竹质建筑结构柱抗压性能的研究

利用竹胶合板与L型钢制备用于竹结构房屋支撑作用的竹质建筑结构柱,采用双向刀铰与500吨长柱试验机对其进行静态抗压测试,测量结构柱抗压性能,观察其在轴向压力作用下的压缩、弯曲变形,分析竹帘胶合板力学性能、连接方式、破坏形式等对结构柱力学性能的影响。结果表明:竹质建筑结构柱结构柱破坏荷载为700 kN,抗压强度为33.26 MPa;竹质建筑结构柱端部出现局部受压破坏;竹质建筑结构柱翼缘与侧板之间的螺钉连接强度不高,两者之间所受剪力不能有效传递。

竹质工字梁抗弯性能的研究

竹质工字梁是将慈竹竹帘胶合板锯裁成翼缘板与腹板后,通过等边角钢用螺钉联接而成。采用两端简支,在梁跨方向三分点处进行两点加载试验,量测竹质工字梁的应变和变形。结果表明:工字梁翼缘与腹板之间的螺钉连接可靠性与有效性不高,腹板边缘与翼缘之间的剪力不能有效传递;腹板端部发生剪切破坏,腹板受拉区发生裂缝。

覆塑竹帘胶合板“冷-热-冷”胶合新工艺的研究

针对覆塑竹帘胶合板现有的"冷-热-冷"胶合工艺存在能耗高、用水量大的缺点,将胶合工艺改进为先在热压机内采用"热-热"工艺胶合成板,然后在冷压机内进行冷却定型的新工艺。实验室研究表明:新工艺不仅可以节能、节水,而且板材的胶合质量与表面性能都可以满足相关标准的质量要求。

E_0级Ⅰ类竹篾胶合板用PUF树脂胶的研制

在E_0级室外型胶合板用PUF胶的基础上,改用NaOH为催化剂,按照酚醛(PF)树脂胶的制备工艺,在碱性条件下,制备了U/(P+U)质量比30%、F/(P+U)摩尔比1.40的尿素改性酚醛(PF)树脂胶,用于Ⅰ类竹蔑胶合板生产。采用该PUF胶生产的竹蔑胶合板物理力学性能符合室外型竹蔑胶合板的要求,甲醛释放量为0.1 mg/L。该胶制箭备工艺简单,反应平稳,操作易控制,再现性好,成本较低。

不同覆面材料SIP墙体抗剪性能研究

以木质OSB、重组竹、竹帘胶合板为SIP墙体的覆面材料,测试这三种材料覆面SIP墙体在单向及往复载荷作用下的抗剪性能。结果表明:往复载荷作用时的极限载荷、抗剪强度、峰值位移、极限位移比单向载荷作用时下降,但弹性阶段刚度有所提高。往复载荷作用时,在逐级加载过程中墙体刚度逐渐退化;三种材料覆面SIP墙体,抗剪强度分别为16.5k N·m^(-1)、18.4k N·m^(-1)、17.4k N·m^(-1),弹性阶段刚度依次为1476.4k N·m^(-1)、1140.7k N·m^(-1)、934.6k N·m^(-1),耗能分别为5595.4J·m^(-1)、5488.7J·m^(-1)、5450.2J·m~(^(-1));随加载次数及位移增大,墙体内部损伤累积,耗能能力减小。

构成单元的几何形态对竹质胶合板 影响的综合评价

通过对竹质胶合板各种构成单元的加工方式与几何形态的论述，分析比较了各种构成单元对竹材利用率、加工效率，以及耗胶量的影响，进而获得了对产品原材料成本影响的有关数据。综合上述几个方面的影响，以探求论证各种竹质胶合板的发展前景。

中温固化型酚醛树脂胶粘剂合成工艺的研究

通过选取2次甲醛投料比、改性剂加入量、改性剂加入时间和加水时间4个因素,每个因素选取3个不同水平进行正交试验,合成一种中温固化型酚醛树脂,以该树脂为胶粘剂压制竹帘胶合板。通过对制品的静弯曲强度、弹性模量和保留强度的检测,确定适合中温固化型酚醛树脂的最佳工艺参数为:改性剂加入时间为第2次加入甲醛后,升温到92～96℃时;改性剂加量为苯酚质量的4%;加水时间为第2次加入甲醛后升温到92～96℃时;1、2次甲醛投料量分别为75%和25%。合成的酚醛树脂胶粘剂可以在105～115℃实现快速完全固化。

竹帘胶合板抗压强度的研究

以日本结构胶合板标准为检测依据，采用二次正交旋转组合设计为数学模型，系统地研究了涂胶量、增强剂和热压工艺对竹帘板顺纹、横纹、斜纹抗压强度以及密度四个指标的非线性影响，并得出了回归方程。研究结果表明：竹材自身的强度优势在竹帘板顺纹抗压时能够充分体现，而横纹、斜纹抗压强度相对受胶合性能和竹片单板的结构影响较大。三个方向的抗压强度都不同幅度地超过了日本结构胶合板标准中Ａ级品的指标。

竹帘胶合板施胶工艺的改进

分析了目前我国竹帘胶合板施胶工艺上存在的问题,并提出了改进措施。改进后的施胶工艺有利 于提高质量和降低生产成本。

PUF树脂胶粘剂及其在竹帘胶合板上应用的研究

以竹胶合板用酚醛树脂合成工艺为基础,按不同的尿素与苯酚摩尔比．合成一系列苯酚-尿素-甲醛共聚型树脂胶粘剂(PUF),并用该系列胶粘剂压制竹帘胶合板．通过对竹帘胶合板进行性能检测和检测结果分析,表明随尿素与苯酚摩尔比的增加,竹帘胶合板的力学性能总体呈下降趋势,但对静曲强度、弹性模量和冲击强度的影响不显著,对保存强度有很大的影响,将尿素与苯酚的摩尔比控耐在0．5以下时,产品可以达到国家相关标准的要求．

改性MF树脂与PF树脂用于竹帘胶合板的比较

以改性三聚氰胺甲醛树脂(MF树脂)和酚醛树脂(PF树脂)为胶粘剂,设计了两组热压工艺参数,按照“冷-热-冷”工艺压制竹帘胶合板.对制品按标准JG/165-2004进行了检测,并对检测结果进行比较分析.分析结果表明,该改性MF树脂竹帘胶合板的弹性模量稍高于PF树脂竹帘胶合板,但静曲强度和保留强度不如PF树脂竹帘胶合板.如果适当增加产品的密度和降低改性MF树脂中尿素的比例,产品质量将可以进一步提高,证明该改性MF树脂可以替代PF树脂用于竹帘胶合板生产,且产品质量可以达到标准JG/165-2004的要求.

PF与UF树脂混合比对竹帘板胶合性能的影响

以酚醛(PF)胶为基础,通过与不同加量的脲醛(UF)胶相混合,形成一系列混合胶粘剂。在不同的热压条件下,用混合胶粘剂压制竹帘胶合板,经对各组分制品的耐沸水和耐老化性检验,确认当热压温度为14 0℃时,脲醛胶的最大加量可以达到酚醛胶量的4 0 % ,制品的胶合状态不会受到破坏。

径向竹丝帘复合胶合板研究

采用将竹材径向剖削为径向竹篾之后加工制造径向竹丝,再织成径向竹丝帘等方法,研制了径向竹丝帘复合胶合板。结果表明:径向竹丝帘复合胶合板的厚度偏差小,竹材利用率高;板材的较佳热压工艺参数为:热压温度140℃,热压压力3.5～4.0 MPa,热压时间80～100 s/mm。

竹帘胶合板的科技创新与发展方向

针对竹帘胶合板结构及其生产工艺中存在的问题,提出了全方位利用竹材资源和竹材高效加工利用的方法,总结了改进产品结构、降低板材密度、改进工艺技术、研制专用设备等方面的科技创新成果,指出了加强产品应用研究,扩大产品应用领域的重要性。通过全面系统的科技创新,使竹帘胶合板转型为中密度径向竹篾帘复合板系列产品,从而使这一具有中国特色的建筑模板品种增强其市场竞争力。

慈竹竹帘胶合板力学性能研究

采用慈竹为原料制造竹帘胶合板,以三种不同的方式进行组坯,研究组坯方式对慈竹竹帘胶合板纵横方向静曲强度、弹性模量、压缩强度与水平剪切强度的影响。结果表明:组坯方式对胶合板的弹性模量与静曲强度影响较为显著。Ⅲ型板纵向各项力学性能最优,Ⅲ型板横向各项力学性能最弱。Ⅰ型板和Ⅱ型板的静曲强度和弹性模量均达到了汽车车厢用竹篾胶合板的A类标准。三种方式组坯板件的主要力学性能均达到了结构用竹木复合板国家A级标准与混凝土模板用胶合板主要物理力学性能指标。

改性MF树脂制造竹帘胶合板的工艺研究

基于前期对改性三聚氰胺-甲醛树脂(MF)的研究成果,以改性MF为胶黏剂,选取热压温度、单位压力和时间为试验因素,研究竹帘胶合板制造工艺。结果表明,在本研究范围内,当热压温度为140℃,单位压力为2.6 MPa,时间为70 s/mm时,竹帘胶合板的力学性能最佳,可达到JG/T 156-2004标准中优等品的要求。

竹片质量对竹帘胶合板静曲强度与弹性模量的影响

采用不同质量的竹片(竹篾),按产品特定的结构与工艺要求,制造用于车箱底板的32.0 mm竹帘胶合板。通过对其纵向静曲强度与弹性模量的测试与分析,研究制造车箱底板用的竹片(竹篾)的质量优化方案。结果表明:1竹片厚度误差、不规则弯曲程度越小,表面质量越好,缺陷越少,产品的纵向静曲强度与弹性模量越高;2厚度误差小于0.2 mm的A类竹片制成的竹帘胶合板,其静曲强度与弹性模量达到较高值,分别为124.5 MPa和7 468.3 MPa;3竹片厚度误差与表面质量对竹帘胶合板强度影响显著,竹片质量较好的A类竹片制成的竹帘胶合板的静曲强度为竹片质量一般的E类竹片制成的竹帘胶合板静曲强度的3倍,弹性模量则提高了45%。

竹帘板胶合强度的研究

以二次正交旋转组合设计为数学模型，系统地研究了五个变量因子对竹帘板胶合强度的非线性影响，得出了回归方程，并利用正交设计计算法优化了工艺。结果表明：当选用涂胶量２２５ｇ／ｍ￣２、增强剂添加量８％、热压条件：温度１０５℃、压力３．６５ＭＰａ和加压时间８．４ｍｉｎ的优化工艺时，胶合强度达到了回归方程的预测值１．３６ＭＰａ，超过日本普通２类胶合板要求。此外，竹片间隙对胶合强度也有较大影响。

竹质复合材料工字形梁的抗弯性能试验

为了探索竹质复合材料在桥梁建筑结构方向应用的可能性,对4根竹质复合材料工字形梁的抗弯力学特性进行了初步的四点抗弯模型试验研究,其中一根模型试验梁仅配置体外钢筋而不施加预应力,另一根模型试验梁施加体外预应力,并通过试验得到了模型试验梁的屈服承载力、极限承载能力、腹板与翼缘板的连接方式与结构抗弯刚度之间的相互关系。研究结果表明:该类竹质工字形梁的破坏模式有腹板撕裂破坏和腹板受压区局部屈曲破坏;梁的整体工作性能优良,能够提供较高的承载力和结构刚度,但是其后期结构变形较大,结构延性较好,工字形梁的承载力取决于结构变形量值;另外腹板与翼缘板之间采用螺栓连接和结构胶连接的连接方式也有待于进一步深化研究。