玄武岩纤维/竹材/木材复合材料胶合工艺技术研究

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论文分别对间苯二酚胶粘剂和单组份聚氨酯制作玄武岩纤维/竹材/木材复合材料的胶合工艺技术进行了研究。通过正交试验分别对两种胶粘剂制得的竹-木胶层、竹-BFRP胶层的剪切强度、剥离率进行检测与分析,研究加压时间(A)、压力(B)及竹材板类型(C)对BFRP/竹材/木材复合材料胶合性能的影响。并在聚氨酯胶粘剂优化方案的基础上,改进试验方案,以KH550处理、HMR处理和竹材板类型为因素,进行了更深入的研究。结果表明:(1)对于以间苯二酚胶粘剂制得的BFRP/竹材/木材复合材料:加压时间对竹-木胶层的干态剪切强度影响较显著;压力对竹-木胶层和竹-BFRP胶层的干、湿态剪切强度影响都不显著;竹材类型对竹-木胶层的干态剪切强度影响较显著、湿态剪切强度影响极显著。剪切试验的优化方案为A2B3C2,即加压时间为150min,压力为1.4MPa,竹材板类型为弦向横拼竹板材。(2)对于单组份聚氨酯制得的BFRP/竹材/木材复合材料:加压时间对竹-木胶层的干态剪切强度影响显著,对竹-BFRP胶层的干态剪切强度影响显著、湿态剪切强度影响极显著;压力对竹-木胶层的湿态剪切强度和竹-BFRP胶层的干、湿态剪切强度影响都显著;竹材类型对竹-木胶层的干态剪切强度影响较显著,对竹-BFRP胶层的干态剪切强度影响显著、湿态剪切强度影响极显著。剪切试验的优化方案为A2B1C3,即加压时间为90min,压力为1.2MPa,竹材板类型为径向横拼竹板材。(3)改进试验因素后,制成的P1组竹-BFRP胶层的干态(10.32MPa)和湿态(9.07MPa)剪切强度能达到GB50005-2003的要求,材料破坏率(干态80%,湿态80%)能达到AC280的要求,浸渍和煮沸剥离率(分别为1.80%、1.52%)均能满足JAS1152号的规定。重新选定的三因素中,HMR处理方式对竹-BFRP层的干、湿态剪切强度影响极显著,对竹-木层湿剪影响显著;竹材类型只对竹-BFRP层湿态剪切强度有显著影响。干剪的优化方案为A2B1C2,即仅对BFRP进行KH550处理、仅对竹材进行HMR处理,竹材板类型为弦向横拼竹板材。文章还对三种优化工艺参数的干剪强度和材料破坏率进行了对比,结果表明:单组份聚氨酯改进试验得到的效果最好。
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