高性能竹基复合材料性能分析及其在 建筑上应用展望.pdf

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1、高性能竹基复合材料性能分析及其在建筑上应用展望完成单位：汇报人：2012年08月08日汇报主要内容竹基纤维复合材料的来源与概念竹纤维复合材料现有应用领域竹基纤维复合材料性能在建筑结构领域应用的展望一、竹基纤维复合材料的来源与概念我国新兴的三大朝阳产业竹产业文化林业传媒新能源我国竹材加工产业大发展历程产业现状农林剩余物制造绿色建材新产品开发制约产业发展的技术瓶颈与竹基纤维复合材料的开发1、我国大规模工业化利用的毛竹竹材必须去青去黄利用，导致生产效率偏低，竹材利用率低至20～50%。2、占我国竹材资源60%以上的小径竹资源因为壁薄径小，无法得到高效、高附加值利用。3

2、、我国现有竹材人造板加工制造主要以传统的竹篾、竹片和竹条为基本单元，宽度只有2公分左右，加工效率低，质量难以保证，限制了产品的高端化发展。上述三大问题严重制约我国竹产业的快速发展！竹基纤维复合材料的定义•以竹材为主要原材料，通过点裂微创技术、纤维原位可控分离技术、纤维化竹单板制造技术和树脂单元梯级导入技术等多项技术发明和多功能疏解机的关键设备的创新，开发出的一种高性能竹基纤维复合材料。该种材料可以广泛应用于风电桨叶基材、集装箱底板、室内外地板、家具装饰装潢材料以及水泥模板等7种新产品竹基纤维复合材料竹基纤维复合材料——成果鉴定2011年12月28日，国家林业局科

3、技司组织专家对“高性能多用途竹基纤维复合材料制造技术”进行成果鉴定，专家一致认为该项成果达到了国际领先水平！”二、现在的主要应用领域高强度产品风电桨叶材料工程集装箱底高耐候板产品材料高强度竹基高铁纤维复合材户外料平台技术枕轨地板室内装饰室内装潢材料地板高利用产品90%以上新产品1、风电叶片桨叶基材采用多项技术集成，开发出了高强度竹基纤维复合材料抗弯强度可以达到364MPa，顺纹拉伸模量37GPa，抗拉强度达到324GPa，抗压强度达到194MPa，当最大加载应力为90MPa时，材料的拉-压（R=-1）疲劳寿命可达到3.96×106次。强重比超过玻璃钢，可应用于风

4、电叶片浆叶基材，并制造了重达6吨、40米长、1.5兆瓦的叶片，各项指标均达到相关标准要求。高强度竹基纤维疲劳1.5M瓦风电叶片复合材料2011年10月，两套（6片）用于风场挂机测试的1.5兆瓦级竹叶片完成制备！新产品2、全竹集装箱底板开发出了全竹集装箱底板，单个试件最小胶合强度达到3.24MPa，远大于标准规定1.70MPa，性能超过了集装箱底板用胶合板要求。全竹集装箱底板新产品3、室外地板通过差速异步点裂微创技术和梯级导入技术等多项技术集成，开发出了高耐候性竹基纤维复合材料，产品吸水厚度膨胀（28h循环水煮）达到4.9%，产品性能达到室外用重组竹地板标准（报批

5、稿）优等品性能指标要求。竹基纤维复合材料地板新产品开发4、建筑结构用材料在不改变现有竹材加工企业主要设备的情况下，采用本项技术开发出高利用率的竹基纤维复合材料，使毛竹一次利用率从50%提高到90%以上，降低企业原材料成本30%左右。新产品5、建筑撑木采用多项技术集成，开发出了竹材单板层积材，静曲强度达到207MPa，比单板层积材大于3倍以上；28h循环吸水厚度膨胀率小于2.2%，可应用于建筑撑木。竹材单板层积材新产品6、火车车厢底板通过纤维可控分离技术，差速异步点裂微创技术和梯级导入技术等多项技术集成，开发出了竹层挤压板，产品抗弯强度达到276.4MPa，冲击韧

6、性212KJ/m2，6h吸水厚度膨胀率为2.5%，性能超过了火车车厢地板要求。铁路货车用竹层积压板新产品7、建筑水泥模板新产品8、家具及室内装饰装潢材料三、竹基纤维复合材料的主要性能密度比较力学性能和胶合性能比较竹基纤维复合材料的疲劳性能参照《碳纤维树脂基复合材料层合板疲劳试验方法》对竹基纤维复合材料进行了“拉—压”循环疲劳性能测试。{条件：温度（25±2）℃，相对湿度(65±5)%，测试频率5赫兹。}竹基纤维复合材料的疲劳性能100）竹基纤维复合材料%80钢制品铝6040木质层积材20加载应力占最高强度的百分比（012345678lgN注：N=疲劳破坏循环次数

7、结论：经过相同次数的疲劳循环后，竹基纤维复合材料相对于钢制品、铝材、木质层积材料来说，有更高的强度保留百分比！耐候性——防腐性能参照LY/T1283-1998《木材防腐剂对腐朽菌毒性实验室试验方法》和GB/T13942.1-2009《木材天然耐久性试验方法—木材天然耐腐性实验室试验方法》对竹基纤维复合材料进行了的防腐性能检测。经腐朽菌腐朽17周后，测得竹基纤维复合材料的质量损失率仅为3~4%之间，耐腐等级为Ⅰ级，达到强耐腐水平。竹基纤维复合材料经过对照材杨木经过腐朽17周后的腐朽情况腐朽17周后的腐朽情况耐候性——防霉性能参照GB/T18261《防霉剂防治木材霉

8、菌和变色菌的试验方法》对