分级竹层积材的湿胀性研究

竹材是一种变异性非常显著的天然材料,本文采用分级方法研究了竹层积材的吸水膨胀率。结果表明:竹层积材是一种低湿胀性材料,顺纹、径向和弦向上均远低于木材和LVL。经过对竹木材构造的分析,解释了竹层积材低湿胀性的原因。利用竹层积材低湿胀性的特点,可以开发湿环境和干湿交替环境下使用的系列产品。

竹层积材钢夹板螺栓节点的承压性能

进行了4个测试组共20个竹层积材钢夹板螺栓节点承压试验研究,并采用ABAQUS有限元软件建立了螺栓节点的三维实体非线性有限元模型,分析了竹层积材厚度和螺栓直径对节点刚度、屈服载荷和破坏形式等力学性能的影响.研究表明:非线性有限元计算结果与试验结果吻合良好,能够准确预测节点刚度、屈服载荷和破坏模式;随螺栓直径的增加,螺栓节点的刚度和屈服载荷大致呈线性增加;竹层积材厚度的增加能显著提高节点的极限载荷和延性系数;节点的破坏形式受螺栓直径和竹层积材厚度的共同影响,当节点破坏形态为Ⅰ型时,螺栓和竹层积材这2种材料的强度均能充分发挥且节点延性系数较高,节点力学性能最佳.

竹层积材在高温中和高温后的抗弯性能研究

为了研究竹层积材在高温中和高温后的抗弯性能,在20-225℃下对104个试样进行了三点静态抗弯测试.结果表明：随着温度的升高,高温中和高温后竹层积材的抗弯强度、弹性模量和延性系数均明显减小;相对于高温中的试样,高温后的试样抗弯强度和弹性模量均明显较高,而其延性系数则较低.根据回归分析,建立了竹层积材在高温中和高温后的相对抗弯强度与温度的关系模型,该模型预测结果与实测值吻合良好.

新型复合竹层积材的顺纹销槽承压强度计算公式

为探究新型复合竹层积材在木结构中的实际应用性,填补其顺纹销槽承压强度计算公式,共进行了7组28个竹层积材顺纹销槽承压试件的测试,分析了竹层积厚度、端距和销直径等因素对竹层积材销槽承压的刚度、最大载荷和强度等力学性能的影响。研究表明:竹层积材厚度对承压强度的影响可忽略不计;当端距不小于64mm时,端距对承压强度的影响亦可忽略不计;承压强度随销直径的增加,大致呈线性递减。通过回归拟合的销直径影响系数,建立竹层积材顺纹销槽承压强度的理论计算公式,且理论计算结果与实测结果吻合良好。

深冷处理对竹层积材剪切强度及力学性能的影响

为开发超低温条件下的竹质复合材料,本研究探讨了竹层积材在深冷状态下的胶合强度稳定性及力学性能变化规律,以漂白和炭化毛竹竹片为原料,采用落叶松树皮粉和尿素改性的酚醛胶,以青面对青面胶合与黄面对黄面胶合的两种组坯方式制备双层竹层积材。研究竹层积材经-196℃的液氮处理前后的胶合剪切强度、静曲强度和弹性模量的变化。结果表明:经过深冷处理后,竹层积材的胶合剪切强度、静曲强度和弹性模量均有不同幅度的上升,上升幅度分别为9%~34%、3.6%~6.8%、3.6%~7.9%,表明竹层积材在超低温条件下具有较好的应用前景。

竹层积材的非均匀性与纵向曲翘

讨论竹材与竹层积材非均匀性和纵向曲翘行为,由于竹篾的几何尺寸和组坯方式决定了竹层积材的非均匀性和随机性,从而决定了其非对称性。参照英国有关标准,测试了竹层压板的纵向曲翘行为。结果表明:材料有可能发生超过结构材要求的纵向曲翘。今后在建立有关标准时应增加相关条目。

竹层积材在大型风力机叶片设计中的应用研究

从大型风力机竹叶片设计的材料及结构角度出发,首先简要介绍了作为竹叶片主增加材料——竹层积材的力学性能实验及其基本的力学特性.随后基于这些性能数据,给出了一种常规形式的1.5 MW竹叶片的气动和结构设计方法,并重点阐述了竹叶片的结构铺层方法和关键的技术细节,最后简要概述了目前竹叶片设计还需要解决的技术问题.

酚醛树脂面粉添加量对竹层积材剪切强度的影响

以漂白竹片为原料,将不同比例的面粉添加至常规酚醛树脂胶（PF）和落叶松树皮粉和尿素改性酚醛树脂胶（PTUF）中,采用青面对青面和黄面对黄面两种胶合组坯方式制备双层竹层积材,探讨不同面粉添加量对两种结构竹层积材剪切强度的影响。结果表明：使用PF胶合的竹层积材,干强度随面粉的增加呈现先上升后下降的趋势,当面粉添加量为10%时达到最大值,而湿强度随面粉的增加呈现降低趋势,降低幅度为17%-51.7%;而使用PTUF胶合的竹层积材,干强度随面粉的增加呈现先上升后下降的趋势,当面粉添加量为5%时达到最大值,而湿强度随面粉的增加呈现降低趋势,降低幅度为35%-56.4%。因此,相比于PF,使用PTUF胶合的竹层积材,胶黏剂中面粉添加量不宜超过5%。

木质素改性脲醛树脂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响

针对竹层积材中甲醛释放量过高的问题,以碳化竹片为原料,利用木质素作为脲醛树脂胶黏剂的甲醛捕捉改性剂,对脲醛树脂胶黏剂进行共混改性后压制双层竹层积材。采用木质素添加量和组坯方式的双因素分析法,探讨木质素改性脲醛树脂胶黏剂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响;采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对木质素改性后的竹层积材胶合界面进行微观形貌分析。木质素的加入使竹层积材的甲醛释放量明显降低,各组坯方式下竹层积材的甲醛释放量差异较小,均可达到GB 18580—2001标准规定的E2级;随着木质素添加量的增加,竹层积材的剪切强度逐渐增大,竹黄面与竹黄面无节组坯试件(II)、竹黄面与竹青面无节组坯试件(IO)及竹黄面与竹黄面有节组坯试件(Node)的剪切强度均在木质素添加量为40%时达到最大,分别为7.6,8.0和8.5 MPa,相比空白组分别提高了85%,70%和41%;对于竹黄面与竹黄面组坯试件,带节试件的胶层剪切强度大于无节组;由ESEM可知,碳化竹材胶合界面被压缩甚至压溃,表面细胞不同程度呈扁平碎片状,胶黏剂主要渗透到竹材的表层破坏细胞,多数为薄壁细胞,位于竹材表层的维管束中偶尔也会有胶黏剂存在,极少量胶黏剂可能通过裂隙进入竹材更深部位的细胞。结果表明:在相同木质素添加量条件下,组坯方式对竹层积材甲醛释放量几乎没有影响;黄-黄无节组坯试件、黄-青无节组坯试件及黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度随着木质素添加量的增加逐渐增大,黄-青组坯试件的胶层剪切强度普遍优于黄-黄组坯试件,黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度均大于无节试件;ESEM分析表明,由于碳化竹片表面易被压缩压溃,木质素含量较大的高黏度胶黏剂缺乏有效渗透,致使胶黏剂集聚在压溃细胞表面,竹片胶合界面有效胶层厚度增大,从而导致胶层剪切强度增加。

复合竹层积材横纹销槽承压强度

为了探究新型复合竹层积材在木结构中的实际应用性,填补其横纹销槽承压强度的计算公式.本文进行了7个测试组,每组4个重复试件,共28个竹层积材横纹销槽承压试件的试验研究,分析了竹层积材厚度、端距和销直径等因素对竹层积材销槽承压的刚度、屈服载荷、屈服位移和承压强度等力学性能的影响.研究表明：承压强度随竹层积材厚度的增加,先增加后减小；端距对承压强度的影响较小,可忽略不计；承压强度随销直径的增加,大致呈线性递减.通过回归拟合的竹层积材厚度的影响系数、销直径的影响系数,建立了竹层积材横纹销槽承压强度的理论计算公式,且理论计算结果与实测结果吻合良好.

美国住宅建筑中用竹子层积材替代木材

对用竹子层积材作为替代结构材料进行了可行性调查。在传统上，用的是原竹结构．而在本文的研究中采取了与众不同的方法。本研究着重对竹子层积材这复合材料作了研究。竹子层积材是用原竹制作成的一种标准化工业产品．可用于制作许多产品，如地板、家具和其他建筑材料。近来，竹层积材在美国还没有大量用于商业建筑。与木材相比，它适用于小型建筑．如民用住宅等。

竹材加工新方法——曲面胶合层积技术

简述了竹材的机械物理性能,提出了不同于传统竹材加工方法的竹材曲面胶合新思路,定义了曲面胶合的涵义, 并从理论上研究了这一工艺条件下的单体加工方法及出材率,最后探讨了曲面胶合层积材的生产可行性。

竹质工程材料的制造方法与性能

竹质工程材料是利用性能优良、可迅速再生的竹子为原料制造而成。主要的产品有:竹集成材、竹层积材和分级竹丝复合材料。在竹子生长、采集、加工、制造、使用和产品的废弃过程中,消耗能源少,无污染,是一种高性能的环保材料。与其它工程材料相比较,其最大的不足在于材料的均齐性。需要采用多种方法提高材料的均齐性,包括竹材的分级、规则化的加工、浸胶、定向预压、铺层组坯等工艺技术,以及采用规范的质量控制和检验方法,才能制造出符合要求的工程材料。其物理和力学性能良好,可广泛用于风轮叶片、船舶等领域。

结构用竹集成材物理力学性能研究

测定结构用竹集成材及其竹指接集成材的主要物理力学性能,并将测试结果与几种人工林单板层积材以及常见建筑用材种的相关性能进行比较。结果表明:竹集成材的水平剪切强度、静曲强度以及弹性模量等力学性能非常优越,浸渍剥离性能较差。

中国竹材人造板的科技创新历程与展望(续)

1.4竹层积材 竹层积材是将竹材构成单元在干燥、施胶后全部顺纹平行层积胶合而成的一种结构材料,其性能特点是纵向强度特别高,主要用作汽车、火车的车厢底板,是一种良好的木材替代产品.

结构用竹集成材制造工艺技术简介

介绍结构用竹集成材制造工艺技术,包括原料选择、工艺过程、参数控制等。该技术过程主要包括四个步骤:竹篾帘的制备、结构用竹层积材的制备、竹层积材的集成以及竹结构材(结构梁)的制作等。

2010年上海世博会德中同行馆,上海,中国

竹建筑——亲近自然的设计 2007年，德国联邦外交部邀请我在中国设计代表德国国家形象的项目。因与竹材深交超过15年。我将其列为首选。2007-2009年，共有22栋竹展馆分别在中国5大城市展出了10天。当时的想法是利用竹层积材和天然竹子打造全新、高技术的可移动建筑。

船舶专利信息

小型船的发动机进气构造；用于船只、特别是具有低红外特征驱动的海军船只的电能提供系统；船舶驱动装置；在物体上产生势能的方法和装置；玻璃钢面竹层积材与船舶的生产方法。

院校科研

“七五”国家科技攻关项目——《马尾松种子园建立技术研究》专题在京通过部级鉴定由南京林业大学王章荣副教授主持的中国林科院亚林所参加的“七五”国家攻关项目《马尾松种子园建立技术的研究》专题于一九九○年底在北京通过了林业部科技司组织的部级鉴定。并获得了与会的育种专家们的一致好评。

竹质复合工程材料受弯构件试验研究进展

现代竹结构建筑尚无相关的设计规范，对其主要承载构件的基础研究和设计参考依据研究显得尤为重要。文中简要综述了近年来国内外竹质复合工程材料受弯构件试验研究进展，从3个角度阐述了竹材在竹质复合工程材料中所起的作用，并对竹质复合工程材料的研究应用提出了展望。