阻燃处理竹篾层积材的性能分析

采用M1和M2两种阻燃剂,通过冷热槽法,浸渍处理竹篾后制备竹篾层积材,测定其氧指数、热释放速率、发烟总量等燃烧性能,以及静曲强度、弹性模量等物理力学性能。结果表明:经2种阻燃剂处理,竹篾层积材的耐火性能大幅提高,尤其是M2处理的层积材,综合燃烧性能好;虽板材的力学性能都有一定程度的下降,但仍能满足LY/T1072-2002的要求。

热固型苯酚-间苯二酚-甲醛树脂对竹篾层积材性能的影响

为提高结构用竹篾层积材(LBSL)的强度性能,以间苯二酚为改性剂合成了系列热固型苯酚-间苯二酚-甲醛(PRF)树脂,用于制备毛竹LBSL。以热固型PRF树脂中间苯二酚质量百分含量、甲醛与苯酚的摩尔比及竹帘浸胶时树脂固体含量为影响因子,进行了3因子3水平的正交试验,利用方差分析和显著性检验研究了因子对所制备毛竹LBSL物理力学性能的影响。结果表明:树脂中间苯二酚质量百分含量对制备LBSL的弹性模量(MOE)及24 h吸水厚度膨胀率(24 h TS)影响非常显著;树脂中甲醛与苯酚摩尔比的变化对LBSL浸渍剥离率(DR)、24 h TS和游离醛含量(FF)影响非常显著;竹帘浸胶时树脂的固体含量对LBSL的24 h TS影响非常显著,对LBSL的静曲强度(MOR)影响显著。以热固型PRF树脂制备毛竹LBSL的优化因子水平为:间苯二酚质量百分含量1.5%、甲醛与苯酚摩尔比2.0∶1、竹帘浸胶时树脂固体含量为25.0%。

密度及热压工艺对竹篾层积材性能的影响

为解决冷压工艺生产周期长和能量消耗大的问题,采用梯度降压的热压法制备竹篾层积材,并分析工艺参数对其性能的影响。结果表明:热压温度对板材的弹性模量、静曲强度、吸水厚度膨胀率和水平剪切强度影响显著;热压时间和密度对板材的吸水厚度膨胀率影响较大。在密度1.0g/cm3、热压时间1.5min/mm、温度145～155℃的条件下,板材性能达到LY/T 1072-2002《竹篾层积材》和GB/T 20241-2006《单板层积材》的要求。

丛生竹竹篾层积材制备工艺的研究

以四川南部长宁县的丛生竹种梁山慈竹为试材,就2种热压工艺对竹篾层积材的性能影响进行了比较,采用正交试验法,对影响竹篾层积材物理力学性能的工艺因子进行分析和优化。结果表明,2种热压工艺制备的竹篾层积材性能均远高于标准要求;优化的竹篾层积材热压工艺为"热上热下"工艺;基于该工艺制备层积材优化的工艺因子为密度0.8 g.cm-3,热压温度150℃,热压时间1.5 min.mm-1。以优化的竹篾层积材工艺及因子,对该县3种丛生竹种梁山慈竹、硬头黄竹、慈竹竹篾制备的竹篾层积材的物理力学性能进行了对比。

竹篾帘拼接缝隙对竹篾层积材抗弯性能的影响

竹篾帘拼长是制备超长竹篾层积材(LBSL)的必要手段。竹篾帘接缝深度以及位置,对层积材抗弯性能影响的试验结果表明:表面接缝加深,试材的抗弯性能下降,但接缝深度占板厚的比例小于5%时,其对试材的抗弯性能无明显影响;接缝位置越接近芯层,其对试材抗弯性能的影响越弱,位于层积材中心层时,对MOR无影响。在实际生产的铺装过程中,应尽量避免出现接长缝隙,尤其是避免在层积材的表面出现接缝。

竹篾层积材在建筑结构中的研究及应用

竹篾层积材由于其良好的物理力学特性,可制造成梁、檩、柱、椽等主要承载构件,并逐步应用于现代竹结构示范建筑中。文章简要介绍了竹篾层积材的制造工艺、影响因子及产品性能,并阐述了在建筑结构中的研究应用现状及存在的问题,为其在建筑方面的发展提供参考。

竹篾帘搭接对结构用竹篾层积材力学性能的影响

竹篾帘拼长是制备超长竹篾层积材(LBSL)的必要手段,竹篾帘端头搭接是拼长的方式之一。对LBSL抗弯及抗拉性能的测试结果表明:搭接长度和位置对板材力学性能影响显著;增加搭接长度有利于提高其抗弯和抗拉性能,当搭接长度大于10mm时,板材的力学性能趋于稳定;搭接接头位于芯层时,板材性能优于接头位于表层。LBSL生产组坯工序要保证竹篾帘搭接长度,同时尽量避免板坯表层出现搭接。

高阶剪切变形理论在竹篾层积材弯曲问题中的应用研究

针对竹篾层积材梁横力弯曲问题 ,推导得到了高阶剪切变形理论下的具体分析表达式。在此基础上 ,详细分析计算了梁的弯曲变形和弯曲强度 ,并与采用其他方法得到的结果进行了比较。结果表明 ,高阶剪切变形理论下的计算结果未必优于一阶剪切变形理论和更符合于实际。

3种大径丛生竹竹篾层积材的物理力学性能研究

我国丛生竹资源丰富,但其加工利用的开发远远落后于毛竹。为促进丛生竹的开发利用,以3种常见的大径丛生竹油簕竹、越南巨竹和麻竹为材料,加工成竹篾层积材,并对板材的物理力学性能进行测定。结果表明,3种竹篾层积材的含水率在7.02%～7.96%之间,符合《竹篾层积材》规定的标准6%～8%;最小静曲强度为118.40,基本达到标准规定的120;最小冲击韧性为112.86 kJ·m-2,均大于标准规定的110 kJ·m-2,即产品主要物理力学性能基本能达到或超过产品规定的指标,板材的胶合性能优良,各物理力学性能间具有较密切的相关性。因此,在生产实践中,开发和利用这3种大径丛生竹是可行的。

玻璃纤维布对竹篾层积材强度和韧性的影响

通过分析现有竹篾层积材存在的密度高、力学各向异性等特点,进行针对性的复合材料结构设计以改善竹篾层积材料的冲击、弯曲等力学性能,以期在滑板等运动领域进行推广应用。本研究以7.0 g/cm 3设计密度为目标,玻璃纤维布作为增强增韧材料,环氧树脂作为胶黏剂,分别制备3种面密度(35,100和160 g/m 2)玻纤布增强的竹篾层积复合板材(简称G-LBSL),并对其弯曲强度和冲击刚度及界面剪切强度等性能开展研究。结果表明:玻纤布的复合使得传统竹篾层积材(7.5 g/cm 3以上)在降低密度的基础上,抗冲击性能与弹性模量有明显的改善,并随着玻纤布面密度增加呈现正比例关系,其中弹性模量MOE、静曲强度MOR、冲击刚度分别最高增加26.3%,41.2%,55.0%;进而在发挥竹篾单元柔韧性优良的基础上,还能够在高强度的体育运动中保持良好的弹性、韧性和稳定性能。

竹篾厚度及排列方向对竹篾层积材性能影响

以毛竹竹篾为研究对象,考察了竹篾厚度及排列方向对竹篾层积材物理力学性能的影响。结果表明:竹篾厚度变化对竹篾层积材的物理力学性能影响非常显著。随着竹篾厚度的增加,竹篾层积材的24小时吸水厚度膨胀率和浸渍剥离率都明显增加,静曲强度值和弹性模量值减小;竹帘方向对各项物理力学性能的影响显著,其影响程度大小分别为24h吸水厚度膨胀率>浸渍剥离率>弹性模量>静曲强度。竹帘方向层与层之间互为垂直时,压制的板材的各项物理力学性能较层与层顺向排列的板材对应性能均大幅下降,尤其是板材的24小时吸水厚度膨胀率和浸渍剥离率的值变化最大。

竹-橡胶木复合正交胶合木的制备和性能

以锯材为基本单元的正交胶合木是具有广泛应用前景的重型木结构建筑材料。为减少对国外树种的进口和依赖,首次采用竹篾层积材与橡胶木2种本土层板原料,以相同制备工艺(胶黏剂为单组分聚氨酯,施胶量为180 g/m^(2),冷压时间1 h,压力为1.0 MPa),在大幅面压机上压制尺寸为2400 mm×1200 mm×96 mm的三层竹木复合正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)以及另外3种不同复合形式的CLT(纯木CLT、木竹复合CLT、纯竹CLT),通过对竹木复合CLT强轴方向的抗弯弹性模量、抗弯强度、胶层剪切强度、层间剪切强度和浸渍剥离率等性能的评估和不同复合形式CLT弯曲性能差异的分析,研究国内树种与竹材制备足尺竹木复合CLT的可行性。结果表明:采用单组分聚氨酯制备的竹木复合CLT,其干态和真空加压状态下的强度、木破率以及浸渍剥离率均符合ANSI APA PRG 320-2019“Standard for performance-rated cross-laminated timber”中使用环境1的要求;抗弯性能和剪切性能测试值均能达到以上标准和LY/T 3039—2018《正交胶合木》标准中E2等级性能的要求。上述试验研究和分析为竹木复合CLT在建筑工程中的应用提供了设计参考及理论依据。

先进生物质复合材料在风电叶片中的应用

竹材是生长速度快、性能好的生物质材料之一。由于竹材外侧性能远高于内侧,采用分级加工方法可制备由外侧到内侧的A、B、C、D级竹层积材。通过与其他风电叶片材料比较,A级竹篾层积材的性能超过了目前风电叶片使用的木层积材,与玻璃纤维增强塑料的性能接近。用这种先进生物质复合材料制作的新一代风电叶片,具有可再生性、加工消耗能源少、无废弃物、成本低、废旧产品易于处理等一系列优点。

四种竹材人造板的制造方法和性能比较

介绍了竹集成材、重组竹、A级竹篾层积材和竹单板层积材四种竹材人造板基本单元的制备方法、竹材利用率以及竹材人造板的制造工艺和方法并对四种竹材人造板的力学性能进行了比较,结论认为,竹单板层积材在制备的过程中,将竹材的一次利用率提高到90%～95%,且其各项力学性能指标均有大幅度的提高,是一种可持续发展的新型材料。

全球竹建筑概述——趋势和挑战

笔者回顾了世界各地竹建筑的历史,讲述了竹材同其他建筑材料,诸如天然泥土/石灰、近代混凝土/水泥、胶粘剂之间的关系。竹子是世界上生长速度最快的植物,具有优良的结构性能,但在建筑中的潜力还未被充分挖掘。本文在描述世界各地竹建筑现状的同时,指出了目前竹建筑产业所面临的挑战,并就进一步的研究和发展提出了一些建议。