GB 11916-1989 指接材物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法

2008-05-13來源:熱度:13726

1 主題內(nèi)容與適用范圍

  本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了指接材的試驗(yàn)項(xiàng)目、代號、試材試樣技術(shù)條件以及抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度、順紋抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性,木材含水率和密度的試驗(yàn)測定步驟、計(jì)算方法與記錄表式等。

  本標(biāo)準(zhǔn)適用于指接材接合強(qiáng)度及有關(guān)物理性能試驗(yàn),不適用于由指接材構(gòu)成的集成材的無指榫木材的物理力學(xué)性能試驗(yàn)。

2 引用標(biāo)準(zhǔn)

  GB 1928 木材物理力學(xué)試驗(yàn)方法總則

  GB 1929 木材物理力學(xué)試材鋸解及試樣切取方法

  GB 1931 木材含水率測定方法

  GB 1932 木材干縮性測定方法

  GB 1933 木材密度測定方法

  GB 1935 木材順紋抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法

  GB 1936 木材抗彎強(qiáng)度及彈性模量試驗(yàn)方法

  GB 1938 木材順紋抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法

  GB 1940 木材沖擊韌性試驗(yàn)方法

  GB 11954 指接材

3 試驗(yàn)項(xiàng)目及代號

  指接材接合強(qiáng)度試驗(yàn)包括抗彎強(qiáng)度σb,順紋抗壓強(qiáng)度σc,順紋抗拉強(qiáng)度σt及沖擊韌性Tj四項(xiàng);與其有關(guān)的物理性能試驗(yàn)包括木材含水率W和密度ρq兩項(xiàng)。

4 試材

  供指接材成品檢驗(yàn)接合強(qiáng)度試驗(yàn)的試材按GB 11954中8.2.2.3接合強(qiáng)度檢驗(yàn),8.2.3抽檢方案以及8.3.2強(qiáng)度參考值測定等條款的規(guī)定選取;供研究性指接材接合強(qiáng)度試驗(yàn)的試材按研究部門具體試驗(yàn)方案或參照GB 1928三、6條規(guī)定選取。試材橫斷面尺寸一般為同批類指接材的生產(chǎn)工藝尺寸,不另行規(guī)定試材橫斷面尺寸;如實(shí)際生產(chǎn)的指接材橫斷面面積大于36 cm2,則要求在這樣的指接材上鋸取不小于5倍指距t的見指面寬度作為試材寬度;25~40 mm作為試材厚度;試材長度應(yīng)以指榫根部至對應(yīng)指谷底部全長的一半處為中線向指接材的兩端各量取250 mm,總長500 mm。

5 試樣

5.1 試樣尺寸

  各項(xiàng)強(qiáng)度試驗(yàn)用的試樣由試材上制取,含水率、密度試樣由破壞后的強(qiáng)度試樣上截取無指榫部位,尺寸如下表:

試樣刨光后凈尺寸

試驗(yàn)項(xiàng)目→
尺寸,mm
抗彎 順紋抗壓 順紋抗拉
(毛樣)
沖擊韌性 含水率 密度
見指面邊長a 3× t且≥20 3× t且≥20 3× t且≥30 3× t且≥30 與強(qiáng)度試樣同 與強(qiáng)度試樣同
不見指面邊長b 3× t
≤試材厚度
3× t
≤試材厚度
20 3× t
≤試材厚度
與強(qiáng)度試樣同 與強(qiáng)度試樣同
長度L 12×垂直邊長+60且
≥300
l且≥30 390 12×垂直邊長+60且
≥300
30 30
14601f01.gif (124 字節(jié))處距試樣端部 L/2 L/2 195 L/2

  注:垂直邊長是指試樣于支座上處于加荷位置時(shí)橫截面的縱向邊長。

5.2 試樣技術(shù)條件

5.2.1 一般要求

  按5.1加工刨光的試樣,包括未進(jìn)一步加工前的順紋抗拉強(qiáng)度毛樣,各面均應(yīng)加工平整,木材紋理應(yīng)基本平行于試樣的縱軸線,不得逆槎起毛,各相鄰面應(yīng)成直角,試驗(yàn)前應(yīng)以卡尺檢驗(yàn)寬、厚尺寸,寬、厚尺寸公差±0.1 mm,長度尺寸公差±1 mm。

5.2.2 順紋抗拉強(qiáng)度試樣

  順紋抗拉強(qiáng)度試樣的形狀和尺寸見下圖,以δ1 mm專用樣板檢驗(yàn)過渡弧半徑,精確至0.2 mm,且兩對稱過渡弧必須與試樣中心線對稱。

順紋抗拉試樣

1—試樣;2—硬木夾墊(膠接在試樣上)

5.2.3 試樣含水率

  待強(qiáng)度試驗(yàn)后立即由強(qiáng)度試樣上按5.1規(guī)定截取無指榫部分并測出含水率數(shù)值,即為試樣含水率。

5.3 試樣編號

  每一試樣于制備后應(yīng)及時(shí)編號并作好記錄,按第3章規(guī)定代號標(biāo)明試樣類別,類別代號前數(shù)字
示指長,分別以04、05、10、12、15、20、25、35、40、45、50、60代表4~60 mm不同指長,類別
代號后接以橫隔線,其后按GB 11954附錄D規(guī)定的膠種代號,膠種代號前分別以1、2、3、4代表不同
的木材氣干密度0.31~0.34、0.35~0.47、0.48~0.69以及0.70~0.75 g/cm3,膠種代號后三位數(shù)字
示試樣編號。如試樣編號12σb-2UF024示指長12 mm,木材氣干密度0.35~0.47 g/cm3,脲醛樹脂膠,
第024號抗彎強(qiáng)度試樣。

6 抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)

6.1 試驗(yàn)原則及步驟

  對本標(biāo)準(zhǔn)5.1規(guī)定的指接試樣等速施加靜曲荷載,測定引起指接破壞所需的**荷載,計(jì)算出抗彎強(qiáng)度。試驗(yàn)前以卡尺測記試樣縱向中線部位尺寸ab,精確至0.1 mm,然后將試樣置于試驗(yàn)機(jī)凈跨為試樣垂直邊長12倍的支座正中,支座及荷頭均須具有30 mm曲率半徑,且荷頭、支座與試樣接觸處均須加放與試樣水平邊長相等,厚5 mm,長30 mm的鋼墊片。荷頭中心線間距為1/3凈跨。先以試樣的見指面向上進(jìn)行試驗(yàn),然后再取同批同類試樣的不見指面向上進(jìn)行試驗(yàn),分別以每分鐘5 kN±20%等速施加荷載,直至試樣破壞,記錄**荷載,精確至1%,取見指面向上和不見指面向上的抗彎強(qiáng)度算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

6.2 結(jié)果計(jì)算

  試驗(yàn)結(jié)果按下式計(jì)算,精確至1 MPa:

式中:── 試樣含水率為W%時(shí)見指面向上和不見指面向上的抗彎強(qiáng)度算術(shù)平均值,N/mm2
── 見指面向上抗彎強(qiáng)度,N/mm2
── 不見指面向上抗彎強(qiáng)度,N/mm2
pmax1── 見指面向上時(shí),試樣承受**荷載,N;
pmax2── 不見指面向上時(shí),試樣承受**荷載,N;
l01── 見指面向上時(shí),支座凈跨(中至中)(=12×b),mm;
l02── 不見指面向上時(shí),支座凈跨(中至中)(=12×a),mm;
a── 見指面邊長,mm;
b── 不見指面邊長,mm。

  按下式換算為含水率12%時(shí)的抗彎強(qiáng)度:

σb12σb〔1+0.04(W-12)〕

式中:σb12── 含水率12%時(shí)的抗彎強(qiáng)度,N/mm2
W── 試樣實(shí)際含水率;
0.04── 抗彎強(qiáng)度含水率校正系數(shù)。

7 順紋抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

7.1 試驗(yàn)原則及步驟

  對本標(biāo)準(zhǔn)5.1規(guī)定的指接試樣沿木材紋理方向施加荷載,測定引起指接破壞的**荷載,計(jì)算出順紋抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)前以卡尺測記試樣縱向中線部位尺寸ab,精確至0.1 mm,然后將試樣置于試驗(yàn)機(jī)壓頭中心位置,加荷裝置應(yīng)附有兩個(gè)能自行調(diào)整的淬火鋼板,其球面能保證荷載在試樣端面上均勻分布。試驗(yàn)以每分鐘40 kN±20%等速施加荷載,直至試樣破壞,記錄**荷載,精確至1%。

7.2 結(jié)果計(jì)算

  試驗(yàn)結(jié)果按下式計(jì)算,精確至1 MPa:

式中:── 含水率為W%時(shí)的順紋抗壓強(qiáng)度,N/mm2
pmax── **荷載,N;
a── 試樣見指面邊長,mm;
b── 試樣不見指面邊長,mm。

  按下式換算為含水率12%時(shí)的順紋抗壓強(qiáng)度:

σc12σc〔1+0.05(W-12)〕

式中:σc12── 含水率12%時(shí)的順紋抗壓強(qiáng)度,N/mm2
W── 試樣實(shí)際含水率;
0.05── 順紋抗壓強(qiáng)度含水率校正系數(shù)。

8 順紋抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)

8.1 試驗(yàn)原則及步驟

  對本標(biāo)準(zhǔn)5.2.2規(guī)定的指接試樣沿木材紋理方向施加荷載,測定引起指接破壞的**荷載,計(jì)算出順紋抗拉強(qiáng)度。試驗(yàn)前以卡尺測記試樣中間截面部位尺寸ab,精確至0.1 mm,然后將試樣兩端夾緊在試驗(yàn)機(jī)的鉗口中,使試樣寬面與鉗口相接觸,距兩端過渡弧終點(diǎn)25 mm,試樣呈垂直狀態(tài)安裝于試驗(yàn)機(jī)上。遇松軟材質(zhì)的指接試樣,還必須在兩端夾持部位按5.2.2圖示于試樣厚度兩對應(yīng)面膠結(jié)8 mm×18 mm×90 mm硬木夾墊各一個(gè)(硬質(zhì)木材指接試樣可不用硬木夾墊)。試驗(yàn)以每分鐘12 kN±20%等速施加荷載,直至試樣拉斷,記錄**荷載,精確至1%。如斷裂破壞發(fā)生在指榫全長以外,則試驗(yàn)結(jié)果無效,應(yīng)按上述要求另行試驗(yàn)。

8.2 結(jié)果計(jì)算

  試驗(yàn)結(jié)果按下式計(jì)算,精確至1 MPa:

式中:── 含水率為W%時(shí)的順紋抗拉強(qiáng)度,N/mm2
T── 試樣斷裂時(shí)**荷載,N;
a── 試樣中間截面部位見指面邊長,mm;
b── 試樣中間截面部位不見指面邊長,mm。

  按下式換算為含水率12%時(shí)的順紋抗拉強(qiáng)度:

σt12σt〔1+0.015(W-12)〕

式中:σt12── 含水率12%時(shí)的順紋抗拉強(qiáng)度,N/mm2
W── 試樣實(shí)際含水率;
0.015── 順紋抗拉強(qiáng)度含水率校正系數(shù)。

9 沖擊韌性試驗(yàn)

9.1 試驗(yàn)原則及步驟

  對本標(biāo)準(zhǔn)5.1規(guī)定的指接試樣施加沖擊荷載,測定引起指接部分彎曲折斷時(shí),單位面積所吸收的能量。試驗(yàn)前以卡尺測記試樣縱向中線部位尺寸ab,精確至0.1 mm,然后將試樣置于擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)凈跨為試樣垂直邊長12倍的支座正中,支座及擺錘沖頭均須具有15 mm曲率半徑,支座高應(yīng)等于或大于20 mm,擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的能量范圍應(yīng)比沖擊破壞指接試樣的功大3~5倍,分別向同批同類見指面和不見指面兩個(gè)指接試樣的縱向正中截面上施加沖擊荷載,必須一次沖斷,記錄試樣吸收的能量,精確至1焦耳(J=N·m),取見指面及不見指面沖擊韌性的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

9.2 結(jié)果計(jì)算

  試驗(yàn)結(jié)果按下式計(jì)算,精確至0.1 J/cm2

式中:Tj── 試樣含水率為W%時(shí)見指面向上和不見指面向上的沖擊韌性平均值,J/cm2
Tj1── 見指面向上沖擊韌性,J/cm2
Tj2── 不見指面向上沖擊韌性,J/cm2
A1── 見指面向上時(shí),試樣吸收的能量,J;
A2── 不見指面向上時(shí),試樣吸收的能量,J;
a── 試樣見指面邊長,cm;
b── 試樣不見指面邊長,cm。

  按下式換算為含水率12%時(shí)的沖擊韌性:

Tj12Tj〔1+0.02(W-12)〕

式中:Tj12── 含水率12%時(shí)的沖擊韌性,J/cm2
W── 試樣實(shí)際含水率;
0.02── 沖擊韌性含水率校正系數(shù)(9%~15%含水率時(shí)有效)。

10 木材含水率的測定

10.1 測定原則及步驟

  按本標(biāo)準(zhǔn)5.1規(guī)定的試樣尺寸,由強(qiáng)度試樣上指榫兩端無指榫部位各截取一塊正常木材作為含水率測定試樣,其中抗彎、順紋抗拉和沖擊韌性試樣應(yīng)于強(qiáng)度試驗(yàn)指榫斷裂后截取,經(jīng)干燥至恒定重量后,用精確稱重方法測定該試樣損失的重量,即所含水分的重量,計(jì)算其占絕干木材重量的百分率。用同樣方法測得上述兩塊試樣含水率的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

  試樣截取后立即以天平稱重,精確至0.001 g,然后將試樣放入烘箱,以103±2℃的溫度烘干10 h,進(jìn)行**次稱重,以后每隔2 h稱重一次,直至連續(xù)兩次稱重之差不超過0.002 g時(shí),即可視為絕干,絕干稱重精確至其質(zhì)量的0.5%,每次自烘箱取出的試樣均應(yīng)先放入盛有吸收劑的玻璃干燥器中經(jīng)冷卻至室溫后,始能取出并立即稱重。

  凡指接試樣所含樹脂膠揮發(fā)性有機(jī)物超過測定誤差時(shí),應(yīng)先進(jìn)行真空脫脂干燥后,再按上述方法精確稱重。

  本標(biāo)準(zhǔn)允許采用附有微波傳感器的直讀式含水率測定器,但必須達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測精度。

10.2 結(jié)果計(jì)算

  測定結(jié)果按下式計(jì)算,精確至1%:

式中:W── 試樣指榫兩端無指榫部位各截取一塊含水率試塊測定含水率的算術(shù)平均值;
W1── 試樣指榫一端無指榫部位截取一塊含水率試塊的測定含水率;
W2── 試樣指榫另一端無指榫部位截取一塊含水率試塊的測定含水率;
m1m2── 試樣指榫兩端無指榫部位截取的含水率試塊干燥前重量,g;
── 上述含水率試塊絕干后重量,g。

11 木材密度的測定

11.1 測定原則及步驟

  按本標(biāo)準(zhǔn)5.1規(guī)定的試樣尺寸,由強(qiáng)度試樣上指榫兩端無指榫部位各截取一塊正常木材作為密度測定試樣,其中抗彎、順紋抗拉和沖擊韌性試樣應(yīng)于強(qiáng)度試驗(yàn)指榫斷裂后截取。以千分尺沿各對稱軸中心位置測量試樣橫截面邊長ab以及長度L,精確至0.01 mm,算出試樣體積,精確至0.01 cm3,隨即以精密天平稱重,精確至0.001 g,據(jù)此計(jì)算單位體積的重量,作為試樣氣干密度ρq。用同樣方法測得上述兩塊試樣氣干密度的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

11.2 結(jié)果計(jì)算

  測定結(jié)果按下式計(jì)算,精確至0.001 g/cm3

式中:ρq── 試樣指榫兩端無指榫部位各截取一塊密度試塊測定木材氣干密度的算術(shù)平均值,g/cm3
ρq1── 試樣指榫一端無指榫部位截取一塊密度試塊的氣干密度,g/cm3
ρq2── 試樣指榫另一端無指榫部位截取一塊密度試塊的氣干密度,g/cm3
m1── 試樣指榫一端無指榫部位截取密度試塊的重量,g;
m2── 試樣指榫另一端無指榫部位截取密度試塊的重量,g;
V1── 試樣指榫一端無指榫部位截取密度試塊的體積,cm3
V2──

試樣指榫另一端無指榫部位截取密度試塊的體積,cm3

  按下式換算為含水率12%時(shí)的木材氣干密度:

ρq12ρq〔1-0.01(1-K)(W-12)〕

式中:ρq12── 含水率12%時(shí)的木材氣干密度,g/cm3
W── 試樣實(shí)際含水率;
K── 體積干縮系數(shù),按GB 1932有關(guān)規(guī)定計(jì)算。

12 試驗(yàn)報(bào)告

  指接材物理力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容:

  a. 試件生產(chǎn)單位,取件日期和主要技術(shù)參數(shù),包括指長、膠種、樹種、見指面類別和數(shù)量等。

  b. 試樣編號、復(fù)檢尺寸和制作日期。

  c. 各項(xiàng)試驗(yàn)記錄和計(jì)算數(shù)據(jù),包括**荷載,加荷速度、受壓面積、體積、稱重,試驗(yàn)時(shí)室溫,相對 濕度,計(jì)算強(qiáng)度值,含水率,氣干密度以及必要的算術(shù)平均值等。

  d. 試驗(yàn)設(shè)備,量具記要。

  e. 其它必須說明的事項(xiàng)。

  f. 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)及試驗(yàn)人員、記錄人員、計(jì)算人員簽字。

  g. 試驗(yàn)結(jié)果分析及評價(jià)。

附 錄 A

試驗(yàn)、測定記錄表

(補(bǔ)充件)

表 A1 指接材抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表

加荷速度: N/min; 試驗(yàn)室溫度: ℃; 試驗(yàn)室相對濕度: %




態(tài)
指長 試樣
編號
膠種
代號
試樣尺寸
mm
**荷載
N
試樣重
g
含水率
抗彎強(qiáng)度
N/mm2
備注
a b 試驗(yàn)時(shí) 烘干后 試驗(yàn)時(shí) 含水率
12%時(shí)
a向上                        
a向上                        
a向上                        
a向上                        
a向上                        
a向上                        
 

樹種:         產(chǎn)地:           結(jié)果平均值:

b向上                        
b向上                        
b向上                        
b向上                        
b向上                        
b向上                        
 

樹種:         產(chǎn)地:           結(jié)果平均值:

 試驗(yàn)時(shí)間:___年____月___日 試驗(yàn)人:_________ 記錄人:____ 計(jì)算人:____ 審核:________
 試驗(yàn)地點(diǎn):______________ 試件生產(chǎn)單位:____________ 取件日期:_______
 試樣制作依據(jù):GB 11916—89 制作日期:_______

表 A2 指接材順紋抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表

加荷速度: N/min; 試驗(yàn)室溫度: ℃; 試驗(yàn)室相對濕度: %
序號 指長 試樣
編號
膠種
代號
試樣尺寸
mm
受壓
面積
mm2
**
荷載
N
試樣重
g
含水率
順紋抗壓強(qiáng)度 備注
a b 試驗(yàn)時(shí) 烘干后 試驗(yàn)時(shí) 含水率
12%時(shí)
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
 

樹種:         產(chǎn)地:           結(jié)果平均值:

 試驗(yàn)時(shí)間:___年____月___日 試驗(yàn)人:_________ 記錄人:____ 計(jì)算人:____ 審核:________
 試驗(yàn)地點(diǎn):______________ 試件生產(chǎn)單位:____________ 取件日期:_______
試樣制作依據(jù):GB 11916—89 制作日期:_______

表 A3 指接材順紋抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表

加荷速度: N/min; 試驗(yàn)室溫度: ℃; 試驗(yàn)室相對濕度: %
序號 指長 試樣
編號
膠種
代號
試樣有效部位尺寸,mm **
荷載
N
試樣重
g



順紋抗壓強(qiáng)度 備注
a′ b′ 試驗(yàn)時(shí) 烘干后 試驗(yàn)時(shí) 含水率
12%時(shí)
                         
                         
                         
                         
                         
                         
                         
                         
                         
                         
                         
                         
 

樹種:         產(chǎn)地:           結(jié)果平均值:

 試驗(yàn)時(shí)間:___年____月___日 試驗(yàn)人:_________ 記錄人:____ 計(jì)算人:____ 審核:________
 試驗(yàn)地點(diǎn):______________ 試件生產(chǎn)單位:____________ 取件日期:_______
試樣制作依據(jù):GB 11916—89 制作日期:_______

表 A4 指接材沖擊韌性試驗(yàn)記錄表

試驗(yàn)室溫度:       ℃; 試驗(yàn)室相對濕度:         %  




態(tài)
指長 試樣
編號
膠種
代號
試樣尺寸
mm
試樣吸收的能量
J
(N·m)
沖擊韌性
J/cm2
備    注
a b
a向上                
a向上                
a向上                
a向上                
a向上                
a向上                
 

樹種:         產(chǎn)地:           結(jié)果平均值:

b向上                
b向上                
b向上                
b向上                
b向上                
b向上                
 

樹種:         產(chǎn)地:           結(jié)果平均值:

 試驗(yàn)時(shí)間:___年____月___日 試驗(yàn)人:_________ 記錄人:____ 計(jì)算人:____ 審核:________
 試驗(yàn)地點(diǎn):______________ 試件生產(chǎn)單位:____________ 取件日期:_______
試樣制作依據(jù):GB 11916—89 制作日期:_______

表 A5 指接材氣干密度及含水率測定記錄表

試驗(yàn)室溫度:         ℃; 試驗(yàn)室相對濕度:          % 
序號 試樣
編號
氣干狀態(tài)試樣尺寸 試樣
體積
cm3
試樣重
g
含水率
體積
干縮系數(shù),K
氣干密度
g/cm3
a b 試驗(yàn)時(shí) 烘干后 試驗(yàn)時(shí) 含水率12%時(shí)
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
 

樹種:         產(chǎn)地:           結(jié)果平均值:

 試驗(yàn)時(shí)間:___年____月___日 試驗(yàn)人:_________ 記錄人:____ 計(jì)算人:____ 審核:________
 試驗(yàn)地點(diǎn):______________ 試件生產(chǎn)單位:____________ 取件日期:_______
試樣制作依據(jù):GB 11916—89 制作日期:_______

 


  附加說明:

  本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國林業(yè)部提出。

  本標(biāo)準(zhǔn)由中國木材標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

  本標(biāo)準(zhǔn)由黑龍江省林產(chǎn)工業(yè)研究所《指接材物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)起草小組負(fù)責(zé)起草。

  本標(biāo)準(zhǔn)起草人李新吾、佟超、李均美、樸哲松、閻恒軍。

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