速生杨木改性材力学性能及耐久性研究

摘要

试验利用低分子PF和ACQ-D对苏北产速生杨木进行改性处理，就紫外线照射前后材料的短周期力学强度和蠕变性能进行测试与分析，并对ACQ-D防腐材内部药剂的流失规律进行研究，研究结果表明： (1)建立的PF增强材抗弯弹性模量数学模型和以静曲强度、顺纹抗压强度与其相关关系得出的静曲强度和顺纹抗压强度预测的经验公式，预测精度较好，误差可控制在10％的范围内。 (2)单因素方差分析的结果表明，试验范围内ACQ-D防腐处理对材料的抗弯性能影响不显著，对材料的顺纹抗压强度影响显著。试验条件下ACQ-D和PF改性材的强度指标受紫外线照射影响显著，而杨木素材照射前后强度指标差异不显著。 (3)从可靠性角度对杨木素材及PF增强材的强度指标进行了考核，统计分析的结果表明考察指标符合正态统计分布规律。 (4)ACQ-D防腐材与素材吸湿特性类似，PF处理材吸湿滞后比大于素材。紫外线照射后材料吸湿滞后特性敏感性下降，吸湿滞后比接近于1。 (5)PF处理材同等应力水平下，较小固含量PF处理材较素材抗蠕变变形能力有所提高，较大固含量PF处理材较素材，其蠕变变形量有所增加。试验范围内同等应力水平下，PF含量愈高，材料在相同时间内变形量愈大。ACQ-D防腐材蠕变变形受应力水平影响较大，且随着应力水平的提高，其蠕变变形增加较快，均远大于杨木素材。 利用材料力学基本原理对PF处理材进行弹性变形的预测，误差小于11％。在勃格模型基础上，利用回归分析法对PF处理材的蠕变变形进行了参数的求解，并验证了模型的可靠性，结果表明精度较好。 (6)材料的耐久性试验结果表明试件野外耐久性顺序为PF增强材>ACQ-D防腐材>UF增强材>素材。采用室内流失方法对ACQ-D防腐材防药剂的流失特性进行了考察，结果表明药剂流失符合幂函数或指数函数规律。 (7)树脂固含量大于30％的PF杨木改性材可以替代落叶松木材，用作承重结构材。

目录

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致谢

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1我国森林资源及木材供需状况

1.1.2我国速生杨木资源状况及其特点与利用

1.2材料耐久性研究现状及进展

1.2.1木材改性研究现状及进展

1.2.2木质材料蠕变特性研究现状及进展

1.2.3木质材料老化概述及研究现状

1.2.4木材改性剂流失性研究现状及进展

1.3研究目的、内容与方法

1.4本课题意义及创新点

参考文献

第二章速生杨木及其改性材短周期力学性能

2.1PF增强改性材短周期力学性能

2.1.1材料与方法

2.1.2PF增强改性材抗弯弹性模量模型理论

2.1.3PF增强改性材静曲强度模型理论

2.1.4PF增强改性材顺纹抗压强度模型理论

2.2 ACQ-D防腐改性材短周期力学性能

2.2.1材料与方法

2.2.2结果与分析

2.3杨木改性材紫外线照射前后短周期力学性能

2.3.1前言

2.3.2材料和方法

2.3.3结果与分析

2.4以短周期力学性能角度衡量PF改性材替代结构落叶松木材的可行性

2.5结论

参考文献

第三章杨木及PF增强改性材力学性能可靠性分析

3.1杨木素材抗弯弹性模量概率模型

3.1.1杨木素材抗弯弹性模量检测结果及经验分布

3.1.2正态分布

3.1.3对数正态分布

3.1.4威布尔分布

3.2杨木素材静曲强度概率模型

3.3杨木素材顺纹抗压强度概率模型

3.4PF增强改性材力学强度概率模型

3.4.1抗弯弹性模量概率模型

3.4.2静曲强度概率模型

3.4.3顺纹抗压强度概率模型

3.5结论

参考文献

第四章杨木及其改性材等温吸附性

4.1前言

4.1.1木质材料的亲水性

4.1.2平衡含水率

4.1.3吸着等温线

4.1.4吸湿滞后

4.2材料与方法

4.3结果与分析

4.3.1杨木及其改性材吸着等温试验结果与分析

4.3.2杨木及其改性材紫外线照射后吸着等温试验结果与讨论

4.4结论

参考文献

第五章杨木素材及其改性材蠕变性能

5.1木材蠕变基本模型

5.2速生杨木及阡增强改性材蠕变试验

5.2.1材料与方法

5.2.2蠕变预备试验结果

5.2.3蠕变正式试验结果

5.3蠕变试验结果分析

5.3.1理论分析

5.3.2不同材料蠕变性能比较分析

5.3.3PF增强改性材蠕变模型参数预测

5.4 ACQ-D防腐处理对试件蠕变性能的影响

5.5试材紫外线照射后蠕变试验结果

5.6以蠕变变形角度衡量PF改性材替代结构落叶松木材的可行性

5.7结论

参考文献

第六章杨木改性材耐久性

6.1前言

6.2野外埋地法材料的耐久性

6.2.1材料与方法

6.2.2结果与分析

6.3 ACQD-D防腐改性材药剂流失规律

6.3.1材料与方法

6.3.2结果与分析

6.4结论

参考文献

第七章总结论

附录