度方向的直線、3條平行于寬度方向的直線，總計(jì)15個(gè)交點(diǎn)作為測(cè)溫點(diǎn)（圖1）。地板通電，每隔2h用紅外測(cè)溫儀丈量15個(gè)點(diǎn)的溫度，測(cè)定通電24，48和72h溫度的變化。1.4耐熱干縮率、耐濕膨脹率測(cè)定耐熱干縮率：弦切板、徑切板及縱橫交織層積材，長(zhǎng)寬厚為100mm100mm10mm，各取10個(gè)試樣，精準(zhǔn)丈量試樣尺寸。將試樣在60辦理4h，而后（1032）烘干至質(zhì)量恒定，冷卻后立刻丈

9、量試樣尺寸，結(jié)果取均勻值。地?zé)岬匕澹L(zhǎng)寬厚為1780mm195mm22mm，取3個(gè)試樣，正確測(cè)量通電加熱72h前后尺寸。干縮率計(jì)算公式：y=L1-L0/L1100%。（1）式中：y為試件的尺寸干縮率，精準(zhǔn)到0.01%；L1為試件初始尺寸，mm；L0為試件辦理后尺寸，mm。耐濕膨脹率：每種板材各取3個(gè)試樣，規(guī)格同上，辦理前測(cè)定板材尺寸和質(zhì)量。采納鈉鹽飽和濕度法辦理試樣，在塑料密封箱中加入適當(dāng)自來(lái)水，而后加入鈉鹽直至飽和，空氣濕度為（%80。處3理）7d后每隔2h稱質(zhì)量，當(dāng)板材質(zhì)量在2h內(nèi)變化量小于0.2%時(shí)記為質(zhì)量恒定，迅速稱取試樣質(zhì)量并丈量尺寸。膨脹率計(jì)算公式：w=L0-L1/L1100%（。

10、2）式中：w為試件的膨脹率，精準(zhǔn)到0.01%；L1為試件初始尺寸，mm；L0為試件濕辦理后尺寸，mm。全部數(shù)據(jù)采納Origin8.0和Excel2007進(jìn)行辦理作圖。結(jié)果與剖析2.1導(dǎo)熱效能導(dǎo)熱效能是地?zé)岬匕宓闹匾笜?biāo)之一，能夠在1h內(nèi)達(dá)到或大于8的溫度，同時(shí)能保持溫度恒定。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)室溫（20.10.5），室內(nèi)空氣濕度（603%），地?zé)岬匕宄跏己蕿?.7%。以速生杉木人工林木材縱橫交織層積材為基材，以柞木薄木為面板，采納網(wǎng)狀導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連結(jié)，熱熔膠（PUR）膠合制備的地?zé)岬匕?。通電不一樣時(shí)長(zhǎng)各測(cè)溫點(diǎn)的溫度變化如圖2所示。由圖2可知，通電1h后地?zé)岬匕灏迕婢鶆驕囟葹?9.8，有關(guān)于通電前均勻高

11、升了9.77，達(dá)到了地?zé)岵膳媚举|(zhì)地板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的通電1h溫度高升8的要求?？墒堑匕灏迕娌灰粯狱c(diǎn)的溫度散布不均，b、d兩點(diǎn)溫度上漲較快且溫度較高，最高溫度達(dá)到40以上；a、c、e3點(diǎn)溫度上漲較慢且溫度較低，此中c點(diǎn)均勻最低，最高溫度均未超出35。這是因?yàn)閎、d兩點(diǎn)在導(dǎo)熱膜鋪裝地點(diǎn)的正上方，熱量傳達(dá)較快，而a、e兩點(diǎn)處于地?zé)岬匕寮訜崮R置邊緣，c點(diǎn)處于兩條加熱膜之間，這3點(diǎn)的溫度變化取決于木材內(nèi)部的熱量傳達(dá)。因?yàn)榈責(zé)岬匕宄跏己蕿?.7%，通電溫度高升后一部分熱量傳達(dá)給木材中的水分，所以地板表面的溫度提高較慢，且最高溫度低于加熱膜正上方的b、d兩點(diǎn)。在不一樣時(shí)長(zhǎng)通電中，地板板面a、b、c、d

12、、e點(diǎn)溫度均體現(xiàn)先增添，接著出現(xiàn)不一樣程度降落，而后又持續(xù)增添的變化規(guī)律（圖2）。這些溫度的變化都與通電時(shí)木材中水分遷徙有關(guān)，木材各地點(diǎn)水分流失會(huì)帶走部分熱量。梁星宇等9在研究地板地?zé)岵膳幸舶l(fā)現(xiàn)水分挪動(dòng)致使溫度變化。a、e兩點(diǎn)因?yàn)樘幱诘匕暹呇?，外面與空氣相通，空氣分子距離大，傳熱慢，減緩了木材的傳熱效率10，所以溫度變化幅度較大。跟著通電時(shí)間延伸，木材內(nèi)部水分變少，挪動(dòng)愈來(lái)愈慢，溫度漸漸趨于穩(wěn)固。2.2干縮率和濕脹率圖3各樣板材從初始含水率（杉木板材含水率12.6%，杉木縱橫交織層積材含水率12.3%）干燥至絕干狀態(tài)與地?zé)岬匕澹ê蕿?.7%）通電72h后的干縮率變化。由圖3可知，徑切板徑

13、向干縮率均勻值為1.31%，弦切板的弦向干縮率均勻值為3.08%，而杉木縱橫交織層積材寬度方向干縮率均勻值為0.33%。縱橫交織層積材的特色是將橫紋和豎紋交織排布的規(guī)格木材膠合在一起，以達(dá)到更佳的強(qiáng)度和極高的尺寸穩(wěn)固性。同一板材上不一樣用材的差別致使最終寬度方向上干縮率的變化。比較得悉：有關(guān)于杉木板材，縱橫交織層積材的耐熱尺寸穩(wěn)固性有很大程度提高。吳忠其等11在研究中也發(fā)現(xiàn)實(shí)木單板經(jīng)縱橫垂直交織膠合壓制的復(fù)合地板基材有更好的耐濕尺寸穩(wěn)固性。地?zé)岬匕暹B續(xù)通電72h后長(zhǎng)度、寬度和厚度均減小，此中長(zhǎng)度方向干縮率為0.056%，寬度方向干縮率為0.021%，厚度干縮率為0.35%（圖3）。長(zhǎng)度方向干縮

14、率是寬度方向干縮率的2.67倍，厚度干縮率是寬度方向干縮率的16.7倍。參照我國(guó)實(shí)木復(fù)合地板地?zé)岵膳瘶?biāo)準(zhǔn)（LY/T17002007地采暖用木質(zhì)地板）要求，地?zé)岬匕彘L(zhǎng)度干縮率0.30%，寬度干縮率0.40%。據(jù)此，在模擬相像條件下，此次研究所制的地?zé)岬匕彘L(zhǎng)度方向干縮率和寬度方向干縮率均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。與徑切板、弦切板和縱橫交織層積材對(duì)比，地?zé)岬匕逶鎏砹嗣姘搴蜔釅哼^(guò)程，有效地提高了木材的尺寸穩(wěn)固性。表1為不一樣板材在溫度（245）、濕度（%的80條件下3處）理后長(zhǎng)度、寬度和厚度尺寸的變化結(jié)果。由表1可見，各板材長(zhǎng)度方向尺寸膨脹率均小于寬度和厚度方向尺寸膨脹率。此中徑切板長(zhǎng)度方向膨脹率為0.09%，

15、弦切板長(zhǎng)度方向膨脹率為0.08%，縱橫交織層積材長(zhǎng)度方向膨脹率為0.06%，地?zé)岬匕彘L(zhǎng)度方向膨脹率為0.04%。地?zé)岬匕彘L(zhǎng)度方向膨脹率達(dá)到地?zé)岵膳脤?shí)木復(fù)合地板標(biāo)準(zhǔn)（LY/T17002007地采暖用木質(zhì)地板，標(biāo)準(zhǔn)要求長(zhǎng)度方向膨脹率0.20%。）縱橫交織層積材的厚度膨脹率最大（2.12%），地?zé)岬匕宓暮穸扰蛎浡首钚。?.67%），后者較前者降低了1.45個(gè)百分點(diǎn)。弦切板的寬度方向膨脹率最大（1.09%），地?zé)岬匕宓膶挾扰蛎浡首钚。?.06%）；地?zé)岬匕搴穸扰蛎浡瘦^弦切板低0.48個(gè)百分點(diǎn)，較縱橫交織層積材降低了0.02個(gè)百分點(diǎn)。結(jié)論以低等級(jí)人工林杉木縱橫交織層積材為基材，以柞木薄木為面板，采納網(wǎng)

16、狀導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)連結(jié)和熱熔膠（PUR）膠合成功制備了地?zé)岬匕濉５責(zé)岬匕逋?h后板面均勻溫度達(dá)到29.8，相對(duì)通電前高升了9.8，達(dá)到了木質(zhì)地板采暖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。杉木縱橫交織層積材（0.33%）的耐熱干縮率顯然優(yōu)于杉木徑切板（1.31%）和弦切板（3.08%）。用其作為基材的地?zé)岬匕?，連續(xù)通電72h后長(zhǎng)度方向干縮率為0.056%，寬度方向干縮率為0.021%，耐熱尺寸穩(wěn)固性切合地?zé)岵膳媚举|(zhì)地板要求。地?zé)岬匕彘L(zhǎng)度方向膨脹率僅為0.04%，較獨(dú)自的縱橫交織層積材降低0.02個(gè)百分點(diǎn)。地?zé)岬匕鍖挾确较蚺蛎浡蕿?.06%，其長(zhǎng)度膨脹率耐熱尺寸穩(wěn)固性也切合地?zé)岵膳媚举|(zhì)地板要求。參照文件1李廷賢，劉艷華.

17、地板輻射采暖地表溫度散布特征的模擬研究J.制冷空調(diào)與電力機(jī)械，2009，37（7）：2968-2971.2周永東.實(shí)木地板坯料加工技術(shù)現(xiàn)狀及趨向剖析J.木材工業(yè)，2014，28（5）：28-31.3吳忠其，徐立，姜俊，等.實(shí)木地板基材采納方法研究J.中國(guó)人造板，2014（1）：10-12.4何毅，熊國(guó)兵，葉小青，等.多層復(fù)合實(shí)木地板的熱傳導(dǎo)性能和尺寸穩(wěn)定性J.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，30（4）：43-46.5陳慶慶，王俊，吉富堂，等.裝修面板及地板構(gòu)造對(duì)實(shí)木復(fù)合地板導(dǎo)熱性能的研究J.叢林工程，2015，31（2）：84-87.6賈明巖.地板輻射采暖電加熱管傳熱過(guò)程影響剖析J.低溫建筑技術(shù)，2011，153（3）：115-117.7王艷偉，孫偉圣，徐立，等.地采暖用實(shí)木地板的研究進(jìn)展J.林業(yè)機(jī)械與木匠設(shè)施，2013，41（6）：8-10.8郭曉磊，曹平祥，那斌.竹木復(fù)合地?zé)岬匕灞戆彘_裂的研究J.木工機(jī)床，2009，115（2）：19-