户外竹材重组材耐老化试验方法与性能.研究

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1、1前言1．1我国森林资源现状及问题国家林业局森林资源管理司公布的第六次全国森林资源清查及森林资源状况显示：我国森林覆盖率仅相当于世界平均水平的61．52％，居世界第130位；人均森林面积0．132hm2，不到世界平均水平的l／4，居世界第134位；；活立木蓄积量136．18亿m3，森林蓄积量124．56亿m3，其中用材林为7863万hm，，人均森林蓄积9．421m3，不到世界平均水平的1／6，居世界第122位。东部地区森林覆盖率为34．27％，中部地区为27．12％，西部地区只有12．54％，而占国土面积32

2、．19％的西北5省区森林覆盖率只有5．86％。全国林分平均每公顷蓄积量只有84．73立方米，相当于世界平均水平的84．86％Ⅲ。这些数据显示了我国森林资源存在的主要问题：资源总量不足；森林质量不高、分布不均；森林资源增长缓慢。然而，随着我国天然林资源保护工程的实施，以及经济的发展和人民生活水平的提高，人们对木材资源的需求有增无减，致使木材供需矛盾日益增加。我国竹材资源十分丰富，有竹类植物40余属400多种，竹林素有我国第二森林之美称。据统计，全国现有竹林总面积700hmz，居世界第一。全国有竹林分布的省区达2

3、7个，其中，经济价值最高的毛竹林，在分布上一般呈片集中状态，为竹林的工业化利用提供了十分有利的条件。科学、合理地研究利用我国的竹类资源，是解决木材供需矛盾具有现实意义的重要方法之一”。1．2竹材重组材的研究竹材重组材就是指将竹材经截断、剖条、去青、去黄、剖篾、加缝辊压、干燥、浸胶、竹篾按相同纤维方向组坯后经压制固化而成，是强度高、规格大、具有天然竹材纹理结构的新型竹材人造板。它突破了传统的切削加工方式，为竹材的综合利用开辟了一条新的利用途径四。由于竹材重组材的工艺方法无需对竹材进行切削加工，在几乎不切断，不破

4、坏竹材纤维的基础上，将竹篾重新组合、压制，因而具有较高的强度，可以用作结构材，其它的竹材人造板材较少具有这样的应用性能。这种工艺加工方式简单，竹材利用率较高、损耗少，所需要的加工设备较少。利用这一生产工艺，可以将我国丰富的竹材，特别是那些通常被视为利用价值不高的小径杂竹，加工压制成用途广泛的结构材，是很有希望的新工艺、新产品。在国外，对竹材物理力学性能及其加工利用的研究主要集中在一些亚洲国家，但总的来说关于竹材重组材的研究报道甚少。在国内，作为一种新产品，竹材重组材的研究也才刚刚起步。从第一次提出竹材重组材的

5、概念到工厂生产，人们在实践中积累了不少的经验，但是，仍然缺少科学的系统的研究。查阅大量文献可以发现，重组木、重组竹的研究经验对竹材重组材的研究有一定的借鉴价值。我国于1976年开始进行重组木制造技术的研究，中国林科院与江西木材厂合作，完成了中国第一代马尾松重组木的试验，对重组木的经济效益进行了分析。进入20世纪90年代，东北林业大学对重组木的制造理论、工艺技术和加工设备进行了系统研究。据文献报道，杨木制成的重组木当密度为O．819／cm3时，静曲强度为48．3MPa，弹性模量为6650MPa，作为结构用材，其

6、力学性能偏低Ⅲ。20世纪80年代末，南京林业大学用竹材(尤其竹梢头、小杂竹)进行了重组竹制造的研究，探讨了竹材软化工艺、疏解方式(辊压和锤击)、施胶量及施胶方式(浸胶和喷胶)、竹束水洗与否、胶种(水溶性酚醛胶和醇溶性酚醛胶)及胶的浓度、热压温度、热压压力和热压时间对重组竹性能的影响，在实验室压制出了以苦竹为原料的具有较高静曲强度和弹性模量的重组竹。中国林科院木材工业研究所在实验室压制出了以野生杂竹为原料的重组竹。浙江林学院也对重组竹热压工艺进行了研究，试制了以雷竹、高节竹、孝顺竹和青皮竹为原料的去青与不去青两

7、种重组竹板材，并比较了它们的性能。据浙江林学院的实验结果，密度1．0,-一1．1g／cm3的重组竹板材，其平均静曲强度可达120MPa，弹性模量可达1．6X104MPa，完全可以满足结构材的强度要求删。由于竹材中空壁薄、表皮有蜡质和硅质层(竹青)、沿壁厚和长度方向有明显密度差等特性，因此，重组竹的制造工序设置上与重组木有较大差异。20世纪80年代后期，南京林业大学采用第1种工艺，对重组竹生产工艺进行系统研究，提出碱液软化工艺有利于竹材疏解，并以辊压效果为佳，竹纤维束水洗对重组竹性能有一定作用，浸胶稍优于喷胶，

8、水溶性酚醛树脂更适用于重组竹的制造等结论，并提出一些优选参数嗍。中国林科院木材工业研究所采用第2种工艺，压制出以野生杂竹为原料的重组竹嘲。余文吉删等人在对小径竹重组结构材性能影响因子的研究中发现：密度与重组竹的性能之间有高度相关的统计关系，随着密度增大，板材性能越好。但密度与物理力学性能之间并不是线性增长的关系，把密度控制在一定程度，既能达到材料最好性能，又能节约资源。据统计，2007年全国竹材重组