竹材原态多方重组材料的创新与初探

竹材重组是竹材加工利用的一种形式,现行的竹材重组技术破坏了竹子本身具有的优良原态结构。竹材原态多方重组材料的创新研发,运用了仿生学原理,保持了整竹竹节中空、外密内疏,抗弯、抗剪及抗压能力强等原态特点,可制造出高强度、大跨度的建筑结构材料。笔者分析了当前竹材重组技术背景及不足,介绍了竹材原态多方重组材料概念的提出及研发,初步进行了仿生蜂窝及多边形化与竹材重组的力学分析。提出了其关键工艺技术及其研究现状,最后展望了竹材原态多方重组材料的应用前景及重要意义。     

高温热处理竹材重组材工艺及性能

采用加缝处理后的竹篾先进行不同温度的蒸汽高温热处理,再按照热压法生产竹材重组材的方法压制试材,并测试其物理力学性能。结果表明,在试验范围内,竹篾热处理温度越高,压制成的竹材重组材吸水厚度膨胀率越低,尺寸稳定性越好;此外,竹篾经高温热处理后,竹材重组材的力学性能与竹篾未处理材有一定程度的下降,且MOR的下降速率高于MOE。     

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。     

3种竹材重组材耐老化性能比较

竹材重组材生产工艺简单、产品性能好、用途广,近年发展迅速。本文采用欧洲标准BSEN1087—1人工加速老化方法对冷压、热压、炭化热压三种工艺生产的竹材重组材进行了耐老化性能测试,并对测试数据进行分析、比较。结果表明：热压炭化竹材重组材老化前后的24h＊gt．水率、24h吸水厚度和宽度膨胀率均低于其他两种工艺生产的竹材重组材;热压炭化材与热压材耐老化处理后的弹性模量、静曲强度下降趋势和下降幅度差异不大,冷压材下降幅度最大;3种板材老化过程中内结合强度的变化情况差别不很明显,下降趋势和下降幅度基本一致。     

竹材重组材高频加热胶合成型压机研制及应用

在分析当前竹材重组材生产方法及设备的基础上,提出了高频加热胶合成型方法。重点介绍了高频加热胶合成型机的主要参数设计、高频发生器参数设计,最后简单介绍了高频加热胶合工艺及用该设备生产的竹材重组材的物理力学性能。     

我国木、竹重组材产业发展的现状与前景

木、竹重组加工,是速生林木材和竹材未来最具发展前景的高效利用途径之一.通过回顾我国木、竹重组材产业的发展现状,对当前产业发展过程中存在的主要技术、工艺、设备和标准化体系建设等问题,进行了分析归纳,对我国木、竹重组材产业未来的发展提出建议.     

竹质异色重组装饰材工业化生产制造成本分析

竹质异色重组装饰材是以竹束为原料,通过深度匀染、异色竹束重组等关键技术制造而成,具有良好装饰效果的竹质建筑装饰材料。在竹质异色重组装饰材工业化生产技术开发基础上,分析产品制造过程的生产成本,总结降低产品制造成本方法,以期为竹质异色重组装饰材工业化生产过程中的成本控制提供参考。     

竹重组材微晶结构的X射线衍射分析

运用X射线衍射分析(XRD)的检测手段,对冷压热固化与热压法两种生产模式的竹重组材试样进行分析,结果表明竹材纤维素是以微晶结构为基础的无定型结构,仅在衍射角2θ为22.5°附近出现较突出的晶体衍射峰,在衍射角16.7°、35°附近出现对应强度较弱的晶体衍射峰。冷压热固化与热压过程中,竹材纤维素结晶区主体结构未见明显变化,但相对结晶度有不同程度下降,对竹重组材的物理力学性能有所影响。     

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。     

热压工艺对竹重组板材性能的影响

探讨了以竹材为主要原料的竹重组板材热压工艺的优化,研究了热压工艺对竹重组板材力学性能的影响,讨论分析了热压压力、热压时间、热压温度对竹重组板材吸水厚度膨胀率、耐沸水性、静曲强度、弹性模量、耐磨性、耐化学腐蚀性、浸渍剥离率和甲醛释放量等性能的影响。通过正交试验,得出的优化热压工艺为:①热压压力2.0MPa、热压温度145℃、热压时间1.7min/mm,热压压力对竹重组板材耐酸性、静曲强度和弹性模量等影响显著,对耐沸水性、耐碱性、耐盐性、耐磨性和浸渍剥离率等影响不显著。②热压时间对竹重组板材静曲强度有显著影响,对其他试验指标影响不显著。③热压温度对竹重组板材各试验检测指标均有一定的影响,但不显著。     

基于毛竹材的竹重组材关键技术研究

以毛竹为实验材料,研究了竹重组材在生产过程中冷压工艺和热压工艺的关键技术参数对竹重组材性能的影响。结果表明:1)采用冷压工艺时,用胶量对产品的胶合强度和膨胀率影响明显,用胶量为10%时生产的竹重组材具有较好胶合强度和吸水膨胀性能;竹束含水率为12%时其产品力学强度最好;竹重组材的密度越高,其各项性能指标就越好;加热温度为135℃时,产品的各项性能最佳;加热时间选择15 h较为合适。2)采用热压工艺时,较优热压工艺条件为单位压力2.0 MPa、热压温度145℃、热压时间1.7 min/mm;此工艺流程大大提高了生产效率,降低了生产能耗。     

竹原纤维和竹粉纤维形态和化学成分分析

以3年生毛竹材为原料,研究了毛竹竹粉和竹原纤维的纤维形态和化学成分。纤维形态分析结果表明:竹原纤维的宽度(143μm)与竹粉(136μm)相当,长度(22.63 mm)远高于竹粉(0.61 mm),使其长宽比(158.25)远高于竹粉(4.49)。化学成分分析表明:竹原纤维的纤维素含量(65.6%)比竹粉(37.3%)高得多,聚戊糖含量(17.1%)略低于竹粉(20.1%)。竹粉中的木质素含量为24.5%,是竹原纤维中木质素含量(11.5%)的2倍多。竹原纤维的高纤维素含量和低木质素含量是其广泛应用于制浆造纸行业的重要原因。     

半圆竹块去竹隔机的设计

去竹隔是竹胶合板、竹平板及竹层压板生产必不可少的工序。所设计的半圆竹块去竹隔机中的双摆三组合叶片式刀轮由叶片刀轮、摆动刀片组成，其采用液压比例技术控制摆动刀片摆动。该机适应竹材特性，可连续、自动去除竹隔，劳动强度低，生产效率高。     

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。     

竹山县竹博园景观设计

以竹博园地形地貌为依据，梳理原有道路系统．选用大量乡土植物品种，挖掘竹山县传统竹文化特色，营造以竹类植物景观为核心．以地方文化特色为主题竹文化专类园，为人们提供一处具有文化展示、观光旅游、科普教育、生态示范等功能为一体的竹子博览园。     

毛竹林经营研究现状与发展趋势

毛竹是我国南方重要的森林资源,毛竹林经营对于提高竹林生产力、增加农户收入、改善生态环境具有重要意义。我国对于毛竹林经营开展了大量的研究工作,提出了一些好的经营模式和经营措施。文中综述了近年来毛竹经营方面的研究现状、取得的成果,提出了下一步的研究重点,以期为制定毛竹林可持续经营策略提供参考。     

千岛湖景观设计中竹子的应用

竹子以其特殊的美学特征在千岛湖景观设计中发挥着重要作用。文章概述了竹子在千岛湖景观设计中在造景、景观配景及营造空间方面的应用。     

茶空间竹家具的情感化设计探究

源远流长的竹文化与茶文化有许多共通之处,自古以来竹材在茶空间内就有着十分广泛的应用。通过分析人们对茶空间的情感需求和二者之间的情感互动,结合竹材自身的特点,从造型、质感、功能3个方面,提出进行茶空间竹家具情感化设计时要与时俱进、因材制宜和满足个性化需求的建议,使茶空间更加贴合新时代消费者的期望,更好融入人们的现代生活。