沙柳材混凝土模板贴面工艺的研究

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研究以我国西北地区丰富的沙柳资源为原料，将其碾压为木束，以酚醛树脂胶为胶黏剂，在实验室条件下压制三层垂直铺装结构的基材，再对其进行单板、酚醛树脂浸渍纸一次性饰面及酚醛树脂浸渍纸硬质纤维板饰面，以实现饰面重组复合板用作混凝土模板的目的。

研究中首先采用单因子试验方法进行了木束铺装的表芯层质量配比、施胶方式对基材性能的影响；浸胶量与浸胶时间、胶液浓度的关系等探索性实验。在此基础上采用正交试验确定了基材压制的较佳工艺参数，并分析了个工艺参数对基材性能的影响。在基材研究上又对基材的二次加工进行了研究，通过研究确定了单板、酚醛树脂浸渍纸一次性覆贴和酚醛树脂浸渍硬质纤维板覆贴的贴面工艺。

实验结果表明：基材结构、施胶方式、施胶量、热压温度、热压时间是影响基材性能的重要工艺参数；对基材进行饰面可以有效的解决基材的表面质量差，纵、横向强度和刚度差异显著，吸水厚度膨胀率高的缺陷，达到混凝土模板的要求。

工艺研究结果显示，以沙柳材为原料制造饰面沙柳重组复合板用作混凝土模板在工艺上切实可行。

沙柳材混凝土模板性能良好，其静曲强度及弹性模量纵横向差异小，且能满足混凝土模板的性能要求。由于基材经过饰面，提高了板面质量及耐水性能。经对其性能测试，该板材适宜用作混凝土模板作用。

1.国内外研究现状

我国混凝土模板按使用的材料可分为以下几类：一是木模板；二是钢模；三是胶合板模板；四是竹材模板；五是组合混凝土模板；六是其它模板。

（1） 我国混凝土模板的发展趋势

我国的混凝土模板总的发展趋势是朝大模板及人模板材料多样化方向发展。人造板混凝土模板在模板工程中所占的比重将越来越大，且可望在不远的将来成为我国的主要模板，研究开发适合于混凝土模板的各种新型人造板，使模板品种多样化，已成为我国模板工业目前迫切需要解决的问题之一。

2. 研究的主要内容

（1） 沙柳重组复合基材覆贴单板、酚醛树脂浸渍纸的工艺研究

（2） 沙柳重组复合基材覆贴酚醛树脂浸渍纸硬质纤维板的工艺研究

试验材料

1. 沙柳材（Salix）

沙柳别名西北沙柳、北沙柳，是广泛生长在我国西北地区的沙生落叶灌木。它具有耐寒、耐旱、耐沙埋、耐风袭、耐种植、适应力强、生长快等特性。本实验采用的是试材沙柳，采自内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗，平均株高约2.5m，平均直径约1.8m，测定其生材含水率为72.93%。将生材放入水槽中浸泡一个月左右后，测定其含水率为81.48%。

2. 酚醛树脂胶

试验用水溶性酚醛树脂胶来自北京泰尔化工有限公司，主要技术性能指标为：树脂含量43.4%，粘度66cps，ph值13.5，比重1.191g/cm?。

3. 木单板、硬质纤维板及酚醛树脂浸渍纸

（1） 单板的树种为椴木，厚度为1mm，含水率为5.92%。

（2） 硬质纤维板厚度为3mm，密度为0.93g/cm?，含水率为4.15%。

（3） 酚醛树脂浸渍纸由河北省辛集市利盛木业有限公司提供，质量指标为：原纸定量100g/m?，上胶量50%，挥发物含量7%。

研究方法

本研究对基材采用两种贴面形式，一种是单板――酚醛树脂浸渍纸贴面，另一种是酚醛树脂浸渍硬质纤维板贴面，其目的是使基材饰面后达到建筑模板的性能要求。

1. 单板――酚醛树脂浸渍纸贴面工艺研究

（1） 本实验在基材表面覆贴单板和酚醛树脂浸渍纸，其目的在于提高板材的表面质量和防水性能，同时使其纵，横向强度和刚度得到一定程度的均衡，最终达到建筑模板的使用要求。

（2） 本实验采用较佳工艺条件下压制出的基材，借鉴以往浸渍纸贴面实验成果，结合浸渍纸厂家提供的贴面工艺参数，经过调整，最终确定出以下贴面工艺。

1）基材砂光：基材设计厚度为12mm，因其表面凹凸不平，为保证贴面质量，将基材放入砂光机中进行定厚砂光，砂光后基材厚度为10mm。

2）单板涂胶及陈化：在单板上手工涂刷固含量为43.4%的水溶性酚醛树脂胶，双面涂胶量为300g/m?，室内陈放40min左右。

3）组坯：在板材两表面铺放PF浸渍纸，在PF浸渍纸和基材之间铺放一层涂胶椴木单板，其纤维方向与基材表面木束方向相垂直。在基材和浸渍纸之间铺放一层单板其作用有两个方面，一是基材两表层木束纵向铺装，因此基材的横向强度偏弱，为提高板材横向强度，单板铺装时纤维方向与基材表层木束纤维方向垂直，以单板的纵向高强度弥补基材的横向低强度，使板材整体强度趋于均衡。二是铺放单板，可以防止因基材表面粗糙贴浸渍纸后出现的“映像”缺陷。将铺好的基材与贴面材料放在涂有二甲基硅油的镜面光垫板上，二甲基硅油能防止PF浸渍纸粘垫板，起脱膜剂作用。

4）热压：将铺好的板坯连同镜面光垫板一起放入热压机中，在热压机热板与垫板之间放置衬垫（均衡垫），其作用：一是使贴面板压力分布均匀，使浸渍纸与镜面光垫板、单板、基材能够全面接触；二是使压板的热量通过镜面光垫板均匀的传递给浸渍纸各个部位，预防接触不良浸渍纸早期局部固化现象。热压过程中不加厚度规，其厚度仍然是通过设置热压曲线参数控制板材厚度。热压工艺参数为：P=2.5mpa，T=140℃，t=8min。

（3）测试结果

按照国家标准《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》（GB/T 17657―1999）和行业标准《混凝土模板用竹材胶合板》（LY/T 1574―2000）对单板―酚醛树脂浸渍纸饰面的沙柳重组复合板进行性能测试，多次重复试验结果见表1、表2。

从以上实验结果可以看出，单板―酚醛树脂浸渍纸饰面沙柳重组复合板的性能相对基材有很大程度的变化，主要表现在：板材表面质量明显改善，纵向静曲强度、纵向弹性模量、吸水厚度膨胀率有所下降，横向静曲强度和横向弹性模量有很大程度提高，板材横、纵向强度和刚度趋于均衡。

从试验结果可以看出，单板―酚醛树脂浸渍纸饰面沙柳重组复合板的性能大大超过了混凝土模板用胶合板的性能指标，能够实现用作混凝土模板的目的，但与混凝土模板用竹材胶合板的性能要求还有一定差距，这与原料自身性能有很大关系，需要今后对其进行更深的研究。

2. 酚醛树脂浸渍硬质纤维板贴面工艺研究

（1） 试验目的

本试验在基材表面覆贴酚醛树脂浸渍硬质纤维板，其目的在于提高板材的表面质量、防水性能，同时其纵、横向强度和刚度也得到一定程度的均衡，最终达到建筑模板的使用要求

（2）本试验采用较佳工艺条件压制基材，借鉴薄型硬质纤维板饰面混凝土模板的研究成果，经过调整，最终确定以下贴面工艺。

硬质纤维板浸渍胶：将固含量为43.4%的酚醛树脂胶与水以1：3混合配成固含量为10.85%的浸渍液，将3厚的硬质纤维板在室温20℃左右浸胶30min，采用称重法测定其浸胶量为3.5%～4.0%。

干燥：将浸渍酚醛树脂胶的硬质纤维板放入干燥箱进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间约1～2h，干燥结束时将其含水率控制在6%～8%。

基材砂光：基材设计厚度为12，因其表面凹凸不平，为保证贴面质量，将基材放入砂光机中进行定厚砂光，砂光后厚度为10。

基材涂胶与陈化：在基材表面手工涂刷固含量为43.4%的酚醛树脂胶，双面涂胶量为320g/?，室温陈放40min左右。

组坯：浸渍酚醛树脂胶的硬质纤维板分别铺放在基材上下，并一同放到涂有二甲基硅油的镜面光垫板上。

热压：将铺放好的板坯连同光垫板一起放入热压机中，在热压机压板与垫板之间放置衬垫（均衡垫）。热压工艺参数为：p=2MPa T=140℃ t=6min，

性能测试：将饰面后的板材用电锯截成所要求的试件进行性能测试。

（3）测试结果

将基材、酚醛树脂浸渍硬质纤维板饰面后板材及标准中所要求的板材性能进行对比，结果见表3。@

从以上实验结果可以看出，浸渍酚醛树脂硬质纤维板饰面沙柳重合的性能相对基材有很大程度的变化，主要表现在：板材表面质量有明显改善，纵向静曲强度、纵向弹性模量显著下降，横向静曲强度和横向弹性模量有一定的提高，吸水厚度膨胀率有所下降，板材纵、横向强度和刚度趋于均衡。从以上结果可以看出，浸渍酚醛树脂硬质纤维板饰面沙柳重组复合板的性能达到了混凝土模板用胶合板的性能指标，能够实现用作混凝土模板的目的，但与混凝土模板用竹材胶合板的性能要求还有一定差距，这与原料自身性能有很大关系，需要今后对其进行更为深入的研究。

结 论

1. 本研究对饰面沙柳重组复合板用作混凝土模板进行了初步研究，通过研究，得出以下结论：

（1） 沙柳重组复合基材的结构形式及施胶方式是影响基材性能的重要因素。

（2） 制造沙柳重组复合基材的较佳工艺条件为：施胶量12%，热压温度160℃，热压时间0.9min/mm。

（3） 沙柳重组复合基材采用两种方式：单板―酚醛树脂浸渍纸饰面的工艺条件为：热压压力2.5MPa，热压温度140℃，热压时间8min；酚醛树脂浸渍硬质纤维板饰面的工艺条件为：热压压力2MPa，热压温度140℃，热压时间6min。

（4） 饰面后的板材克服了基材的表面质量差、纵横向强度和刚度差异显著，就两种饰面形式的板材性能对比而言，单板―酚醛树脂浸渍纸饰面优于酚醛树脂浸渍硬质纤维板饰面。

（5） 以沙柳材为原料制造饰面沙柳重组复合板用作混凝土模板在工艺上切实可行。

2. 建议

（1） 今后可采取在胶液中加入一定量的石蜡作为防水剂，或在模板四周进行封边处理，或将已制造好的模板浸入石蜡溶液等措施，来进一步降低板材的吸水厚度膨胀率。

（2） 提高酚醛树脂浸渍硬质纤维板的浸胶量或采用酚醛树脂压制的硬质纤维板进行贴面，有利于提高饰面后板材的防水性能。

（3） 对木束碾压形态、基材结构，贴面形式以及贴面工艺进行更为深入的研究，有望进一步降低成本，提高板材的性能。

（4） 如果条件允许，可将沙柳材侵泡处理后在进行碾压和去皮，这样可将木束表面树皮清理的更为干净，有利于木束间的胶合，使强度提高。

（5） 本实验中采用的酚醛树脂浸渍纸上胶量为50%，据资料显示用作混凝土模板贴面的浸渍纸上胶量大多在80%-150%之间，过实验中采用较高上胶量的浸渍纸，可进一步降低模板的吸水厚度膨胀率。

（作者单位：内蒙古农业大学职业技术学院）

作者简介：高峰，1970.11，硕士学位，实验师，就职于内蒙古农业大学职业技术学院。