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定向重组展平竹集成材制造及性能研究
摘要：竹材是一种环境友好、可循环使用的绿色建材，但原竹尺寸较小、刚度较低，从而制约其推广应用。竹集成材通过胶黏剂将竹片胶合而成型材。目前的生产工艺可以灵活控制其构件尺寸和长度，具备良好的推广应用前景。首先介绍了竹材的力学性能，指出了将竹材制成集成材并应用于建筑结构的合理性；随后从竹木材接长技术方面，揭示了目前的接长手段对竹材力学性能的不利影响。最后介绍了国内外定向重组展平竹集成材的研究进展，提出了以展平竹板为单元，通过一次成型工艺制造定向重组展平竹集成材的路线。
关键词：竹集成材；展平；生产工艺；指接；力学性能
当前我国的森林总资源相对不足、质量较低且分布不均，因此，国内的木材资源供应紧张，优质木材依赖进口。在此背景之下，寻求优质的木材替代品并加以开发利用显得十分重要。我国地处世界竹子分布的中心，竹子有40 余属，500 余种，面积达673 万hm2，占世界竹子资源的1/3[1]。竹子生长周期短，产量高，种植难度低，一次成功造林便可长期利用。同时，竹材色泽柔和、纹理美观、手感舒适，还具有韧性好、强度高、硬度大等的优异物理力学性能，这些特点都让竹材有了工程应用的可能。
竹材传统的加工方式停留在对竹片和竹束单元的利用，刨削量大，锯缝多，工序繁琐，利用率一般在25%~45%[2]。随着展平竹板的出现，竹材加工单元转变为了幅面较大的板材，不仅提高了竹资源利用率，还为竹材扩大市场范围提供了条件。最初，展平竹板主要应用于车厢底板，但因其展平质量不高，附加值偏低。如今要让展平竹板走向高端，就需要进行高效的无裂纹展平，而竹材因刚度较大，壁层结构复杂，在展平过程中极易出现应力分布不均而产生裂缝。经过不断地探索和调整，竹展平企业已成功将软化处理后的原竹筒通过横向展平方式，得到了平直状的无裂纹展平竹板，在竹材加工利用上又迈出了可喜的一步。但因横向展平所需人工多，机械化、连续化程度偏低，且横向展平竹板因长度较短，往往用于制作砧板，产品附加值亟待提高。所以，竹展平企业现阶段又对竹材的纵向展平进行探索，旨在生产高质量的宽幅长展平竹板，将其应用于竹集成材、竹地板和竹材贴面材料的生产中，进一步提高竹材的利用率和产品附加值。
1.展平竹板的力学性能概况
竹材的力学性能是评价其品质的重要指标之一，黄梦雪[3]对经过软化处理前后的毛竹材及展平板的物理力学性能进行了测试。对比原竹材与展平板的物理力学性质，展平板的密度和抗弯弹性模量分别比原竹材增大 4.40%和 6.76%，静曲强度、顺纹抗压强度和顺纹抗拉强度分别降低4.35%、4.32%和 20.52%。静曲强度表征竹材承受横向载荷的能力，弹性模量表征竹材抵抗变形能力的大小，这两个性能对展平板的加工利用较为重要，可以看到展平板的静曲强度和弹性模量相对于原竹材没有发生多大的变化，不影响展平板的后续加工利用。竹材展平后的顺纹抗拉强度发生较大幅度的降低，但其数值达到123.33Mpa，仍然较高，不影响无特殊顺纹拉伸要求的应用场合。
2.竹木材接长研究概况
