木材是天然生长的材料,由于年轮,内部组织结构的差异,要做到绝对不变形是不可能的。通常是用两种方法来减少木材的变形:一种是用先进的干燥脱脂设备,对木材进行干燥脱脂,使湿木变为干燥可用材时,木材内藏内应力少;另一种是长料用短料指接(即纵向集成,卸内应力来减少变形),宽料用窄料胶合(即横向集成,用缩短本根料的年轮来减少变形)。这就是为什么在日常生活中,纵、横(二维)集成材大量地取代大规格实木料的真正原因。
木材是个“海棉体”,“湿涨干缩”是其另一属性。而木材结构的不对称性,决定了木材各向湿涨干缩率是不一样的。大量科学试验表明,绝大多数的木材,弦向(圆周方向)湿涨干缩率是径向(直径方向)的一倍,是纵向(树的生长方向)二十倍关系,而抗拉强度正是相反,木材的纵向抗拉强度却是弦、径向二十倍的关系。这就是像胶合板这样纵横交错相粘的木板因横向湿涨干缩率减少了十几倍,抗拉强度却提高了十几倍而广泛取代实木板的真正原因。
显然,纵、横(二维)集成材取代大规模枋料能解决变形问题,但仍不能解决横向湿涨干缩过大的问题。如果在纵横(二维)集成材的基础上(祥见图 1 )再胶粘二层横向单板,既解决了变形问题,又解决了横向湿涨干缩问题,由于横向抗拉强度提高了十几倍,其实还解决了横向开裂问题和减少横向变形性。我们把这样的集成材,称之为纵横三维集成材。