竹木建筑新材料的制造技術(shù)及其應用

杉木規(guī)格材

以我國湖南和安徽等地的人工林杉木為原材料，按照我國《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中對人工林結(jié)構(gòu)用材的相關(guān)規(guī)定進行加工，依據(jù)北美分級測試程序利用縱向基頻振動(FFT)和應力波2種無損檢測方法，對杉木規(guī)格材進行綜合評估分級，確定杉木規(guī)格材的性能和等級，得到不同尺寸的杉木規(guī)格材的動態(tài)彈性模量。杉木規(guī)格材抗彎模量可靠，力學性能穩(wěn)定，可滿足木結(jié)構(gòu)房屋中的墻骨、擱柵和屋架的使用要求，用于替代常規(guī)的SPF規(guī)格材。

竹木復合覆面板

以我國資源豐富的毛竹和速生楊木為原料，利用改性酚醛膠黏劑(PF)，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和科學的工藝研制輕質(zhì)高強的竹木覆面板材。從外觀尺寸、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性、物理力學性能到加工性能，能夠達到和超過OSB/4級的要求，如表2;而且加工性能好，便于現(xiàn)場組裝，握釘力高，可替代OSB用作木結(jié)構(gòu)房屋的墻面板、樓面板和屋面板。

落葉松材金屬擱柵

以我國種植面積大的人工林落葉松為原料，通過優(yōu)化翼緣和腹板生產(chǎn)工藝技術(shù)，合理的翼緣與腹板榫齒結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，研究和開發(fā)輕型木結(jié)構(gòu)建筑用工字擱柵構(gòu)件。其主要力學指標抗彎承載力達到18.78kN·m，抗彎剛度EI達到1 197kPam4，抗剪承載力17.6kN。滿足美國工程木材協(xié)會PRI-400《工字型擱柵性能標準》標準中國外同類產(chǎn)品的性能。可滿足輕型木結(jié)構(gòu)的擱柵和桁架等使用要求。

竹木復合梁

竹木復合梁是以小徑竹進行重組加工制造的重組竹和采用超厚單板旋切技術(shù)制造的單板為基本組成單元，通過復合材料技術(shù)與原理，將上述兩種單元經(jīng)過指接與層積重組加工而成的高性能竹木復合梁。竹杉復合梁達到40.9MPa，彈性模量達到9.7GPa;竹楊復合梁達到42.7MPa，彈性模量達到10GPa;與白松和樟子松密度相當?shù)那闆r下，竹杉和竹楊復合梁的彎曲強度和彎曲模量均大于白松和樟子松，達到了E105-F300集成材梁的要求，可用于膠合木結(jié)構(gòu)建筑中的承重構(gòu)件。

結(jié)構(gòu)用膠合木

以湖南攸縣采集的人工林杉木為原料，按照確定的層板規(guī)格進行下鋸、干燥和刨切等工藝，加工成一定長度的層板，并根據(jù)各層板的彎曲彈性模量將其分等，通過將同等級的銑齒后的指接單元進行指接。對指接層板、膠合木進行冷水浸漬、沸水浸漬、減壓加壓浸漬剝離試驗，全部未開膠，膠合剝離率為零。杉木膠合木可替代高品質(zhì)原木用作承重柱，在徽派膠合木結(jié)構(gòu)建筑中的應用。
   
建筑裝飾用材

在仿真思路的指導下，通過木材調(diào)色、花紋仿真和模具設(shè)計、單板重組和膠合成型及切削加工等技術(shù)系統(tǒng)集成，開發(fā)竹、木基重組裝飾材料的木材顏色、花紋和質(zhì)感的仿真制造技術(shù)，實現(xiàn)了普通木材模仿珍貴樹種木材。重組裝飾材可達到以下技術(shù)指標:仿真性能良好，材色和花紋與所模仿的珍貴樹種木材的材色與花紋相似，顏色均勻，總色差小于3?？捎米骷揖叩匕搴褪覂?nèi)裝飾材料，在3棟木屋中主要用作樓梯扶手、木門和欄桿。

結(jié)論與建議

1)從材料性質(zhì)上，竹木建筑新材料的強度和性能都達到或超過了相應的進口材的強度，滿足建筑設(shè)計要求，可以用來替代進口材用于木結(jié)構(gòu)房屋的建造，實現(xiàn)了國產(chǎn)材在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中的應用。

2)利用竹木建筑新材料建造3棟木結(jié)構(gòu)示范房屋，實現(xiàn)了中國式的竹木結(jié)構(gòu)建筑建造技術(shù)，促進了我國木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。

3)①建立竹木新材料標準規(guī)范，為新材料的推廣提供指導和科學依據(jù);②根據(jù)原料的性能特點，進行構(gòu)件性能優(yōu)化設(shè)計和工藝改進，形成系列化和預制化的建筑構(gòu)件產(chǎn)品;③積累施工經(jīng)驗，以成熟的技術(shù)為指導，..用于建筑中的新材料構(gòu)件能充分發(fā)揮功能優(yōu)勢;④加強竹木建筑結(jié)構(gòu)用新型材料技術(shù)推廣應用，..國產(chǎn)材木結(jié)構(gòu)建筑建造體系。

利用我國豐富的竹材資源和人工林木材，研發(fā)用于木結(jié)構(gòu)建筑的竹木建筑新材料領(lǐng)域，對推動我國木、竹材加工行業(yè)的科學發(fā)展和技術(shù)進步，實現(xiàn)木結(jié)構(gòu)建筑材料的國產(chǎn)化，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會等均具有重要意義。結(jié)合我國木結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，解決好發(fā)展中的問題，竹木建筑新材料在我國木結(jié)構(gòu)建筑市場將具有良好的前景。

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