1、精選文檔精選文檔PAGEPAGE11精選文檔PAGE以杉木縱橫交織層積材為基材的地熱地板研制-園林以杉木縱橫交織層積材為基材的地熱地板研制doi：中圖分類號：S781.37潘彪1，石江濤1，朱一辛1，闕澤利1，陳磊21.南京林業大學資料科學與工程學院，南京210037；2.杭州新竹文化創意有限企業）綱要：以人工林杉木縱橫交織排層積材為基材，采納網狀導電節點連結與熱熔膠（PUR）膠合制備地熱地板，測定其導熱效能、通電后溫度變化、連續通電后的耐熱干縮率以及耐濕膨脹率，并與杉木縱橫交織層積材、徑切板、弦切板進行比較。結果表示：地熱地板通電1h后板面均勻溫度達到29.8，連續通電72h的耐熱干縮率和8

2、0%濕度辦理的耐濕膨脹率均可知足木質地板采暖國家標準的有關要求。杉木板材的縱橫交織層積擺列有效地提高了耐熱干縮率和耐濕膨脹率，完整能夠用作地熱地板的基材，為低等級杉木在地熱地板中的應用及高附加值產品開發供給了理論依照。重點詞：速生杉木；地熱地板；縱橫交織層積材；耐熱干縮率；耐濕膨脹率DevelopmentofelectricalheatedwoodflooringusingPANBiao，SHIJiangtao，ZHUYixin，QUEZeli，CHENLeiAbstract：flooringisconnectedbyconductivenodenetworkandgluedbyhotmelt

3、adhesive.Theheatconduction，temperaturevariation，shrinkageandswellingoftheheatedsamplesweremeasuredandcomparedwiththatof，nesefirboards.Theresultsshowedthatthesampletemperaturereached29.8after1hheating.Theshrinkageafter72hheatingandtheswellingafterthe80%woodfloorheatingsystecorelayerstructure，whichpro

4、videsatheoreticalbasisontheutilizationerhighKeywords：；electricalheatedwoodflooring；shrinkage；swellingFirstauthorsaddress：CollegeofMaterialsScienceandEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China收稿日期：2015-01-04修回日期：2015-03-19基金項目：國家“十二五”科技支撐計劃項目（2012BAD24B00）；江蘇高校優勢學科建設工程資助項目（PAPD）。作者簡介：潘

5、彪（1963-），男，教授，主要從事木材科學與技術研究。emailprotected最近幾年來，低等級人工速生林木材的高附帶值和多功能高效利用成為木材科學研究的熱門。地熱地板是一種新的功能性產品，其性能在很大程度上受板材的物理性質1、含水率2、基材的尺寸穩固性3，基材組合方式4、裝修面板種類5、發熱電纜間距6等要素的影響。因為地板采暖的特別性，不僅要求地板的熱傳導效率，更重要的是怎樣解決地板在采暖過程中因為干縮濕脹惹起的尺寸變形7、開裂8等問題。所以，提高復雜溫、濕度環境中地熱地板的尺寸穩固性尤其重要。別的，在實質使用過程中，加熱膜與地板的黏合及老化嚴重限制了該產品的性能與利用。本研究采納低等

6、級人工林杉木縱橫交織層積材為基材，聯合網狀導電節點連接和熱熔膠（PUR）加熱方式制備地熱地板，測定其在通電加熱過程中的溫度變化、導熱效能和尺寸穩固性，并與杉木徑切板、弦切板及縱橫交織層積材的性能進行比較，優化地板基材構造及加熱裝置的擺列方式，為低等級木材地熱地板高效利用供給科學依照。資料與方法1.1原資料與設施）基材：福建杉木小徑材徑切板、弦切板、縱橫交織層積材。）面板：柞木薄板（厚4mm），均購于南京雙林木業企業。）導熱膜：（長寬為1785mm4mm，電阻4.5k，發熱功率10.5W，額定電壓220V，額定電流0.06A）購于南京雙林木業企業。）膠黏劑：脲醛樹脂膠黏劑（基材熱壓）、熱熔膠（面

7、板與基材膠合）。5）設施與工具：刨床（MB60-100），銑槽機（MC2038），熱壓機（RYJ（A06F），涂膠輥，電熱恒溫干燥箱（HG202），電子濕度儀，電子天平（BS224S），游標卡尺，導線、電插頭、鱷魚嘴夾頭若干。1.2地熱地板制備在宜興森茂竹木業有限企業以杉木縱橫交織層積材為基材，以柞木薄木為面板制備地熱地板，采納整體、非連續的方式內嵌加熱膜并膠合成型壓制。主要工藝流程為：不一樣杉木基材板面刨光后經過銑槽機銑出淺槽，淺槽與導熱膜的寬度和厚度同樣，在銑槽的一面用涂膠輥手動涂膠，嵌入導熱膜壓貼，地板兩頭露出適當導熱膜，方便通電連結，而后貼面板熱壓，養生。1.3導熱效能測定采納稱質量法

8、測定各板材的初始含水率。取3塊地熱地板，在每塊上用鉛筆畫平行于長度方向和寬度方向的中心線，在離地熱地板兩頭頭10cm處畫平行于寬度方向的直線，在兩條導熱膜的中心以及離雙側邊沿1.5cm處畫平行于長度方向的直線，共5條平行于長度方向的直線、3條平行于寬度方向的直線，總計15個交點作為測溫點（圖1）。地板通電，每隔2h用紅外測溫儀丈量15個點的溫度，測定通電24，48和72h溫度的變化。1.4耐熱干縮率、耐濕膨脹率測定耐熱干縮率：弦切板、徑切板及縱橫交織層積材，長寬厚為100mm100mm10mm，各取10個試樣，精準丈量試樣尺寸。將試樣在60辦理4h，而后（1032）烘干至質量恒定，冷卻后立刻丈

9、量試樣尺寸，結果取均勻值。地熱地板，長寬厚為1780mm195mm22mm，取3個試樣，正確測量通電加熱72h前后尺寸。干縮率計算公式：y=L1-L0/L1100%。（1）式中：y為試件的尺寸干縮率，精準到0.01%；L1為試件初始尺寸，mm；L0為試件辦理后尺寸，mm。耐濕膨脹率：每種板材各取3個試樣，規格同上，辦理前測定板材尺寸和質量。采納鈉鹽飽和濕度法辦理試樣，在塑料密封箱中加入適當自來水，而后加入鈉鹽直至飽和，空氣濕度為（%80。處3理）7d后每隔2h稱質量，當板材質量在2h內變化量小于0.2%時記為質量恒定，迅速稱取試樣質量并丈量尺寸。膨脹率計算公式：w=L0-L1/L1100%（。

10、2）式中：w為試件的膨脹率，精準到0.01%；L1為試件初始尺寸，mm；L0為試件濕辦理后尺寸，mm。全部數據采納Origin8.0和Excel2007進行辦理作圖。結果與剖析2.1導熱效能導熱效能是地熱地板的重要指標之一，能夠在1h內達到或大于8的溫度，同時能保持溫度恒定。實驗進行時室溫（20.10.5），室內空氣濕度（603%），地熱地板初始含水率為8.7%。以速生杉木人工林木材縱橫交織層積材為基材，以柞木薄木為面板，采納網狀導電節點連結，熱熔膠（PUR）膠合制備的地熱地板。通電不一樣時長各測溫點的溫度變化如圖2所示。由圖2可知，通電1h后地熱地板板面均勻溫度為29.8，有關于通電前均勻高

11、升了9.77，達到了地熱采暖用木質地板國家標準要求的通電1h溫度高升8的要求?？墒堑匕灏迕娌灰粯狱c的溫度散布不均，b、d兩點溫度上漲較快且溫度較高，最高溫度達到40以上；a、c、e3點溫度上漲較慢且溫度較低，此中c點均勻最低，最高溫度均未超出35。這是因為b、d兩點在導熱膜鋪裝地點的正上方，熱量傳達較快，而a、e兩點處于地熱地板加熱膜擱置邊緣，c點處于兩條加熱膜之間，這3點的溫度變化取決于木材內部的熱量傳達。因為地熱地板初始含水率為8.7%，通電溫度高升后一部分熱量傳達給木材中的水分，所以地板表面的溫度提高較慢，且最高溫度低于加熱膜正上方的b、d兩點。在不一樣時長通電中，地板板面a、b、c、d

12、、e點溫度均體現先增添，接著出現不一樣程度降落，而后又持續增添的變化規律（圖2）。這些溫度的變化都與通電時木材中水分遷徙有關，木材各地點水分流失會帶走部分熱量。梁星宇等9在研究地板地熱采暖中也發現水分挪動致使溫度變化。a、e兩點因為處于地板邊沿，外面與空氣相通，空氣分子距離大，傳熱慢，減緩了木材的傳熱效率10，所以溫度變化幅度較大。跟著通電時間延伸，木材內部水分變少，挪動愈來愈慢，溫度漸漸趨于穩固。2.2干縮率和濕脹率圖3各樣板材從初始含水率（杉木板材含水率12.6%，杉木縱橫交織層積材含水率12.3%）干燥至絕干狀態與地熱地板（含水率為8.7%）通電72h后的干縮率變化。由圖3可知，徑切板徑

13、向干縮率均勻值為1.31%，弦切板的弦向干縮率均勻值為3.08%，而杉木縱橫交織層積材寬度方向干縮率均勻值為0.33%?？v橫交織層積材的特色是將橫紋和豎紋交織排布的規格木材膠合在一起，以達到更佳的強度和極高的尺寸穩固性。同一板材上不一樣用材的差別致使最終寬度方向上干縮率的變化。比較得悉：有關于杉木板材，縱橫交織層積材的耐熱尺寸穩固性有很大程度提高。吳忠其等11在研究中也發現實木單板經縱橫垂直交織膠合壓制的復合地板基材有更好的耐濕尺寸穩固性。地熱地板連續通電72h后長度、寬度和厚度均減小，此中長度方向干縮率為0.056%，寬度方向干縮率為0.021%，厚度干縮率為0.35%（圖3）。長度方向干縮

14、率是寬度方向干縮率的2.67倍，厚度干縮率是寬度方向干縮率的16.7倍。參照我國實木復合地板地熱采暖標準（LY/T17002007地采暖用木質地板）要求，地熱地板長度干縮率0.30%，寬度干縮率0.40%。據此，在模擬相像條件下，此次研究所制的地熱地板長度方向干縮率和寬度方向干縮率均達到了標準要求。與徑切板、弦切板和縱橫交織層積材對比，地熱地板增添了面板和熱壓過程，有效地提高了木材的尺寸穩固性。表1為不一樣板材在溫度（245）、濕度（%的80條件下3處）理后長度、寬度和厚度尺寸的變化結果。由表1可見，各板材長度方向尺寸膨脹率均小于寬度和厚度方向尺寸膨脹率。此中徑切板長度方向膨脹率為0.09%，

15、弦切板長度方向膨脹率為0.08%，縱橫交織層積材長度方向膨脹率為0.06%，地熱地板長度方向膨脹率為0.04%。地熱地板長度方向膨脹率達到地熱采暖用實木復合地板標準（LY/T17002007地采暖用木質地板，標準要求長度方向膨脹率0.20%。）縱橫交織層積材的厚度膨脹率最大（2.12%），地熱地板的厚度膨脹率最?。?.67%），后者較前者降低了1.45個百分點。弦切板的寬度方向膨脹率最大（1.09%），地熱地板的寬度膨脹率最?。?.06%）；地熱地板厚度膨脹率較弦切板低0.48個百分點，較縱橫交織層積材降低了0.02個百分點。結論以低等級人工林杉木縱橫交織層積材為基材，以柞木薄木為面板，采納網

16、狀導電節點連結和熱熔膠（PUR）膠合成功制備了地熱地板。地熱地板通電1h后板面均勻溫度達到29.8，相對通電前高升了9.8，達到了木質地板采暖國家標準的要求。杉木縱橫交織層積材（0.33%）的耐熱干縮率顯然優于杉木徑切板（1.31%）和弦切板（3.08%）。用其作為基材的地熱地板，連續通電72h后長度方向干縮率為0.056%，寬度方向干縮率為0.021%，耐熱尺寸穩固性切合地熱采暖用木質地板要求。地熱地板長度方向膨脹率僅為0.04%，較獨自的縱橫交織層積材降低0.02個百分點。地熱地板寬度方向膨脹率為0.06%，其長度膨脹率耐熱尺寸穩固性也切合地熱采暖用木質地板要求。參照文件1李廷賢，劉艷華.

17、地板輻射采暖地表溫度散布特征的模擬研究J.制冷空調與電力機械，2009，37（7）：2968-2971.2周永東.實木地板坯料加工技術現狀及趨向剖析J.木材工業，2014，28（5）：28-31.3吳忠其，徐立，姜俊，等.實木地板基材采納方法研究J.中國人造板，2014（1）：10-12.4何毅，熊國兵，葉小青，等.多層復合實木地板的熱傳導性能和尺寸穩定性J.南京林業大學學報：自然科學版，2006，30（4）：43-46.5陳慶慶，王俊，吉富堂，等.裝修面板及地板構造對實木復合地板導熱性能的研究J.叢林工程，2015，31（2）：84-87.6賈明巖.地板輻射采暖電加熱管傳熱過程影響剖析J.低溫建筑技術，2011，153（3）：115-117.7王艷偉，孫偉圣，徐立，等.地采暖用實木地板的研究進展J.林業機械與木匠設施，2013，41（6）：8-10.8郭曉磊，曹平祥，那斌.竹木復合地熱地板表板開裂的研究J.木工機床，2009，115（2）：19-