关于竹子的工业利用
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中国地处世界竹子分布中心,具有丰富的竹类资源。据最新统计资料表明,我国是世界是竹类植物资源最丰富的国家,就竹种资源、竹林面积、蓄积量、竹林和竹笋产量等方面而言,我国均居世界第一位。
中国是世界上主要竹子资源生产国,可加工利用的竹子涉及到40个属性,上百种。合理利用竹子资源发展国民经济,保护生态环境有着重要意义。近二十年来,国内外都在关注竹子资源的利用,积极开发竹材胶合板、竹材层积板、竹质复合板、竹材刨花板和各种各样日常用的竹制品等。这些产品广泛应用于汽车制造、建筑工业、家具制造、室内装修和包装业等。
163701
三、结论
我国竹林面积约400万公顷,其中经济利用价值较高的毛竹林面积约250万公顷,占世界毛竹总量的90%以上。因竹子繁殖能力强,成材周期短,原料易得,加之竹子本身纤维素和木质素含量高,使其成为近年来生物质热解和清洁能源利用的理想原料。竹子热解可以生产经济价值高的竹炭和竹醋液。长期以来我国的竹炭生产主要是采用土窑的传统技术,效率低,甚至不回收热解气体,造成大量有价值的挥发性有机物的浪费和环境污染。竹材热解的动力学研究,对于利用热解的方法开发竹类产品,处理利用竹材废料,探寻新的能源等,都具有十分重要的意义。本文利用热重分析仪对竹材在不同升温速率下的热解特性进行了分析和比较。
一、取材,分布情况,使用范围,来源,本身的属性
竹为禾科竹亚科植物,全球约有70属1200种,竹林总面积1400万公顷,主要分布在热带和亚热带地区,其中亚洲最多,非洲次之,同纬度的欧洲则几乎没有竹。
中国是世界竹种的重要起源地。著名竹类研究专家薜纪如先生指出:“我国西南部山地不但是亚洲竹子的主要起源地,也是现代竹子的分化和分布中心。……这是东南来包括印度在内任何一个国家都无法比拟的。”著名竹类专家温太辉先生甚至认为:世界竹种起源中心在中国云南省的中部和南部。
技术性能:
机械性能:抗拉强度:1000-4000千克/平方厘米
抗压强度:250-1000千克/平方厘米
弯曲强度:700-3000千克/平方厘米
弹性系数:100000-300000千克/立方厘米
在生产利用上每70公顷的竹子就可以建造1000座竹建筑。如果这些建筑换做木材为原料,那么每年将会有600公顷的天然林被砍伐,而且研究表明:建造相同面积的建筑,竹子只需要使用混凝土所消耗资源的1/8,木材所消耗能源的1/3。与钢铁相比,竹子只需要相同过程所消耗能源的1/50。在环境效益上竹子与混凝土、钢材和原木分别为240,500,和80MJ/m3 pern/mm2 的要求相比,竹子仅为30 MJ/m3 pern/mm2。研究表明:相同面积的建筑,竹子与混凝土的能耗比为1:8。与钢材铁相比,相同过程中竹子的能耗仅为钢材的1/50。
Temperature/°C
Element
C%
46.8
52.1
61.4
70.6
74.9
79.0
82.9
83.7
O%
45.6
40.7
30.8
22.1
18.1
14.2
10.8
10.4
H%
6.6
5.9
5.8
5.1
4.7
4.2
3.6
3.1
Fixedcarbon,%
\
22.4
37.5
58.0
66.4
72.6
81.5
在工业化应用方面,唯一的亮点或许就是竹托盘产品了。据了解,由南京汉青竹业有限公司生产的竹托盘产品,拥有免熏蒸、强度高、承载力强、抗冲击力强、可回收、易维修、防水、防霉、防虫等优点,100%地发挥了竹材的特性和优势,与绿色环保理念一脉相承。
在不久的将来,除托盘产品外,竹板材还将广泛地应用于包装箱、车船用板、集装箱用板、建筑模板、庭院美化等各个领域。届时,竹子的工业化应用价值才得以淋漓尽致地发挥出来。
83.0
实验仪器及原料
实验用仪器为北京恒久科学仪器厂出品的HCT-2型热重分析仪,所用原料为湖南省植物园的毛竹,竹龄约1年,预处理为100目(015mm),在
150下,快速干燥10min。竹材的工业分析结果如 表1所示。
试样
水分Mad
挥发分Vad
灰分Aad
固定碳FCad
竹材
95319
7Hale Waihona Puke 467716303该设备以林产品加工废弃物(如锯末、刨花、竹屑、砂光粉等)和农作物废弃物(如秸杆、稻壳、玉米芯、甘蔗渣、葵花籽壳等)为原料,经成型机高温、高压塑化后成型为高密度的中空机制棒(木炭的半成品)。机制棒经炭化炉炭化后即成为优质的木炭(也称做机制炭)
虽然竹材拥有生长快、产量高、韧性强、储量丰富等众多优势,然而,竹材由于中空性、竹节多、纵向易断裂等特点,使得竹材在工业化应用领域中的表现远远不及木材。
竹子本身所具备的特点符合可持续性发展的所有指标。竹子在2至3年即可成材,成熟期为3-4年,而木材至少需要5年。竹子是世界上生长最快的植物,替代木材指日可待。
二、如何制备
1实验室制备法——先用烘干仪将取来的竹子烘干,再用小刀、剪刀等工具进行粉碎,最后用捣药罐及榔头进行粉碎。
2工业应用方法——机械制备、
竹建筑技术最重要的优点是成本低廉但不降低建筑质量,而且经久耐用,占用空间少。与其他建筑材料相比竹建筑的设计和建造更具灵活性,优点之一就是能够更换损坏部分而得到经常性的维护。而且传统技术在现代建筑设计中的合理应用则是竹子的另一个优点。竹子由于质量轻、弹性好其抗灾功能非常突出。据报道,在哥斯达黎加的7.6级地震中,位于震中的30座竹房屋保存完好,而周边许多混凝土房屋和旅馆难逃一劫,全部倒塌。2004年-2005年中国沿海地区台风肆虐,在宁波海岸建造的竹屋安然无恙,而周边其他建筑都遭到了不同程度的损坏。竹子优于木材的另一个优势在于竹子没有木文线。因为木文线会削弱竹材的机械性能,所以竹材剪切强度要比木质材料好。
中国是世界上主要竹子资源生产国,可加工利用的竹子涉及到40个属性,上百种。合理利用竹子资源发展国民经济,保护生态环境有着重要意义。近二十年来,国内外都在关注竹子资源的利用,积极开发竹材胶合板、竹材层积板、竹质复合板、竹材刨花板和各种各样日常用的竹制品等。这些产品广泛应用于汽车制造、建筑工业、家具制造、室内装修和包装业等。
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三、结论
我国竹林面积约400万公顷,其中经济利用价值较高的毛竹林面积约250万公顷,占世界毛竹总量的90%以上。因竹子繁殖能力强,成材周期短,原料易得,加之竹子本身纤维素和木质素含量高,使其成为近年来生物质热解和清洁能源利用的理想原料。竹子热解可以生产经济价值高的竹炭和竹醋液。长期以来我国的竹炭生产主要是采用土窑的传统技术,效率低,甚至不回收热解气体,造成大量有价值的挥发性有机物的浪费和环境污染。竹材热解的动力学研究,对于利用热解的方法开发竹类产品,处理利用竹材废料,探寻新的能源等,都具有十分重要的意义。本文利用热重分析仪对竹材在不同升温速率下的热解特性进行了分析和比较。
一、取材,分布情况,使用范围,来源,本身的属性
竹为禾科竹亚科植物,全球约有70属1200种,竹林总面积1400万公顷,主要分布在热带和亚热带地区,其中亚洲最多,非洲次之,同纬度的欧洲则几乎没有竹。
中国是世界竹种的重要起源地。著名竹类研究专家薜纪如先生指出:“我国西南部山地不但是亚洲竹子的主要起源地,也是现代竹子的分化和分布中心。……这是东南来包括印度在内任何一个国家都无法比拟的。”著名竹类专家温太辉先生甚至认为:世界竹种起源中心在中国云南省的中部和南部。
技术性能:
机械性能:抗拉强度:1000-4000千克/平方厘米
抗压强度:250-1000千克/平方厘米
弯曲强度:700-3000千克/平方厘米
弹性系数:100000-300000千克/立方厘米
在生产利用上每70公顷的竹子就可以建造1000座竹建筑。如果这些建筑换做木材为原料,那么每年将会有600公顷的天然林被砍伐,而且研究表明:建造相同面积的建筑,竹子只需要使用混凝土所消耗资源的1/8,木材所消耗能源的1/3。与钢铁相比,竹子只需要相同过程所消耗能源的1/50。在环境效益上竹子与混凝土、钢材和原木分别为240,500,和80MJ/m3 pern/mm2 的要求相比,竹子仅为30 MJ/m3 pern/mm2。研究表明:相同面积的建筑,竹子与混凝土的能耗比为1:8。与钢材铁相比,相同过程中竹子的能耗仅为钢材的1/50。
Temperature/°C
Element
C%
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22.4
37.5
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66.4
72.6
81.5
在工业化应用方面,唯一的亮点或许就是竹托盘产品了。据了解,由南京汉青竹业有限公司生产的竹托盘产品,拥有免熏蒸、强度高、承载力强、抗冲击力强、可回收、易维修、防水、防霉、防虫等优点,100%地发挥了竹材的特性和优势,与绿色环保理念一脉相承。
在不久的将来,除托盘产品外,竹板材还将广泛地应用于包装箱、车船用板、集装箱用板、建筑模板、庭院美化等各个领域。届时,竹子的工业化应用价值才得以淋漓尽致地发挥出来。
83.0
实验仪器及原料
实验用仪器为北京恒久科学仪器厂出品的HCT-2型热重分析仪,所用原料为湖南省植物园的毛竹,竹龄约1年,预处理为100目(015mm),在
150下,快速干燥10min。竹材的工业分析结果如 表1所示。
试样
水分Mad
挥发分Vad
灰分Aad
固定碳FCad
竹材
95319
7Hale Waihona Puke 467716303该设备以林产品加工废弃物(如锯末、刨花、竹屑、砂光粉等)和农作物废弃物(如秸杆、稻壳、玉米芯、甘蔗渣、葵花籽壳等)为原料,经成型机高温、高压塑化后成型为高密度的中空机制棒(木炭的半成品)。机制棒经炭化炉炭化后即成为优质的木炭(也称做机制炭)
虽然竹材拥有生长快、产量高、韧性强、储量丰富等众多优势,然而,竹材由于中空性、竹节多、纵向易断裂等特点,使得竹材在工业化应用领域中的表现远远不及木材。
竹子本身所具备的特点符合可持续性发展的所有指标。竹子在2至3年即可成材,成熟期为3-4年,而木材至少需要5年。竹子是世界上生长最快的植物,替代木材指日可待。
二、如何制备
1实验室制备法——先用烘干仪将取来的竹子烘干,再用小刀、剪刀等工具进行粉碎,最后用捣药罐及榔头进行粉碎。
2工业应用方法——机械制备、
竹建筑技术最重要的优点是成本低廉但不降低建筑质量,而且经久耐用,占用空间少。与其他建筑材料相比竹建筑的设计和建造更具灵活性,优点之一就是能够更换损坏部分而得到经常性的维护。而且传统技术在现代建筑设计中的合理应用则是竹子的另一个优点。竹子由于质量轻、弹性好其抗灾功能非常突出。据报道,在哥斯达黎加的7.6级地震中,位于震中的30座竹房屋保存完好,而周边许多混凝土房屋和旅馆难逃一劫,全部倒塌。2004年-2005年中国沿海地区台风肆虐,在宁波海岸建造的竹屋安然无恙,而周边其他建筑都遭到了不同程度的损坏。竹子优于木材的另一个优势在于竹子没有木文线。因为木文线会削弱竹材的机械性能,所以竹材剪切强度要比木质材料好。