人造板吸水厚度膨胀率测定装置设计与应用

人造板吸水厚度膨胀率是反映人造板耐水性和尺寸稳定性的重要指标，其值是人造板吸水后厚度的增加量与吸水前厚度之比。目前，刨花板、纤维板、定向刨花板等人造板吸水厚度膨胀率测定的检测方法，大部分都是依据GB/T 17657—2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中4.4的规定。

根据该规定，测试的试件表面需垂直于水面，试件之间及试件与水槽底部和槽壁之间至少相距15mm，试件上部低于水面（25±5）mm。在实际测试过程中，因人造板材料本身的物理特性，在水中所受浮力大于其重力，导致人造板试件上浮，且测定标准中也未提供相应的装置或方法来解决这一问题。

笔者所在单位研究设计了一种吸水厚度膨胀率测定装置，并申请获得了国家实用新型专利，本文重点介绍该装置的结构和设计原理，以供业内同仁参考。

1 吸水厚度膨胀率测定装置设计模型

吸水厚度膨胀率测定装置由直径2～5mm的圆钢焊成的6～10个相同小单元组成，装置设计模型如图1所示，小单元的组成数量根据不同产品标准或要求确定。

底、顶层高均为（25±2）mm，每个小单元内高为（55±2）mm、内长为（40±2）mm，内宽为5～40mm。为满足不同厚度人造板的测定需求，小单元内宽尺寸与板材厚度相适应，如表1所示。以小单元内宽30mm为例，吸水厚度膨胀率测定装置三视图如图2所示。

2 吸水厚度膨胀率测定装置设计原理说明

2.1 装置尺寸设计原理说明

根据GB/T 17657—2013中4.4.3.1的规定，试件长（50±1）mm和宽（50±1）mm，因此，内高尺寸应大于试件长或宽度（50±1）mm，以便于试件放入装置或从装置中取出。内长尺寸应小于试件长或宽度（50±1）mm，防止试件在水中试验时，试件上浮导致试件脱离本装置。经过实践测试，内高尺寸设计为（55±2）mm，内长尺寸设计为（40±2）mm，既可实现试件的易于放取，又能防止水中试件脱离装置。底层高度设计时，考虑试件放置进装置时不触底，计算得到底层高度应大于内长的二分之一，同时装置采用上下对称结构，即使试验时底、顶层颠倒依旧不影响使用。底、顶层高均设计为（25±2）mm较为合理，既可达到试验前试件不触底的要求，又满足试验时试件与水槽底部之间至少相距15mm的标准要求。吸水厚度膨胀率测定装置试验前、中小单元左侧示意图，如图3所示。

2.2 装置材料说明

吸水厚度膨胀率测定装置材料优选圆钢制作，其重力远大于装置与试件在水中受到的浮力之和，可确保试验装置在试验过程中稳定沉底、不倾斜。

3 吸水厚度膨胀率测定装置应用

分别选用厚度为5.7mm、12.0mm和25.0mm的中密度纤维板，根据表1选择对应内宽尺寸的吸水厚度膨胀率测定装置，依据GB/T 17657—2013进行吸水厚度膨胀率测定。测定前、中的实物如图4和图5所示。试验过程中，测定装置稳定不倾斜，试件均未脱离装置，满足标准对于试件浸于水槽中的位置要求。

图4 中密度纤维板吸水厚度膨胀率试验前实例图

图5 中密度纤维板吸水厚度膨胀率测试试验中实例图

4 结论与建议

该装置设计原理科学合理，可以满足标准要求。在实际吸水厚度膨胀率测定应用中，操作简单便捷，试件在水中状态稳定、不倾斜，且满足GB/T 17657—2013中4.4吸水厚度膨胀率测试对于试件浸于水中的位置要求。

各检测检验单位可参考本装置设计思路，在不影响GB/T 17657—2013对吸水厚度膨胀率测定要求的前提下，设计适合各自单位的试验装置。如可在本装置的基础上，将固定式的小单元的内宽设计为可调节的，实现一个装置适用多种厚度的人造板吸水厚度膨胀率测定。其次，建议GB/T 17657—2013修订时，可考虑提供相应的装置或方法以方便各单位对标准的执行。