广东不同区域麻竹林分生长性状调查及其竹材基本密度初步研究

对新兴、丰顺、英德3 个地方的连片麻竹Dendrocalamus latiflorus 林分生长性状和竹材性状进行系统调查及分析比较,结果表明：新兴麻竹林分竹丛内竹秆数量多且竹秆年龄结构较为均衡,丰顺麻竹林分竹丛内竹秆数量很少且竹秆年龄结构不均衡,英德麻竹林分竹丛内竹秆数量少,竹秆年龄结构亦不均衡;160 m2 竹林中,新兴麻竹林分竹秆数量显著多于英德和丰顺,达263 株。一年生竹秆平均胸径以丰顺最大,其他两地较小;其他年龄竹秆平均胸径新兴、英德较大,丰顺最小;新兴、英德两地间麻竹林分竹秆胸径大小在所有年龄级中均无显著差异。3 个地区间麻竹竹秆的加工性状有显著差异,新兴麻竹竹秆分枝特别高、秆重大,英德麻竹秆高最大,分枝较高,因而两者均是较好的加工重组竹材的材料;丰顺麻竹材分枝特别低,但秆重较大,作为重组竹材的加工材料还是可行的。3 个地区的麻竹竹秆基本密度大致相同。     

竹材疏解方式和浅碳处理工艺对广东典型丛生竹制备竹重组材性能的影响

以广东省产地麻竹(Dendrocalamus latiflorus) 和粉单竹（Bambusa chungii）为原料制备竹重组材,研究去青去黄、直接碾压两种单元材料疏解方式,和浅碳处理工艺对板材物理力学性能影响。研究结果表明, 麻竹和粉单竹采用直接碾压疏解方式制备的竹束吸水率均高于去青去黄疏解方式制备的竹束;采用直接碾压疏解方式制备的重组材各项性能均优于去青去黄疏解方式制备的重组材。浅碳处理工艺对麻竹重组材和粉单竹重组材吸水稳定性无明显影响,对麻竹重组材静曲强度、弹性模量和水平剪切强度有降低作用。竹种不同,板材性能变化有明显差异,麻竹制备的重组材各项性能受疏解方式和浅碳处理工艺影响更大。     

室外用重组竹及重组竹木复合材生产工艺初探

以酚醛树脂为胶粘剂,以竹束和木单板为原料,制造出室外用重组竹和重组竹木复合材,探讨了热压温度和压力对板材的弹性模量、静曲强度以及吸水厚度膨胀率的影响规律。结果表明:随着热压温度的提高,重组竹和重组竹木复合材的静曲强度、弹性模量、尺寸稳定性显著增加;在本研究范围内,热压压力对板材力的学强度和吸水厚度膨胀率的影响不显著;重组竹的静曲强度和弹性模量均明显高于重组竹木复合材,但其尺寸稳定性无显著区别;重组竹和重组竹木复合材的优化热压温度与压力分别为170℃和4MPa。     

热处理纤维化杨木单板条制造重组材的性能

基于传统重组木和重组竹的制备技术,利用中小径级速生杨木,开发一种以热处理的纤维化杨木单板条制备重组材的工艺,并检测重组材的物理力学性能。结果表明,随着热处理温度的提高,重组材的吸水性及吸水厚度膨胀率明显降低,静曲强度和弹性模量略降,硬度呈现微增。     

竹束单板层积材物理力学性能均匀性研究

采用竹束单板整张化工艺,制备了竹束单板层积材(BLVL),利用X射线剖面密度仪研究BLVL及重组竹的剖面密度分布规律,比较了BLVL和重组竹的各项力学指标及其均匀性,并对其宽度和厚度方向上的尺寸稳定性和离散性进行了统计分析.结果表明:竹束单板层积材剖面密度曲线(VDP)分布较为均匀,两种整张化方式下制备的BLVL剖面密度变异系数(COV)较重组竹要低.BLVL的静曲强度、弹性模量、剪切强度及力学均匀性均优于重组竹;方差分析表明:BLVL的吸水增重率、宽度和厚度膨胀率显著低于重组竹,其标准方差亦小于重组竹,且TH＞ Tw.     

降压工艺对竹重组材性能的影响

对竹重组材的热压工艺进行研究,分析了板材降压时间、排湿时间、降压压力、出板温度等工艺因素对板材的静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率等性能的影响,探讨竹重组材热压的较佳工艺参数。试验结果表明:竹重组材采用"V"型的降压方式,可以提高板材的质量,缩短热压周期,提高生产效率。竹重组材较佳工艺条件为降压时间23 min,排湿时间60 s,降压压力1.0 MPa,出板温度70℃。     

疏解竹单板高温干热处理对竹基纤维复合材料性能的影响

【目的】以高温干热处理疏解竹单板为基本单元,制备竹基纤维复合材料,分析不同热处理温度对疏解竹单板物理化学性能以及竹基纤维复合材料物理力学性能的影响,为高温干热处理竹基纤维复合材料生产工艺优化和新产品开发提供依据。【方法】以毛竹疏解单板为原料,以180和200℃干热空气为介质,在氧气含量2%～2.5%条件下对其进行热处理;以不同温度处理的疏解竹单板为基本单元制备竹基纤维复合材料,对热处理后疏解竹单板以及竹基纤维复合材料的性能进行分析。【结果】200℃处理4 h疏解竹单板的质量损失比180℃大;随着热处理温度升高,疏解竹单板的综纤维素和α-纤维素含量分别降低11.36%、20.15%和21.95%、35.94%,木质素相对含量分别增加16.36%、43.56%,pH和缓冲容量降低;傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析显示,热处理后疏解竹单板表面羟基数量减少,导致其对水分的再吸收能力降低;热处理后疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;经180和200℃处理后,竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率分别降低11.20%、15.88%、7.03%和21.60%、32.27%、26.60%,静曲强度和剪切强度分别降低39.07%、33.51%和56.14%、42.15%,弹性模量变化不显著。【结论】随着热处理温度升高,疏解竹单板的抽提物挥发和化学组分降解,其质量损失率增加,pH和缓冲容量降低;半纤维素优先降解,导致其对水分的再吸收能力降低,而降解生成的可溶性小分子物质增加,导致其抽提物和木质素相对含量增加;热处理疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率降低,耐水性能增加,静曲强度和剪切强度大幅降低。     

疏解单板厚度对杨木重组木性能的影响

以杨木为原料制备高性能重组木,重点探讨疏解单板厚度对重组木性能的影响。结果表明:随着疏解单板厚度的增加,重组木的抗弯性能和抗剪性能下降,但抗弯强度整体差别不明显;吸水厚度膨胀率先下降后略有上升,吸水宽度膨胀率和吸水率呈逐渐下降的趋势,其中6 mm厚疏解单板压制的重组木的耐水性能性能较优。不同厚度疏解单板压制的重组木纹理略显不同,均呈现出较强的实木感。     

竹束形状对重组竹吸水性能的影响

用粗、细2种竹束分别制备重组竹,测试不同竹束形状对重组竹吸水率、吸水厚度膨胀率、吸水宽度膨胀率以及重组竹水平剪切强度的影响。实验结果表明,在10 min浸胶时间下,细竹束的上胶量约为粗竹束上胶量的142.3%;在相同的时间下,粗竹束重组竹的吸水率、吸水厚度膨胀率以及吸水宽度膨胀率为细竹束重组竹的114.0%,131.1%和115.0%;粗竹束制备的重组竹的水平剪切强度小于细竹束重组竹。试验显示,竹束细化后,浸胶更加均匀,越容易压密实,改善了重组竹的胶合性能。     

三聚氰胺树脂浸渍竹材的研究

采用三聚氰胺树脂胶粘剂浸渍重组竹压制板材的研究结果表明,不同浸渍浓度对竹材性能的影响各异；固化温度对竹材内结合强度和吸水厚度膨胀率影响较大.     

碳纤维增强聚合物 重组竹复合材的弯曲力学性能

重组竹已广泛应用于室内高档装饰、园林景观、室外防腐地板等领域,但重组竹的弹性模量比较小,为钢材的1/7~1/5,应用于建筑领域时难以充分发挥其自身高强度的特性。针对重组竹刚度较小的问题,提出一种重组竹板和碳纤维增强聚合物(CFRP)厚板嵌合粘接的新型重组竹复合材料,采用三点弯曲试验和有限元仿真方法,对CFRP 重组竹复合试件的失效模式、荷载 位移关系、应变曲线、胶层界面剥离影响等进行了研究。结果表明:重组竹试件失效模式是跨中位置处拉伸区域竹纤维断裂,且出现若干水平分层破坏,CFRP 重组竹复合试件的失效模式是CFRP与重组竹层间胶层出现大面积剥离;CFRP 重组竹复合试件的变形过程分为线弹性阶段和界面破坏阶段;CFRP可以明显提高重组竹梁的弹性模量和静曲强度,复合试件弹性模量是重组竹试件的2.33~2.94倍,静曲强度是重组竹试件的1.49~1.58倍;胶层界面剥离是CFRP 重组竹复合试件失效的重要因素,胶层界面剥离对复合试件的应变分布和挠度都有较大影响,完全剥离后试件的挠度是未剥离时的3.09倍。     

毛竹和重组竹腐朽前后的表面颜色及耐腐性能

以毛竹和重组竹为研究对象,用绵腐卧孔菌(PV)、密粘褶菌(GT)两种褐腐菌和彩绒革盖菌(CV)、变色栓菌(TV)两种白腐菌进行腐朽试验,比较分析了毛竹和重组竹腐朽前后表面视觉性质及其质量损失差异。结果发现:毛竹和重组竹颜色均发生了显著变化,主要表现为明度(L~*)降低,色度值(C)、红绿轴色品指数(a~*)和黄蓝轴色品指数(b~*)显著增大,其中绵腐卧孔菌对毛竹及重组竹的色差影响最大。重组竹(耐绵腐卧孔菌)能达到Ⅰ级强耐腐水平;毛竹(耐绵腐卧孔菌)和重组竹(耐密粘褶菌和彩绒革盖菌)达到了Ⅱ级耐腐水平;毛竹(耐密粘褶菌、彩绒革盖菌和变色栓菌)和重组竹(耐彩绒革盖菌)为Ⅲ级稍耐腐水平。整体来看,重组竹对白腐菌和褐腐菌的耐腐效果好于毛竹。绵腐卧孔菌虽然对毛竹和重组竹的降解能力最弱,但对其颜色变化的影响却最大。扫描电镜可观察到彩绒革盖菌通过毛竹导管壁上的纹孔进入薄壁细胞、伴胞等,同时通过分泌木质素酶导致其细胞壁降解。     

温度对重组竹短期受压蠕变性能的影响

通过对重组竹受压试件进行短期蠕变试验,研究温度对重组竹受压试件蠕变特性及蠕变规律的影响。针对不同应力水平下温度对重组竹短期受压蠕变的影响,研究了在同一应力水平7.5%下,重组竹在5种不同温度下的24 h顺纹受压蠕变性能;进一步比较了重组竹在应力水平为7.5%,15%,30%且温度分别为25,50,75℃情况下的24 h顺纹短期受压蠕变特点。最后,采用Burgers模型对上述不同温度变量和不同应力水平变量下重组竹短期受压蠕变曲线进行拟合分析。结果表明:在重组竹顺纹受压蠕变中,温度和材料应力水平越高,瞬时弹性变形越大,重组竹蠕变应变总量越大,重组竹抵抗蠕变性能越弱,且较高温度和较高应力水平的同时作用会对重组竹构件产生不利影响;Burgers模型的拟合决定系数基本均在0.98以上,说明Burgers模型能够较准确地描述温度对重组竹短期受压蠕变曲线特性的影响。根据试验与拟合曲线特性可知,重组竹顺纹受压蠕变中弹性变形占80%以上,说明在不同温度下重组竹顺纹受压蠕变中弹性变形占主要部分,随着温度的升高,弹性变形有所下降,黏性变形逐渐增加。     

我国重组竹产业发展现状与机遇

重组竹是竹材应用领域创新开发的一种全新复合材料,具有原料利用率高、生产效率高和产品附加值高等特点,重组竹的出现拓宽了竹材的应用范围,有力促进了竹材加工产业的转型升级。目前,我国的重组竹产业发展仍然处于初始阶段,地区发展不均衡,在关键技术、标准体系、生产规范等方面亟需攻关与建立。文章概述了重组竹产业的发展现状、存在的问题,分析了重组竹产业发展面临的机遇,指出重组竹产业的发展为竹产业的可持续发展开辟了新方向。     

任意长重组竹木方料连续压制设备的研发

重组竹木因具有原料利用率高、生产效率高和产品附加值高的特点,被广泛用于室内地板、家具、建筑结构材、装修装潢材及户外用材等领域。在我国提出“双碳”战略的背景下,全面推进竹材建材化已成为建筑领域实现“双碳”目标的关键举措之一,而研发适合的竹结构材生产设备是实现竹材建材化的关键。本研究设计了一种竹木重组材料连续压制设备,其结构特点是进口为契口式连续进料,模腔由多个单向折合式履带前后连接而成,环形连接实现连续辊压。该设备能压制出任意长度的竹木重组结构材方料,可以满足各种竹木建筑结构长度用材。     

重组竹材料技术创新与面临的关键问题

重组竹是将竹材重新组织并加以强化成型的一种竹质新材料，是中国拥有自主知识产权、并已实现产业化利用的一种竹基复合材料，具有原材料利用率高、力学性能优异的特点，产品可应用于室内外地板、家具、建筑结构材、装修装潢材，以及风电桨叶等高强度材料领域。目前，中国在重组竹制造技术领域取得重要进展，但也面临着许多制约产品开发与应用的基础研究障碍，亟待解决。文章总结了重组竹材料技术研究取得的重要进展，分析了重组竹材料在产品开发利用中尚需解决的技术问题，以期为高性能重组竹材料的理论研究和实践提供参考。     

重组竹地板能耗调查与节能分析

节能降耗是实现可持续发展必然要求。文章通过对林业行业耗能最大的重组竹地板行业进行调查分析,结果表明:重组竹地板加工工艺划可分为4道工序:竹束加工工序、坯料加工工序、地板成型工序、油漆成品工序,其各工序所占能耗比例依次为47.20%、45.93%、3.30%、3.56%。能源消耗主要为电和竹碎料,其中电耗比例约占13.98%,竹碎料焚烧耗能约占86.02%;有效控制竹碎料使用量,是重组竹地板加工行业实现节能降耗最有效的措施。     

Resistance of bamboo scrimber against white-rot and brown-rot fungi

ABSTRACT

Bamboo scrimber is one of the most emerging structural materials for future building applications and it possesses properties comparable to other natural wood-based engineered materials such as glulam, laminated veneer lumber and cross-laminated timber. The goal of this work was to study the decay resistance of bamboo scrimber against white-rot (Trametes versicolor) and brown-rot fungi (Serpula lacrymans). Bamboo scrimber samples were incubated in petri dishes with the wood-decaying fungi and the weight loss after 12 weeks was measured. The surface morphology of fungal-degraded bamboo scrimber was evaluated using optical microscopy. Based on the percentage weight loss, bamboo scrimber could be classified as highly resistant against bio-deterioration by white and brown-rot fungi.     

我国重组竹产业发展现状与趋势分析

回顾我国重组竹产业的发展历程、区域分布发展的特点,以及重组竹产业发展的主要技术路线与工艺。分析了我国近10年来重组竹产业的发展现状,总结产业发展过程中存在的主要技术和设备问题,并对我国未来重组竹产业的发展趋势与前景进行展望。     

原态竹材湿热应变响应

【目的】分析原态竹材对环境温度和相对湿度的应变响应,为原态竹材的尺寸稳定性和环境适用性研究提供基础依据。【方法】以我国6个城市的年均温度和相对湿度为基础数据,通过湿热图谱研究原态竹材的湿热应变行为,采用静态应变仪采集直径相似(96.52 mm±1.46 mm)但长度不同(500、400、300和200 mm)原态竹材依次经历6个阶段温湿度变化(5 ℃、66%;13 ℃、50%;20 ℃、70%;20 ℃、80%;30 ℃、80%;9 ℃、36%)过程中端部和中部的周向应变以及原态竹材的轴向应变数据,分析讨论温度、湿度和长度对原态竹材应变响应行为的影响。【结果】初始状态应变值设定为零,竹材水分蒸发收缩时应变为负,吸湿膨胀时应变为正,当温湿度骤然下降时,试样端部和中部膨胀应变急剧减小甚至开始收缩。竹材的周向应变为-500~3 000 με,轴向应变为-50~225 με。原态竹材端部周向应变较敏感,中部周向应变出现滞后现象。长度为500和400 mm试样端部和中部的最大应变差较大,相比300和200 mm试样端部应变差差异显著;较短试样端部和中部的应变差从正值缩小为零后变为负值,端部和中部应变行为出现此消彼长现象。【结论】原态竹材能够对温湿度变化做出即时响应,温度、湿度和长度对原态竹材的应变响应具有明显影响,温度的影响主要依赖湿度导致竹材含水率变化来体现。周向应变与轴向应变行为相似,但明显大于轴向应变,端部对温湿度的响应更为敏感,中部响应有滞后现象,长度越长的竹材内部干缩或湿胀应力越不均衡。温湿度变化引起原态竹材内应力不均衡是原态竹材应变不均甚至开裂的主要原因。