推动竹缠绕复合材料应用 引领中国迈向材料强国

竹缠绕复合材料是以天然竹材为基材,以树脂为胶黏剂,采用缠绕工艺加工成型的新型生物基材料,具有质量轻、强度高、综合造价低、承压能力强、保温性能好、抗震抗沉降能力强、绿色环保、节能低碳等特点,可替代钢材、塑料、水泥等传统材料,广泛应用于城建、市政、交通、水利、航空、国防等领域,可大幅度减少不可再生材料的使用。竹缠绕复合材料的推广应用,对于推动传统行业高质量发展,促进中国向世界材料强国迈进以及人类社会的可持续发展意义重大。文章分析了竹缠绕复合材料的发展潜力、产业化现状及前景,对进一步推动竹缠绕复合材料应用提出了建议。

新型钢框架-竹缠绕装配式建筑研究与应用

建筑工业化是建筑行业提高劳动效率、提升建筑质量、落实节能减排的重要方式,近年来预制装配式混凝土结构、钢结构、现代竹/木结构等得到广泛应用。本文提出一种新型的装配式建筑——钢框架-竹缠绕装配式建筑,它以钢结构为框架,竹缠绕筒体为房屋单元,只需将竹缠绕房屋单元与钢框架进行有效连接即可完成建筑的组装,是一种兼具绿色、高效、低碳、环保的装配式建筑,是未来装配式建筑的发展方向之一。本文以浙江杭州某钢框架-竹缠绕装配式建筑试点工程为案例,阐述其建筑设计、结构设计及连接构造等方面的特点,以此验证此类建筑的适用性和可行性,为新型装配式建筑的发展和应用开辟一条新路径。

竹缠绕复合材料将成为人类社会生物经济发展时期的支柱产业

生物经济是人类继农业经济、工业经济、信息经济时代之后,推动人类文明进步的又一个划时代且影响深远的力量。生物质复合材料是生物经济的重要组成部分。2022年5月中国发布首个国家层面的生物经济发展战略——《“十四五”生物经济发展规划》,竹缠绕复合材料作为一种生物材料被列入规划,该规划指出:“培育壮大生物经济支柱产业,促进竹缠绕复合材料技术发展,推动在城市综合管廊等基础设施建设中示范应用。”此举对竹缠绕产业的健康快速发展具有深远意义。文章阐述了竹缠绕复合材料诞生的背景,作为生物经济支柱产业的优势、作用以及应用范畴,指出促进竹缠绕复合材料技术发展是产业发展战略的核心,并为此提出了建议。

支承布置方式对竹缠绕房屋结构变形影响的有限元分析

通过Design Modeler软件建立了竹缠绕卧式房屋壳体的三维模型,利用有限元软件ANSYS对该模型进行静态力学仿真,模拟计算其在自重及正常使用荷载作用下的变形大小,研究支承数量和布置方式对结构整体变形的影响。结果表明:在自重及正常使用荷载的作用下,长12m,宽4.1m,高3.3m的竹缠绕卧式房屋壳体结构,若在长度方向布置两道支撑,则每道支撑至少布置5个支承;若在长度方向布置三道支撑,则每道支撑至少布置4个支承;支承布置方式的改变对结构底部变形影响较为显著,对结构的顶部变形影响较小。

生物质缠绕房屋将变革传统住宅建造方式

生物质缠绕复合材料技术是2007年发明的竹缠绕复合材料技术的延伸。文章概述了生物质缠绕复合材料的内涵,具体介绍了生物质缠绕房屋的概念、独特优势、研发现状及环境意义,并阐述了生物质缠绕房屋替代传统砖头瓦片、钢筋混凝土结构房屋的发展趋势,分析了生物质缠绕房屋产业形成的基础条件。

竹缠绕复合压力管的研究与开发

在城镇化建设进程不断加快的背景下，管道需求量逐年增加。目前，我国生产传统管道（如水泥管、钢管、塑料管等）使用的原材料为不可再生资源，且生产加工过程存在高能耗、高污染问题，因此，研究开发具有低碳、环保、节能、资源可再生等优势的竹缠绕复合压力管以逐步取代部分传统压力管道对于城镇化发展具有重要的社会意义。竹缠绕复合压力管是一种以竹材作为增强材料、合成树脂作为黏接剂，采用往复式机械缠绕工艺复合而成的具有较强抗压能力的新型生物质管道。本文从原料、成型工艺、管体结构与功能等方面介绍了竹缠绕复合压力管的制备工艺，列举了竹缠绕复合压力管的主要性能，并讨论了竹缠绕复合压力管与传统压力管道在综合性能方面的异同。近年来竹缠绕复合压力管加工工艺和设备日趋成熟，已建立中试生产线；竹缠绕复合压力管在新疆、浙江、黑龙江进行中试应用，取得了良好效果；竹缠绕复合压力管大规模工业化生产线已在湖北襄阳正式投产。本文还从经济效益、生态效益与社会效益等方面对竹缠绕复合压力管的效益进行分析，并与传统压力管道对比讨论。同时，本文就竹缠绕复合压力管的开发与应用提出了存在的问题，对未来的发展方向提出建议：1）纤维原料的处理技术有待提高，性能优异的胶黏剂有待研制，高效率缠绕工艺、自动化缠绕设备有待研发；2）建议增加性能评估指标，摸索环向层积胶合界面表征技术，完善性能评价体系；3）为保证竹缠绕复合压力管产品质量，促进市场规范化，建议制定相关标准及规范。

竹缠绕技术在国民经济发展中的地位与作用

竹缠绕技术充分利用竹材的柔韧性,以竹篾为基本单元,缠绕制备生物基复合材料,该技术是竹材科学领域的一项创新。采用竹缠绕技术制造的管道、管廊等曲面产品充分利用竹材轴向拉伸强度高的特点,在产品结构中形成无应力缺陷分布,满足了承压等工程技术要求,具有高性价比、低碳环保、抗震抗沉降能力强、保温性能好等特点,与同类产品比较,优势明显。该技术拥有完全自主知识产权,已被认定达到国际领先水平,是我国乃至全球绿色发展的代表性民生需求技术,是充分利用竹资源、精准扶贫和减缓气候变化的有效途径,具有巨大的经济、生态、环境等效益。竹缠绕复合材料产业具有资源特色和独特技术优势,市场竞争力强,是竹产业走工业化、智能化、国际化的典范,不仅在竹产业发展中发挥引领带动作用,而且在国民经济发展中具有重要的地位和作用。

竹缠绕复合材料的研发、应用及产业化现状与前景

竹缠绕复合材料是中国自主研发、具有独立完整知识产权的新型生物基材料,具有资源可再生、重量轻、强度高、阻燃保温、绿色环保、节能低碳等特点,可广泛应用于交通、市政、水利、建筑及军工等领域,其产业链贯穿国民经济的第一、二、三产业。竹缠绕复合材料自2007年开始研发至今,历经初始样品制作、检测、少量工程试用、新产品省级鉴定,到部级示范工程应用、中试生产线研制、部级成果鉴定,再到产业化装备下线、产品制造示范工厂建成投产、产品行业标准以及国家标准的编制颁发实施、多个相关部委对技术和项目的认可及背书等过程,已完成一个新产业在开启产业化前的全部基础工作。文章概述了竹缠绕复合材料及其技术研发、应用与产业化现状,分析了其市场潜力及前景,以期充分展示竹缠绕复合材料对绿色经济以及人类可持续发展所发挥的重大作用。

“以竹代塑”撑起“材料强国”中国梦

中国是世界上主要的产竹国,全国竹林面积达735万公顷,竹材总蓄积量约6亿吨,每年可砍伐量约1.5亿吨。然而,竹材每年消耗量仅4000万吨,造成极大的资源浪费。目前,我国竹材加工业发展已经遇到瓶颈期,传统大规模消耗竹材的竹胶合板和水泥模板陷入低谷,近年来兴起的竹缠绕复合材料为竹产业发展开辟了一个新的发展方向,已被定位为国家重点战略产业,将在为国家实现科技创新、经济转型升级、推动新质生产力加快发展上起到巨大作用。

竹缠绕复合管创新技术在“一带一路”沿线推广与应用的可行性分析

竹缠绕复合管是由我国独立研发,具有自主知识产权的创新型竹产品,也是全球第1个可产业化的生物基管道。竹缠绕复合管创新技术的成功研发与应用拓展,对于"一带一路"沿线国家和地区具有重大的现实意义和生态价值。文中从我国竹缠绕复合管研发及应用现状,在"一带一路"沿线东南亚和非洲国家推广的意义、具体措施、发展前景等方面详细论述了推广的必要性和可行性。竹缠绕复合管创新技术的研发与应用,是在新时代和新常态背景下促进亚非国家转变竹产业发展模式、增强竹产品创新发展动力的共同担当,是惠及沿线各国人民、促进绿色发展、合作共赢的具体举措,也是构建中国全方位开放新格局、贡献中国竹智慧的必然要求,以及林产工业适应"一带一路"倡议的惠民之举。