地熱地板基本知識(3)--實木復(fù)合地板與地熱
發(fā)布時間:2010年5月8日 | 點擊次數(shù): 2748
地熱地板基本知識(3)--實木復(fù)合地板與地熱
中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會專家委員
吉林省林業(yè)科學研究院 副院長 (研究員) 王 軍
吉林省林產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站站長
1 地熱環(huán)境及地板的含水率
關(guān)于地熱的重類和地熱條件下地表面的溫度及要求,我們已在地熱地板基本知識(2)中進行了詳細的論述。在現(xiàn)有的文獻中,我們還無法找到有關(guān)地熱環(huán)境條件下地板實際含水率變化的相關(guān)數(shù)據(jù),為了得到相關(guān)資料,我們對北方地區(qū)的地熱環(huán)境進行了數(shù)百個點的實測。冬季地熱供暖條件下,用戶房間空氣的相對濕度多數(shù)都在20~40%,在供暖后期地板達到平衡后的含水率為4~6%。夏季地板的平均含水率在12~13%。如果保證夏季最潮的季節(jié)地板條之間未有縫隙(含水率在12~13%的狀態(tài)),到冬季的地暖極限環(huán)境(含水率4%狀態(tài)),地板的含水率最多要下降8%左右。如果我們不選擇穩(wěn)定性好的地板,就一定會出現(xiàn)較大縫隙。所以,通常人民都是選擇變形小的復(fù)合類地板作為地熱地板。
2 多層實木復(fù)合地板
從地板的尺寸穩(wěn)定性來看,多層實木復(fù)合地板變形量最小,因此,很多人都把多層實木復(fù)合地板作為地熱地板的首選之一。由于多層實木復(fù)合地板是兩種變形量不同的物質(zhì)(木皮與多層膠合板)粘貼在一起(詳見表1),在地熱環(huán)境,表板的收縮量大,基材的收縮量小,例如:從夏季到冬季地熱環(huán)境,地板含水率要最高要下降8%,多層膠合板(基材)收縮量只有0.15mm,如果面層材料為香脂木豆,它的收縮量為2.2mm,二者就相差了2mm。如果二者粘貼在一起,表板必須要維持與基材同樣的尺寸,就相當于表板被拉伸了2mm,表板承受拉應(yīng)力,當這個拉應(yīng)力大于木材的橫紋抗拉強度,地板表板就產(chǎn)生開裂(見圖1)。
表1寬度為125mm各種材料隨含水率變化的變化量
初含水率(%) 各種含水率的理論變化值(mm)
14% 16% 8% 5%
基材 8 125.113 125.150 125 124.94
面 材 12 125.550 125.825 123.9 122.53
變形差 -0.437 -0.675 +1.10 +2.41
基材應(yīng)力 拉應(yīng)力 拉應(yīng)力 壓應(yīng)力 壓應(yīng)力
面材應(yīng)力 壓應(yīng)力 壓應(yīng)力 拉應(yīng)力 拉應(yīng)力
表2寬度125mm香脂木豆多層實木復(fù)合地板的應(yīng)力分布
初含水率(%) 各種含水率的理論變化值(mm)
14% 16% 8% 5%
基材 8 125.113 125.150 125 124.94
面 材 12 125.550 125.825 123.9 122.53
變形差 -0.437 -0.675 +1.10 +2.41
基材應(yīng)力 拉應(yīng)力 拉應(yīng)力 壓應(yīng)力 壓應(yīng)力
面材應(yīng)力 壓應(yīng)力 壓應(yīng)力 拉應(yīng)力 拉應(yīng)力
多層實木復(fù)合地板在南方的潮濕環(huán)境(含水率14%~16%),面層受潮后膨脹量大于基材,面層必須與基材維持同樣的尺寸,面層相當于被壓縮,面層承受的是壓應(yīng)力,所以在南方環(huán)境,地板的面層不會開裂。相反,在北方的干燥環(huán)境,面層失水后干縮量大于基材,面層必須與基材維持同樣的尺寸,面層承受的是拉應(yīng)力,地板的面層就容易開裂(見表2)。為了使多層實木復(fù)合地板在地熱環(huán)境條件下面層不開裂,在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,通過降低表板的含水率和預(yù)壓應(yīng)力技術(shù)可以避免表板的開裂,但成本也相應(yīng)提高。所以,消費者在購買多層實木復(fù)合地板時,不要盲目追求低價位的多層實木復(fù)合地板。通過試驗我們還發(fā)現(xiàn),地板越寬越容易產(chǎn)生面裂,面皮越厚越易變形。用多層實木復(fù)合地板做地熱地板,面層的含水率控制在8%以下不會產(chǎn)生面裂。韓國和日本的地熱地板采用了分割應(yīng)力技術(shù),把寬板變成窄板也可以解決面裂的問題(見圖2)
圖3是面層厚度為4mm的實木復(fù)合地板隨含水率變化的變形情況,在地熱環(huán)境,面層干縮量大,面層越厚,地板表面的拉力就越大,地板在面層的拉力作用下產(chǎn)生瓦狀變形(圖3a);同樣,在潮濕的環(huán)境,面層越厚,地板表面的膨脹應(yīng)力就越大,對基材產(chǎn)生的壓力就越大,地板產(chǎn)生反向的瓦狀變形(圖3b)。如果地板的寬度在125mm左右,表板的厚度在2mm以下更安全。如果要用3~4mm厚度的面層,地板的寬度最好在70~80mm,也可以減少地板瓦狀變形的發(fā)生。
3 三層實木復(fù)合地板
三層實木復(fù)合地板中間層是比較厚的橫向板條,抗彎能力較強,不易產(chǎn)生瓦狀變形,面皮可以選擇3~4mm。作為地熱地板,最好不要選擇太寬或過長的地板,地板的尺寸越大,在地熱環(huán)境產(chǎn)生的縫隙也越大。尤其是寬面獨幅的三層實木復(fù)合地板,如果生產(chǎn)時,面層的含水率過高,在地熱環(huán)境條件下也會產(chǎn)生面層開裂(見圖4)。因此,作為地熱用的三層實木復(fù)合地板在生產(chǎn)時,要嚴格控制面層的含水率在合理的范圍。
如果我們選擇三層實木復(fù)合地板的表板厚度在2mm或小于2mm時,由于三層實木復(fù)合地板中間層是由木板條制成的,在加工過程中完全可以通過設(shè)備將其厚度加工的很平整。但由于芯板條有徑切、弦切,有邊材和心材,板
熱條件下板面的(肋骨狀)波紋。
條之間的含水率又不可能完全一致。在地熱條件下,當?shù)匕宓暮拾l(fā)生變化時,板條的膨脹量不同,在地板的板面上會出現(xiàn)明顯的(肋骨狀)波紋(見圖5)。如果三層實木復(fù)合地板面層厚度在3mm以上,就不會出現(xiàn)(肋骨狀)波紋現(xiàn)象。所以,面層厚度為2mm及其以下的三層實木復(fù)合地板不宜作為地熱地板。
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