基于锤击法的新型竹结构房屋动力特性测试

发生在2008年的5.12汶川大地震给我国造成了重大的人员伤亡和财产损失,使得广大工程人员与科研工作者对于建筑结构的抗震性给予了更高的关注。相比于混凝土、钢材等传统建筑材料,竹(木)质材料具有低碳、绿色、可再生等特点。我国是竹资源大国,竹材数量众多且分布广泛。目前,基于竹质基材,可以通过现代化的处理技术和加工手段,得到材质均一、强度高、刚度大性能优异的竹质深加工产品。研究团队将竹胶合板、竹重组材、竹层积材等作为建筑材料,采用新型结构形式建造了一栋全竹质结构二层单体小楼。为了研究该竹质结构房屋的动力特性以及抗震性能,根据竹结构房屋的特点,笔者通过锤击激振法对其进行动力学模态测试,得到了该房屋的主振频率、阻尼、振型等数据。分析后认为该新型结构房屋结构平面规整,阻尼特性合理,符合抗震规范的要求。为了工程应用与推广,研究了国内外相关木结构规范和标准,结合我国抗震规范要求给出了竹结构房屋抗震设计参数的取值建议:即该类型的竹结构房屋可参考木结构设计规范进行工程设计,两种结构能体现相似的动力特性;在考虑抗震设计时,房屋的地震影响系数α可直接取η_2α_(max)。     

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。     

竹材复合板的试件尺寸对静曲强度及弹性模量测试值的影响

采用二次正交旋转组合设计试验,研究了竹材复合板静曲试件的宽厚比、跨厚比对静曲强度及弹性模量测试值的影响。结果表明：在试验研究范围内,试件的宽度不影响静曲强度、弹性模量的检测结果;试件长度（或试验跨距）对静曲强度、弹性模量的测试值影响显著;合理的跨厚比为２５左右。为保证试件的代表性及在弯曲过程中的稳定性,建议试件宽度为５０ｍｍ左右。     

慈竹纳米纤维素的制备及特征分析

以慈竹为原料,先经过抽提处理除去抽提物,再经次氯酸钠和氢氧化钠溶液处理,除去其中的木质素与半纤维素而得到α-纤维素,将得到的α-纤维素通过33%(wt.)硫酸溶液与超声波处理相结合的方式分离出慈竹纳米纤维素。通过扫描电镜(SEM)与透射扫描电镜(TEM)对纳米纤维素的形态特征进行了分析,结果表明纳米纤维素径级范围约10～25 nm。傅里叶红外光谱(FTIR)分析显示慈竹中木质素以及半纤维素已被完全分离,α-纤维素与纳米纤维素化学成分基本一致;热重分析(TGA)显示分离出慈竹纤维中的半纤维素与木质素后,α-纤维素与纳米纤维素热稳定性明显提高,但纳米纤维素的热解温度略低于α-纤维素;X射线衍射(XRD)分析表明在各个分离阶段所得产物中,α-纤维素以及纳米纤维素晶体的结晶度得到较大提高,且均呈现出典型的纤维素Ⅰ结构。     

纳米TiO_2改性竹炭和竹炭抑菌性能比较研究

用纳米TiO2分别对颗粒状及粉末状竹炭进行改性得到纳米改性竹炭,并对纳米改性竹炭(颗粒、粉末)、4种炭化温度(500℃、600℃、700℃和800℃)的竹炭及纳米TiO2共7种材料,在无光照条件下对2种霉菌(黑曲霉菌、绿色木霉菌)进行抑菌试验。结果表明:纳米TiO2改性竹炭(颗粒、粉末)抑菌效果最好,其防治效力(E)分别为90%和100%。4种炭化温度竹炭的防治效力(E)分别为25%、25%、25%和0%,纳米TiO2材料没有抑菌能力,其防治效力(E)为0%。试验表明,纳米TiO2改性竹炭比普通竹炭的抑菌效果好,是一种抑菌能力强的新型竹炭材料。     

小径杉木梳解加工工艺研究

为深度开发和高效利用小径材资源,本研究提出了独特的木材梳解加工原理和方法,并自行设计制造了梳解装置,以此制备新的构成单元(分体状木束条);试验结果表明,小径杉木经梳解加工后,木束条能保持原有的相对强度和刚度,粗细均匀,几何形态较规整,且具规律性,能满足人造板构成单元的要求。木材梳解工艺为小径材的高效利用提供了理论基础与实践经验。     

竹焦油防治蚜虫的田间药效试验

以竹炭生产副产物——竹焦油为原料,对大豆和棉花蚜虫进行田间药效防治试验。结果表明,60%竹焦油乳油,60%竹焦油钠盐可溶液剂和60%竹焦油钾盐可溶液剂对大豆蚜虫药后7d防效均达到90%以上,与对照药剂差异不显著;50%竹焦油乳渍、60%竹焦油乳油、60%竹焦油钠盐可溶液剂、80%竹焦油钾盐可溶液剂,对棉花蚜虫最高防效均在50%左右,总体防效低于对照药剂10%吡虫啉可湿性粉剂。田间试验表明竹焦油是一种良好的天然杀虫剂,对大豆蚜虫具有较强的防治作用。     

中国竹材加工业面临的机遇与挑战

本文从发展竹材加工业的战略高度,通过大量的统计数据与事实,追溯了中国竹材加工业发展的历史,阐述了中国竹材加工业的现状与主要加工利用途径,特别对竹材人造板的加工方法、生产规模、技术水平作了系统的介绍。分析了竹材加工业在竹产业发展中的地位与作用。文中最后阐述了中国竹材加工业面临的挑战和机遇,特别强调了竹材加工业今后发展中应注意的五个方面。     

竹片覆面胶合板的初步研究

本文研究了以竹片为外层材料、多层杨木单板为芯层材料的复合胶合板的结构和力学性能，分析了板坯结构形式、纵向纵片厚度、单板层数及板坯压缩率与产品机械强度之间的关系。初步研究结果表明，板坯结构形式对产品的静载荷抗弯曲性能影响显著；在试验范围内，纵向竹片厚度为３．５－５．０ｍｍ、板坯压缩率在２３％左右时，竹片覆盖面杨木胶合板的综合力学性能比较理想。     

农林生物质的高效、无公害、资源化利用

研究了农林生物质同时制取气、炭、液产品的工艺、设备及三种产品的高效、无公害、资源化利用途径.将农林生物质送入气化炉,有限量的供氧使其同时转化为炭、气、液三种产物,并可通过改变工艺条件调整三种产品的产量和质量.该过程产生大量的可燃气体,经气液分离、纯化后可用于发电或供气;冷凝同收得到的醋液可用于家畜饲养的消毒液、除臭剂或用于农药、肥料的助剂、促进作物生长的叶面肥,在有机作物中效果奇特;得到的生物质炭产品富含作物生长的必需营养元素,对水和肥有长效缓释作用,对重金属污染、退化的土壤具有改良、修复作用,可制成有机复合肥或钢铁工业的保温材料等.