木结构建筑用楼面板及其制作方法.pdf

本发明是关于一种木结构建筑用楼面板及其制作方法，特征是将木材原料加工成规定尺寸的板条和木条，大规格木板经侧向涂胶拼板冷压成型，制成大幅面层板，作为楼面板结构的上下层，小规格木条两面涂胶后放置于中层，按照一定间隔摆放，放置方向垂直于上下层木板走向，三层交错排列组合，最后通过采用一定的压力和时间等工艺参数，利用压机冷压制成三层交错排列多孔状结构的木结构楼面板，该方法可以小径级人工林木材或者木材加工剩余物为原料。所以本发明的实施不仅扩大了人工林木材的应用范围，而且为模拟孔状混凝土的结构，在提高楼面板的性能的同时也增强了楼面板的隔声和隔热性能。

1、  一种木结构建筑用楼面板，其特征在于是利用木材原料经以下组合方式组合压制而成的三层结构产品：
所述楼面板的上层和下层分别为采用具有一定厚度，宽度为50mm-100mm的木板侧向拼接压制而成的层板，所述木板的长度为木结构建筑中楼板搁栅间距的整数倍；
所述楼面板的中层由具有一定厚度的多数个木条构成，所述木条按照一定间隔平行设置，上下表面分别与所述上层和下层层板以相互垂直的方式胶合，中层与上下两层错移形成企口结构，错移距离为楼板搁栅自身宽度的0-0.5倍，所述多数个木条中至少包括宽度为10-25mm的窄木条；
所述楼面板整体为矩形，该矩形的长边为木板的长度。

2、  根据权利要求1所述的木结构建筑用楼面板，其中，所述中层与上下层板间的错移距离为0，且构成中层多数个木条均为所述宽度的窄木条。

3、  根据权利要求1所述的木结构建筑用楼面板，其中，所述中层与上下层板间的错移距离为楼板搁栅自身宽度的0.3-0.5倍，且构成每块楼面板的中层的多数个木条中包括一条宽木条，该宽木条位于企口突出部位，其余均为窄木条，而该宽木条的宽度介于窄木条宽度与楼板搁栅自身宽度的1倍之间。

4、  根据权利要求1-3任一项所述的木结构建筑用楼面板，其中，中层多数个木条的设置间隔为所述窄木条宽度的1-2倍。

5、  根据权利要求1所述的木结构建筑用楼面板，其中，所述木板和木条的厚度至少为10mm。

6、  根据权利要求1所述的木结构建筑用楼面板，其中，所述木板的长度为400mm或600mm的整数倍。

7、  根据权利要求1所述的木结构建筑用楼面板，其中，该楼面板的原料来自小径级人工林木材或木材加工剩余物。

8、  制作权利要求1-7任一项所述木结构建筑用楼面板的方法，其包括：
将小径级人工林木材或木材加工剩余物锯材干燥到含水率8-10％；
将干燥好的锯材加工成所定规格的木板和木条；
对木板实施侧向涂胶后利用拼板机冷压成型，拼制成上层和下层层板；
对木条的上、下表面涂胶后按照一定间隔平行设置于上层和下层层板之间作为中层并实施胶合，使中层木条与上层和下层木板的设置方向相互垂直，将中层与上下两层错移形成企口结构，控制错移距离为楼板搁栅自身宽度的0-0.5倍；
对胶合后的三层结构利用压机实施冷压成为楼面板。

9、  根据权利要求8所述的制作方法，其中，拼制上层和下层层板时，在木板侧向涂施异氰酸酯类胶粘剂，单侧涂胶量为220-260g/m²，采用拼板机冷压时的侧向压力1.5-2MPa，冷压时间50-60分钟。

10、  根据权利要求8或9所述的制作方法，其中，在形成中层的多数个木条的上、下表面分别涂施异氰酸酯类胶粘剂，单面涂胶量为220-260g/m²，对组合后的三层结构实施冷压时，压力2.0±0.2MPa，冷压时间50-60分钟。

木结构建筑用楼面板及其制作方法
技术领域
本发明是关于一种木结构建筑用楼面板，尤其是关于一种可以利用人工速生材为原料制作的能赋予木结构楼板特殊功能的木结构建筑楼面板。
背景技术
近年来，木结构住宅等建筑在我国发展迅速，其独特建筑风格和性能优势已得到了越来越多消费者的肯定。木结构建筑用结构木制产品的需求量正逐年增高。由于木结构建筑的特殊性，对于所使用的木制原料材具有较高的性能要求。例如目前木结构楼面板大都使用定向刨花板，也有少量是应用胶合板，加工成的楼板刚度相对较低，随着时间和外部环境的变化，局部变形幅值较大，导致楼板振动明显，而撞击声隔声性能也较差；另一方面，目前的木结构楼板隔热、防霉方面也不尽人意，也限制了这种木结构建筑的使用范围。为避免和降低这些问题的产生，目前的木结构建筑用楼板还主要采用进口材料，无论是从建筑成本上还是从建筑规模上都限制了木结构建筑的发展。
由于中国木材资源匮乏，多年前已启动天然林保护工程，大径级木材的应用受到限制，因此利用人工速生林木材是缓解我国木材短缺的有效途径。但是人工林木材，尤其是小径级木材本身强度低的缺点，影响了它直接作为工程材料的使用。目前我国人工速生林木材主要用于生产刨花板、纤维板和胶合板，除了该“三板”利用外，也有在细木工板中的使用，主要作为家具制造和装修等非结构材料，产品附加值较低。
为了拓宽速生林木材的应用领域，尤其是其在结构材方面的应用，已经出现大量研究报告。例如，针对人工林木材本身强度低的缺点，通过对其进行改性(例如浸渍合成胶密实化处理方法)，可以提高速生人工林木材的力学性能，尤其硬度提高1-2倍。目前部分密实化产品已经投放在建筑和工程材料市场，但是只有少量得到应用，主要原因是技术不成熟和成本高。对速生人工林另一个重要的使用技术就是木塑复合材，它是利用木纤维与塑料混合高温挤出得到，在建筑中主要用于外墙板，但一般不做为直接受力材，该材料的缺陷是耐久性差，成本同样也高。
加工和利用好速生林木材，既弥补目前结构材来源匮乏，同时也可拓宽速生林木材的应用范围，提高速生林木材的利用附加值，其具有的经济利益和社会效益方面都是很显然的。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于研究提出一种木结构建筑用楼面板，通过对其组成结构的设计，达到提高木结构楼板各项性能的目的。
本发明另一个目的是提供一种木结构建筑用楼面板，尤其可以使用小径级人工林速生材或木材加工剩余物为原料，经合理的排列压制而制成，扩大了人工林木材的应用范围。
首先，本发明提供的木结构建筑用楼面板，是利用木材原料经以下组合方式组合压制而成的三层结构产品：
所述楼面板的上层和下层分别为采用具有一定厚度，宽度为50mm-100mm的木板侧向拼接压制而成的层板，所述木板的长度为木结构楼板搁栅间距的整数倍；
所述楼面板的中层由具有一定厚度的多数个木条构成，所述木条按照一定间隔平行设置，上下表面分别与所述上层和下层层板以相互垂直的方式胶合，中层与上下两层错移形成企口结构，错移距离为楼板搁栅自身宽度的0-0.5倍，所述多数个木条中至少包括宽度为10-25mm的窄木条；
所述楼面板整体为矩形，该矩形的长边为木板的长度。
由于木结构建筑施工中通常是将楼面板进行拼接加工，所以本发明的楼面板分为具有企口结构(中层与上下层之间有一定距离的错移)和平口结构(中层与上下层之间的错移为0)。具体地，该楼面板结构中所述中层与上下层板间的错移距离为0，且构成中层多数个木条均为所述宽度的窄木条；或者，楼面板中所述中层与上下层板间的错移距离为楼板隔栅自身宽度的0.3-0.5倍，且构成每块楼面板的中层的多数个木条中包括一条宽木条，该宽木条位于企口突出部位，其余均为窄木条，而该宽木条的宽度介于窄木条宽度与楼板搁栅自身宽度的1倍之间。
根据本发明的优选实施方案，中层多数个木条的设置间隔为所述窄木条宽度的1-2倍。
根据本发明的方案，采用适当的木板(大规格木板)和木条(小规格宽木条和窄木条)复合得到的楼面板，通过木条在中层按照一定间隔排列，在木条与木条之间形成空腔，形成模拟孔状混凝土的结构，中层空腔的空气起到了吸声材料的作用，有效降低低频声音的传递，而且空气作为很好的隔热材料，也降低了该楼面板总导热系数，同时，空腔里的空气可流通，具有可预防发霉的效果；而该结构中构成三层的木板和木条为相互垂直摆放，不仅加强了楼面板的尺寸稳定性，同时提高了楼面板横向和纵向强度，增大了楼板整体刚度，改善了楼板振动性能。
由于本发明的楼面板结构是利用较小规格的木板和木条组成，从更加经济的角度，在制作中优选使用小径级木材和木材加工剩余物，也利于这类低附加值木材小尺寸材料的有效利用。
本发明提供了木结构建筑用楼面板，所谓“楼面板”是指用于楼面覆盖楼面梁的板材料，也有称楼底板，其整体厚度根据应用环境和需要而确定，通常情况下，木板和木条的厚度至少为10mm(形成的楼面板厚度至少30mm)。
本发明对构成楼面板的木板和木条的规格确定也是考虑了楼面板的使用特性和常规木结构建筑的设计特点。例如，木板的宽度确定在50-100mm，过宽的木板拼接后在使用过程中容易发生变形，过窄则加工成本高，影响拼接强度，且过多使用粘接剂；窄木条的作用是在中层起到增加强度和提供空气层，过窄不利于加工，过宽则会减少中层空腔的分布，而间隔的增大也不利于层板的稳定；宽木条用于形成企口，提供楼面板之间的拼接，适当的宽度可保证楼面板拼接后的强度；根据目前木结构楼或其它建筑的具体特点，所述木板的长度为400mm或600mm的整数倍。例如，木板的长度为400mm、800mm、1200mm、2400mm等，木板的长度应该为楼板搁栅间距的2倍或2倍以上，而木条的长度可以为400mm、800mm等，根据它们在组合时的相互位置和尺寸而定。
基于上述设计，制成本发明楼面板的木材原料可以采用小径级人工林木材或者木材加工剩余物，前面已经介绍，这些原料目前多用于一些低附加值产品的加工，或直接作为薪材被烧掉。
在制作本发明的楼面板时，要求使用的木材原料具有一定的干燥度，例如，将小径级人工林木材或者木材加工剩余物先锯解成锯材，并干燥到含水率8-10％，再进一步加工成需要规格的材料。该方法可以包括：
将小径级人工林木材或木材加工剩余物锯材干燥到含水率8-10％；
将干燥好的锯材加工成所述规格的木板和木条；
对木板实施侧向涂胶后利用拼板机冷压成型，拼制成上层和下层层板；
对木条的上、下表面涂胶后按照一定间隔平行设置于上层和下层层板之间作为中层并实施胶合，使中层木条与上层和下层木板的设置方向相互垂直，将中层与上下两层错移形成企口结构，控制错移距离为楼板搁栅自身宽度的0-0.5倍；
对胶合后的三层结构利用压机实施冷压成为楼面板。
进一步，拼制上层和下层层板时，在木板侧向涂异氰酸酯类胶粘剂(API胶)，单侧涂胶量为220-260g/m²，采用拼板机冷压时的侧向压力1.5-2MPa，冷压时间50-60分钟；
具体地，形成中层的木条单面涂胶量为220-260g/m²，所述胶也为异氰酸酯类胶粘剂(API胶)，对组合后的三层结构实施冷压时，压力2.0±0.2MPa，冷压时间50-60分钟。
根据加工中的具体需要，在制作中层时还包括利用宽木条在楼面板最外端形成企口，或者，全部使用窄木条加工成平口楼面板。
实际应用中，本发明使用木板和木条根据需要和原料木材的情况，以及最终加工的楼面板的规格要求，这些木板或木条可以通过指接或拼接来满足需要，例如，用于上层和下层层板的木板、用于形成中层的木条的宽×高×长的规格分别为：50mm×25mm×1200mm、50mm×25mm×400mm、25mm×25mm×400mm。所得到的楼面板根据使用场合需要，借助企口实现相互组接或与使用建筑的其它组件进行固接设置。
总之，本发明提供的楼面板是三层结构的组合，中层的木条与上层和下层的木板相互垂直设置，三层交错排列组合，在尺寸稳定性、均布荷载、弯曲强度方面均能满足木结构建筑的性能要求，由于楼面板的模拟孔状混凝土结构，与传统使用的刨花板和胶合板类楼板相比，在提高楼板整体刚度和强度的同时，更赋予了防霉、隔声、隔热和减振等功能；另一方面，本发明的实施为有效利用密度和强度较差的人工速生林木材和木材加工剩余物提供了可能，由于中国木材资源匮乏，天然林保护工程启动，大径级木材的应用受到限制，本发明的实施不仅可成为缓解我国木材短缺的有效途径，拓宽了速生人工林木材和木材加工剩余物的应用范围，例如，可使用直径在20cm以下的小径级人工林杉木或杨木木材，或者是木材加工剩余物，提升了这些木材的利用价值。
附图说明
图1是本发明实施例1中木结构楼面板结构的断面示意图。
图2是本发明实施例2中木结构楼面板结构的断面示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施方案，旨在帮助阅读者理解本发明方案的实质或关键以及所产生的有益效果，不能理解为对本发明实施范围的任何限定。
实施例1
采用杉木或杨木木材为原料，锯解成锯材并干燥到含水率8-10％，进一步加工成三种规格的木板和木条(木材的长度不足时可通过指接延长)：
木板1：50mm(宽)×25mm(高)×1200mm(长)
窄木条2：25mm(宽)×25mm(高)×400mm(长)
宽木条3：50mm(宽)×25mm(高)×400mm(长)
利用所述木板和木条按照以下方式加工成用于木结构建筑楼面板：
如图1所示，在木板1侧向涂双组份API胶，单侧涂胶量为大约240-260g/m²，采用拼板机冷压时的侧向压力1.5-2MPa，冷压时间50-60分钟，分别得到上层层板和下层层板；
对窄木条2和宽木条3的上、下表面分别涂双组份API胶后，将窄木条2按照其宽度1-2倍的间隔平行设置于中层，每块面板中只使用一条宽木条3，设置于中层的最外端突出成为企口，并使窄木条2在另外一端形成的凹口对应，企口突出尺寸和凹口凹进尺寸相同，为木结构建筑中楼板隔栅自身宽度的0.5倍。宽、窄木条的设置走向与上层和下层的木板走向相互垂直(如图1)，两种木条的单面涂胶量均为大约240-260g/m²；
对组合后的三层结构用压机实施冷压，压力2.0±0.2MPa，冷压时间50-60分钟，将三层结构压合成一体，成为楼面板(楼板)，其长×宽为1200mm×400mm。
施工中借助窄木条2和宽木条3形成的凹口和企口对楼面板进行拼接安装。
本发明的楼面板与传统的结构胶合板面板(厚度15mm或以上)和定向刨花板(厚度15mm或以上)相比，强度提高1.5-2倍，建成楼板的基本自振频率可减低4-5Hz，楼板撞击声压级可减少6-8dB，而且楼板传热系数可减少0.15-0.2W/(m²·K)。
实施例2
采用杉木或杨木木材为原料，锯解成锯材并干燥到含水率8-10％，进一步加工成三种规格的木板和木条(木材的长度不足时可通过指接延长)：
木板1：100mm(宽)×10mm(高)×1200mm(长)
窄木条2：10mm(宽)×10mm(高)×800mm(长)
按照实施例1的方法利用木板1和窄木条2加工成三层结构的楼面板，但是中层仅采用窄木条2以1-2倍间距平行设置，且不形成企口。
图2为该楼面板的断面示意图，其性能指标参照实施例1。