竹木复合集装箱底板的研究进展

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重组竹作为建筑结构用材的可行性研究

重组竹作为建筑结构用材的可行性研究发布时间：2021-08-06T16:06:53.263Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：梁志强[导读] 摘要：文章对我国重组竹应用于结构工程的优点、不足与常见结构形式进行了细致梳理与分析，总结了重组竹轻质高强、抗震性能好、可再生、可预制等特点，浅析了当前重组竹在建筑结构应用过程中存在的工艺设备、耐久性和规范标准等主要问题，介绍了重组竹结构、钢竹组合结构和竹木组合结构三种结构形式。

广州大学广东广州 510006摘要：文章对我国重组竹应用于结构工程的优点、不足与常见结构形式进行了细致梳理与分析，总结了重组竹轻质高强、抗震性能好、可再生、可预制等特点，浅析了当前重组竹在建筑结构应用过程中存在的工艺设备、耐久性和规范标准等主要问题，介绍了重组竹结构、钢竹组合结构和竹木组合结构三种结构形式。

关键词：重组竹；绿色建筑；工程材料引言木材的应用在我国已有几千年历史，作为四大基础材料的木材，环保低碳，为宜居环境的首选建筑材料，而木材供应紧张，需运用价值工程探索出替代品。

重组竹的出现有望缓解我国目前木材资源短缺的问题。

目前重组竹材大量应用于室内家具、室外装饰、室内地板和栈道铺装等方面，也有少量优质重组材料用于建筑结构；但因其相关研究较木材滞后，加之我国木结构规范的限制，使其未见在结构工程中大量应用。

近年来，通过我国科研人员的不断努力，重组竹建筑得以问世，位于安吉县递铺镇竹园区的科技竹楼，从地板家具至屋顶瓦片均采用重组竹材料，为绿色建筑的典型代表。

1.重组竹作为结构用材的优势重组竹是典型的绿色低碳环保建筑材料，易降解且可循环利用。

重组竹自身拥有良好的物理力学性能，在设计与建筑中有较好的灵活性、抗震性能，其性能甚至超过木结构；竹质工程材料不仅符合当代建筑工程需求，还适宜规模化推广发展。

重组竹作为结构用材的优势可总结为以下几点：（1）轻质高强，力学性能优良。

研究表明以毛竹为原料的重组竹材的顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、顺纹剪切强度、横纹局部和横纹全部抗压强度等物理力学性能均一稳定且远高于普通木材，完全满足建筑结构用材的力学强度要求。

集装箱底板用竹基纤维复合制造技术

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｍｂｏｏ－ｂａｓｅｄｆｉｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｎｔａｉｎｅｒｌｆｏｏｒｉｎｇｗａｓｍａｄｅｏｆｂａｍｂｏｏｉｆｂｒｏｕｓｖｅｎｅｅｒ，ｗｈｅｒｅａｓｅｒｉｅｓｏｆ
型的高效利用的集装箱底板。
关键词：纤维化竹单板；竹基纤维复合材料；集装箱底板
中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ７４８８（２０１３）０３一Ｏ１１６— ０６
ｄｏｔｔｅｄａｎｄ／ｏｒｌｉｎｅａｒｓｈａｐｅｄｃｒａｃｋｓｗｃｒｅｆｏｒｍｅｄｏｎｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｗａｌｌｏｆａｓｅｍｉｃｉｒｃｕｌａｒｂａｍｂｏｏｔｕｂｅＳＯａｓｔｏｆｏｒｍａｎｅｔｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｂａｍｂｏｏｆｉｂｒｏｕｓｖｅｎｅｅｒｗｈｉｃｈｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｉｎｔｅｒｌａｃｅｄｉｂｆｅｒｂｕｎｄｌｅｓ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｏｓｏｂａｍｂｏｏａｎｄＤ．Ｏ．ｂａｍｂｏｏａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｐｈｅｎｏｌｉｃ — ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅａｓａｄｈｅｓｉｖｅａｎｄｔｈｅｎｗａｓｃｏｎｔｒａｓｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｎｔａｉｎｅｒｌｆｏｏｒｉｎｇｓｕｃｈａｓＡｐｉｔｏｎｇｐｌｙｗｏｏｄ，ｂａｍｂｏｏ — ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌｙｗｏｏｄａｎｄｓｌｉｖｅｒｐｌｙｂａｍｂｏｏ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｍｂｏｏ — ｂａｓｅｄｆｉｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃａｎｍｅｅｔｏｒｅｘｃｅｅｄｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｌｙｗｏｏｄｆｏｒｃｏｎｔａｉｎｅｒｌｆｏｏｒｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄＧＢ／Ｔ１９５３６－２００４ｗｉｔｈｏｕｔｍｏｖｉｎｇｔｈｅｏｕｔｅｒａｎｄｉｎｎｅｒｌａｙｅｒｏｆｂａｍｂｏｏｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｓｔｕｃｒｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｍｂｏｏ — ｆｉｂｅｒｂａｓｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｘｃｅｅｄｔｈａｔｏｆＡｐｉｔｏｎｇｐｌｙｗｏｏｄ，ｂａｍｂｏｏ－ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌｙｗｏｏｄａｎｄｓｌｉｖｅｒｐｌｙｂａｍｂｏｏ．Ｔｈｅｓｐｌｉｔｂａｍｂｏｏｔｕｂｅｉｓｌｆｕｆｆｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｔｏｍａｋｅｔｈｅｂａｍｂｏｏｉｂｆｒｏｕｓｖｅｎｅｅｒｗｉｔｈｔｈｅｏｕｔｅｒａｎｄｉｎｎｅｒｌａｙｅｒｏｆｂａｍｂｏｏ，ｗｈｉｃｈｃｈａｎｇｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｎｉｔｓｓｔｕｃｒｔｕｒｅｏｆｂａｍｂｏｏ — ｂａｓｅｄｐａｎｅｌｓｕｃｈａｓｂａｍｂｏｏｓｔｒｉｐｓａｎｄｂａｍｂｏｏｓｌｉｖｅｒ，ＳＯｔｈａｔｔｈｅｕｎａｖａｉｌａｂｌｅｂｉｇ・ｓｉｚｅｄｃｌｕｓｔｅｒｂａｍｂｏｏｉｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｂｅｆｕｌｌｙｕｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｅａｓｉｅｒ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｉｃｆｉｅｎｃｙｉｓｈｉｇｈｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｍｂｏｏｉｂｆｒｏｕｓｖｅｎｅｅｒ；ｂａｍｂｏｏ — ｂａｓｅｄｆｉｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｃｏｎｔａｉｎｅｒｌｏｆｏｒｉｎｇ

新型结构竹木复合集装箱底板的生产技术

１材料与方法
１１试验材料．
１）试材
① 杨木（ｏｕｕｐ．单板，地江苏，格Ｐｐｌｓｓｐ）产规
１２０ｒｍ）８０ｍｍ×１２ｍｍ，水率 ≤８。７ａ＜４．含 ② 桉木（ｃｌｐｕｘｅｔ）板，地广东，Ｅｕａｙｔｓｓｒａ单ｅ产规格９０ｍｍＸ１２０ｍｍＸ１６ｍｍ，７２．含水率≤ ８。
ｇｍ。竹席浸胶量（／；固体胶量）４／。１０ｇｍ。浸胶后的竹帘、席经过中低温干燥（８竹 ≤ ５℃ ），
—
—
结构３结构４＿１．杨木单板 … … 一马毛松中投ｔ… 一马尾绘芝板纵同／帘・一横向竹帘・一竹希・一 ◆ 十本芯扳ｚ－Ｉ－ … 一孝图１４种组坯结构的底板示意图
第２５卷
第５期
木材工业
ＣＨＩＮＡｏｏＤＮＤＵＳＴＲＹＷＩ
２１０１年９月
Ｓｐｅｂｒ２１ｅｔｍｅ０１
Ｖ０．５Ｎｏ５１２．
．匪｜ＪＲ技术《
新型结构竹木复合集装箱底板的生产技术
翟志忠陈玉和，，赵斌。，杨慧敏
笔者设计了４组坯方案，品板规格均为４０种成５
ｍｍ×４０ｍｍ×２５８ｍｍ。其中：
１４０３
结构１４采用纵向单板沿纤维方向接长技术，、单板铣斜面、涂胶后搭接，相邻两层搭接面位置错开；

竹塑复合材料的研究现状与发展趋势

竹塑复合材料的研究现状与发展趋势摘要：本文讲述了竹塑复合材料的定义和特性，并阐述了竹塑复合材料的研究现状，并从复合机理、制备工艺等方面,对其加工现状以及加工中的技术难点问题进行分析,提出竹塑复合材料的发展趋势,为竹塑复合材料的研究与开发提供参考。

关键词：竹塑复合竹塑复合增强研究现状发展趋势我国竹材资源丰富, 竹子种类和竹林面积约占世界的1/4, 竹材产量约占世界的1/3, 均居世界首位[1]。

在竹材资源的加工利用中, 我国处于世界领先地位, 竹材工业化利用的比重也逐年增加。

然而由于竹材具有壁薄中空、组织结构不均匀及易发生虫蛀和霉变等缺点, 导致其加工利用率不高, 严重制约了竹材资源的综合加工利用。

因此, 大力开发竹质复合材料, 赋予其更多的功能，拓宽其使用空间, 对实现我国竹材工业的可持续发展具有十分重要的意义[2]。

1 竹塑复合材料1.1 定义竹塑复合材料（B a m b o o - p l a s t i c Composites，缩写BPC）是以竹锯末、竹屑、竹渣等竹纤维为主要原料，利用高分子化学界面融合原理和增强填充改性的特点，配混一定比例的塑料基料，辅以适当的加工助剂，经特殊工艺处理后加工成型的一种具有可逆循环的多种用途的新型材料[3]。

1.2 特性该种材料表面光洁，质地密实，既克服了木材强度低和变异性等使用局限性，又克服了有机材料模量低等缺点，具有较好的力学及吸音性能[4]，且其耐腐蚀，抗虫蛀，吸水性小，易回收，是一种新型的代木环保材料。

对其进行深入研究有利于缓解目前木材资源紧缺和塑料废弃物污染等严重问题，且用途及市场前景非常广阔，可广泛应用于建筑、包装、运输和家装等领域[5]。

2 竹塑复合材料的研究2.1竹材层积塑料研究竹材层积塑料是以旋切竹材单板为组元, 在浸注热固性树脂后, 通过热压工艺制得的竹塑复合材料。

若按照不同的纤维方向配置板坯中的各单板层, 就可以制得力学性能不同的竹材层积塑料。

内增强型竹木复合集装箱底板及其制造方法[发明专利]

专利名称：内增强型竹木复合集装箱底板及其制造方法专利类型：发明专利
发明人：徐善平,许斌,张齐生
申请号：CN200710019245.9
申请日：20070108
公开号：CN100999086A
公开日：
20070718
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明是内增强型竹木复合集装箱底板及制造方法，其结构是上下表层是一层东南亚产的克隆纵向纹理单板，接着为双面涂胶或浸胶并经低温干燥的纵向纹理单板，紧接着为二层浸胶并经低温干燥的纵向纹理竹帘。

或由表至里为一层双面涂胶或浸胶并经低温干燥的纵向纹理的单板，下面是一层浸胶并经低温干燥的单板，或用一层竹帘(或竹席)，再往里是一层双面涂胶或浸胶并经低温干燥的纵向纹理的单板，或用1～2层竹帘；再向里全用单板，或用部分竹帘、竹席。

制造方法工艺分a单板整理及分选；b竹帘、竹席浸胶；c组坯并热压。

优点：本发明可利用我国丰富的竹材资源，来增强集装箱底板，其强度、弹性模量等各项性能指标符合国际集装箱工业的技术要求。

申请人：嘉善宏联木业有限公司,南京林业大学
地址：314112 浙江省嘉善县惠民镇开发路1号
国籍：CN
代理机构：南京君陶专利商标代理有限公司
代理人：沈根水
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竹-橡胶木复合正交胶合木的制备和性能

林业工程学报，２０２３，８（４）：４３－５０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２２１１０２８收稿日期：２０２２－１１－１９㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０１－２２基金项目：云南省新型生物质预制建材研发创新团队项目（２０２１０５ＺＡ１６０００２）㊂作者简介：董浩，男，研究方向为木质复合材料㊂通信作者：黄素涌，女，副教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｌｌａｈｕａｎｇｓｕｙｏｎｇ＠１６３．ｃｏｍ竹⁃橡胶木复合正交胶合木的制备和性能董浩１，黄素涌１∗，肖岩２，王建和１，３，缪本浩１（１．西南林业大学材料与化学工程学院，昆明６５０２２４；２．浙江大学（宁海）生物质材料与碳中和建设联合研究中心，宁海３１５６００；３．宁波中加低碳新技术研究院有限公司，宁海３１５６００）摘㊀要：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㊂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１８０ｇ／ｍ２，冷压时间１ｈ，压力为１．０ＭＰａ），在大幅面压机上压制尺寸为２４００ｍｍˑ１２００ｍｍˑ９６ｍｍ的三层竹木复合正交胶合木（ｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ，ＣＬＴ）以及另外３种不同复合形式的ＣＬＴ（纯木ＣＬＴ㊁木竹复合ＣＬＴ㊁纯竹ＣＬＴ），通过对竹木复合ＣＬＴ强轴方向的抗弯弹性模量㊁抗弯强度㊁胶层剪切强度㊁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㊂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㊁木破率以及浸渍剥离率均符合ＡＮＳＩＡＰＡＰＲＧ３２０－２０１９Ｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ⁃ｒａｔｅｄｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ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／Ｔ３０３９—２０１８‘正交胶合木“标准中Ｅ２等级性能的要求㊂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㊂关键词：正交胶合木；竹篾层积材；橡胶木；竹木复合ＣＬＴ；抗弯弹性模量；抗弯强度；胶层剪切；浸渍剥离中图分类号：Ｓ７８１．９㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２３）０４－００４３－０８Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎｅｗｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒｍａｄｅｆｒｏｍｂａｍｂｏｏａｎｄｒｕｂｂｅｒｗｏｏｄＤＯＮＧＨａｏ１，ＨＵＡＮＧＳｕｙｏｎｇ１∗，ＸＩＡＯＹａｎ２，ＷＡＮＧ（Ｂｒａｄ）Ｊｉａｎｈｅ１，３，ＭＩＡＯＢｅｎｈａｏ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００２４，Ｃｈｉｎａ；２．ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎｉｎｇｈａｉ）ＪｏｉｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＢｉｏ⁃ＢａｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣａｒｂｏｎＮｅｕｔｒａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｎｉｎｇｈａｉ３１５６００，Ｃｈｉｎａ；３．ＮｉｎｇｂｏＳｉｎｏ⁃ＣａｎａｄａＬｏｗ⁃ＣａｒｂｏｎＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｈａｉ３１５６００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｌｏｂａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ（ＣＬＴ），ａｔｔｅｍｐｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｍａｄｅｔｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｕｔｉｌｉｚｅｔｈｅｌｏｗ⁃ｃｏｓｔｌｏｃａｌｗｏｏｄｓｐｅｃｉｅｓ．ＣＬＴｉｓａｐａｎｅｌｐｒｏｄｕｃｔｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｇｌｕｉｎｇｓａｗｎｌｕｍｂｅｒｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｕｍｂｅｒｔｏｆｏｒｍａｌａｒｇｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｆｏｒｂｕｉｌｄｉｎｇｗａｌｌ，ｆｌｏｏｒ，ａｎｄｒｏｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｉｓａｒｅｌａｔｉｖｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｔｉｍｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＣｈｉｎａ，ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｐｏｌｉｃｙ，ｔｈｅｓｕｐｐｌｙｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｔｉｍｂｅｒｈａｓｂｅｅｎｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｓｏｍｏｓｔｏｆｔｈｅｄｉｍｅｎ⁃ｓｉｏｎｔｉｍｂｅｒｕｓｅｄｉｎｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＬＴｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｏｒｔｅｄｆｒｏｍａｂｒｏａｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｉｓｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｌａｍｉｎａｔｅｄｂａｍｂｏｏａｎｄＧｒａｄｅＨ１８ｒｕｂｂｅｒｗｏｏｄｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｌａｍｉｎａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴ，ｗｈｉｃｈｉｓａｎｏｖｅｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｓａｍｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｏｎｅ⁃ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅａｄｈｅｓｉｖｅｗｉｔｈａｇｌｕｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ１８０ｇ／ｍ２，１ｈｃｏｌｄｐｒｅｓｓｉｎｇｔｉｍｅ，ａｎｄ１．０ＭＰａｐｒｅｓｓｕｒｅ）ｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｔｈｒｅｅ⁃ｌａｙｅｒｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴａｎｄｔｈｒｅｅｏｔｈｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＣＬＴ（ｐｕｒｅｗｏｏｄＣＬＴ，ｗｏｏｄ⁃ｂａｍｂｏｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴ，ａｎｄｐｕｒｅｂａｍｂｏｏＣＬＴ）．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｍａｎ⁃ｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｆｕｌｌ⁃ｓｉｚｅｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｆｒｏｍｄｏｍｅｓｔｉｃｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｂａｍｂｏｏｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｐａｎｅｌｓｍｏｄｕｌｕｓｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｍｏｄｕｌｕｓｏｆｒｕｐｔｕｒｅ，ｉｎｔｅｒｌａｍｉｎａｒｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｂｌｏｃｋｓｈｅａｒａｎｄｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｐｅｒ⁃ｃｅｎｔａｇｅｉｎｔｈｅｍａｊｏｒｓｔｒｅｎｇｔｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏｒｍｓｏｆＣＬＴ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｕｎｄｅｒｄｒｙｃｏｎ⁃ｄｉｔｉｏｎｗａｓ３．２５ＭＰａ，ｗｈｉｃｈｗａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｏ１．１５ＭＰａｕｎｄｅｒｗｅｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｉｔｗａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｗａｓｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈｕｍｉｄｉｔｙ．ＩｎｔｈｅｕｓｉｎｇｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＃１，ｂｏｔｈｂｏｎｄｉｎｇｑｕａｌｉｔｙａｎｄｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｔｈｅｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｓｐｅｃｉｆｉｅｄｉｎＡＮＳＩＡＰＡＰＲＧ３２０⁃２０１９ａｎｄＬＹ／Ｔ３０３９－２０１８ｓｔａｎｄａｒｄｓｉｎｄｒｙｏｒｗｅｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．林业工程学报第８卷Ｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｂｅａｍｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｏｕｔ⁃ｏｆ⁃ｐｌａｎｅｆｏｕｒ⁃ｐｏｉｎｔｂｅｎｄｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｃｒｏｓｓ⁃ｓｅｃ⁃ｔｉｏｎｓｔｒａｉｎｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｆｔｈｅｓｐａｎｗａｓｕｎｉｆｏｒｍｌｙａｎｄｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙｌｉｎｅａｒ⁃ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｌｏｎｇｔｈｅｈｅｉｇｈｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｃｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＣＬＴｂｅａｍｓｆｏｌｌｏｗｅｄｔｈｅｐｌａｎｅｓｅｃｔｉｏｎａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｗｉｔｈａｌａｒｇｅｓｐａｎ⁃ｈｅｉｇｈｔｒａｔｉｏ．Ｔｈｅｍｏｄｕｌｕｓｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙａｎｄｍｏｄｕｌｕｓｏｆｒｕｐｔｕｒｅｏｆｔｈｅｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｗｅｒｅ９６３１ａｎｄ４４．７ＭＰａ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＢｏｔｈｂｅｎｄｉｎｇａｎｄｓｈｅａｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｃｏｕｌｄｍｅｅｔＥ２ｇｒａｄｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅａｂｏｖｅｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ｔｈｕｓ，ｉｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｔｈｅｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｗｉｔｈｒｕｂｂｅｒｗｏｏｄａｎｄｌａｍｉ⁃ｎａｔｅｄｂａｍｂｏｏｆｏｒｉｔｓｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＬＴ；ｌａｍｉｎａｔｅｄｂａｍｂｏｏ；ｒｕｂｂｅｒｗｏｏｄ；ｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴ；ｍｏｄｕｌｕｓｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ；ｍｏｄｕｌｕｓｏｆｒｕｐｔｕｒｅ；ｂｌｏｃｋｓｈｅａｒ；ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ㊀㊀正交胶合木（ｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ，ＣＬＴ）是一种由欧洲较早开发的三层及以上锯材以正交组坯的方式制成的重型木结构产品，主要优势体现在绿色低碳㊁轻质高强㊁保温隔热性能好㊁可预制㊁组装快速方便及耐久性优异等方面［１－２］㊂但我国的木材资源相对短缺，随着天然林保护工程的实施，国内木材的供应量进一步下降，供需矛盾突出，因此国内生产ＣＬＴ所用的规格材大部分从国外进口，高额的运输成本和贸易壁垒成为ＣＬＴ在中国推广受限的重要因素㊂我国竹材资源十分丰富，由此发展而来的竹产品更是多种多样，主要包括重组竹㊁竹胶板和集成竹等，且强度高㊁韧性好，物理力学性能优异㊂竹产品的出现满足了现代竹结构建筑对建筑材料力学性能及尺寸等方面的要求，解决了原竹不能用于现代竹结构建筑的问题㊂因此，为了降低运输成本和碳排放，减少对国外木材的依赖，充分利用国内树种及竹材资源制备ＣＬＴ是科学㊁合理地开发利用竹材资源及推动ＣＬＴ国产化进程的有效途径㊂国内针对竹木复合材料的研究在广度和深度上都超出国外水平，但目前仍然集中于产品开发和生产工艺研究㊂张齐生等［３－５］的研究集中于集装箱底板，使竹木复合材料成为一个研究热点㊂王志强等［６］研究了不同树种复合制备ＣＬＴ的力学性能㊂Ｗｅｉ等［７－８］㊁Ｌｉ等［９］和张齐生等［１０］在国际上较早提出了利用竹木复合来生产轻质高强建筑预制板竹木复合ＣＬＴ的想法，并获得了中国发明专利㊂Ｗｅｉ等［７－８］和Ｌｉ等［９］研究了不同结构的竹材层板与木材复合制备ＣＬＴ的可行性，结果表明：竹篾重组材㊁三层正交展平竹㊁竹帘竹席复合材与进口铁杉复合制备ＣＬＴ在工业上是可行的㊂但以上研究均未考虑采用国产工业或经济树种与竹材复合制备ＣＬＴ㊂笔者采用国产竹材制备的竹篾层积材与云南产橡胶木复合制备新型竹木复合ＣＬＴ，以探索其生产的可行性㊂竹篾层积材是采用径向竹篾通过编织得到竹帘后，再通过浸胶㊁干燥㊁热压等工序制成的层积板材，目前国内主要运用于集装箱底板和车厢底板；而橡胶树是我国云南和海南等地的重要工业或经济树种，每年有９０万１２０万ｍ２的种植量，居世界第４位［１１］㊂云南地区目前有超过３０万ｍ２的橡胶树林区，橡胶树在种植㊁采胶２５３０ａ后需更新，待更新的橡胶木是一种具有很高利用价值的木材，因其颜色浅白㊁纹理通直㊁材质均匀㊁加工性能好等优点主要运用于家具及家具部件制造㊁室内装饰材［１２］㊂但竹材和橡胶木鲜见在建筑领域制备复合材，而采用新树种和竹材复合材料作为ＣＬＴ层板制造的原材料，加工工艺和参数应严格控制，否则新型竹木复合ＣＬＴ产品性能参数不能满足建筑和结构工程的应用要求［１３］㊂因此，笔者测试并分析了新型竹木复合ＣＬＴ材料强轴方向的抗弯弹性模量㊁抗弯强度㊁剪切强度㊁胶层剪切强度和胶合耐久性，判断其性能是否满足相关标准要求，从而为建筑工程的实际应用打下基础㊂图１㊀竹篾层积材示意图Ｆｉｇ．１㊀Ｄｉａｇｒａｍｏｆｌａｍｉｎａｔｅｄｂａｍｂｏｏ１㊀材料与方法１．１㊀试验材料竹材层板采用的竹篾层积材产自湖南桃花江，共１９层，外层为竹篾经过编织后得到的竹帘材料，内层按照４ʒ１的比例正交组坯（图１），保证了一定的主次强度㊂竹篾层积材尺寸为２４４０ｍｍˑ１２００ｍｍˑ２８ｍｍ，气干密度为０．８３ｇ／ｃｍ３，含水率为８．７％，平面弯曲弹性模量均值为１２ＧＰａ，侧面弯曲弹性模量均值为１０．５ＧＰａ，抗弯强度均值为８８ＭＰａ，变异系数均小于１０％㊂因此，本研究中竹篾层积材按照Ｔ／ＣＥＣＳ１０１３８２０２１‘工程竹材“全部统一为Ｅｐ１４等级，为后续足尺竹木复合ＣＬＴ计算提供力学数据基础㊂４４㊀第４期董浩，等：竹⁃橡胶木复合正交胶合木的制备和性能木材原料采用橡胶树（ＨｅｖｅａＢｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）锯材，产地为云南省西双版纳州，尺寸规格为１４００ｍｍˑ１４０ｍｍˑ４０ｍｍ，平均含水率为７．８％，气干密度均值为０．６３ｇ／ｃｍ３，顺纹弹性模量均值为９．０９ＧＰａ，抗弯强度均值为１０５ＭＰａ，变异系数为１３％㊂将３１０根规格材橡胶木按照ＬＹ／Ｔ２３８３２０１４‘结构用木材强度等级“，通过应力分等，以抗弯弹性模量平均值和抗弯强度特征值为参数分为Ｈ１４㊁Ｈ１８㊁Ｈ２４３个等级㊂１．２㊀制备工艺本试验选取的胶黏剂为单组分聚氨酯树脂ＰＵＲ（浅黄色液体，黏度７５００ｍＰａ㊃ｓ，固含量１００％），陈放时间１５２０ｍｉｎ，采用冷压时间１ｈ㊁冷压压力１．０ＭＰａ工艺制备竹木复合ＣＬＴ㊂不同复合方式制备的ＣＬＴ如表１所示，为了对比不同复合方式对ＣＬＴ力学性能的影响，选用Ｈ１４㊁Ｈ１８㊁Ｈ２４３个等级橡胶木与竹篾层积材，采用相同的制备工艺制造出４种不同复合方式的ＣＬＴ：竹木复合ＣＬＴ（以下简称ＣＬＴＢＷＢ）㊁纯木ＣＬＴ（以下简称ＣＬＴＷＷＷ）㊁木竹复合ＣＬＴ（竹材在芯层，以下简称ＣＬＴＷＢＷ）㊁纯竹ＣＬＴ（以下简称ＣＬＴＢＢＢ）㊂本试验在宁波中加低碳新技术研究院有限公司完成㊂新型竹木复合ＣＬＴ主要制备工艺流程如图２所示㊂表１㊀４种不同复合形式ＣＬＴ尺寸参数Ｔａｂｌｅ１㊀ＤｉｍｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＣＬＴｗｉｔｈｆｏｕｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓＣＬＴ类型平行层层板选择平行层厚度／ｍｍ垂直层层板选择垂直层厚度／ｍｍ尺寸／ｍｍ结构示意图ＣＬＴＢＷＢ竹篾层积材２８橡胶木４０２０００ˑ３０５ˑ９６ＣＬＴＷＷＷ橡胶木４０橡胶木４０２４００ˑ３０５ˑ１２０ＣＬＴＷＢＷ橡胶木４０竹篾层积材２８２２００ˑ３０５ˑ１０８ＣＬＴＢＢＢ竹篾层积材２８竹篾层积材２８２４００ˑ３０５ˑ８４图２㊀新型竹木复合ＣＬＴ生产工艺流程Ｆｉｇ．２㊀Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｎｅｗｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴ图３㊀新型竹木复合ＣＬＴ结构示意图Ｆｉｇ．３㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｎｅｗｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴ㊀㊀通过上述生产工艺流程制备的竹木复合ＣＬＴ结构示意图如图３所示㊂其中分等是为了确保锯材的力学性能达到制备竹木复合ＣＬＴ楼板或墙板的要求，层板刨光和砂光可统一规格材尺寸并消除表面氧化层，提高胶合性能㊂通过刨光将层板厚度控制在（４０ʃ０．１）ｍｍ，通过砂光可将竹篾层积材表面不利于胶黏剂渗透的竹青砂掉，而喷雾（喷雾量为２５ｍＬ／ｍ２）可较好改善竹木复合胶合界面的含水率状况，促进ＰＵＲ均匀并充分发泡，从而提高胶合性能㊂１．３㊀抗弯性能测试及等效刚度计算试件锯割示意图见图４㊂将制备好的竹木复合ＣＬＴ锯割为所需尺寸，如图４Ａ１区域所示，每块板材取２个试件㊂锯割完成后，利用万能力学性能试验机（济南天辰公司）进行测试㊂测试时跨距取１８倍试件厚５４林业工程学报第８卷注：Ｌ１和Ｌ２分别为剪切试验与浸渍试验取样区域长度和宽度，ｍｍ；ａ为试件中心与取样区域边缘的距离，ｍｍ；其中Ｌ１和Ｌ２均为９００ｍｍ，ａ为１００ｍｍ㊂图４㊀试件锯割示意图Ｆｉｇ．４㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎｓ度（１７１０ｍｍ），加载点之间的距离为６６７ｍｍ，观察并分析竹木复合ＣＬＴ试件在试验过程中的破坏模式，记录竹木复合ＣＬＴ试件破坏并失效时的最大破坏载荷，计算出弯曲强度和模量，并与表１所示中不同复合形式的ＣＬＴ进行弯曲性能的对比㊂考虑到竹篾层积材制造工艺的影响，竹材层板厚度与木材不同，因此，需要考虑层板厚度对竹木复合ＣＬＴ弹性模量的影响㊂依据ＬＹ／Ｔ３０３９２０１８‘正交胶合木“中的剪切类比法，以ＣＬＴＷＷＷ为对照组，再对不同复合形式的ＣＬＴ进行等效刚度的计算，分析竹篾层积材厚度与ＣＬＴ力学性能的关系㊂１．４㊀竹木复合ＣＬＴ层间剪切强度测试根据ＬＹ／Ｔ３０３９２０１８标准规定，测试时跨距取６倍试件厚度（５７６ｍｍ）㊂试验过程中时刻观察试件破坏形式与位置，直到试件破坏为止㊂测试结束时，记录试件破坏一瞬间的最大载荷，计算竹木复合ＣＬＴ层间剪切强度㊂１．５㊀竹木复合ＣＬＴ胶层剪切强度及木破率测试如图４Ｂ１区域所示，根据ＬＹ／Ｔ３０３９２０１８标准规定制备试件，每块板材取３个试件，进一步加工成楼梯状试件（尺寸为１１２ｍｍˑ１００ｍｍˑ９６ｍｍ）㊂运用块状剪切法（ｂｌｏｃｋｓｈｅａｒ）测试了竹木复合ＣＬＴ试件在干湿两态条件下的胶层剪切强度和木破率㊂测试前，用游标卡尺测量剪切面的尺寸并记录，并对不同试件的每个胶合界面进行编号㊂１．６㊀浸渍剥离测试如图４Ｄ１区域所示，依据ＡＮＳＩＡＰＡＰＲＧ３２０－２０１９Ｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ⁃ｒａｔｅｄｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ及ＬＹ／Ｔ３０３９２０１８标准锯割试件，每块板材取３个试件，用自制的真空⁃加压罐通过浸渍的方法处理后进行测试㊂测试设备包括真空压力罐（０．１ｍ３）㊁真空泵㊁空气压缩设备以及气管若干（图５）㊂具体试验方法：将试件放入可施加真空和压力的密闭容器中，并加入足量的（２２ʃ５）ħ水，使试件完全浸没；施加（８５ʃ１０）ｋＰａ的真空并维持３０ｍｉｎ；释放真空，施加５００６００ｋＰａ的压力并维持２ｈ；取出试件，将试件放置于６５７８ħ的烘箱中干燥１０１５ｈ，试件质量达到初始质量的１００％１１０％即可认为试验结束㊂图５㊀浸渍剥离测试Ｆｉｇ．５㊀Ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇ２㊀结果与分析２．１㊀抗弯性能竹木复合ＣＬＴ抗弯性能测试载荷⁃位移曲线及破坏模式见图６㊂通过分析可得，竹木复合ＣＬＴ梁在抗弯受力过程中，其面外四点弯曲破坏过程大致可以分为３个阶段（图６ａ）㊂第１阶段为弹性阶段，跨中位移随载荷的增加而增加，载荷⁃位移曲线的斜率基本不变㊂第２阶段为弹塑性阶段，当载荷增加到弹性阶段最大值后，跨中位移随载荷增加而加速度增大，载荷⁃位移曲线的斜率略微减小，发生竹篾层积材的胶层破坏，分析原因为竹篾层积材表面孔隙率较大，层板有效胶合面积较小，载荷不断地施加容易导致应力集中于胶合较弱或未胶合处㊂第３阶段为破坏阶段，竹木复合ＣＬＴ梁即将到达极限载荷前，发出一系列密集的响声，并在一声较大声响后试件发生层间剪切破坏，载荷迅速下降㊂竹木复合ＣＬＴ梁的芯层橡胶木层板横纹强度较低，导致竹木复合ＣＬＴ梁整体抗弯承载力下降㊂６４㊀第４期董浩，等：竹⁃橡胶木复合正交胶合木的制备和性能图６㊀竹木复合ＣＬＴ抗弯性能测试载荷⁃位移曲线及破坏模式Ｆｉｇ．６㊀Ｌｏａｄ⁃ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｏｆｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙｔｅｓｔ㊀㊀竹木复合ＣＬＴ与不同复合形式的ＣＬＴ抗弯性能对比结果见表２㊂通过表２分析可得，竹木复合ＣＬＴ的弯曲强度和弹性模量均优于ＣＬＴＷＷＷ及ＣＬＴＷＢＷ，与王韵璐等［１３］研究的三层加拿大铁杉ＣＬＴ抗弯模量结果相似，与Ｌｉ等［９］研究的ＢＭＣＰ与加拿大杉木复合制备竹木复合ＣＬＴ抗弯弹性模量相比高约５０％㊂证明将竹篾层积材放在三层ＣＬＴ的平行层可以充分发挥其竹篾层积材抗弯性能优异的优势，改善整体构件的性能，其抗弯强度高出ＣＬＴＷＷＷ约４６％，高出ＣＬＴＷＢＷ约８２％，而抗弯弹性模量与ＣＬＴＷＷＷ相似，但高出ＣＬＴＷＢＷ约３３％㊂纯竹ＣＬＴ在弯曲强度上优于竹木复合ＣＬＴ，但弹性模量低于竹木复合ＣＬＴ，因此还有待进一步研究㊂将橡胶木作为平行层制备的ＣＬＴ其弯曲强度变异性较大，分析原因为橡胶木指接材工艺目前还不完善，需要进一步改善㊂表２㊀ＣＬＴ抗弯性能对比Ｔａｂｌｅ２㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＣＬＴｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓＣＬＴ类型密度／（ｇ㊃ｃｍ－３）含水率／％弯曲强度弹性模量平均值／ＭＰａ标准差／ＭＰａ变异系数／％平均值／ＭＰａ标准差／ＭＰａ变异系数／％ＣＬＴＢＷＢ０．７６８．４４４．７０．７６１．７９６３１４４４．７４．８ＣＬＴＷＷＷ０．６３７．８３０．７５．６４１８．６９２１８４４９．０４．９ＣＬＴＷＢＷ０．６９８．１２４．６５．２９２１．５７２５２１２３．７１．７ＣＬＴＢＢＢ０．８３８．７８５．２４．６２５．４８５１０５０１．８５．９㊀㊀１．３节中４种不同复合形式的ＣＬＴ等效刚度计算结果见表３㊂分析可知，ＣＬＴＷＢＷ和ＣＬＴＢＢＢ均需要竹材达到４０ｍｍ厚时才能达到ＣＬＴＷＷＷ的等效力学性能，考虑成本等因素，这两种复合形式不可取㊂竹木复合ＣＬＴ竹篾层积材厚度为３５ｍｍ时，其等效刚度和承载力均超过ＣＬＴＷＷＷ，因此可在ＣＬＴＷＷＷ的基础上将平行层方向４０ｍｍ厚的木材层板更换为３５ｍｍ厚的竹材层板，从而减少板厚并有效利用竹材㊂表３㊀不同厚度层板制备ＣＬＴ的等效刚度计算Ｔａｂｌｅ３㊀ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆＣＬＴｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｌａｍｉｎａｔｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓＣＬＴ类型竹篾层积材厚度／ｍｍ等效弯曲承载力／（ˑ１０６Ｎ㊃ｍｍ㊃ｍ－１）等效弯曲刚度／（ˑ１０９Ｎ㊃ｍｍ２㊃ｍ－１）等效剪切刚度／（ˑ１０６Ｎ㊃ｍ－１）ＣＬＴＷＷＷ０２２２．２１５１４７．１ＣＬＴＢＷＢ３５２３２．６１５２２１２．５ＣＬＴＷＢＷ４０２４８．６１５２５８．１ＣＬＴＢＢＢ４０２６０．１１４９０９．７２．２㊀层间剪切性能竹木复合ＣＬＴ短梁三点弯曲层间剪切试验的典型载荷⁃位移曲线及破坏模式见图７㊂依据ＬＹ／Ｔ３０３９２０１８标准中层间剪切强度计算公式，计算竹木复合ＣＬＴ三点弯曲测试的层间剪切强度，分析了竹木复合ＣＬＴ层间剪切性能测试的载荷⁃位移曲线及破坏模式㊂通过计算得到竹木复合ＣＬＴ的层间剪切强度平均值为２．６１ＭＰａ，与Ｌｉ等［９］研究的ＢＭＣＰ与加拿大杉木复合制备竹木复合ＣＬＴ层间剪切强度相７４林业工程学报第８卷图７㊀竹木复合ＣＬＴ层间剪切性能测试载荷⁃位移曲线及破坏模式Ｆｉｇ．７㊀Ｌｏａｄ⁃ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｏｆｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｓｈｅａｒｐｒｏｐｅｒｔｙｔｅｓｔ似㊂由图７可以发现，与面外四点弯曲试验一样，三点弯曲试验的破坏也可分为３个阶段㊂第１阶段为弹性阶段，试件的载荷⁃位移曲线斜率基本不变，载荷随着位移的增加而增大㊂第２阶段为弹塑性阶段，试件在所承受的载荷到达比例极限后进入弹塑性阶段，随着位移的增加，荷载挠度曲线的斜率不断减小，同样先发生胶层破坏㊂分析原因为竹篾层积材孔隙率较大，在层板内部的有效胶合面积较小，不断施加载荷容易导致应力集中于未胶合图８㊀竹木复合ＣＬＴ干态及真空加压状态下胶层剪切强度及木破率Ｆｉｇ．８㊀Ｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｗｏｏｄｆａｉｌｕｒｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｕｎｄｅｒｄｒｙａｎｄｗｅｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴ处，导致胶层的破坏；竹木复合ＣＬＴ梁在弹塑性阶段中后期平行层会因为孔隙率较大，受压产生连续声响㊂第３阶段为破坏阶段，竹木复合ＣＬＴ梁到达极限荷载时，芯层木材产生的滚动剪切破坏裂纹向胶层处迅速发展，导致竹木复合胶合界面破坏，从而发生层间剪切破坏，且试验过程中层间剪切破坏主要发生在试件支撑点附近的位置，且一般位于竹木复合交界面上，且偏向木材较多㊂根据剪应力互等定理，破坏面偏向于界面的纵向层或横向层是与各自层板的剪切模量和剪切强度有关的，经前期试验测得木材剪切模量为４４０ＭＰａ，竹材剪切模量为８１０ＭＰａ高于木材，因此破坏主要发生在木材㊂从材料力学角度分析，在三点加载的弯曲试验测试下，由于测试跨距较短，试件受剪力影响较大［１４］，对试件施加一个处于跨距中点且方向向下的载荷Ｐ，２个支座都会对竹木复合ＣＬＴ试件产生与载荷方向相反的约束力㊂因此，试件在尤为靠近２个支座内侧的部位假想切开，从而使其发生剪切变形［１５］㊂２．３㊀胶层剪切强度及木破率干态及真空加压状态下剪切强度及木破率结果见图８㊂依据ＬＹ／Ｔ３０３９２０１８记录试件的破坏载荷，根据计算公式算得竹木复合ＣＬＴ干态和真空加压状态下的胶层剪切强度，再根据每个试件８４㊀第４期董浩，等：竹⁃橡胶木复合正交胶合木的制备和性能２个胶合界面的胶合强度及木破率变异系数分析其所有竹木复合ＣＬＴ试件的胶合耐久及耐候性㊂通过计算分析可得：在干态下，竹木复合ＣＬＴ的胶层剪切强度均值为３．２５ＭＰａ，木破率均值为５９．１１％；在真空加压状态下，竹木复合ＣＬＴ的胶层剪切均值为１．１５ＭＰａ，木破率均值为２５．９１％，与Ｗａｎｇ等［１６］测试的规格材加拿大杉木ＣＬＴ胶层剪切强度类似㊂２种状态下的胶层剪切强度以及木破率变异系数都较高，原因可能为橡胶木的复杂性及各向异性，同时橡胶木密度较大，胶合性能差㊂相比干态条件，真空加压条件处理后竹木复合ＣＬＴ的胶层剪切强度下降了６４％，而木破率降低了３０％，产生上述现象的原因为：木材顺纹湿胀远小于横纹湿胀，将橡胶木作为竹木复合ＣＬＴ芯层时，横纹湿胀应力较大，湿胀率为９％１２％；竹篾层积材主要以轴向竹材组坯，其湿胀应力较小，湿胀率为３％６％㊂部分湿应力抵消后仍有较大应力，因此湿强度下降较多［１７］㊂这证明胶合界面附近竹木材料力学性能受真空加压处理的影响比胶层本身更为显著，且单组分ＰＵＲ胶黏剂的耐候耐久性能达到ＡＮＳＩＡＰＡＰＲＧ３２０－２０１９标准中使用环境１的相关要求㊂２．４㊀浸渍剥离浸渍剥离率结果见图９，根据ＡＮＳＩＡＰＡＰＲＧ３２０－２０１９标准中规定的计算方法，计算干燥达到指定质量的试件胶层剥离率，同时计算了变异系数㊂竹木复合ＣＬＴ浸渍剥离率均值为９．１１％，满足标准规定值，其变化区间为０％２０％，与王建和等［１８］采用加拿大西部铁杉制备的ＣＬＴ浸渍剥离率相似，因此竹木复合ＣＬＴ的耐久耐候性能达到实际项目的应用要求㊂尽管浸渍剥离率在不同试件间变异较大，但导致胶层剥离的机理对于所有试件而言极有可能是一样的㊂对于大多数试验而言，浸渍剥离发生在单侧胶层㊂由于真空⁃加压循环导致图９㊀竹木复合ＣＬＴ浸渍剥离率Ｆｉｇ．９㊀Ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＬＴ木材弦向和径向膨胀远大于长度方向的膨胀，且木材的湿胀大于竹材，这会导致胶合界面形成层间剪切正应力㊂但仍有个别试件浸渍剥离率高于标准值，且变异系数较大，考虑因素：竹篾层积材孔隙较多，有效胶合面积小，且橡胶木本身胶合性能较差，其干缩应力大于胶合强度导致试件剥离；较低胶合压力下，胶黏剂渗透木材较浅，胶层较厚，会导致更多的胶接面直接暴露于水中导致浸渍剥离率增加㊂此外，ＰＵＲ可以和水发生化学反应，所以使用ＰＵＲ作为ＣＬＴ胶黏剂时，适当增加压力可提高胶合的耐久性㊂因此，后续将对竹篾层积材孔隙率及胶合工艺参数做进一步研究㊂３㊀结㊀论通过对新型竹木复合ＣＬＴ强轴方向的弯曲模量㊁弯曲强度㊁剪切强度㊁胶合质量及胶层的耐候耐久性系统地测评和剖析，结果表明，利用竹篾层积材与橡胶木层板单元制备竹木复合ＣＬＴ是可行的㊂主要结论如下：１）竹篾层积材㊁橡胶木规格材所制备的竹木复合ＣＬＴ主要性能测试值均能达到ＡＮＳＩＡＰＡＰＲＧ３２０－２０１９和ＬＹ／Ｔ３０３９２０１８等标准的相关要求㊂２）用单组份ＰＵＲ胶黏剂制备的竹木复合ＣＬＴ符合建筑和结构工程使用时对竹木复合ＣＬＴ胶合耐久性的要求㊂其干态下胶层剪切强度均值为３．２５ＭＰａ，真空加压状态下均值为１．１５ＭＰａ，较干态下降了６５％，说明环境湿度变化对竹木复合ＣＬＴ胶合质量影响很大㊂３）竹木复合ＣＬＴ梁的平均弹性模量是９６３１ＭＰａ，平均抗弯强度是４４．７ＭＰａ，均高于其他以橡胶木和竹篾层积材为层板原料制备的ＣＬＴ，且破坏模式没有平行层拉伸断裂破坏㊂证明将竹材放在ＣＬＴ表面能充分发挥竹材弯曲强度较高的优势，使得三层竹木复合ＣＬＴ的弯曲性能得到充分保障㊂４）三层竹木复合ＣＬＴ（ＣＬＴＢＷＢ）在竹材层板厚度为３５ｍｍ时就能达到纯木ＣＬＴＷＷＷ层板厚度为４０ｍｍ时的承载刚度要求，因此竹木复合ＣＬＴ不仅可充分利用竹材优势，减少ＣＬＴ的板厚，还可推进ＣＬＴ生产原料的国产化㊂致谢：对宁波中加低碳新技术研究院有限公司为本项目提供试验场所，以及浙江大学（宁海）生物质材料和碳中和建设联合研究中心为本项目提供竹篾层积材表示感谢，同时感谢宁波中加低碳新技术研究院有限公司员工对本项目研究的支持和建议㊂９４林业工程学报第８卷参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］曹瑜，王韵璐，王正，等．国外正交胶合木建筑技术的应用与研究进展［Ｊ］．林产工业，２０１６，４３（１２）：３－７．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０１６．１２．００１．ＣＡＯＹ，ＷＡＮＧＹＬ，ＷＡＮＧＺ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｏｖｅｒｓｅａｓｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ（ＣＬＴ）ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１６，４３（１２）：３－７．［２］张婷婷，孙巧，孙雪敏，等．正交胶合木的研究现状及国产化展望［Ｊ］．林业机械与木工设备，２０１７，４５（１）：４－７．ＤＯＩ：１０．１３２７９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｆｍｗｅ．２０１７．０００１．ＺＨＡＮＧＴＴ，ＳＵＮＱ，ＳＵＮＸＭ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｎｄｌｏ⁃ｃａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ［Ｊ］．ＦｏｒｅｓｔｒｙＭａ⁃ｃｈｉｎｅｒｙ＆ＷｏｏｄｗｏｒｋｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２０１７，４５（１）：４－７．［３］张齐生，孙丰文．竹木复合结构是科学合理利用竹材资源的有效途径［Ｊ］．林产工业，１９９５，２２（６）：４－６．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．１９９５．０６．００２．ＺＨＡＮＧＱＳ，ＳＵＮＦＷ．Ｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｍａｋｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄｒａｔｉｏｎａｌｕｓｅｏｆｂａｍｂｏｏｒｅ⁃ｓｏｕｒｃｅｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，１９９５，２２（６）：４－６．［４］张齐生，孙丰文．竹木复合集装箱底板的研究［Ｊ］．林业科学，１９９７，３３（６）：５４６－５５４．ＺＨＡＮＧＱＳ，ＳＵＮＦＷ．Ａｓｔｕｄｙｏｎｂａｍｂｏｏｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏａｒｄｆｏｒｃｏｎｔａｉｎｅｒｆｌｏｏｒ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉａＳｉｌｖａｅＳｉｎｉｃａｅ，１９９７，３３（６）：５４６－５５４．［５］张齐生，朱一辛，蒋身学，等．结构用竹木复合空心板的初步研究［Ｊ］．林产工业，１９９７，２４（３）：６－９．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．１９９７．０３．００３．ＺＨＡＮＧＱＳ，ＺＨＵＹＸ，ＪＩＡＮＧＳＸ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｙｏｎｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｏｌｌｏｗｓｌａｂｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，１９９７，２４（３）：６－９．［６］王志强，付红梅，戴骁汉，等．不同树种木材复合交错层压胶合木的力学性能［Ｊ］．中南林业科技大学学报，２０１４，３４（１２）：１４１－１４５．ＤＯＩ：１０．１４０６７／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７３－９２３ｘ．２０１４．１２．０２５．ＷＡＮＧＺＱ，ＦＵＨＭ，ＤＡＩＸＨ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓｗｏｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，３４（１２）：１４１－１４５．［７］ＷＥＩＰＸ，ＷＡＮＧＢＪ，ＷＡＮＧＬＢ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｙｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ（ＣＣＬＴ）ｍａｄｅｆｒｏｍｂａｍｂｏｏａｎｄｈｅｍｌｏｃｋ⁃ｆｉｒｍｉｘ［Ｊ］．ＢｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，２０１９，１４（１）：２１６０－２１７０．ＤＯＩ：１０．１５３７６／ｂｉｏｒｅｓ．１４．１．２１６０－２１７０．［８］ＷＥＩＰＸ，ＷＡＮＧＢＪ，ＬＩＨ，ｅｔａｌ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａｎｏｖｅｌｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒｍａｄｅｆｒｏｍｆｌａｔｔｅｎｅｄｂａｍｂｏｏａｎｄｗｏｏｄｌｕｍｂｅｒ［Ｊ］．ＢｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，２０２１，１６（３）：５１８７－５２０２．ＤＯＩ：１０．１５３７６／ｂｉｏｒｅｓ．１６．３．５１８７－５２０２．［９］ＬＩＨ，ＷＡＮＧＢＪ，ＷＡＮＧＬＢ，ｅｔａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｂａｍｂｏｏ⁃ｗｏｏｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒｍａｄｅｆｒｏｍｂａｍｂｏｏｍａｔ⁃ｃｕｒｔａｉｎｐａｎｅｌａｎｄｈｅｍ⁃ｆｉｒｌｕｍｂｅｒ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０２１，２６６：１１３７８５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｍｐｓｔｒｕｃｔ．２０２１．１１３７８５．［１０］张齐生，王建和，李瑜，等．轻质高强木或竹基层积复合预制板或梁：ＣＮ１０１８１７１８９Ｂ［Ｐ］．２０１５－１２－０２．ＺＨＡＮＧＱＳ，ＷＡＮＧＪＨ，ＬＩＹ，ｅｔａｌ．Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｗｏｏｄｏｒｂａｍｂｏｏｂａｓｅｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｒｅｃａｓｔｓｌａｂｏｒｂｅａｍａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｈｅｒｅｏｆ：ＣＮ１０１８１７１８９Ｂ［Ｐ］．２０１５－１２－０２．［１１］刘秀英，蒋明亮．中国橡胶木加工利用调查［Ｊ］．木材工业，１９９７，１１（５）：６－８．ＤＯＩ：１０．１９４５５／ｊ．ｍｃｇｙ．１９９７．０５．００２．ＬＩＵＸＹ，ＪＩＡＮＧＭＬ．ＣｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｒｕｂｂｅｒｗｏｏｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＷｏｏｄＩｎｄｕｓｔｒｙ，１９９７，１１（５）：６－８．［１２］陈绪和，郭焰明．橡胶木加工利用现状和展望［Ｊ］．世界林业研究，１９９４，７（４）：４２－４７．ＤＯＩ：１０．１３３４８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｊｌｙｙｊ．１９９４．０４．００９．ＣＨＥＮＸＨ，ＧＵＯＹＭ．Ｔｈｅｓｔａｔｅａｎｄｏｕｔｌｏｏｋｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｕｂｂｅｒｔｒｅｅｗｏｏｄ［Ｊ］．ＷｏｒｌｄＦｏｒｅｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９４，７（４）：４２－４７．［１３］王韵璐，曹瑜，王正，等．加拿大铁杉正交胶合木弯曲性能预测与评估［Ｊ］．林产工业，２０１７，４４（７）：１５－２０．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０１７０７００４．ＷＡＮＧＹＬ，ＣＡＯＹ，ＷＡＮＧＺ，ｅｔａｌ．ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＣａｎａｄｉａｎｈｅｍｌｏｃｋＣＬＴｂｅｎｄｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１７，４４（７）：１５－２０．［１４］ＳＩＫＯＲＡＫＳ，ＭＣＰＯＬＩＮＤＯ，ＨＡＲＴＥＡＭ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ（ＣＬＴ）ｐａｎｅｌｓｍａｄｅｆｒｏｍＩｒｉｓｈＳｉｔｋａｓｐｒｕｃｅｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｂｅｎｄｉｎｇａｎｄｓｈｅａｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１６，１１６：１４１－１５０．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１６．０４．１４５．［１５］谢文博，王正，高子震，等．正交胶合木（ＣＬＴ）性能测试及其分析［Ｊ］．林产工业，２０１８，４５（１０）：４０－４５．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０１８１０００９．ＸＩＥＷＢ，ＷＡＮＧＺ，ＧＡＯＺＺ，ｅｔａｌ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔａｎｄａｎａｌ⁃ｙｓｉｓｏｆｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ（ＣＬＴ）［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１８，４５（１０）：４０－４５．［１６］ＷＡＮＧＪＢ，ＷＥＩＰＸ，ＧＡＯＺＺ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｐａｎｅｌｂｏｎｄｑｕａｌｉｔｙａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｅｍ⁃ｆｉｒｃｒｏｓｓ⁃ｌａｍｉｎａｔｅｄｔｉｍｂｅｒ（ＣＬＴ）［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｏｏｄａｎｄＷｏｏｄＰｒｏｄｕｃｔｓ，２０１８，７６（３）：８３３－８４１．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ００１０７－０１７－１２８３－７．［１７］卫佩行，王建和，郭叶莹子，等．层积结构对加拿大铁杉三层胶合木典型力学性能的影响［Ｊ］．林业工程学报，２０２３，８（１）：５９－６５．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２２０３０３７．ＷＥＩＰＸ，ＷＡＮＧＪＨ，ＧＵＯＹＹＺ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌａｍ⁃ｉｎａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣａｎａｄａｈｅｍｌｏｃｋｐｌｙｗｏｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２３，８（１）：５９－６５．［１８］王建和，卫佩行，高子震，等．加拿大西部铁杉正交胶合木胶合性能与耐久性初探［Ｊ］．林产工业，２０１７，４４（４）：１２－１５．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０１７０４００３．ＷＡＮＧＪＨ，ＷＥＩＰＸ，ＧＡＯＺＺ，ｅｔａｌ．ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｈｅｍｌｏｃｋＣＬＴｂｏｎｄｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１７，４４（４）：１２－１５．（责任编辑㊀莫弦丰）０５。

竹木复合集装箱底板表层材料的研制

ｌｙｒｔｕｎｉｄｎｌａｅｓｏｐｏｅｏｈｒｗｏｔｓｅｓｎｓａｄａｒｈｇｎｓｅｉｎｗａｓｄａｅｓｗｉｆｒｌｇｔｉａｙｒｎｔｆｔｔｅａｖｒｅｏｅ，ｈｏｏｕｌｏｈｔｒｎｎｏｔｏｏａｔｔｓｇｓｅｎｌｅｄｕ
ｔｐｉｉｅｔｅｈｔｒｓｉｇｐｏｅｓＴｅｔｓｒｓｌｈｗｅａｈａｅｏｄｄｕｄｒｒｓｒｓｕｅ５ＭＰ，ｏｏｔｚｏｅｓｎｒｃｓ．ｈｔｅｕｔｓｏｄｔｔｅｐｍｈｐｅｓｈｔｎｌｎｅｎｅｅｓｐｅｓｒｂｐａ
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产品与开发
何文，蒋身学
（南京林业大学竹材工程研究中心，南京２０３１０７）
摘要：根据复合材料层合板理论中表层材料力学性能越好对整个层合板的力学性能贡献越大的理论，用一
定厚度的竹帘按照一定的组坯方式，用正交设计方案对热压工艺进行优化，采试验结果得出：用６０８层．ｍｍ
厚的竹帘按照上面４层纵向竹帘和下面２层横向竹帘的组坯方式，在压力５ａＭＰ、时间８ｎｍｉ、温度１０５ ℃的
热压工艺下可以制成纵、横向弹性模量分别为１５ＭＰ、５４０ａ３５８ａ３Ｍｐ，纵横向静曲强度分别为１０Ｐ、８Ｍａ

建筑建材领域“以竹代塑”工程材料研究现状与发展趋势

建筑建材领域“以竹代塑”工程材料研究现状与发展趋势目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 文献综述 (5)2. 竹材及其特性 (6)2.1 竹材组成与结构 (7)2.2 竹材特性比较 (8)2.3 竹材资源分布 (9)3. 塑料材料对环境的影响 (10)3.1 塑料的产生与应用 (11)3.2 塑料的环境问题 (12)3.3 塑料回收与替代方案 (13)4. “以竹代塑”工程材料研究 (15)4.1 竹材在工程中的应用 (16)4.2 竹材改性技术 (17)4.3 竹塑复合材料 (18)4.4 竹材在建筑领域的创新应用 (20)5. 现有研究进展 (21)5.1 竹材建材的研发进展 (22)5.2 竹材与塑料的替代性研究 (23)5.3 竹材建材的性能测试 (25)6. 发展策略与展望 (26)6.1 技术研发需求 (27)6.2 政策支持与市场前景 (29)6.3 国际合作与技术交流 (30)1. 内容概要我们将对竹这种天然资源的优势，尤其是在建筑建材领域替代塑料材料方面的潜力进行详细分析。

同时，也将介绍目前国内外已有的竹基工程材料种类、应用案例和技术路线。

我们会深入探讨竹基工程材料发展所面临的挑战，包括竹材加工技术、性能优化、生产规模化和规范标准体系建立等方面。

基于现状分析和挑战展望，我们将对竹基工程材料未来发展趋势进行预测，包括材料多功能化、性能提升、应用领域扩展、产业链完善等方面，并为其未来的发展提出建议和展望。

以竹代塑是可持续发展的重要方向，竹基工程材料将为建筑行业提供更环保、更优质的绿色解决方案，并推动竹产业的转型升级。

1.1 研究背景在全球范围内，塑料污染问题的日趋严峻引发了各界关注。

传统塑料产品的广泛应用带来了废弃塑料的累积和排放到自然环境中，导致严重的生态问题。

化石燃料资源的枯竭以及石油基塑料在生产过程中排放的大量温室气体和高能耗问题，也对人类的可持续发展构成了巨大威胁。

新型结构竹木复合集装箱底板的生产技术

( 11 China Nat ional R esearch Cent er of Bam boo, H angzh ou 310012, Zhejiang, C hina; 21 An hui Gu ol in Con tainer Fl oor Limit ed Liabilit y Com pan y, X uanch eng 242200, A nhui , C hina)
中图分类号: T S653
文献标识码: B
文章编号: 1001- 8654( 2011) 05- 0044- 03
New Structural Wood-Bamboo Composite Panels for Container Flooring
ZH A I Zh-i zhong1 , CH EN Y u- he1 , ZH A O Bin2 , Y A N G H u-i m in1
摘要: 以价格低廉、资源丰富的人工林杨木、马尾松、桉木、竹材为原料, 进行了 4 种不同组坯类型的竹木复合集装箱
底板的试制, 并检测其性能。试验证明, 4 种结构底板的厚度、力学性能、胶合性能和浸渍剥离性能均达到国家标准要
求; 且较传统组坯结构底板, 生产成本降低 13% ~ 21% 。
关键词: 竹木复合; 单板接长; 集装箱底板
鉴于此, 笔者选用国产速生杨木、马尾松、桉木, 以及竹材为原材料[ 3-4, 6] , 采用将小规格单板沿纤维方向接长后作为中板的工艺, 生产集装箱底板, 以期为集装箱底板结构的创新以及降低生产成本, 提供技术支持。
收稿日期: 2011-05-11; 修改日期: 2011- 08-05 基金项目: 国际高技术研究发展计划( 863 计划) ( 2010 A A101701) 。作者简介: 翟志忠( 1965 ) ) , 男, 国家林业局竹子研究开发中心高级工程师。

竹木复合板与竹木复合层积材的抗弯性能

竹木复合板与竹木复合层积材的抗弯性能武秀明,孙正军*,许敏敏,覃道春,宋光喃(国际竹藤中心,北京100102)摘要:采用成熟的竹木复合集装箱底板制造工艺,根据不同的组坯方式,用竹帘及杨木单板压制成竹木复合板和竹木复合层积材。

该工艺的创新点在于只将杨木单板浸胶,而竹帘直接干燥铺装,以减少人工操作对竹帘的破坏。

通过研究两种板的抗弯性能,发现其顺向抗弯性能非常好,可将其分别作为集装箱底板和建筑结构用材。

此外,针对竹木复合板性能不稳定的问题提出了改进方案。

关键词:竹木复合板;竹木复合层积材;弯曲强度;弯曲模量中图分类号:TS 612文献标识码:Ａ文章编号:2095-2953(2014)06-0018-03Flexural Performance of Bamboo-wood Composite Boards andBamboo-wood Composite LVLWU Xiu-ming,SUN Zheng-jun*,XU Min-min,QIN Dao-chun,SONG Guang-nan(International Centre for Bamboo and Rattan,Beijing 100102,China )Abstract :Using mature bamboo-wood composite container floor manufacturing process and according to different assembly modes,bamboo-wood composite plate and laminated bamboo-wood composite lumber are made by using bamboo curtains and poplar veneers.The innovation point of the process is that only the poplar veneer is dipped in the glue and the bamboo curtains are directly dried and paved to reduce the damage to bamboo curtains caused by artificial operation.The study on the flexural performances of the two kinds of boards shows that they have excellent forward bending performances and can be directly used as materials for container floors and building structural material.Besides,an improvement plan for solving the instability of bamboo-wood composite boards is presented.Key words :bamboo-wood composite board;bamboo-wood composite LVL;modulus of rupture;bending modulus近年来,随着竹木复合结构材料在汽车、船舶、铁路、车辆制造及建筑业等领域的广泛应用,人们也越来越重视对竹木复合结构材料的研究。

现代竹结构的研究现状和展望

摘要：现代竹结构是一种新型的结构体系，相比于钢结构和混凝土结构体系，其最大的不同在于采用天然竹材为原材料，与北美等工业化国家和地区广泛使用的木结构类似，更加低碳、环保。现代竹结构主要采用现代胶合技术使空心圆竹成为基于竹纤维的复合材料，从而适合采用类似现代木结构的设计和施工方法，且材料和结构性能可以通过现代试验方法进行检测验证。国内外不少研究者在现代竹结构的研究方面做了比较系统的工作，现代竹结构作为一种新型结构体系的轮廓逐渐显现。通过分析该体系的发展过程，总结相关研究内容，对现在竹结构体系在装配式活动板房、轻型竹结构房屋、大空间框架体系和桥梁方面的应用实例进行介绍，并对现代竹结构的发展现状及其优缺点进行分析和总结。现代竹结构的发展进展表明现代竹结构体系在土木工程这一领域将大有可为。
Civil Engineering，University of South California，Los Angeles CAuyang 410300，China）
Abstract： Modern bamboo structure is a new kind of structural system，receiving more and more attentions in today's move towards sustainable construction． Comparing with conventional systems，such as steel and concrete structures， the modern bamboo structural system is based on the natural bamboo as raw materials． Similar to but even better than timber materials，bamboo is a carbon negative material． Modern bamboo structure is essentially a bamboo fiber-based composite material，adopting similar forms as modern wooden structures which are widely used in industrialized countries． A systematic research work was done by domestic and overseas researchers in modern bamboo structures， through which the modern bamboo structure system was gradually shaping． This paper analyzed the development of the system，and summarized the research progress，and finally，some application demonstrations of modern bamboo structures in prefabricated movable house，light bamboo house and large-space frame system etc were described． Clearly，it is shown that modern bamboo structure system will have bright prospects in near future and at least is an alternative choice for consideration of sustainability． Keywords： modern bamboo structure； GluBam； bamboo board； prefabricated house； bridges

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竹木复合集装箱底板的研究进展张双燕1，费本华2，陶仁中3(1.国家林业局北京林业机械研究所，北京 100029；2.国际竹藤网络中心，北京 100102；3.新会中集集装箱有限公司，广东 529144 )摘要：论述了竹木复合集装箱底板的研究现状及发展趋势，提出以速生人工林和竹材为原料，经过复合制成的集装箱底板是我国在这些领域今后研发的重点。

关键词：速生人工林；毛竹；竹木复合集装箱底板中图分类号：TS653 文献标识码：A 文章编号：1001-036X(2011)01-0036-04The research and development on bamboo/wood compositecontainer ﬂ ooring ZHANG Shuang-yan 1，FEI Ben-hua 2，TAO Ren-zhong 3（1.Beijing Forestry Machinery Research Institute of the State Forestry Administration, Beijing 100029 China ；2.International Center for Bamboo and Ratten, Beijing 100102,China ；3.Xinhui CIMC Container Co., Ltd, Guangdong 529144,China )Abstract: The paper states the present situation and developing trend on bamboo/wood composite container ﬂ ooring and also raizes its research focus point in the future.Key words: fast-growing plantation ；bamboo ；bamboo/wood composite container ﬂ ooring集装箱是运输包装货或无包装货的成组工具的总称，是一种现代化的成组运输工具，也是目前国际上最先进的现代化运输方式。

20世纪50年代集装箱被采用，60年代初期，集装箱制造业在美国问世。

我国集装箱工业始于20世纪70年代末80年代初。

当时，集装箱生产厂只有4家，年生产能力不足4万TEU （twenty-foot equivalent unit，系集装箱运量统计单位）。

经过20多年的发展，截止到2007年底，我国集装箱生产厂已发展到58家，年生产能力约为580万TEU，占世界集装箱生产能力的96%以上，增长了145倍，创造了三个世界第一，即集装箱生产能力世界第一、集装箱的种类规格世界第一、集装箱产销量世界第一。

图1为1993年至2010年10月我国的集装箱出口统计[1]。

收稿日期:2010-12-09作者简介:张双燕(1981-)，女，博士研究生。

主要从事竹质材料的研究。

图1 中国集装箱出口统计集装箱底板是集装箱的重要组成部分和主要承载配件，因为底板会影响到货物的运输安全和质量，因此也是人们关注的焦点之一。

传统的底板主要采用印尼、马来西亚等地产的阿必通(Apitong)、克隆(Kerning)等热带硬阔叶材制造的厚度为28mm的19层木质胶合板。

由于世界热带阔叶木材资源的减少和环保措施的实施，使得上述集装箱底板用的原料受到限制。

因此，逐步采用替代材料，减少热带阔叶木材的使用量，将是今后集装箱底板发展的必然趋势。

1 竹木复合集装箱底板集装箱底板必须具有良好的抗震、耐冲击、耐气候、耐老化等性能，除了外观尺寸之外，对集装箱底板用胶合板的胶合耐久性、静曲强度、弹性模量等物理力学性能提出了很高的要求，是迄今为止结构用人造板产品中技术性能要求最高的一种。

竹木复合集装箱底板是以竹材作为面层材料，人工林木材旋切的单板作为芯层材料，经过合理的组坯和工艺制成的。

与进口底板相比，竹木复合集装箱底板除拥有木质底板的特性外，还具有强度高、物理力学性能均匀、尺寸稳定性好、耐磨、防腐等优势，产品综合性能优于传统的木质底板，生产成本也低。

两种集装箱底板的主要力学性能见表1[2]。

400余种，竹林种类、种植面积和蓄积量都居世界首位。

我国竹类资源中利用价值最高的毛竹产量约占世界的90％。

另外，我国的人工林面积占世界近三分之一。

因此，从20世纪50年代末到60年代初我国就开始进行竹木复合材料加工应用的研究，在20世纪80年代以后，已经取得丰硕的成果并进行产业化生产[4]。

1993年以来，南京林业大学竹材工程研究中心进行了一系列的新型集装箱底板替代材料的研究开发工作。

以张齐生[5-7]院士为代表的科研人员采用国产速生材马尾松和毛竹为原料，应用正交异性复合层板的弯曲理论，对竹木复合集装箱底板的结构和性能进行了理论设计和试验验证，系统地研究了压缩率和成型工艺对竹木复合集装箱底板性能的影响，并与传统热带阔叶树材底板的性能进行了对比分析。

研究结果表明：采用合理的结构和工艺制造的竹木复合集装箱底板，其综合性能不低于阿必东胶合板底板，可作为阿必东胶合板底板的理想替代品。

该校的科研人员还研究了底板表层采用酚醛树脂浸渍纸覆面，表面用竹席和竹帘，芯层采用北方资源丰富的落叶松，由酚醛树脂(PF)胶合热压而成的竹木复合集装箱底板，其各项性能指标均能达到集装箱底板的使用要求。

另外，湖南的鲍逸培等[8]也曾对竹木复合集装箱底板的生产工艺及设备、产品质量、原材料消耗、成本及其经济效益进行了详细研究，开发了年产2万m 3竹木复合集装箱底板的生产工艺及设备，并同时指出目前竹木复合集装箱底板生产中存在质量控制难度大，竹表板加工中出现竹片翘曲、开裂，竹表板胶结不牢，热压时易产生鼓泡等问题。

何文、蒋身学[9]运用复合材料力学的层合板中表层发挥最大作用理论对竹木复合集装箱底板表层材料进行了研究，并对表层材料的热压因素进行了探讨。

研究结果表明：对采用6层0.8mm厚的竹帘按照上面4层纵向表1 两种集装箱底板的主要力学性能产品名称阿必通胶合板底板竹木复合胶合板底板密度(g/cm 3)0.870.86纵向93.5111.4横向40.942.4纵向1231410802横向32793877静曲强度(MPa)弹性模量(MPa)注：表中竹木复合胶合板底板是用毛竹和人工林马尾松复合制得的。

2 竹木复合集装箱底板的研究现状20世纪50年代中期，美国近海沿岸运输中开始使用集装箱船，70年代开始，国际货运集装箱化迅速发展。

作为集装箱必要配件的集装箱底板，其需求量与集装箱的发展几乎是同步的，但是其更新速度较慢，基本上是从单一树种的硬木实木底板改进为硬木胶合板底板。

1993年，马来西亚公布了限制砍伐热带雨林政策，从而在世界范围内掀起了研制开发集装箱底板替代材料的热潮，出现了不同类型的底板，表2为不同材料底板性能的比较[3]。

我国是世界上竹类资源最丰富的国家，约有40多属材料种类钢板热带硬木混合木料合成材料表2 不同材料集装箱底板的比较强度优优中优韧性差优优中加工性优优优优尺寸稳定差优中优比较项目吸潮性差优优差检疫问题无复杂复杂无成熟程度铁路箱用传统方案尚待实践尚待实践摩擦阻力低中中中竹帘和下面2层横向竹帘的组坯方式制成高强度竹帘板是可行的。

孙丰文[10-11]运用弹（塑）性力学、各向异性复合材料层板理论对竹木复合集装箱底板的宏观（表观）力学性能和细观结构（层）之间的关系进行了研究，建立了静曲强度和弹性模量的模型预测体系。

同时，他还应用弹塑性断裂力学的Weakest—link破坏准则，对竹木复合集装箱底板在弯曲载荷下的破坏模式进行了研究，得出竹木复合集装箱底板剪切破坏形式，并提出了底板静曲强度理论预测模型。

随后高燕秋[12]等人对竹木复合集装箱底板进行了在线无损检测的研究，采用PLC(可编程控制器)与工程测量传感器相结合的方法进行接触式竹木复合集装箱底板弹性模量无损检测，研究了其测量原理、要求及程序编制。

除了科研院所对竹木复合集装箱底板展开研究外，我国的人造板加工企业也积极进行了这方面的研究。

早在1994年青岛东元公司采用4面刨光加工的等宽等厚竹片为芯层，在上下面分别铺放3层桦木单板，用酚醛树脂胶结制成竹材/桦木胶合板。

该产品表面性能与阿必通胶合板底板相近，强度较高，通过了美国船级社(American Bureau of Shipping)的初步检验。

香港迪勤国际发展有限公司的科研人员利用我国南方资源丰富的毛竹和马尾松资源，以展平竹片为面层，以松木单板为芯层，用酚醛树脂(PF)胶合制成松竹复合集装箱底板(PBCB)。

产品用澳大利亚卫生检查局(AQIS)规定的防虫药剂BasileumSI-84进行了处理，底板表面平整美观，无缝隙，耐磨抗划伤能力强，防渗透，耐光热，耐腐蚀，易清洗，老化性能优于阿必东底板，该底板于1994年底已通过法国船级社(B.V.)强度测试。

表3为几种竹质集装箱底板的性能指标。

3 竹木复合集装箱底板的发展趋势集装箱底板用胶合板价格为普通胶合板的2～3倍，是一种高附加值产品，但对其质量要求也很高。

在当前生产集装箱底板用的热带阔叶林逐渐减少的形势下，采用替代材料将是今后集装箱底板发展的必然趋势。

竹材和速生人工林是我国今后长期可利用的资源。

利用竹木复合，充分发挥二者优势，开发和生产竹木复合材料的集装箱底板是一条充分发挥我国资源优势之路。

竹木复合的利用，是一种以竹代木、以竹养木、乃至以竹胜木的节约木材的重要措施和途径，具有极其重要的现实意义和生态社会意义，具有极好的发展前景。

笔者认为这一项目的发展重点将在以下几个方面：(1)加强基础理论研究我国竹木复合集装箱底板的研究和其他人造板研究相比起步较晚，研究还主要偏重于工艺方面。

竹木复合集装箱底板属于复合材料范畴，复合材料的性能取决于构成复合材料组元的形状、尺寸、分布（包括连续性、取向等）和界面状态。

深入研究复合材料的性能与构成复合材料各组元材料的性能之间的关系，系统研究材料的尺寸稳定性、耐久性、防虫防霉变性、蠕变性、抗冲击性等与材质、胶粘剂及加工工艺的相互关系以及复合界面状况，可以为提高产品稳定性和优化产品结构提供理论依据和数据支持。

(2)集装箱底板的轻量化减少箱体重量，以增加货运重量，是集装箱运输制产品名称松竹复合底板全竹材胶合板竹材桦木底板竹材马尾松底板竹木复合地板(注)集装箱底板用胶合板(GB/T19356-2004)密度（g/cm 3）0.880.78～0.920.870.86-≥0.75纵向108.6129～161.299111.491≥85横向43.948.3～61.1-42.247≥35纵向111849218～11976129051080210700≥10000横向41053151～4600-38774620≥3500静曲强度（MPa）弹性模量（MPa）表3 几种竹质集装箱底板的性能注：数据来自新会中集集装箱木地板有限公司。