2022-07-08 14:59:53來源:中房網
??中房網訊 2022年7月6日 由中國房地產業(yè)協會、國際竹藤中心、中國林產工業(yè)協會、中國林科院木材工業(yè)研究所、中國木材保護工業(yè)協會發(fā)起的“首屆現代木竹結構建筑與人居產業(yè)論壇”在北京正式啟幕。 論壇以“順勢筑質量新高、合力謀低碳未來”為主題,集聚行業(yè)優(yōu)秀產學研力量,分享國內外現代木結構最新研究成果,研討現代木竹結構建筑技術發(fā)展與應用的焦點與痛點。在此次論交流會上,國際竹藤中心主任費本華主要從以下四個方面進行了演講。
??一是竹質結構材定義。他指出,結構材是以力學性能為基礎,以制造受力構件所用的材料,結構的選用要有足夠的、有一定環(huán)境適應度的強度,結構材料要有適當的重量,自重不能過輕。
??二是竹質結構材的技術特征。他表示,傳統的竹集成材是將4-5年生毛竹的竹材加工成定寬定厚的竹片,干燥至8-12%的含水率,再通過膠黏劑將竹片膠合而成,應用領域很廣。在竹集成材生產流程方面,集成材的加工是逐漸技術進步的過程,過去比較傳統,展示的是新對機械化程度比較高的,現在的竹集成材加工比過去更好。
??三是竹質結構材的技術創(chuàng)新。他提到,經過物理處理進行改進,使竹質變成鋼管一樣的圓筒狀使用,圓竹分級,干燥過程中采取微博干燥技術,在圓竹防酶防腐技術和防開裂技術方面開展了一些工作。
??四是應用于展望。他認為,加大新技術、新工藝、新產品和新設備的研究和開發(fā)力度很重要,如何使我們的生活更好,降低塑料的使用?如何改善環(huán)境,把竹資源用好,能夠使鄉(xiāng)村振興,使雙碳,使金山銀山能夠更好?如何把100億畝林草生態(tài)多樣化,100%產出它的經濟價值?這些話題值得工業(yè)界、建筑界、木材加工界關注。
??以下為文字實錄:
??費本華:尊敬的各位專家、各位會務組的同志們,大家上午好!
??今天我跟大家介紹的題目是“竹質結構材創(chuàng)新與應用”。
??一、竹質結構材定義
??1.結構材定義:結構材是以力學性能為基礎,以制造受力構件所用的材料。
??2、結構的選用要求:結構材有足夠的、有一定環(huán)境適應度的強度,比如說用在建筑用在門這些地方。采購材料要有足夠的剛度,抵抗變形的能力要強。結構材料要有適當的重量,自重不能過輕,不一有效抵御動態(tài)的荷載,自重過大,地震反應劇烈。所以既要強度好,自身又要輕。結構材料要有相對低廉的價格,太貴了不行,同時要有良好的環(huán)保性能,再一個要方便施工。
??3.竹結構材一般是指天然的竹材直接利用,或將天然竹材結構解離、重新組合的一類材料,具有穩(wěn)定、較高的力學性能,可用于建筑、車輛、家具等領域。竹質采購材可以是純竹材料,也可以是竹木復合材。竹質結構材是在保持竹材本身優(yōu)良的力學性能的基礎上,運用現代材料加工技術使其成為可普遍推廣的新型環(huán)保建材。常見的有:竹集成材、竹重組材、竹層積材。
??二、竹質結構材的技術特征
??1.竹集成材的技術特征
??傳統的竹集成材是將4-5年生毛竹的竹材加工成定寬定厚的竹片,干燥至8-12%的含水率,再通過膠黏劑將竹片膠合而成,應用領域很廣。竹集成材生產流程有幾個過程(圖)。集成材的加工是逐漸技術進步的過程,過去比較傳統,展示的圖片是新對機械化程度比較高了,現在的竹集成材加工比過去更好。
??竹集成材常見的組坯常見的形式有3種,平壓竹集成材、側壓竹集成材和平側相間竹集成。平壓集成材和拼側相間的集成響度略低,多用于板結構的構件深,側壓力學性能較好,可以用于各種建筑、橋梁等規(guī)程材料中使用。
??2.竹重組的技術特征。這項技術最早是80年代來源于澳大利亞傳到中國,以竹素為單元,順紋組后、經熱壓膠合而成的一種竹基復合材料,有板材或方材。可以做地板、家具、建筑結構材和室內準修材,以及風電漿葉等高親度材料需求領域。工藝流程:(圖)圓竹—截斷—剖—疏解—干燥—侵膠—干燥——熱壓。竹重組的特點是疏解,疏解以后竹纖維之間連著,形成藕斷絲連的結構。
??早期的疏解方式是人工疏解、后來改為社工或或輥壓疏解。隨著設備的改進,提出將竹材去青、剖分,再碾壓成最想松散相連的竹束,不打亂原有竹纖維的排列方向。疏解次數對竹束質量影響也很大,一般疏解的次數是3次、5次、7次,根據我們要的竹絲單元的大小和均勻性不一樣,也有疏解的很小的。
??成型工藝主要有2種,一種是直接熱壓成型,一種是冷壓熱固化。對于熱壓工藝的研究,考慮重組租力學性能和耐水性能、生產效率等,建議較佳的熱壓工藝參數為熱壓壓力3.14Mpa。于老師對冷壓法作了一些改進。對垂足竹物理力學的影響因素研究主要包含原材料的厚度、竹青是否去除、竹束大小等問題,垂足竹順紋抗拉強度、順紋抗壓強度可達240多。去青后竹束制備的重組竹的尺寸穩(wěn)定性普遍優(yōu)于未去青的重組竹。
??3.重組竹材的成型方式。我們竹藤中心通過整張化進行成型膠合,效果也不錯,現在對重組竹的研究逐步有更好的轉型升級的技術。
??竹木復合結構材,推動竹材玄向篾、徑向篾與木單板復合層積材,分為結構材和發(fā)結構材,結構材可作為集裝箱底板、車廂底板用。竹木復合采購材有“類-熱-冷”工藝膠合而成。近年來,工藝改進,大部分企業(yè)開始采用徑向住篾的單元。竹木復合層積是以竹材和木材自己主要原料,根據單元層級不同,分別野豬篾/木單板復合、竹席/木單板復合材等,陳勇木材為毛白楊、馬尾松、小葉桉木,及橡膠木等,多應用于建筑水泥模板、集裝箱底板或車廂底板。
??重組竹材的研究歷程,主要是張齊生院士為代表的科研人員的研發(fā)成果,我們在不斷地探索,目前希望在火車平車底板使用。
??三、竹質結構材的技術創(chuàng)新
??1.圓竹結構。經過物理處理進行改進,使它變成鋼管一樣的圓筒狀使用,圓竹分級,干燥過程中采取微博干燥技術,圓竹防酶防腐技術和防開裂技術進行了一些工作。
??最近我們在宜賓跟兄弟單位作了宜賓國際竹產品交易中心,直接用圓竹,用量很多,效果很好,并且解決了室內消防問題。這是一個很好的創(chuàng)新。圓竹標準材在哪兒?我們做了很多探索,竹材圓筒狀直接采下來,中間加工、倉儲、物流的過程,特別是倉儲,像中糧集團儲藏糧食一樣,我們要把圓竹的材料進行預加工,加大倉儲,這是竹材工業(yè)發(fā)展的弱點,是我們不太重視的地方,也是我們的瓶頸。下一步我們在原材料加工后的半成品、成品,以及標準材的倉儲環(huán)節(jié)非常重要。希望大家在這方面要非常重視,我們要共同在這個產業(yè)鏈進行發(fā)力。
??2.重組竹結構材創(chuàng)新。我們在一體化、結構化等技術,特別是質量的一體化,密度的均密化,規(guī)模化制造方面取得了比較好的成績。我們戶外應用方面非常有效,并且應用很好,得到了消費者的認可。2020年在北京亮馬河景觀廊道工程上的應用效果很好(圖)。居民、游客在這個廊道上休閑,人山人海。北京大興機場南航基地的地板(圖)。港珠澳大橋人工島觀景平臺(圖),效果非常受游客的稱贊。
??3.展平竹規(guī)格材。展平后可以做成建筑、橋梁、室內結構材方面很不錯,它的特點是保持它的原態(tài),加工過程中少破壞,施膠量少,保持實物的特點,比較環(huán)保,業(yè)界可以關注。竹片展平以后要在倉庫里倉儲養(yǎng)生,我們探索了比較先進的倉儲技術來滿足展平竹的需要。
??無論是圓竹、重組竹、展平竹目的存在的問題:
??1)缺乏竹質采購材相關規(guī)范與標準。結構標準的建立需要復雜應力下竹質結構材的本構模型、破壞準則及構件的力學計算模型等,否則無法進行竹質采購材的推廣。
??2)生產竹質結構的機械自動化程度相對較低,生產工藝和設備都有待提高。我們在開展由手工到機械,由機械到自動化,由自動化到智能化的生產加工竹質結構材料。
??3)人才缺乏,特別是產學研隊伍現在還不強,希望通過這個研討會,通過行業(yè)協會,通過產學研共同聯合在標準、在技術轉型升級、人才隊伍建設等方面共同發(fā)力。
??4.弧形材。毛竹一破二保持它的弧狀,保持天然的力學結構力做結構材,這個理念值得我們崇尚。但是怎么設計,怎么加工,怎么能夠成型,怎么能夠實現自動化、規(guī)模化生產還在探索過程中。解決了這些問題以后,我們在建材,在建筑領域的一些弧形場合就可以大范圍使用。它的特點是少耗能,保持它的原態(tài),保持它天然的生物力學結構,如何加工值得我們關注。
??四、應用于展望
??加大新技術、新工藝、新產品和新設備的研究和開發(fā)力度。如何使我們的生活更好,如何降低塑料的使用,如何改善環(huán)境,如何把竹資源用好,能夠使鄉(xiāng)村振興,使雙碳,使金山銀山能夠更好,特別是總書記提到了森林,竹林也是一樣,竹林的“四固”問題值得工業(yè)界關注,這件事情非常值得我們工業(yè)界關注,而不是林產業(yè),也不僅僅是搞生態(tài),而是值得工業(yè)界關注推廣。如何建成金山銀山,金山銀山反哺綠水青山更好,森林如何變成錢倉,變成糧庫是14億人口關注大實物的重要方面。下一步在國家重大戰(zhàn)略和行業(yè)的推進,我們現在全國第9次資源清查,松散林接近8000萬公頃,加上天然林,平均一畝地采伐1.5億立方米,一年這么的面積,一年為國家加工14億立方米的標準材沒有問題,完全可以把一二三產打造得很好,如果銜接得更好,像糧食行業(yè)種得更好,加工得更好,下游吃得更好,它都是100%銜接的。自然界給了我們森林這樣的物質值得我們關注,特別是中國14億人口,用材的問題,吃飯的問題,如何把100億畝林草生態(tài)多樣化,100%產出它的經濟價值,包括食材、碳、水等等,值得工業(yè)界、建筑界、木材加工界關注。
??謝謝大家!