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原竹抱口梁柱节点抗弯性能研究
1
作者 李陶陶 郑晓燕 +2 位作者 陈国 杨涛 王文蹈 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期150-157,共8页
竹材作为一种新型的绿色环保建筑材料,梁柱连接是现代竹结构推广需要考虑的重要问题。为了丰富原竹节点的形式,探究不同构造措施下梁柱节点的刚度和承载力,设计制作了3种形式的原竹抱口梁柱连接节点,按照金属连接件构造的不同命名为简... 竹材作为一种新型的绿色环保建筑材料,梁柱连接是现代竹结构推广需要考虑的重要问题。为了丰富原竹节点的形式,探究不同构造措施下梁柱节点的刚度和承载力,设计制作了3种形式的原竹抱口梁柱连接节点,按照金属连接件构造的不同命名为简易钢夹节点J1、贯通螺栓节点J2和自攻螺钉节点J3。每一种节点内部依据不同原竹等级设计3组试件,通过单调加载试验,探究节点弯曲力学性能及破坏特征,得到了3种节点的弯矩-转角曲线。基于弯矩-转角曲线变化特征,提出三折线刚度分析模型拟合节点分段刚度参数值,应用欧洲钢结构规范节点类型判别方法,对节点的半刚性程度进行了验证。结果显示:贯通螺栓节点J2和简易钢夹节点J1属于半刚性节点;自攻螺钉节点J3属于铰节点。研究表明:原竹等级对于简易钢夹节点J1和自攻螺钉节点J3的抗弯性能影响不敏感;对于贯通螺栓节点J2的抗弯性能影响显著,等级为T8时与连接件的协同工作性能最优。研究成果可为现代竹结构应用提供理论依据。 展开更多
关键词 原竹节点 抱口梁柱 抗弯性能 半刚性 承载能力
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圆竹酚醛树脂复合管材的制备及其性能
2
作者 周英豪 陈海丽 +1 位作者 侯俊峰 俞友明 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期67-74,共8页
在竹材工业化利用中,多将竹材分解为小单元竹篾或将竹材展平后进行加工,同时对竹材复合材料的实验室研究多以竹纤维和小尺寸竹片为主,直接利用圆竹本身结构特性制备管材的应用案例较少。以圆竹为对象,制备圆竹酚醛树脂复合管材,充分利... 在竹材工业化利用中,多将竹材分解为小单元竹篾或将竹材展平后进行加工,同时对竹材复合材料的实验室研究多以竹纤维和小尺寸竹片为主,直接利用圆竹本身结构特性制备管材的应用案例较少。以圆竹为对象,制备圆竹酚醛树脂复合管材,充分利用其中空的结构特性,以期为“以竹代木”“以竹代塑”提供一种新的途径。首先通过对圆竹进行脱木素提高其渗透性;随后真空浸渍酚醛树脂,并在自制模具中进行环形加压固化,验证了圆竹酚醛树脂浸渍复合工艺方法的可行性;同时研究了不同压力条件下成型的圆竹酚醛树脂复合管材的尺寸稳定性、润湿性以及微观结构变化。通过压缩率测试、剖面密度测试以及电镜观察发现,圆竹酚醛树脂复合管材径向上存在差异,两端面压缩密实化程度较高,中心层则较低。内外端面的竹材细胞细胞壁塌陷,与酚醛树脂形成致密结构,中心层的竹材细胞微观结构变化较小。经过处理的圆竹在环形加压固化成型后具有较高的压缩率和较低的径向吸湿回复率,圆竹酚醛树脂复合管材的尺寸稳定性相比于未处理圆竹有较大提升,同时,复合管材的吸水性能、润湿性能都较未处理圆竹明显下降。 展开更多
关键词 圆竹 脱除木质素 酚醛树脂 环形加压固化成型 尺寸稳定性
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重组竹方销对正交胶合木力学与声学特性的影响
3
作者 吴玥 王雨桐 +4 位作者 黄紫蓝 林杨帆 李宏敏 王志强 朱一辛 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期152-159,共8页
为提升正交胶合木(CLT)的中低频隔声性能,设计了一种以重组竹方销为声散射体的二维声子晶体结构的CLT,探究对嵌入重组竹方销的杉木CLT力学和声学特性的影响。采用短梁剪切法,研究了跨中面外开孔的CLT短梁和嵌入重组竹方销的CLT短梁层间... 为提升正交胶合木(CLT)的中低频隔声性能,设计了一种以重组竹方销为声散射体的二维声子晶体结构的CLT,探究对嵌入重组竹方销的杉木CLT力学和声学特性的影响。采用短梁剪切法,研究了跨中面外开孔的CLT短梁和嵌入重组竹方销的CLT短梁层间剪切强度、最大正应力和静态韧性系数;采用阻抗管测试法,研究了周期性排布的重组竹方销对CLT隔声量的影响规律。短梁剪切试验表明:与未开孔CLT相比,开孔使CLT的层间剪切强度下降了13.0%~16.5%;与开孔CLT相比,方孔中嵌入重组竹方销可使开孔CLT的层间剪切强度提升8.5%~12.7%,从而与未开孔CLT的层间剪切强度差异不显著,其最大正应力分别与开孔和未开孔的CLT最大正应力差异不显著,为24.52~29.45 MPa;方孔中嵌入重组竹方销的CLT在静态韧性系数上相比未开孔的CLT上升了13.9%~19.1%。隔声量测试结果表明:嵌入重组竹方销的CLT属局域共振型声子晶体结构,在1 400 Hz出现吻合效应的隔声量谷值约33.41 dB;以重组竹方销为声散射体的二维声子晶体结构随重组竹方销边长的增加,提高了CLT的密度和中低频的隔声量,其中,600 Hz以下的隔声量可提升约20.22%。在不改变CLT厚度、密度增量小于20%且力学性能差异不显著的前提下,以重组竹方销增强CLT隔声性能是可行的。 展开更多
关键词 声子晶体 重组竹方销 正交胶合木 层间剪切强度 静态韧性系数
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胶合竹植筋节点抗拔性能影响因素
4
作者 吴宇飞 梁家年 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期143-151,共9页
胶合竹家具,如落地衣架和落地灯,存在着主杆节点的强度不足和美观度不佳等问题。植筋连接技术被广泛认为可以显著提升竹木构件节点的抗拔性能,而且由于其内置的特性,不会影响外形美观。尽管胶合竹植筋连接技术在建筑领域的方形梁柱节点... 胶合竹家具,如落地衣架和落地灯,存在着主杆节点的强度不足和美观度不佳等问题。植筋连接技术被广泛认为可以显著提升竹木构件节点的抗拔性能,而且由于其内置的特性,不会影响外形美观。尽管胶合竹植筋连接技术在建筑领域的方形梁柱节点中得到了广泛应用,但本研究旨在将这一技术应用于产品领域的胶合竹家具圆杆节点。在改变胶合竹植筋节点的形状后,需要通过试验分析来确定各项合理化设计参数,以提升节点的抗拔性能。选取胶合竹植筋圆杆为研究对象,以植筋边距、胶层厚度、植筋长径比等因素为研究变量。采用拉-拉模式进行抗拔性能试验,记录试件破坏模式和节点极限荷载。在试验过程中,出现胶合竹劈裂破坏、植筋拔出破坏和植筋屈服破坏3种破坏模式。研究结果表明:为防止胶合竹劈裂破坏,胶合竹与植筋直径之比应不小于8;节点极限荷载受胶层厚度影响显著,但胶层厚度不宜过大,当植筋直径为4 mm时,胶层厚度可设置为1.0~1.5 mm;节点极限荷载随着植筋长径比增加而提高,对于直径为4和8 mm的植筋杆,屈服破坏的临界植筋长径比均可取为15。基于试验结果,本研究提出了胶合竹植筋节点极限荷载预测方程,计算值与试验值较为接近。 展开更多
关键词 胶合竹 植筋 家具圆杆 抗拔性能 节点设计
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疏解工艺对簕竹重组材力学性能及尺寸稳定性的影响
5
作者 邱竑韫 黄慧 +4 位作者 闫实 刘春林 刘斌 贺磊 杨杰芳 《南方林业科学》 2024年第1期31-35,42,共6页
本文以簕竹为原料制备重组材,研究了不同疏解工艺对簕竹重组材力学性能和尺寸稳定性的影响,并通过与毛竹重组材对比,探讨其利用价值。结果表明:随着疏解程度的增加,竹束的载胶量增大,竹青竹黄的存在使竹束对胶黏剂的吸附能力下降;相同... 本文以簕竹为原料制备重组材,研究了不同疏解工艺对簕竹重组材力学性能和尺寸稳定性的影响,并通过与毛竹重组材对比,探讨其利用价值。结果表明:随着疏解程度的增加,竹束的载胶量增大,竹青竹黄的存在使竹束对胶黏剂的吸附能力下降;相同条件下,簕竹重组材与毛竹重组材水平剪切强度相当,弹性模量及静曲强度约为毛竹的2倍左右,经28 h循环水处理吸水厚度膨胀率约为毛竹的1/2;带青带黄疏解有利于提高簕竹重组材的抗弯性能,制备的重组竹静曲强度达215 MPa,弹性模量达28 GPa,分别高于常规疏解的8.64%和12.92%,但其水平剪切强度略有下降。竹青的存在可以提高簕竹表面的耐水性,簕竹青黄宽疏解在60 s时接触角仍能达到60°,较其余条件耐水性高。以簕竹开发制备重组材在工程应用上具有较大潜力。 展开更多
关键词 簕竹 疏解工艺 重组竹 力学性能 吸水性
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侧压型竹层板用竹条分级研究
6
作者 谢力生 陶钧 +2 位作者 廖彬彬 刘嘉诚 朱芳钰 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期43-49,共7页
按照GB/T 17657—2022《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的三点弯曲法,先测试竹条径向两面(近竹青面和近竹黄面)各节间和节部的抗弯弹性模量,然后将试件从宽度方向一分为二,测试其各对应位置的弦向抗弯弹性模量和静曲强度。探... 按照GB/T 17657—2022《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的三点弯曲法,先测试竹条径向两面(近竹青面和近竹黄面)各节间和节部的抗弯弹性模量,然后将试件从宽度方向一分为二,测试其各对应位置的弦向抗弯弹性模量和静曲强度。探讨竹条节间中心位置不同方向的弹性模量相互之间及其与弦向静曲强度之间的关系,并建立相应的数学模型;分析竹节对竹条弹性模量的影响,确定侧压型竹层板用竹条的实用分级方法;按中间点径向抗弯弹性模量对竹条进行分级,并测试其弦向静曲强度,分析竹条分级的可靠性;将不同等级的竹条分别制备侧压型竹层板试件,测试其静曲强度和抗弯弹性模量,验证竹条分级的有效性。结果表明:通过测量竹条节间径向两面抗弯弹性模量并计算其平均值,可以较准确地推测其弦向抗弯弹性模量值;通过测试竹条某节间径向两面抗弯弹性模量的平均值,可以很好地预测该部位的弦向静曲强度;仅测量竹条中间点(无论是节间还是节部)的径向抗弯弹性模量就能较好地推测出整根竹条的弦向抗弯弹性模量;采用竹条中间点径向抗弯弹性模量分等可以对竹条(弦向静曲强度)进行有效分级;按竹条中间部位的径向抗弯弹性模量对竹条进行分级,其侧压型竹层板的分级效果显著。 展开更多
关键词 毛竹 竹条 分级 侧压型竹层板 抗弯性能
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竹丝装饰材料的研究现状及发展方向
7
作者 王宵 李晖 +3 位作者 桂爱琴 杨志斌 李军章 陈晓瑚 《湖北林业科技》 2023年第5期62-67,共6页
竹丝装饰材料是一种绿色环保的多功能装饰材料,是竹材加工利用中的重要产品。通过对竹丝装饰材料的研究,系统介绍了竹丝装饰材料的组成特点、制造工艺及研究现状,分析了竹丝装饰材料的发展方向,以期为竹丝装饰材料的开发利用和健康发展... 竹丝装饰材料是一种绿色环保的多功能装饰材料,是竹材加工利用中的重要产品。通过对竹丝装饰材料的研究,系统介绍了竹丝装饰材料的组成特点、制造工艺及研究现状,分析了竹丝装饰材料的发展方向,以期为竹丝装饰材料的开发利用和健康发展提供借鉴。 展开更多
关键词 竹丝 装饰材料 制造工艺 表面特性 改性 发展方向
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重组竹制备过程中温度场变化规律与预测模型 被引量：1
8
作者 田心池 于文吉 +3 位作者 马红霞 林秋琴 薛勃 杨春梅 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期38-45,共8页
重组竹在制备过程中内部温度的变化对于板材的物理力学性能都会带来显著影响,而内部温度的变化与板材的密度、原材料的含水率、热压板的板面温度和热压时间均有密切关系。本研究重点探讨了重组竹板材幅面的变化对于板材内部温度变化的... 重组竹在制备过程中内部温度的变化对于板材的物理力学性能都会带来显著影响,而内部温度的变化与板材的密度、原材料的含水率、热压板的板面温度和热压时间均有密切关系。本研究重点探讨了重组竹板材幅面的变化对于板材内部温度变化的影响规律,并建立在其他条件固定的情况下,幅面大小与板材内部温度场变化的预测模型。结果表明,随着铺装幅面的增大,芯层的恒温时间、升温时间、热压周期均有所增大,同时,“锅炉效应”的影响加剧,芯层的最高温度升高。此外,基于灰色预测方法对大幅面板材热压建立了预测模型,经过误差检验,得到模型的精度等级为I级,预测模型的可信度和有效性较好,能够为人造板质量预测方法提供一定的参考。最后,基于原始数据和预测指标,得到200 cm纵向铺装长度时的温度变化曲线,再一次说明了模型的科学性、有效性和准确性。 展开更多
关键词 重组竹 铺装幅面 热压传热 锅炉效应 预测模型
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涂饰对贵州民族木结构建筑用材表面色差及防腐性能的影响 被引量：1
9
作者 刘人源 曾珠亮 李权 《森林工程》 北大核心 2023年第3期100-106,共7页
为明确不同涂饰处理对民族木结构建筑用材表面色差及防腐性能的影响,使用桐油和醇酸清漆涂饰马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和枫香(Liquidambar formosana)试样,并对3种试样涂饰前后的表面色差及耐腐性能进... 为明确不同涂饰处理对民族木结构建筑用材表面色差及防腐性能的影响,使用桐油和醇酸清漆涂饰马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和枫香(Liquidambar formosana)试样,并对3种试样涂饰前后的表面色差及耐腐性能进行检测和分析。结果表明,桐油和醇酸清漆对试样涂饰色差效果的影响规律大体相似。横切面和径切面在色差参数指标方面有较大差异,经涂饰处理后的3种试样均表现为明度(L*)降低,红绿轴色品指数(a*)、黄蓝轴色品指数(b*)和色度值(C)增大。3种试样横切面的L*均比径切面小,马尾松和枫香试样横切面的a*和b*比径切面大,而杉木则正好相反。经涂饰后的马尾松、杉木和枫香相比对照样在腐朽试验后的试样质量损失率明显降低,杉木在涂饰桐油的条件下对彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)的耐腐效果能达到Ⅰ级强耐腐水平。在使用相同菌种的耐腐试验中,涂饰桐油的3个树种试样耐腐效果均要强于涂饰醇酸清漆。绵腐卧孔菌和密粘褶菌对马尾松和杉木的腐朽效果大,而彩绒革盖菌对枫香的腐朽效果最大。扫描电镜(SEM)研究结果进一步证实桐油相对醇酸清漆对马尾松和杉木的保护效果更好。 展开更多
关键词 木结构 腐朽菌 耐腐 色差指标 扫描电镜
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竹-橡胶木复合正交胶合木的制备和性能 被引量：1
10
作者 董浩 黄素涌 +2 位作者 肖岩 王建和 缪本浩 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期43-50,共8页
以锯材为基本单元的正交胶合木是具有广泛应用前景的重型木结构建筑材料。为减少对国外树种的进口和依赖,首次采用竹篾层积材与橡胶木2种本土层板原料,以相同制备工艺(胶黏剂为单组分聚氨酯,施胶量为180 g/m^(2),冷压时间1 h,压力为1.0 ... 以锯材为基本单元的正交胶合木是具有广泛应用前景的重型木结构建筑材料。为减少对国外树种的进口和依赖,首次采用竹篾层积材与橡胶木2种本土层板原料,以相同制备工艺(胶黏剂为单组分聚氨酯,施胶量为180 g/m^(2),冷压时间1 h,压力为1.0 MPa),在大幅面压机上压制尺寸为2400 mm×1200 mm×96 mm的三层竹木复合正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)以及另外3种不同复合形式的CLT(纯木CLT、木竹复合CLT、纯竹CLT),通过对竹木复合CLT强轴方向的抗弯弹性模量、抗弯强度、胶层剪切强度、层间剪切强度和浸渍剥离率等性能的评估和不同复合形式CLT弯曲性能差异的分析,研究国内树种与竹材制备足尺竹木复合CLT的可行性。结果表明:采用单组分聚氨酯制备的竹木复合CLT,其干态和真空加压状态下的强度、木破率以及浸渍剥离率均符合ANSI APA PRG 320-2019“Standard for performance-rated cross-laminated timber”中使用环境1的要求;抗弯性能和剪切性能测试值均能达到以上标准和LY/T 3039—2018《正交胶合木》标准中E2等级性能的要求。上述试验研究和分析为竹木复合CLT在建筑工程中的应用提供了设计参考及理论依据。 展开更多
关键词 正交胶合木 竹篾层积材 橡胶木 竹木复合CLT 抗弯弹性模量 抗弯强度 胶层剪切 浸渍剥离
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竹龄、粒径配比和含水率对毛竹无胶板材物理力学性能的影响 被引量：1
11
作者 徐祥 陈红 +2 位作者 费本华 张文福 钟土华 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期30-37,共8页
采用1,3,5年生毛竹,经过机械粉碎1,3,5次后,处理成含水率为10%,60%和饱水的原料,通过竹材无胶成型技术,即将竹材机械粉碎后,不添加任何胶黏剂及助剂,直接铺装热压,通过其自身化学成分及微观结构形成结合,制备竹粉无胶板材。以竹龄、粒... 采用1,3,5年生毛竹,经过机械粉碎1,3,5次后,处理成含水率为10%,60%和饱水的原料,通过竹材无胶成型技术,即将竹材机械粉碎后,不添加任何胶黏剂及助剂,直接铺装热压,通过其自身化学成分及微观结构形成结合,制备竹粉无胶板材。以竹龄、粒径配比和含水率为正交试验的影响因素,采用L_(9)(3^(4))的正交试验研究3种因素对竹粉无胶板材的吸水率、吸水厚度膨胀率、静曲强度、弹性模量和内结合强度的影响,确定最佳的原料组合。结果表明:随着粉碎次数增加,原料中60目(0.250 mm)以下的颗粒占比减少,200目(0.075 mm)以上小粒径颗粒增加;竹龄为3 a、粒径在60目以上、含水率为60%的原料制备的竹粉无胶板综合物理力学性能最佳,相对于综合物理力学性能最差的无胶板材,吸水率、吸水厚度膨胀率、静曲强度和内结合强度分别提升了46%,74.3%,56.8%和340%,但弹性模量下降了60.6%。通过对两组板材微观形貌及化学成分的对比分析可得,原料粒径在60目以上且含水率为60%时有利于竹粉的自结合成型。 展开更多
关键词 竹材 原料形态 无胶成型 物理力学性能
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组坯结构对竹材胶合界面破坏行为及细胞壁力学性能的影响
12
作者 曹倚中 吴妤婷 +4 位作者 徐淑伟 徐楚航 金春德 王思群 吴强 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期39-45,共7页
竹质工程材料在轻质结构建筑及其关键承载构件中有巨大的应用潜力,然而竹材天然径向结构差异性会对其胶合质量造成显著影响。以4年生毛竹材和酚醛树脂(PF)胶黏剂为原料制备了双层竹片层积材,探讨组坯结构对双层竹片层积材的宏观胶合性... 竹质工程材料在轻质结构建筑及其关键承载构件中有巨大的应用潜力,然而竹材天然径向结构差异性会对其胶合质量造成显著影响。以4年生毛竹材和酚醛树脂(PF)胶黏剂为原料制备了双层竹片层积材,探讨组坯结构对双层竹片层积材的宏观胶合性能和胶合界面细胞壁力学性能的影响。研究结果表明,外表面-外表面(O/O型)组坯时竹片层积材的胶合剪切强度(干态胶合强度17.3 MPa,湿态胶合强度5.3 MPa)显著高于外表面-内表面(I/O型)和内表面-内表面(I/I型)组坯样品。这主要是由于O/O型竹材胶合界面内薄壁细胞壁的力学性能更加接近厚壁细胞壁,改善了界面内应力集中现象。PF胶黏剂在不同组坯结构竹材胶合界面内的差异性渗透行为是造成这一现象的主要原因:竹材薄壁细胞表面氧碳比较高(0.40)且毛细管作用较强,在I/O型和I/I型界面内PF胶黏剂的渗透行为主要表现为填充细胞腔;而在O/O型界面内PF胶黏剂能够有效浸润薄壁细胞壁,而非简单填充其细胞腔,因此O/O型竹片层积材具有更高的界面细胞壁力学强度和宏观胶合强度。 展开更多
关键词 竹材 酚醛树脂胶黏剂 胶合强度 竹材胶合界面 纳米压痕
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漆酶催化固定百里酚处理竹材及其防霉性能研究
13
作者 王慧 孟尧 +5 位作者 张巧玲 窦婷婷 余海萍 SHADRICK 陈思瑶 孙芳利 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期896-905,共10页
以天然抗菌剂百里酚为竹材防霉剂,利用漆酶催化氧化功能将百里酚固定于竹材中,分别研究处理竹材对黑曲霉Aspergillus niger、绿木霉Trichoderma virens和桔青霉Penicillium citrinum 3种霉菌的防治性能,并从百里酚的挥发率、流失处理后... 以天然抗菌剂百里酚为竹材防霉剂,利用漆酶催化氧化功能将百里酚固定于竹材中,分别研究处理竹材对黑曲霉Aspergillus niger、绿木霉Trichoderma virens和桔青霉Penicillium citrinum 3种霉菌的防治性能,并从百里酚的挥发率、流失处理后竹材的防霉性、处理前后竹材的接触角变化来评价漆酶催化固定效果,通过扫描电子显微镜(SEM)研究处理前后竹材的微观形貌变化,进一步采用红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱仪(XPS)研究改性处理后竹材表面化学键的变化。结果表明:相比于百里酚单独处理竹材,漆酶催化百里酚处理竹材在流失前后对黑曲霉、桔青霉和绿木霉均具有良好的防治效果,防霉效力在80%以上;流失处理后处理竹材的防霉性能仍优于百里酚单独处理组,证明经过漆酶改性处理,百里酚被固定在竹材中。经过漆酶催化处理以后,百里酚的挥发率从17.03%降低到6.75%。表面接触角测定结果显示,处理后竹材的表面疏水性得到明显改善,水滴的接触角从35°提高到97°,有助于提升竹材的防霉性。漆酶催化处理过程并没有明显改变竹材的微观形貌,只在竹材细胞壁表面出现了大量片状物质,推测其为接枝到竹材细胞壁表面的百里酚。FT-IR和XPS等分析结果表明,百里酚是通过漆酶的催化作用与竹材木质素发生化学反应生成新的化学键而固定在竹材中的。本研究通过漆酶的催化作用,实现了天然抗菌剂的绿色固着,降低其挥发和流失,增强了处理竹材的防霉性能。该研究结果为竹材的绿色防霉技术提供了新思路,可实现对竹材的安全、长效保护。 展开更多
关键词 漆酶 催化固定 竹材 百里酚 防霉性能
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竹木板材动态模量在线检测系统
14
作者 赵玮 郑强 +1 位作者 徐锋 刘云飞 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期150-155,共6页
竹木板材作为一种原料,被广泛用于生产家具、地板及工程装修等。其中,弹性模量和剪切模量是其重要的力学性能指标。为快速无损测定竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量,设计了一种基于FPGA的板材动态弹性模量和剪切模量测试系统。系... 竹木板材作为一种原料,被广泛用于生产家具、地板及工程装修等。其中,弹性模量和剪切模量是其重要的力学性能指标。为快速无损测定竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量,设计了一种基于FPGA的板材动态弹性模量和剪切模量测试系统。系统通过全桥电阻应变传感器拾取板材的冲击响应信号,信号经过调理电路放大后输入FPGA开发板,进行模数转换及频谱变换,得到振动信号的一阶模,最后计算得到竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量。为方便用户使用,该系统增加了上位机显示体系,实现信号采集、频谱分析、一阶模提取、模量计算等功能,执行一次测试仅需几秒。为验证测量方案的可行性,与分离刚度法测试进行了对比,其弹性模量的相对误差在0.14%~2.59%,平均误差为1.46%;剪切模量的相对误差在0.32%~7.45%,平均误差为4.18%。实测数据表明,该动态模量在线检测系统可以有效地测量竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量,处理速度快、应用灵活、稳定性强,可满足生产过程的实时检测需求。 展开更多
关键词 竹木板材 在线检测 弹性模量 剪切模量 FPGA
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玻璃纤维增强复合材料加固原竹螺栓组合节点的抗剪性能
15
作者 许溍 李权峰 +2 位作者 杨适菡 吕淑敏 冀晓东 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期64-75,共12页
在竹建筑结构中,最常见的螺栓连接节点经常出现顺纹劈裂。通过试验研究了包裹玻璃纤维复合布材(glass fibre reinforced plastics,GFRP)后对于不同螺栓组合节点抗剪承载力的提升效果及加固后抗剪承载力的影响因素,以期为今后工程中竹结... 在竹建筑结构中,最常见的螺栓连接节点经常出现顺纹劈裂。通过试验研究了包裹玻璃纤维复合布材(glass fibre reinforced plastics,GFRP)后对于不同螺栓组合节点抗剪承载力的提升效果及加固后抗剪承载力的影响因素,以期为今后工程中竹结构螺栓组合节点的设计与应用提供参考。选取无裂缝无竹节的竹筒,制备单螺栓连接、双螺栓平行连接下的原竹螺栓组合节点试件,不加固组无处理,加固组采用GFRP包裹增强,用单轴压缩试验方法加载。比较加固前后组合节点和GFRP增强节点之间的等效抗剪强度和破坏模式,得出竹筒直径、螺栓直径、螺栓端距和根数对于GFRP增强效果和极限承载能力的影响。GFRP的包裹约束使得节点避免脆性开裂,屈服应力和等效抗剪强度分别提升5.84%~28.46%和7.59%~29.77%。GFRP加固对组合节点的等效抗剪强度提升效果与螺栓直径、竹筒外径、螺栓端距正相关,与螺栓根数没有显著关系。螺栓直径和竹筒外径是影响等效抗剪强度的主要因素。GFRP包裹增强的组合节点等效抗剪强度按照Johansen螺栓屈服模型拟合计算得到的误差平均绝对值为6.4%,在工程中可以用于简化计算。GFRP包裹能有效提升原竹螺栓组合节点的等效抗剪强度,使节点破坏模式由脆性开裂破坏变为延性受压破坏。螺径、螺栓根数、竹筒外径的增大能提升GFRP加固节点承载力和GFRP的承载力增强效果,螺栓端距增大对承载力无显著影响。GFRP加固节点的承载力可以通过螺栓屈服计算模型拟合而较为准确地预测。 展开更多
关键词 原竹 玻璃纤维复合布材 组合节点 螺栓连接 抗剪承载力 FRP增强
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木材气凝胶过滤膜的制备及其处理含铜废水效果
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作者 曹济舟 何文 +4 位作者 周培国 韦柏任 王瑞 梁爽 季秋琳 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期113-120,共8页
随着经济发展,重金属污染对生态环境和人类健康的危害日趋严重,制备工艺简单且可高效吸附重金属的新材料逐渐成为当前研究的热点。本研究以天然巴沙木为基材,在脱除木质素的基础上通过2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)氧化处理制备出... 随着经济发展,重金属污染对生态环境和人类健康的危害日趋严重,制备工艺简单且可高效吸附重金属的新材料逐渐成为当前研究的热点。本研究以天然巴沙木为基材,在脱除木质素的基础上通过2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)氧化处理制备出了具有三维纳米网络结构的木材气凝胶过滤膜(TDWM),通过TEMPO氧化处理选择性地将纤维素中C 6位的羟基氧化成羧基,利用纤维素分子链间羧基的静电排斥作用将细胞壁分离成微纤丝纳米网络结构,提高木材比表面积的同时,利用细胞壁中产生的纳米孔隙结构,增加Cu^(2+)与细胞壁的接触面积,同时气凝胶过滤膜孔道中丰富的羧基为Cu^(2+)的吸附提供了大量活性位点。实验结果表明,TDWM对Cu^(2+)的最大静态吸附量达到115 mg/g,其吸附反应符合拟二阶动力学模型和Langmuir模型,说明气凝胶过滤膜中的羧基对Cu^(2+)通过化学络合而产生单层吸附;动态过滤结果显示,在1~5 mm的厚度范围内,TDWM的厚度与Cu^(2+)的去除效率呈正相关性,而且随着过滤层数的增加,Cu^(2+)的去除效率也会增大,厚度为5 mm的3层TDWM装置对Cu^(2+)的动态去除率可达98.28%。本研究制备的木材气凝胶过滤膜不仅工艺简单,而且具有优异的Cu^(2+)去除能力,对高效去除污水中的重金属离子显示出较大的应用潜力。 展开更多
关键词 木材气凝胶过滤膜 TEMPO氧化处理 铜离子 动态吸附 吸附机理
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基于离散元的竹粉颗粒接触参数标定
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作者 刘东 刘子昕 +2 位作者 王琦 李晓旭 闫承琳 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期875-882,共8页
【目的】建立竹粉颗粒材料的离散元模型并标定其相关接触参数。【方法】基于毛竹Phyllostachys edulis粉末物理堆积角实验结果,采用离散元法(DEM)模拟仿真和实验设计(DOE)相结合的方法,通过Plackett-Burman (P-BD)实验、爬坡实验和响应... 【目的】建立竹粉颗粒材料的离散元模型并标定其相关接触参数。【方法】基于毛竹Phyllostachys edulis粉末物理堆积角实验结果,采用离散元法(DEM)模拟仿真和实验设计(DOE)相结合的方法,通过Plackett-Burman (P-BD)实验、爬坡实验和响应面实验获得竹粉堆积角和仿真参数之间的二次多项式回归模型,以物理堆积角为目标值预测得到接触参数的最优组合。【结果】实测竹粉物理堆积角为49.29°;P-BD实验结果表明了竹粉-竹粉滚动摩擦系数、竹粉-竹粉恢复系数和竹粉-不锈钢板静摩擦系数对堆积角影响显著(P<0.05);响应面实验结果进一步证实了P-BD实验的结果,同时表明竹粉-竹粉滚动摩擦系数自身交互作用、竹粉-竹粉滚动摩擦系数和竹粉-竹粉恢复系数的交互作用对堆积角有显著影响(P<0.05);最优因素组合为竹粉-竹粉恢复系数0.44,竹粉-竹粉滚动摩擦系数0.22,竹粉-不锈钢板静摩擦系数0.45。【结论】本研究在41.20°~55.27°堆积角范围内建立的竹粉颗粒堆积角定量模拟标定与预测平台具有较高的可靠性,DEM标定方法可为后续建立评估生物质颗粒运动行为及其与设备相互作用的材料模型提供参考。 展开更多
关键词 参数标定 竹粉堆积角 离散元模拟 实验设计
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装饰单板漂白染色的色差调控 被引量：1
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作者 何盛 吴再兴 +2 位作者 丁永欢 卢晓相 陈玉和 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期189-194,共6页
针对装饰单板因色差导致降等,产品附加值降低问题,采用漂白染色处理方法对装饰单板进行色差调控,分析不同处理条件下单板色度和色差变化及其色差调控机理。研究结果显示,漂白处理对白蜡木、黑胡桃的色差调控效果较好,其中白蜡木色差从8... 针对装饰单板因色差导致降等,产品附加值降低问题,采用漂白染色处理方法对装饰单板进行色差调控,分析不同处理条件下单板色度和色差变化及其色差调控机理。研究结果显示,漂白处理对白蜡木、黑胡桃的色差调控效果较好,其中白蜡木色差从8.80降至0.74,黑胡桃从11.51降至2.97。深色染料处理的色差调控效果最佳(色差小于4.0)。方差分析和多重比较结果显示,处理条件、树种与处理条件的交互作用对色差调控结果影响极显著(P<0.05)。对照样与漂白、浅色与深色染料染色后单板色差差异明显,浅色染料染色与漂白处理样和深色染色处理样色差差异不明显。漂白染色处理对单板色差调控机理主要是漂白处理过程中对木质素和内含物中发色基团的降解,以及染色过程中染料对单板底色形成良好的覆盖。研究成果可实现在不遮盖单板纹理条件下装饰单板色彩均一化,减小色差,同时赋予单板丰富的色彩,为低等级装饰单板的高值化利用提供技术和理论支撑。 展开更多
关键词 装饰单板 漂白染色 色差调控 调控机理
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毛竹不同构造中细胞化学成分及热稳定性研究
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作者 李欣 钟土华 +1 位作者 陈红 李晶晶 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期156-162,共7页
【目的】毛竹节间和节子的宏观构造和生理功能截然不同,通过对比分析毛竹节间和节子主要构成单元纤维和薄壁细胞结构和性能的差异,能够为纤维和薄壁细胞定向分离和高效利用提供理论依据。【方法】通过物理与化学两种分离方法分离获得竹... 【目的】毛竹节间和节子的宏观构造和生理功能截然不同,通过对比分析毛竹节间和节子主要构成单元纤维和薄壁细胞结构和性能的差异,能够为纤维和薄壁细胞定向分离和高效利用提供理论依据。【方法】通过物理与化学两种分离方法分离获得竹节和节间中纤维和薄壁细胞,采用傅里叶红外光谱、X射线衍射仪、热重分析仪、场发射环境扫描电镜等表征手段研究纤维和薄壁细胞的化学成分、热稳定性及微观结构。【结果】节间与竹节的纤维形态上两端均呈现尖削状且细长,节间薄壁细胞能明确区分长、短细胞,而竹节薄壁细胞则呈现出圆形、椭圆形、方形等形态;节间中纤维素含量高于竹节,节间中木质素含量低于竹节,而两者半纤维素含量相差不大;纤维中纤维素含量高于薄壁细胞中纤维素含量,纤维中木质素含量低于薄壁细胞,纤维中半纤维素含量与薄壁细胞中半纤维素含量相差不大;节间薄壁细胞的最大降解温度(390.32℃)最小,而竹节薄壁细胞的最大降解温度(393.54℃)最大。【结论】节间与竹节的纤维在形态上的差别不太大,节间薄壁细胞分为长细胞与短细胞,而竹节薄壁细胞长短细胞的区分不明显;不同位置的纤维和薄壁细胞的纤维素和木质素含量不同,而半纤维素含量相差不大;竹节中纤维和薄壁细胞的热稳定性都比节间略高,竹节的热稳定性比节间好。 展开更多
关键词 毛竹 纤维 薄壁细胞 微观结构 化学成分 热稳定性
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瞬态激励法动态测试重组竹弹性模量、剪切模量和泊松比
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作者 徐齐云 谷晓雨 +3 位作者 王正 陈林碧 许斌 陈清平 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期70-78,共9页
重组竹是一种竹质新材料,其是以竹束为构成单元,经干燥与施胶后于模具中胶合而成的一种型材,完全弥补了原生竹材的结构缺陷。重组竹拥有良好的力学性能、优良的质感以及较高的美学价值,且其本身为绿色环保、可持续供给的生物质材料,因... 重组竹是一种竹质新材料,其是以竹束为构成单元,经干燥与施胶后于模具中胶合而成的一种型材,完全弥补了原生竹材的结构缺陷。重组竹拥有良好的力学性能、优良的质感以及较高的美学价值,且其本身为绿色环保、可持续供给的生物质材料,因此作为建筑材料的潜力极强。弹性常数是衡量重组竹作为建筑材料的力学性能重要指标,为了快速、简便、无损、准确地检测重组竹材料的弹性常数,分别采用自由板和悬臂板瞬态激励法动态测试了重组竹试件的弹性模量E、剪切模量G和泊松比μ,利用静态四点弯曲法试验验证了重组竹动态弹性模量、剪切模量和泊松比的准确性和可靠性,并对重组竹整板质量等级、均质性和尺寸效应等进行了机理分析与评价。结果表明,重组竹的动态弹性模量、剪切模量和泊松比均值分别为11797 MPa,1579 MPa和0.311,符合GB/T 40247—2021《重组竹》中结构用重组竹的要求。重组竹为各向异性材料,动、静态法测得的重组竹试件弹性常数一致,且本动态测试法相较于其他传统方法具有快捷、便利、重复性好和精度高等优势。 展开更多
关键词 重组竹 弹性常数 动态测试 静态验证 自由板瞬态激励 悬臂板瞬态激励 四点弯曲法验证试验
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