GB/T 31264-2014 结构用人造板力学性能试验方法

　　ICS 91. 080.20 P 23

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31264—2014

　　结构用人造板力学性能试验方法

　　Testmethodsformechanicalpropertiesofstructuralwood-basedpanels

　　2014-12-15发布 2015-03-11 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31264—2014

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。

　　本标准由国家林业局提出 。

　　本标准由全国木材标准化技术委员会结构用木材分技术委员会(SAC/TC41/SC4)归 口 。

　　本标准起草单位 : 中国林业科学研究院木材工业研究所 、哈尔滨工业大学 、苏州皇家整体住宅系统股份有限公司 、浙江省木业产品质量检测中心南浔检测所 、广东佛山环球胶合板有限公司 、国家人造板与木竹制品质量监督检验中心 、内蒙古农业大学 。

　　本标准主要起草 人 : 周 海 宾 、高 黎 、钟 永 、倪 竣 、沈 斌 华 、杨 旭 、祝 恩 淳 、任 海 青 、徐 伟 涛 、付 跃 进 、姚利宏 、黎志恒 、王永兵 。

　　结构用人造板力学性能试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了结构用人造板抗弯 、抗拉 、抗压和抗剪等力学性能的试验方法 。

　　本标准适用于结构用人造板 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 17657 人造板及饰面人造板理化性能试验方法

　　ISO 16572 木结构 人造板 结构性能试验方法(Timberstructures—Wood-based panels—Test methods for structuralproperties)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　结构用人造板 structuralwood-based panels

　　以承载为目的 ,采用单板 、刨花等木材 、竹材单元 ,通过干燥 、施胶 、组坯 、压制而成的结构用板状材料 ,包括结构胶合板 、华夫刨花板 、定向刨花板等 。

　　3.2

　　面内剪切模量 planarshear

　　在 X-L平面(图 1) ,剪切应力与剪切应变之比 。

　　图 1 结构人造板的方向性

　　3.3

　　面外剪切模量 panelshear

　　在 Y-L或 X-Y 平面(图 1) ,剪切应力与剪切应变之比 。

　　4 取样

　　样板应随机选取 ,且类型 、等级 、厚度和组坯构成应相同 。所有样板组成的样本群应具有代表性 。

　　试样应在样板不同的位置选取 ,且距样板边部不小于 50 mm。 每个方向每种性能的测试 ,试样应

　　GB/T 31264—2014

　　来自相同样本不同样板的不同位置 。 附录 A例举了样板的一种取样顺序图 。

　　5 试样准备

　　5. 1 含水率调节

　　应在温度为(20±2) ℃和相对湿度为(65±5) %的环境下达到质量恒定 ,质量恒定为在 48 h 内至少连续 3 次称重其含水率波动在 ±0. 5%内 。若测试环境与试样含水率调节环境不一致时 ,试样应一直放置于含水率调节环境中直至测试 。

　　有特殊研究目的可改变测试条件 ,测试报告中应明确指出 。否则 ,应将非标准条件下的测试结果调整到标准条件下 ,调整的方法和程序应记录在测试报告中 。

　　5.2 尺寸测量

　　试样厚度应在试样测试区域的四个角测量并取平均 。试样宽度应在测试区域每侧取两点测量并取平均值 ,面外剪切测试除外 。9. 1 面外剪切方法 A 和 10. 1 面内剪切方法 A 中的试样长度应在测试区域每侧取两点测量并取平均值 。9. 2 面外剪切方法 B 中的试样长度应沿测试区域中线测量 。

　　试样长度 、宽度测量精确至 1 mm ,厚度精确至 0. 02 mm。

　　5.3 含水率和气干密度测量

　　含水率和气干密度按照 GB/T 17657进行测量 。含水率和气干密度测量应在各种力学性能试验测试时进行 ,每块样板上至少取一个试样 。

　　6 抗弯性能

　　6. 1 平弯纯弯曲性能

　　6. 1. 1 试样

　　试样横截面为矩形 。试样厚度应为样板厚度 ,宽度应不小于 300 mm。

　　6. 1.2 测试

　　加载方式如图 2所示 ,加载设备应精确至最大载荷的 1% 。

　　加载辊和支撑辊轴线应平行 ,长度应大于试样宽度 ,加载辊和支撑辊直径应为(30±1) mm。 加载辊和支撑辊应有滚轴或枢轴装置 。

　　加载点距离最近支撑点的距离宜为 16倍试样厚度 , 在支撑点外侧的试样长度应不小于 2 倍试样厚度 。

　　试样厚度小于 9 mm 时 ,应选用小直径的加载和支撑辊 。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　l1 和 l2 测量精确至 1 mm。试样的弯曲变形应在两加载辊间的纯弯曲区域测量 ,如图 2 所示 。变形测量距离应不小于 250 mm。若试样有翘曲/扭曲变形时 ,变形测量宜两处测量 ,测量点在试样跨中且距离试样长边 50 mm ,变形值取两处测量的平均值 。变形测量精确至 0. 01 mm。

　　试样厚度小于 9 mm 时 ,变形测量距离最小长度 250 mm 可适当降低 ,但应保证加载装置和位移测量系统之间互不影响 。

　　单位为毫米

　　说明 :

　　l1 — 变形测量距离 ;

　　l2 — 加载点与其最近支撑点的距离 。

　　图 2 纯弯曲弹性模量和刚度加载示意图

　　6. 1.3 结果表示

　　6. 1.3. 1 纯弯曲弹性模量和刚度

　　试样纯弯曲弹性模量在载荷-变形曲线的线性段确定 ,按式(1)或式(2)计算 :

　　Em,纯 ……………………( 1 )

　　或

　　Em,纯 ……………………( 2 )

　　式中 :

　　Em ,纯 — 纯弯曲弹性模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　FΔ — 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 变形测量距离 ,单位为毫米(mm) ;

　　l2 — 加载点与最近支撑点的距离 ,单位为毫米(mm) ;

　　uΔ — 对应载荷增量的变形增量 ,单位为毫米(mm) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B;

　　Ia — 截面惯性矩 ,单位为 4次方毫米(mm4 ) 。

　　试样纯弯曲刚度在载荷-变形曲线的线性段确定 ,按式(3)或式(4)计算 :

　　Em,纯 Ia ……………………( 3 )

　　或

　　Em,纯 Ia ……………………( 4 )

　　fm ,纯 ……………………( 5 )

　　式中 :

　　fm ,纯 — 纯弯曲测试条件下的抗弯强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大荷载 ,单位为牛顿(N) ;

　　l2 — 加载点与最近支撑点的距离 ,单位为毫米(mm) ;

　　W — 截面模量 ,单位为立方毫米(mm3 ) 。

　　抗弯力矩按式(6)计算 :

　　Mm ,纯 ……………………( 6 )

　　式中 :

　　Mm ,纯 — 纯弯曲测试条件下的抗弯力矩 ,单位为牛顿毫米(N · mm) 。

　　6.2 平弯表观弯曲性能

　　6.2. 1 试样

　　试样横截面为矩形 。试样厚度应为样板厚度 ,试样宽度应为 300 mm。

　　6.2.2 测试

　　加载方式如图 3所示 。加载设备应精确至最大载荷的 1% 。

　　加载辊和支撑辊轴线应平行 ,长度应大于试样宽度 ,加载辊和支撑辊直径(30±1) mm。 加载辊和支撑辊应有滚轴或枢轴装置 。

　　测试跨度应为 48倍试样厚度 ,在支撑点外侧的试样长度应不小于 2倍试样厚度 。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　l1 和 l2 测量精确至 1 mm。试样的变形应在试样跨度和宽度中部测量 。若试样有翘曲/扭曲变形时 ,变形测量宜两处测量 ,测量点在试样跨中且距离试样长边 50 mm ,变形值取两处测量的平均值 。变形测量精确至 0. 01 mm。

　　试样变形应为试样跨中相对于两侧支撑辊正上方的试样上部的位移 。应避免设备自身移动和接触点位置压缩变形而产生的各种误差 。

　　单位为毫米

　　说明 :

　　l1 — 变形测量距离 ;

　　l2 — 加载点与最近支撑点的距离 ;

　　t — 样板名义厚度 。

　　图 3 表观弯曲弹性模量和刚度加载示意图

　　6.2.3 结果表示

　　6.2.3. 1 表观弯曲弹性模量和刚度

　　试样表观弯曲弹性模量在载荷-变形曲线的线性段确定 ,按式(7)或式(8)计算 :

　　Em,表 观 ……………………( 7 )

　　或

　　Em,表 观 ……………………( 8 )

　　式中 :

　　Em ,表 观 — 表观弯曲弹性模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　FΔ — 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 变形测量距离 , 单位为毫米(mm) ;

　　uΔ — 对应载荷增量的变形增量 ,单位为毫米(mm) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B;

　　Ia — 截面惯性矩 ,单位为 4次方毫米(mm4 ) 。

　　试样表观弯曲刚度在载荷-变形曲线的线性段确定 ,按式(9)或式(10)计算 :

　　Em,表 观 Ia ……………………( 9 )

　　或

　　Em ,表 观 Ia ……………………( 10 )

　　fm ,表 观 ……………………( 11 )

　　式中 :

　　fm ,表 观 — 表观弯曲测试条件下的抗弯强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大荷载 ,单位为牛顿(N) ;

　　l2 — 加载点与最近支撑点的距离 ,单位为毫米(mm) ;

　　W — 截面模量 ,单位为立方毫米(mm3 ) 。

　　抗弯力矩按式(12)计算 :

　　Mm ,表 观 ……………………( 12 )

　　式中 :

　　Mm ,表 观 — 表观弯曲测试条件下的抗弯力矩 ,单位为牛顿毫米(N · mm) 。

　　6.3 侧弯弯曲性能

　　6.3. 1 试样

　　试样横截面为矩形 。试样厚度应为样板厚度 ,试样宽度应为 50 mm ,试样长度应为 915 mm。

　　6.3.2 测试

　　加载方式如图 4所示 。加载设备应精确至最大载荷的 1% 。

　　试样应侧立放置 ,板面应与加载方向平行 。载荷作用于试样跨中 。加载辊和支撑辊轴线应平行 ,长度应大于试样厚度 。加载辊和支撑辊应有滚轴或枢轴装置 。

　　试样宽度与厚度之比(b/t) 大于 3 时 ,应采用侧向支撑 。侧向支撑应能保证试样在加载方向 自 由移动 。

　　应在加载处和支撑处使用垫板 ,垫板厚度至少 4 mm ,长度至少 25 mm。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 10 s~ 300 s 内破坏 。

　　试样变形应为加载点相对于两侧支撑垫板的位移 ,精确至 0. 01 mm。 由于测试装置原因导致无关变形发生 ,应对试样变形进行调整 ,并记录在测试报告中 。

　　单位为毫米

　　说明 :

　　l1 — 变形测量距离 ;

　　b — 试样宽度 ;

　　t — 试样厚度 。

　　图 4 单点加载侧弯弹性模量和刚度加载示意图

　　6.3.3 结果表示

　　6.3.3. 1 侧弯弹性模量和刚度

　　试样侧弯弹性模量在载荷-变形曲线的线性段确定 ,按式(13)或式(14)计算 :

　　Em,侧 弯 ……………………( 13 )

　　或

　　Em,侧 弯 ……………………( 14 )

　　式中 :

　　Em ,侧 弯 — 侧弯弹性模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　FΔ — 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 变形测量距离 , 单位为毫米(mm) ;

　　uΔ — 对应载荷增量的变形增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B;

　　Ia — 截面惯性矩 ,单位为 4次方毫米(mm4 ) 。

　　试样侧弯刚度在载荷-变形曲线的线性段确定 ,按式(15)或式(16)计算 :

　　Em,侧 弯 Ia ……………………( 15 )

　　或

　　Em ,侧 弯 Ia ……………………( 16 )

　　6.3.3.2 抗弯强度和力矩

　　抗弯强度按式(17)进行计算 :

　　fm ,侧 弯 ……………………( 17 )

　　式中 :

　　fm ,侧 弯 — 侧弯测试条件下的抗弯强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大荷载 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 变形测量距离 ,单位为毫米(mm) ;

　　W — 截面模量 ,单位为立方毫米(mm3 ) 。

　　侧弯力矩按式(18)进行计算 :

　　Mm ,侧 弯 ……………………( 18 )

　　式中 :

　　Mm ,侧 弯 — 侧弯测试条件下的侧弯力矩 ,单位为牛顿毫米(N · mm) 。

　　7 抗拉性能

　　7. 1 试样

　　试样 相 邻 边 应 垂 直 。 试 样 厚 度 应 为 样 板 厚 度 , 试 样 宽 度 应 不 小 于 150 mm , 试 样 长 度 不 小 于1 200 mm。测试区 域 的 长 度 应 不 小 于 250 mm。 测 试 区 域 外 两 侧 的 试 样 宽 度 可 适 当 增 加 , 最 大250 mm。

　　7.2 测试

　　加载方式如图 5所示 ,加载设备应精确至最大载荷的 1% 。夹具应具有 自紧固和 自调直功能 ,并记录在测试报告中 。在拉伸加载过程中 ,夹具不应形成附加弯矩 ,不应产生滑移 ,不应造成破坏或应力集中 。试样与夹具接触面积的长度 a 应不小于 280 mm。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　试样破坏时间应从加载初始算起到最大破坏载荷 ,精确到 0. 5 min。

　　在试样两侧测试区域的中心位置各安装一个变形计 ,原始标距长度 l1 应为(100±25) mm。测量精确至 0. 005 mm。试样变形取两侧读数的平均值 。

　　记录试样荷载和变形数据 。通过载荷-变形曲线确定弹性模量和刚度 。

　　记录最大荷载 ,描述试样破坏的特征 。

　　单位为毫米

　　说明 :

　　1— 测试区域 。

　　图 5 抗拉测试示意图

　　7.3 计算结果

　　7.3. 1 抗拉弹性模量

　　抗拉弹性模量按式(19)或式(20)计算 :

　　Et ……………………( 19 )

　　或

　　Et ……………………( 20 )

　　式中 :

　　Et— 抗压弹性模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　FΔ— 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 原始标距长度 , 单位为毫米(mm) ;

　　uΔ — 对应载荷增量的变形增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　A — 横截面积(bt) ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

　　b — 试样宽度 ,mm;

　　t — 试样厚度 ,mm;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B。

　　7.3.2 抗拉刚度

　　抗拉刚度按式(21)或式(22)计算 :

　　EtA ……………………( 21 )

　　或

　　EtA = kl1 ……………………( 22 )

　　式中 :

　　Et— 抗压弹性模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　A — 横截面积(bt) ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

　　b — 试样宽度 ,mm;

　　t — 试样厚度 ,mm;

　　FΔ— 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 原始标距长度 , 单位为毫米(mm) ;

　　uΔ — 对应载荷增量的变形增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B。

　　7.3.3 抗拉强度

　　抗拉强度按式(23)计算 :

　　ft ……………………( 23 )

　　式中 :

　　ft — 抗拉强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大荷载 ,单位为牛顿(N) ;

　　A — 横截面积(bt) ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

　　b — 试样宽度 ,mm;

　　t — 试样厚度 ,mm。

　　8 抗压性能

　　8. 1 小尺寸测试方法

　　8. 1. 1 试样

　　试样截面应为矩形 ,端面应光滑平整且平行 ,相邻边应垂直 。

　　厚度大于 40 mm 的样板 ,试样厚度应与样板厚度一致 ,试样宽度应为 200 mm ,试样长度应为样板厚度的 5~ 6倍 。

　　厚度小于等于 40 mm 的样板 ,应在厚度方向上胶合成厚度不小于 40 mm 的多层板 。 多层板要同向胶合以保证对称均匀 。试样厚度为多层板实际厚度 ,试样宽度应不小于 40 mm ,试样长度应为样板厚度的 5~ 6倍 。具体实例见附录 C。

　　8. 1.2 测试

　　加载方式如图 6所示 ,加载设备应精确至最大载荷的 1% 。考虑到试样下上端面平行偏差 ,应使用球座压盘 。

　　在试样两侧的中心位 置 各 安 装 一 个 变 形 计 , 原 始 标 距 长 度 l1 应 为 (100± 25) mm。 测 量 精 确 至0. 005 mm。试样变形取两侧读数的平均值 。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　试样破坏时间应从加载初始算起到最大破坏载荷 ,精确到 0. 5 min。

　　记录试样荷载和位移数据 。通过载荷-变形曲线确定弹性模量和刚度 。

　　记录最大荷载 ,描述试样破坏的特征 。

　　说明 :

　　1— 试样 ;

　　2— 变形计 ;

　　3— 球座压盘 。

　　图 6 小尺寸抗压测试示意图

　　8.2 大尺寸测试方法

　　8.2. 1 试样

　　试样相邻边应垂直 。试样宽度应为 190 mm ,试样长度应为 380 mm。仅测试比例极限时 ,试样长厚比应不大于 20;仅测试抗压强度时 ,试样长厚比应不大于 10。为了获得规定的长厚比值 ,可将两个或多个试样胶合在一起 。多层板要同向胶合以保证对称均匀 。胶合成略大尺寸后再锯成要求尺寸试样 。

　　8.2.2 测试

　　加载测试如图 7所示 ,加载设备应精确至最大载荷的 1% 。考虑到试样下上端面平行偏差 ,使用球座压盘 。侧向支撑应不影响试样变形 ,且可按照试样厚度调整 。

　　在试样两侧的中心位 置 各 安 装 一 个 变 形 计 , 原 始 标 距 长 度 l1 应 为 (100± 25) mm。 测 量 精 确 至0. 002 mm。试样变形取两侧读数的平均值 。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　试样破坏时间应从加载初始算起到最大破坏载荷 ,精确到 0. 5 min。

　　记录试样荷载和位移数据 。通过载荷-变形曲线确定弹性模量和刚度 。

　　记录最大荷载 ,描述试样破坏的特征 。

　　说明 :

　　1— 球座压盘 ;

　　2— 加载块 ;

　　3— 试样 ;

　　4— 侧向支撑(可按试样厚度调整) ;

　　5— 变形计 ;

　　b— 试样宽度 ,mm; t— 试样厚度 ,mm。

　　图 7 大尺寸抗压测试示意图

　　8.3 结果计算

　　8.3. 1 抗压弹性模量

　　抗压弹性模量按式(24)或式(25)计算 :

　　Ec ……………………( 24 )

　　或

　　Ec ……………………( 25 )

　　式中 :

　　Ec — 抗压弹性模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　A — 横截面积(bt) ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

　　b — 试样宽度 ,mm;

　　t — 试样厚度 ,mm;

　　FΔ — 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 原始标距长度 , 单位为毫米(mm) ;

　　uΔ — 对应载荷增量的变形增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B。

　　8.3.2 抗压刚度

　　抗压刚度按式(26)或式(27)计算 :

　　EcA ……………………( 26 )

　　或

　　EcA = kl1 ……………………( 27 )

　　式中 :

　　Ec— 抗压弹性模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　A — 横截面积(bt) ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

　　b — 试样宽度 ,mm;

　　t — 试样厚度 ,mm;

　　FΔ— 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　l1 — 原始标距长度 , 单位为毫米(mm) ;

　　uΔ — 对应载荷增量的变形增量 ,单位为牛顿(N) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B。

　　8.3.3 抗压强度

　　抗压强度按式(28)计算 :

　　fc ……………………( 28 )

　　式中 :

　　fc — 抗压强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大荷载 ,单位为牛顿(N) ;

　　A — 横截面积(bt) ,单位为平方毫米(mm2 ) ;

　　b — 试样宽度 ,mm;

　　t — 试样厚度 ,mm。

　　9 面外剪切性能

　　9. 1 测试方法 A

　　9. 1. 1 试样

　　试样横截面应为矩形 。试样厚度应为样板厚度 ,试样宽度主要取决于加载设备 。试样的测试区域宽应为(200±10) mm、长度应为(600±10) mm。

　　9. 1.2 测试

　　加载方式如图 8所示 ,加载设备应精确至最大载荷的 1% 。

　　单位为毫米

　　说明 :

　　1— 测试区域 ;

　　2— 试样 ;

　　3— 变形计 。

　　图 8 面外剪切测试示意图

　　载荷在测试区域中心位置产生的力矩应为零 ,在测试区域试样的短边不应施加任何载荷或约束 ,应选择能够在试样两侧连续 、均匀施加载荷的设备 。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　在试样两侧面中心部位各安装一个变形计 ,变形计与试样受压线同向 ,与试样自由端成 45°。变形计原始标距长度 l1 应 为(200±10) mm , 测 量 精 确 至 总 位 移 长 度 的 2% 。 试 样 变 形 取 两 侧 读 数 的 平均值 。

　　9.2 测试方法 B

　　9.2. 1 试样

　　试样横截面应为矩形 。试样厚度为样板厚度 ,其他尺寸如图 9所示 。试样的上下加载面应平滑 、相互平行 ,且垂直于试样长度方向 。木支撑条应不小于 35 mm×145 mm×700 mm , 与试样每一侧面胶

　　合 。试样同侧两木支撑条内侧间距应为(150±2) mm。试 样 和 木 支 撑 条 含 水 率 调 节 一 致 后 再 相 互 胶合 。 木支撑条宜选用顺纹抗压强度不小于 35MPa,且抗弯弹性模量不小于 9 GPa的木材 。也可采用铁支撑条 ,但不应发生压碎试样或两者滑移现象 。应选用合适的间苯二酚胶粘剂 。

　　单位为毫米

　　说明 :

　　1— 试样 ;

　　2— 测试区域 ;

　　3— 木支撑条 。

　　图 9 面外剪切试样规格

　　9.2.2 测试

　　加载设备应精确至最大载荷的 1% 。在高侧支撑条的端面沿着试样的纵轴且平行于支撑条方向施加载荷 。加载方式见图 10所示 。

　　单位为毫米

　　图 10 面外剪切测试示意图

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　变形计在试样两侧面中心部位各安装一个 ,相互平行 。变形计应与试样受压对角线同向 ,与支撑条成 45度 ,在测试区域中心位置 。变形计原始标距长度 l1 应在 120 mm~ 150 mm。

　　变形计宜采用销钉固定 。销钉通过 3 mm 直径孔穿过试样 ,如图 8(断面 A—A)所示 。亦可采用胶连接 ,胶合面积直径应不小于 5 mm。试样变形取两侧读数的平均值 ,测量精确至总位移长度的 1% 。

　　应记录试样的破坏模式 。 除支撑条间试样表面的剪切破坏外 ,其他任何破坏模式均应分别记录 。若试样对角线出现拉伸破坏 ,且沿与支撑条成 45°方向扩展至支撑条下 ,该测试结果应视为无效 。

　　9.3 结果表示

　　9.3. 1 面外剪切刚度模量

　　面外剪切刚度模量取荷载-位移曲线线性段确定 ,按式(29)计算 :

　　Gv ……………………( 29 )

　　式中 :

　　Gv — 面外剪切刚度模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B;

　　l1 — 原始标距长度 , 单位为毫米(mm) ;

　　l — 试样长度 , 单位为毫米(mm) ;

　　t — 试样厚度 , 单位为毫米(mm) 。

　　为补偿测试区域端部剪切应力不均匀分布产生的影响 ,可采用确定的修正系数对剪切刚度进行调整 。测试报告中应明确指出是否进行过调整 。

　　9.3.2 面外剪切强度

　　面外剪切强度按式(30)计算 :

　　fv ……………………( 30 )

　　式中 :

　　fv — 面外剪切强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大载荷 ,单位为牛顿(N) ;

　　l — 试样长度 , 单位为毫米(mm) ;

　　t — 试样厚度 , 单位为毫米(mm) 。

　　当破坏发生在测试区域外或过渡区域时 ,试样测试结果应分开记录 。

　　10 面内剪切性能

　　10. 1 测试方法 A

　　10. 1. 1 试样

　　试样横 截 面 应 为 矩 形 。 试 样 厚 度 为 样 板 厚 度 。 试 样 宽 度 应 不 小 于 150 mm , 长 度 应 不 小 于450 mm。均质的样板亦可采用较小的试样 ,试样宽度应不小于 4倍样板厚度 ,试样长度应不小于 12倍样板厚度 。

　　试样与两测试板应牢固胶合 , 以免测试变形中包含胶层蠕变 ,见图 11。测试板的一端应为刀刃型 ,超出试样端部 6 mm ,两个刀刃型的端部相互平行 。单板类人造板中 ,单板背面裂隙的方向影响其面内剪切性能 。单板背面裂隙的方向应以开或闭来表示(见图 12) ,并记录在测试报告中 。

　　说明 :

　　1—V 型块 ;

　　2— 刀刃型端部 ;

　　3— 变形计 ;

　　4— 试样 ;

　　5— 托架 ;

　　6— 测试板 。

　　图 11 面内剪切测试示意图

　　单位为毫米

　　a) 开 b) 闭

　　说明 :

　　1— 测试板 ;

　　2— 背面裂隙 。

　　图 12 裂纹走向

　　10. 1.2 测试

　　加载设备应精确至最大载荷的 1% 。

　　加载方法如图 11所示 。载荷通过 V 型块沿刀刃边均匀分布 。两载荷反向施加 ,且相互平行 。应选取合适的测试板保证载荷均匀地传递给整个试样 。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 3 min~ 7 min内破坏 。

　　测试板之间相对位移的测试方法如图 11所示 ,测量应精确至 0. 002 mm。

　　通过荷载-变形曲线来计算板面内剪切刚度 。

　　10. 1.3 结果表示

　　10. 1.3. 1 面内剪切刚度模量

　　面内剪切刚度模量取荷载-变形曲线的线性段确定 ,按式(31)计算 :

　　Gs ……………………( 31 )

　　式中 :

　　Gs — 面内剪切刚度模量 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　k — 载荷-变形曲线的线性段的斜率 ,单位为牛顿每毫米(N/mm) ,见附录 B;

　　t — 试样厚度 , 单位为毫米(mm) ;

　　b — 试样宽度 , 单位为毫米(mm) ;

　　l — 试样长度 , 单位为毫米(mm) 。

　　10. 1.3.2 面内剪切强度

　　面内剪切强度按式(32)计算 :

　　fs ……………………( 32 )

　　式中 :

　　fs — 面内剪切强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大载荷 ,单位为牛顿(N) ;

　　b — 试样宽度 , 单位为毫米(mm) ;

　　l — 试样长度 , 单位为毫米(mm) 。

　　剪切破坏可能发生在试样厚度内的任一位置 ,但发生在测试板与试样之间胶层的全部或部分破坏 ,该测试应分开记录 。

　　10.2 测试方法 B

　　10.2. 1 试样

　　试样横截面应为矩形 。试样厚度应为样板厚度 。试样宽度应不小于 115 mm ,且不大于 255 mm。试样宽度可根据实际用途调整 ,但应记录在测试报告中 。

　　10.2.2 测试

　　加载设备应精确至最大载荷的 1% 。加载方式如图 13所示 ,采用双跨连续简支梁 ,并在每跨中心处施加载荷 。

　　说明 :

　　1— 试样 。

　　图 13 五点弯曲测试示意图

　　若产品能预估到平均极限抗弯强度和面内剪切强度时 ,测试跨度 l2 可通过式(33)计算 :

　　l2 = (11/24)t× (fm /fs) > 11t ……………………( 33 )

　　式中 :

　　l2 — 测试跨度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　fm — 抗弯强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　fs — 面内剪切强度 , 单位为兆帕(MPa) ;

　　t — 试样厚度 , 单位为毫米(mm) 。

　　若无法预估到平均极限抗弯强度和平面内剪切强度时 ,平弯测试的跨度应不小于 16倍样板厚度 ;横弯测试的跨度应不小于 11倍样板板厚 。

　　支点应为圆形 ,且侧向可自由转动 。加载头位圆形 , 曲率半径与支点相同 。

　　保持加载速度一致 ,试样控制在 4 min~ 6 min内破坏 。初始加载速度宜为 1. 3 mm/min。

　　记录最大载荷 、破坏位置和破坏模式(剪切破坏或弯曲破坏) ,弯曲破坏试样的数据应分开记录 。

　　10.2.3 结果表示

　　面内剪切强度按式(34)计算 :

　　fs ……………………( 34 )

　　式中 :

　　fs — 面内剪切强度 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Fmax — 最大载荷 ,单位为牛顿(N) ;

　　b — 试样宽度 , 单位为毫米(mm) ;

　　t — 试样厚度 , 单位为毫米(mm) 。

　　11 测试报告

　　测试报告应包括测 试 产 品 的 详 细 资 料 , 测 试 方 法 以 及 测 试 结 果 。 具 体 信 息 取 决 于 测 试 目 的 , 见表 1。

　　表 1 测试报告内容

　　附 录 A (资料性附录)试样截取样图

　　图 A. 1 例举了一个样本的取样顺序 ,这个样本为最小幅面为 2 400 mm(长) × 1 200 mm(宽) 的四张结构用人造板 。

　　图 A. 1 取样示意图

　　附 录 B (资料性附录)载荷-变形曲线

　　说明 :

　　X — 位移 ;

　　Y — 载荷 ;

　　1 — 斜率 k;

　　FΔ — 载荷-变形曲线的线性段载荷增量 ; uΔ — 对应载荷增量的位移增量 。

　　图 B. 1 载荷-变形曲线

　　附 录 C

　　(资料性附录)

　　抗压试样制作方法(厚度小于 40 mm 人造板)

　　单位为毫米

　　a) 样板 b) 试样

　　图 C. 1 厚度小于 40 mm 人造板试样制作示例