竹木建筑新材料的制造技术及其应用

杉木规格材

以我国湖南和安徽等地的人工林杉木为原材料，按照我国《木结构设计规范》中对人工林结构用材的相关规定进行加工，依据北美分级测试程序利用纵向基频振动(FFT)和应力波2种无损检测方法，对杉木规格材进行综合评估分级，确定杉木规格材的性能和等级，得到不同尺寸的杉木规格材的动态弹性模量。杉木规格材抗弯模量可靠，力学性能稳定，可满足木结构房屋中的墙骨、搁栅和屋架的使用要求，用于替代常规的SPF规格材。

竹木复合覆面板

以我国资源丰富的毛竹和速生杨木为原料，利用改性酚醛胶黏剂(PF)，通过合理的结构设计和科学的工艺研制轻质高强的竹木覆面板材。从外观尺寸、产品尺寸稳定性、物理力学性能到加工性能，能够达到和超过OSB/4级的要求，如表2;而且加工性能好，便于现场组装，握钉力高，可替代OSB用作木结构房屋的墙面板、楼面板和屋面板。

落叶松材金属搁栅

以我国种植面积大的人工林落叶松为原料，通过优化翼缘和腹板生产工艺技术，合理的翼缘与腹板榫齿结合结构设计，研究和开发轻型木结构建筑用工字搁栅构件。其主要力学指标抗弯承载力达到18.78kN·m，抗弯刚度EI达到1 197kPam4，抗剪承载力17.6kN。满足美国工程木材协会PRI-400《工字型搁栅性能标准》标准中国外同类产品的性能。可满足轻型木结构的搁栅和桁架等使用要求。

竹木复合梁

竹木复合梁是以小径竹进行重组加工制造的重组竹和采用超厚单板旋切技术制造的单板为基本组成单元，通过复合材料技术与原理，将上述两种单元经过指接与层积重组加工而成的高性能竹木复合梁。竹杉复合梁达到40.9MPa，弹性模量达到9.7GPa;竹杨复合梁达到42.7MPa，弹性模量达到10GPa;与白松和樟子松密度相当的情况下，竹杉和竹杨复合梁的弯曲强度和弯曲模量均大于白松和樟子松，达到了E105-F300集成材梁的要求，可用于胶合木结构建筑中的承重构件。

结构用胶合木

以湖南攸县采集的人工林杉木为原料，按照确定的层板规格进行下锯、干燥和刨切等工艺，加工成一定长度的层板，并根据各层板的弯曲弹性模量将其分等，通过将同等级的铣齿后的指接单元进行指接。对指接层板、胶合木进行冷水浸渍、沸水浸渍、减压加压浸渍剥离试验，全部未开胶，胶合剥离率为零。杉木胶合木可替代高品质原木用作承重柱，在徽派胶合木结构建筑中的应用。
   
建筑装饰用材

在仿真思路的指导下，通过木材调色、花纹仿真和模具设计、单板重组和胶合成型及切削加工等技术系统集成，开发竹、木基重组装饰材料的木材颜色、花纹和质感的仿真制造技术，实现了普通木材模仿珍贵树种木材。重组装饰材可达到以下技术指标:仿真性能良好，材色和花纹与所模仿的珍贵树种木材的材色与花纹相似，颜色均匀，总色差小于3。可用作家具地板和室内装饰材料，在3栋木屋中主要用作楼梯扶手、木门和栏杆。

结论与建议

1)从材料性质上，竹木建筑新材料的强度和性能都达到或超过了相应的进口材的强度，满足建筑设计要求，可以用来替代进口材用于木结构房屋的建造，实现了国产材在现代木结构建筑中的应用。

2)利用竹木建筑新材料建造3栋木结构示范房屋，实现了中国式的竹木结构建筑建造技术，促进了我国木结构建筑的发展。

3)①建立竹木新材料标准规范，为新材料的推广提供指导和科学依据;②根据原料的性能特点，进行构件性能优化设计和工艺改进，形成系列化和预制化的建筑构件产品;③积累施工经验，以成熟的技术为指导，..用于建筑中的新材料构件能充分发挥功能优势;④加强竹木建筑结构用新型材料技术推广应用，..国产材木结构建筑建造体系。

利用我国丰富的竹材资源和人工林木材，研发用于木结构建筑的竹木建筑新材料领域，对推动我国木、竹材加工行业的科学发展和技术进步，实现木结构建筑材料的国产化，建设资源节约型、环境友好型社会等均具有重要意义。结合我国木结构现状，解决好发展中的问题，竹木建筑新材料在我国木结构建筑市场将具有良好的前景。

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