新型竹建筑材料的基本性能及应用现状_朱屹
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竹在当代建筑结构体系中的应用摘要:本文选取当代建筑中一些新的竹结构建筑,并对建筑实例进行分析总结。
总结归纳当代竹材建筑结构体系的种类,系统的介绍竹材在当代建筑结构体系中的应用方式和特点。
关键词:竹材当代结构体系形式竹子自古以来就与人类的生产生活息息相关,又以其生长速度快,易获取,韧性好等优势被大量应用于建筑当中。
随着科技的进步,技术的提升以及相关结构计算相关理论的完善和新型结构形式的产生,竹材在建筑中的应用又有了新的表现和突破,竹材被更多的应用在大跨度建筑中,产生了许多新的结构形式,新型建材的产生也使竹材表现出了不同传统的形式特征。
1、竹材杆件结构体系竹材杆件结构体系是指竹材在砍伐后,不破坏其一节一节的自然形态,将竹材加工成段,用于建筑结构所组成的结构体系。
国外通常根据结构计算理论,经过精密的计算,将竹材力学性能薄弱的连接部分采用新的节点构造方式,将竹材应用在跨度更大的建筑当中。
使竹材良好的结构力学性能得到表现,例如印度巴厘岛由设计师约翰和辛西娅哈迪设计的绿色学校、西蒙·维列兹为了2000年汉诺威世博会图设计了ZERI厅。
巴里岛上的“绿色学校”采用岛上大量出产的巨龙竹为主要材料,为了避免竹材抗压能力的不足,设计师将建筑外部柱子的设计成多根竹杆发散支撑的柱子形态,使结构的支撑点增多,分散了巨大屋顶向下传递的荷载,底部多跟竹柱又相交于一点,使底部使用空间保持相对开阔的形态,同时在内部结构柱设计中又根据不同部位的实际情况,采用了多根竹杆成束组合与多根竹制柱子发散支撑相结合使用的方法。
西蒙·维列兹为了2000年汉诺威世博会设计了ZERI厅,建筑面积2150㎡,其中地面1650㎡,一层的展厅500㎡。
整座建筑使用了4000根瓜达竹,建筑屋顶直径40m,向外悬挑7m,整个建筑平面呈12边形。
主体架构完全由竹材杆件制成。
主要结构单元为2个斜柱及其支撑的2个悬臂梁,12对基本结构单元按照圆形规律布置,横梁在最高处形成圆环。
2023年竹材行业市场分析现状竹材是一种具有广泛用途的可再生资源,被广泛应用于建筑、家具、地板、包装等领域,具有优异的物理和机械性能。
本文将对竹材行业的市场现状进行分析。
一、市场规模竹材行业作为一个重要的建材行业,市场规模庞大。
根据市场研究机构的数据显示,全球竹材市场规模约为1800亿元人民币,在未来几年内有望保持稳定增长。
中国是世界上竹材产量最大的国家,占据了全球竹材市场的很大份额。
二、需求驱动因素1. 建筑业需求:竹材具有轻质高强、隔热防火等特点,被广泛应用于建筑业。
随着国家对绿色建筑和可持续发展的重视,竹材在建筑业的需求将进一步增长。
2. 家具需求:竹材具有天然、环保的优势,并且质地坚硬,被广泛应用于家具制造。
随着消费者对环保家具的需求增加,竹材家具市场也将迎来增长机遇。
3. 地板需求:竹材具有耐磨、防潮等特点,适合用于地板材料。
随着人们对地板材料要求的提高,竹材地板市场潜力巨大。
4. 包装需求:竹材作为一种具有较强承重能力和韧性的材料,适合用于包装。
随着物流行业的发展,竹材包装的市场需求也在增加。
三、行业竞争态势竹材行业市场竞争激烈,主要有以下几个方面的竞争:1. 价格竞争:竹材市场存在较多的供应商,产品同质化严重,价格成为竞争的关键。
在竹材市场中,价格低廉的产品更容易获得消费者的认可,因此企业之间的价格竞争非常激烈。
2. 技术竞争:竹材的生产技术和加工工艺对产品的质量和性能有重要影响。
企业在技术研发上的投入,将决定其在市场上的竞争力。
3. 品牌竞争:在竹材行业中,一些知名品牌在市场上具有较强的竞争优势。
这些品牌通过持续的品牌宣传和产品质量的保证,赢得了消费者的信任和认可。
四、市场发展趋势1. 技术升级:随着科技的进步,竹材行业将逐渐引入先进的生产设备和工艺,提高产品的质量和效益。
2. 绿色环保:在全球环保意识不断提高的情况下,竹材作为一种天然的可再生资源,具有较大的发展潜力。
未来竹材行业将越来越注重环保、可持续发展,逐渐替代传统的木材。
竹材建筑材料在建筑行业中的应用现状【摘要】相对而言,我国竹材资源较为丰富,在木材与其他建筑材料日益紧张的形势下,竹材良好的性能越来越引起人们的关注。
本文概述了竹材的相关构造与力学性能,并介绍木材在建设行业中的应用现状,更进一步分析了竹材在建筑行业中的意义。
【关键词】“竹材”;“建筑材料”;“建筑行业”;“可持续发展”在提倡可持续发展的今天,天然、绿色、可再生的竹材作为一种具备许多优越性的新型建筑材料,在一定范围内逐步替代那些高污染、高耗能的建筑材料,俨然已成为时代的发展趋势。
我国拥有丰富的竹材资源,因此,合理地开发竹材资源,对于生态环境的保护与实现建筑行业可持续发展的道路具有重大的作用。
一、竹材的构造与力学性能(一)、竹材的构造竹秆由竹节与节间组成,而节间的竹竿圆筒外壳称之为竹壁,竹壁由竹黄、竹肉、竹青组成。
竹壁内侧质地脆弱、组织疏松,并呈黄色的部分,即为竹黄;竹壁外侧质地坚韧、组织紧密,表面光滑并呈绿色的部分,即为竹青;介于竹壁与竹青之间,质地致密并力学强度大的部分,即为竹肉。
竹壁的厚度中,竹肉占了绝大部分,一般而言,竹材的物理性质取决于竹肉的性质。
一根竹秆中,竹壁的厚度不是一层不变的,一般来说,竹壁的厚度在根处最厚,越往上越逐渐变薄,而每一竹节都有横隔,称之为节膜,其主要起到防治竹竿开裂与屈折的作用。
(二)、竹材的力学性能竹材具有轻质高强、纤维致密、弹性优良的性能,在建筑行业上,是一种力学性能优良的建筑材料。
经查阅相关资料了解,竹材的力学性能强度仅稍弱于钢铁的力学性能,但相对于其它传统建筑材料,竹材的力学性能更优越。
当然,在一定程度上而言,竹材也有一定的不足,诸如抗弯矩能力不强、脆性破坏、耐候性低、整体刚性不佳等缺点。
竹材在实际使用过程中,应当充分考虑到它的优越性与不足。
二、竹材建筑材料在建筑结构中的应用(一)、基桩一般而言,用于临时平房或者两层左右的低层楼房,并且基桩不长的情况下,鉴于竹材抗压强度大的性能,可用于土建的基桩。
现代竹质工程材料的基本性能及其在建筑结构中的应用前景摘要:通过对比分析竹帘胶合板、竹材层积材、竹材重组材等现代竹质工程材料的工艺及基本性能,指出每种材料在建筑结构构件中的应用选择,结合现代竹结构安居示范房的设计与建造实例,分析竹结构的应用前景与优势。
竹结构在设计与建造方面都具有非常好的灵活性,具有出色的抗震性能,其最大优势在于绿色、低碳、节能、减排,竹质工程材料能够达到现代结构工程的要求,使得竹结构的大规模推广应用成为可能。
关键词:竹结构;竹质工程材料;重组竹;竹材层积材;竹帘胶合板引言:目前,我国部分建筑结构采用砖混结构和钢筋混凝土结构体系,但要使用大量的粘土制品、水泥和钢材,其材料能耗高、污染大,废弃后难以降解,在当前发展低碳经济的大环境下,绿色、生态、环保、低碳的新型建筑结构材料是土木工程科技发展的必然方向。
随着我国经济发展,传统的木结构作为典型的绿色建筑结构又逐渐进入了人们的视线,但是我国森林资源匮乏,木材再生周期长,木结构应用受到了严重限制。
“以竹代木”,利用现代复合、重组技术制作的竹质工程材料建造的工程结构,具有与木结构类似的优越性能,其在生态性、保温节能性、抗震性及施工与工业化方面具有突出的优点。
本文在对相关竹质工程材料的工艺与基本性能进行阐述的基础上,对现代竹质工程材料在建筑结构中的应用前景进行了展望。
正文1 现代竹质工程材料的工艺与基本性能目前,我国针对竹材的研究主要集中于竹材制造工艺、竹木重组及竹塑复合等领域,先后开发了竹编胶合板、竹材集成材、竹材层积材、竹材重组材、竹材复合板等多种竹质工程材料和装饰材料,产品品种已系列化和标准化,在竹材产品开发与应用方面走在世界前列。
竹材与木材相比在建筑方面的特性毫不逊色,竹材本身的抗拉强度及弯曲强度可达150 MPa左右,抗压强度可达60~70 MPa,弯曲弹性模量达10 GPa以上。
可见,竹材的力学性能优于普通木材,而且竹材有较好的弹性与韧性。
竹(碳)基新材料全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:竹(碳)基新材料具有许多优点,其中最为突出的就是其环保性。
传统的材料如钢铁、铝等都是通过高温加工等过程制备而成,而这些过程会产生大量的废气和废水,对环境造成极大的污染。
而竹(碳)基新材料的制备过程中,使用的是天然资源和废弃材料,不会对环境产生污染。
竹(碳)基新材料还具有重量轻、强度高、导热性好等特点,适用于各种领域的应用。
在建筑领域,竹(碳)基新材料可以替代传统的建筑材料,如水泥、钢筋等。
其轻质、高强度的特点使其在建筑结构中有着广泛的应用前景,而且还可以提高建筑的抗震性能。
在电子领域,竹(碳)基新材料具有优良的导电性和导热性,可用于制造电子元件和散热器等设备。
在汽车制造领域,竹(碳)基新材料的轻质特性可以降低汽车的整体重量,提高汽车的燃油效率。
竹(碳)基新材料还可以用于生物医药领域。
其具有良好的生物相容性和生物降解性,能够减少对人体的伤害,降低医疗废物的产生。
竹(碳)基新材料还具有较好的抗菌性能,可用于制备医用口罩、医用包扎材料等。
虽然竹(碳)基新材料具有诸多优点,但也面临着一些挑战。
首先是制备工艺的不成熟,目前竹(碳)基新材料的制备方法相对较为繁琐和昂贵,限制了其在工业生产中的应用。
其次是品质稳定性问题,由于竹(碳)基新材料的生产受原材料质量和加工技术等因素影响,导致产品质量难以保证。
最后是市场认知不足,许多人对于竹(碳)基新材料仍不了解,导致其在市场上的推广受到阻碍。
为了克服这些挑战,需要加强竹(碳)基新材料的研究与开发工作,探索更加高效、环保的制备方法,提高产品的品质稳定性。
还需要加强对竹(碳)基新材料的宣传和推广,提高市场认知度,拓展应用领域,推动竹(碳)基新材料的产业化进程。
第二篇示例:竹(碳)基新材料是近年来备受瞩目的一种新型材料,它是以竹子为原料,经过高温炭化或其他加工方法制成的一种具有优异性能的新型材料。
竹(碳)基新材料具有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀等优点,在各个领域都有着广泛的应用前景。
竹(碳)基新材料
竹碳是一种以竹为原料制造的新型材料,具有很高的强度和韧性。
它是一种天然、环保的材料,被广泛应用于各个领域。
竹碳在建筑领域有着广泛的应用。
由于竹碳的强度高,可以作为建筑材料使用。
它可以用来制造墙体、地板、屋顶等建筑构件,不仅具有美观的外观,而且还具有很好的隔热和隔音效果。
同时,竹碳还具有很好的抗震性能,可以有效地提高建筑物的抗震能力。
竹碳在汽车制造领域也有广泛的应用。
由于竹碳具有轻质高强度的特点,可以用来制造汽车的车身和座椅等零部件。
相比传统的金属材料,竹碳材料不仅重量轻,还具有更好的抗冲击性能,可以提高汽车的安全性能,并减少能源消耗。
竹碳还可以应用于纺织品和服装领域。
竹碳纤维具有良好的吸湿排汗性能和抗菌性能,可以制造出舒适、健康的纺织品和服装。
竹碳纤维还具有抗静电和抗紫外线等功能,可以有效地保护人体健康。
竹碳还可以应用于环境治理领域。
竹碳具有很强的吸附能力,可以吸附空气中的有害物质和异味,净化空气。
同时,竹碳还可以用来处理废水和废气,有效地降解和吸附污染物,保护环境。
竹碳作为一种新型材料,具有广泛的应用前景。
它不仅具有天然、环保的特点,而且还具有很好的物理性能和功能特点。
相信随着科技的进步和人们对环保意识的增强,竹碳将会在各个领域得到更广
泛的应用。
我们应该加大对竹碳材料的研发和推广,为人类创造更美好的生活。
竹子建筑的未来趋势
竹子建筑在未来将呈现出以下趋势:
1. 利用科技创新提升竹子建筑的质量与效率。
随着科技的发展,未来将有更多的新材料和新技术被引入到竹子建筑中,以提高其质量和效率。
比如,通过数字化设计和3D打印技术可以快速、精准地制造具有复杂形态的竹子构件,以及提高施工效率和降低成本。
2. 开发出更多样化的竹子建筑类型。
虽然竹子建筑已经拥有了相对丰富的设计语言和建筑类型,但未来仍然有更多的发展空间。
在不同的地区、不同的文化背景下,竹子建筑可以被设计成更加多样化的类型,例如住宅、商业、教育、公共等。
3. 推广竹子建筑的环保和可持续性特征。
竹子作为一种天然的、可再生的建筑材料,具有环保和可持续性的特点。
未来竹子建筑的发展趋势将会更加倾向于强调其环保和可持续性的优点,让更多的人开始认识到竹子建筑的价值。
4. 推广竹子建筑的文化传承和创新价值。
竹子建筑作为中国优秀传统建筑文化的代表,是文化传承的重要方式。
未来竹子建筑的发展趋势将会更加注重其文化传承和创新价值,让更多的人能够了解竹子
建筑的历史和文化背景,并且推动其在现代建筑中的适应性和创新性发展。
浅谈新型竹建筑材料的开发和利用摘要: 竹材不仅具有很高的经济价值, 而且还具有广泛的用途。
随着相关技术的不断更新与发展, 人们将竹材制成了新型的竹建筑材料, 使得具有各种不同性能的竹建筑材料更好地应用到了建筑行业, 对建造高档房屋以及房屋建筑的装修装饰等都产生了十分重要的影响。
本文分析了在建筑行业竹材开发与利用的现状, 然后对新型竹建筑材料的开发与利用技术进行了较为详细的分析和总结。
关键词: 新型;建筑材料;开发利用竹材作为森林资源中十分重要的一种, 在我国分布的较为广泛, 不仅其经济价值非常可观, 而且竹材具的用途更是广泛, 例如竹材具可以制成建筑材料、包装材料等等。
在我国, 开发利用竹材建造房屋已经拥有比较悠久的历史, 而在如今, 随着相关技术的不断更新与发展, 在建筑行业这一领域, 竹材的开发与利用也在向着更好地方向发展, 由原来对竹材单一的开发与利用到现在不断地增加其性能、附加值以及强度等, 从而使这种新型的竹建筑材料更广泛的应用于建筑、装饰行业。
一、在建筑行业竹材开发与利用的现状就目前竹材在建筑行业的开发与利用情况而言, 主要体现在竹材建筑脚手架、房屋建筑材料以及竹建筑水泥模板这几个方面。
(一)竹建筑脚手架。
被用来当做建筑脚手架的竹材都是一些大型的单竹的竹竿, 比如毛竹。
这种竹建筑脚手架被广泛的应用于一些亚洲国家, 比如中国、泰国等等。
但是要想广泛的将其应用到建筑当中去还是会在一定程度上受到竹材本身特性的影响而有所限制。
因为竹材和钢材料不同之处就在于竹建筑脚手架的抗风能力比较强, 但是竹材径级尺寸有很大的变异性, 所以在建筑施工时就不像钢材料脚手架那样容易搭建和拆卸。
(二)房屋建筑材料。
竹材的这种直接被利用的方式已经有十分久远的历史了。
在有竹材分布的国家和地区, 人们都会用竹材搭建一些简易的房屋, 通常都会选择一些较粗的竹材作为房屋的承重材料, 将竹片拼合起来当做屋顶和墙壁等。
人们为了使房屋能够更暖和, 增强房屋的隔音效果, 通常还会用水泥将房屋的竹片壁的两侧抹平。
探索竹材在建筑结构中的应用前景摘要:本文分析了竹材的特点和应用现状,针对其材料特点对其应用前景进行了分析,有一定参考价值。
关键词:竹材;建筑结构;应用前景一、竹材的特点全世界约有100属1200多种竹子,而我国计有39属约500余种,其中具有较高的经济、生态价值而被栽培、利用的有16属200余种。
竹子是一种天然速生材料,与木材有着相似的质感,且我国竹材资源丰富,合理开发利用竹建筑材料可缓解国内木材供需矛盾,具有十分重要的经济、社会和环境效益。
竹材色泽柔和、纹理清晰、手感光滑、富有弹性,给人以良好的视觉、嗅觉和触觉感受。
它重量轻、韧性好、强度高,可以被做成桁架来解决建筑中的大跨度问题,是一种优质的建筑材料。
同时,竹材又是一种生态环保的绿色建材,CO2吸收量是普通树木的4倍,具有木材加工过程中可车、可铣、可雕的工艺性能。
在使用期过后,材料可以被完全回收并再次利用。
竹材还是一种低能耗的建筑材料,当建筑面积相同时,竹材与混凝土的能耗比为1∶8,与钢材的能耗比为1∶50。
此外,“竹”所具有的特殊文化意义是不可忽视的。
随着现代工业化进程的飞速发展,生活在钢筋混凝土建筑丛林中的人们开始向往回归大自然,自然与建筑的融合成为21世纪的重要课题。
竹结构建筑因竹材天然的色彩、形态和质感,给人以回归自然的心理感受,容易与环境要素统一协调,在园林建筑及室内装饰中占有重要地位。
竹结构建筑历史源远流长,富有自然简约、典雅秀丽、清新空灵的美感,并充满浓浓的乡土气息。
为了最大限度地发挥竹材的材质美感,一些建筑设计师更是把竹子直接当作建筑材料,使其与自然景观和谐地融合在一起。
二、竹建筑材料的特点在全球范围内绿色生态思潮的巨大冲击下,竹材作为现代建筑材料已经越来越受到人们的重视,我国得天独厚的竹材资源为竹材工业的发展奠定了坚实的物质基础。
竹材在建筑业的应用中具有以下几点优势:1、与其他建筑材料如石、砖、混凝土、钢材等不可再生的矿物资源相比,竹材是一种极好的可再生资源,一般3~5a即可成材,只要合理开采、种植,可永续再用。
中图分类号中图分类号 TU52 文献标识码 A文章编号文章编号 1003-739X(2014)10-0056-04[摘 要][摘 要] 该文以常规建材作为参照对象,在分析了原竹材料的生态效益,基本性能和内部组织特点的基础上,通过对比,指出新型竹材较原竹材料存在结构致密,强度高的优势。
总结了竹材胶合板、竹材层积材、竹材重组材等新型竹材的制作工艺、产品特点及应用现状。
并通过比较新型竹材与常规建材在密度、静曲强度、弹性模量、顺纹抗压强度等方面的不同,进而分析了新型竹材的力学性能和物理学性能及其在现代建筑工程活动中突出的适应性。
文章最后结合现代竹结构建筑的优秀案例,以及新型竹材的简要发展历程,针对新型竹材的加工技术和应用推广提出建议,以利于新型竹材产业今后的发展。
[关键词][关键词] 新型竹材 基本性能 应用前景[Abstract][Abstract] Based on conventional building materials including original bamboo as a reference from the aspects such as ecological benefits, basic performance and internal features of organization, this paper points out that new bamboo materials are denser structure and higher strength than original bamboo material. Then the paper also illustrates the production process, basic characteristics, application status of bamboo plywood, laminated bamboo and bamboo scrimber materials, and fi nds the difference between new bamboo materials and conventional building materials in density, MOR, elastic modulus, and the compressive strength parallel to grain, furthermore the writer analyzes new bamboo materials’ mechanical property, physics performance, and outstanding adaptability in the modern architectural engineering activities. At last by analysis on modern outstanding cases of the bamboo structures and the brief development process of new bamboo materials, the paper suggests processing technology and application promotion for new bamboo materials in future.[Key words][Key words] New bamboo materials, Basic characteristics, Application prospect 朱 屹 Zhu Yi 陈 钰 Chen Yu 陈柯逸 ChenKeyi—————————作者信息朱 屹,浙江农林大学风景园林与建筑 学院硕士研究生, zhuyi2046@陈 钰,浙江农林大学风景园林与建筑 学院讲师(通讯作者)陈柯逸,浙江农林大学风景园林与建筑 学院本科生收稿日期:2014-03-18新型竹建筑材料的基本性能及应用现状The Basic Characteristics and Application Status of New Bamboo Construction Materials[Architectural Practice]·浙江农林大学创新创业训练计划资助项目(编号: 201305002)·1 背景介绍当前,我国住房建设中广泛使用钢材、混凝土和粘土等作为建筑材料。
在它们的生产、使用和拆除过程中,不仅消耗大量的不可再生资源,而且产生大量的工业“三废”,对生态环境造成严重影响,对建筑行业的可持续发展非常不利。
因此,选择环境友好型的建筑材料是目前需要解决的急迫问题。
原竹材料是一种生产周期短,易加工,力学性能优良的绿色建材,但其材料本身具有防火处理不易,节点刚度难以保证,易开裂,不易防腐防蛀等缺点,在一定程度上不能满足现代化工业化建造的需求,所以将天然竹子作为原材料,利用先进的复合、重组技术将竹材加工成具有不同尺寸规格的建筑材料,以满足现代化建筑对材料的要求。
本文主要就各类型新型竹材的制作工艺流程和材料特性特点做了总结,自横向的角度对比原竹材料、新型竹材和常规建材,从纵向的角度对比各类新型竹材之间的特点,通过应用实例介绍新型竹材在建筑工程中的应用现状,为往后的研究提供参考。
DOI:10.13942/ki.hzjz.2014.10.0132 原竹材料与常规建材2.1 原竹材料的优势(1)绿色低碳生态竹类归属于多年禾本科植物,一般4~6年便可成材,属短周期可再生的森林资源,一次造林成功可持续利用。
成材周期短,环境影响小。
据欧洲有关数据,建设活动引起的环境负担占总环境负担的15%~45%[1]。
钢筋、混凝土自生产过程开始就对环境造成较大影响,甚至是污染。
而竹材在整个建筑活动过程中对环境的污染破坏较小。
固碳能力强。
竹材吸收CO 2的能力是普通树木的4倍,生态效益高。
图1是采用不同材料建造100m 2房屋所排放的CO 2对比。
且每公顷竹林每年能吸收约12tCO 2,同时较树木多释放35%的O 2[2],再生能力好。
据相关数据表明,以7年为一个循环周期的材料再生研究中,木材的可再生率仅为3%~6%,而竹材的再生率高达80%~300%。
(2)力学性能优良原竹材料结构由纵向纤维构成,组织整齐致密,具有极好的韧性,刚度大变形小。
原竹材料在经过现代工艺处理后,具有顺纹抗压力高、径向抗压抗拉强度高、强度重量比高等特点,物理性能与钢材相似,力学性能优越。
据相关资料显示,竹材的抗拉强度约为木材的3倍,抗压强度约为木材的2倍,抗弯强度约为木材的2倍。
竹材的强度重量比约为0.017,仅次于钢铁(0.020),竹材的刚度重量比约为33,优于其他建材[4]。
2.2 原竹材料的劣势原竹材料是内部中空的杆件,由于自然因素粗细不一且尖削度较大,易造成杆件之间的连接困难和连接处节点的刚度不强等缺点。
杆件内部的构成纤维均沿其顺纹方向,缺少横向的约束。
因此,原主材料的顺纹抗剪能力较弱、横纹抗拉强度较低,在干燥环境中易因失水而发生杆壁开裂。
此外,原竹的耐候性能较弱,竹结构建筑的寿命比较短,主要由于原竹组织内部含有多种淀粉、糖类、蛋白质及脂肪等有机物质,若直接暴露于空气中易发生虫蛀、霉变、腐烂的情况,且在阳光直射温湿度变化较大的综合环境中,上述情况发生更为频繁也更为明显。
3 新型竹材的主要类型与特点新型竹材是以天然竹子为原材料利用先进的复合重组技术和各种工业化工序将竹材加工成各种不同尺寸规格的建筑用材,使其具有更加稳定的物理特性和更广泛的使用空间,以满足现代建筑对材料的要求。
现代竹材主要代表有竹材重组材、竹材层积材、竹材胶合板等。
3.1 新型竹材常见类型(1)竹材重组材竹材重组材是将低质材(小径级材等)加工为竹束,经干燥、施胶、组坯、热压而成的板状或其他形状的竹质人造复合材料。
竹材重组材的生产工艺简单,突破了传统工艺中的切削加工方式,保持了天然竹材的纹理结构,合理利用了竹材纤维材料的固有特性,保留了竹材原有的物理性能,具有纵向强度高,加工性能好,材料竹材重组材竹材层积材竹帘胶合板竹材木材(马尾松)钢材混凝土密度g/cm 31.100.950.85~0.900.7890.597.8~8.7/表1 常用竹质工程材料之间的力学性能比较[6-9]静曲强度/MPa17213011015079.4//弹性模量/GPa14.311.01012~2012190~21025~38顺纹抗压强度/MPa117.558.3/64~7036.9//图1 二氧化碳排放量对比[3]图2 十字宅单元体平面图材质利用率高(90%以上)等特点。
现已应用于建筑结构用材领域。
(2)竹材层积材竹层积材是当前比较适宜的竹质结构用材,主要分为板材和方材两种类型。
制作工艺一般是将天然竹材剖切成厚度为0.8~1.2mm、宽度为15~20mm的竹篾经气干、浸胶、干燥后沿出成品的同一方向层叠组坯后胶合压制而成[5]。
我国生产竹材层积材已有几十年的历史,其原材料的加工、板材的制造技术、工艺设备配套方面均成熟稳定,致使其成材率高,生产成本低于竹集成材。
同时该种材料其纵向强度和刚度很高,比较能够适应现代建筑行业在结构材料方面的需求。
(3)竹材胶合板以竹帘胶合板为代表的竹材胶合板主要以竹材或竹质废料为主要原料,经现代工艺加工处理成不同几何形态构成单元,再通过浸胶压制成为各种人造板材。
主要类型有:竹帘胶合板、竹编胶合板、竹席竹帘胶合板、竹材胶合板、竹材碎料板等。
竹帘胶合板是以棉线、麻线或混纺线为经线将厚1~3mm、宽10~15mm [5]的竹篾连成长方形的竹帘,经干燥、涂胶或浸胶后的竹帘纵横交错组坯后热压胶合而成的人造板材。
具有材质均匀、不易开裂、不霉变、不变形等特点。
3.2 常见新型竹材力学性能与常规建材比较表1中给出了三种常用竹质工程材料与常规建材的力学性能比较。
竹材重组材、竹材层积材、竹帘胶合板三者的密度均接近于水(1.00g/cm 3),相较质软浮水的一般木材要结构致密的多。
在力学性能及其稳定性方面,竹材重组材最优,竹材层积材次之,竹帘胶合板较弱。
竹材重组材与竹材层积材在静弯曲强度和弹性模量方面、弹性模量三项均超过木材,三者的各项力学性能优于一般的木材。
在同钢材和混凝土的弹性模量比较中,虽无法达到与之相等的优异性能,但新型竹材的良好物理学性能和可塑性,能够成为常规建材有益补充。
通过现代工艺的改性手段使新型竹材在力学性能变化上较为明显,在这三种竹质工程材料与原竹材料的比较中,密度均超过原生竹材,结构更为致密,强度更高,其中竹材重组材的综合性能最为优秀,静曲强度、弹性模量、顺纹抗压强度等值均超越原竹材料,且有不小提升。