范 慧，張 建，鮑建華，袁少飛，王洪艷，李 琴

（1. 浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江 臨安 311300；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院 浙江省竹類研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310023；3. 浙江天振竹木開發(fā)有限公司，浙江 安吉 313300）

建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材重要性能研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

范 慧1,2，張 建2，鮑建華3，袁少飛2，王洪艷2，李 琴2

（1. 浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江 臨安 311300；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院 浙江省竹類研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310023；3. 浙江天振竹木開發(fā)有限公司，浙江 安吉 313300）

重組竹是種不可多得的綠色建筑結(jié)構(gòu)用材和替代木材的生物質(zhì)材料。綜述了建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材的研究進(jìn)展，詳細(xì)闡述了重組竹材的力學(xué)、防腐防霉、耐老化、阻燃等性能及其主要檢測(cè)方法，分析了當(dāng)前結(jié)構(gòu)用重組竹材產(chǎn)業(yè)存在生產(chǎn)企業(yè)少、制造工藝、產(chǎn)品安全性能等缺乏系統(tǒng)研究等問(wèn)題。提出對(duì)重組竹材進(jìn)行基礎(chǔ)研究、開發(fā)更多應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品、完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、加大推廣力度等建議。

重組竹材；結(jié)構(gòu)；力學(xué)性能；防腐防霉；耐老化性能；阻燃性能

Abstract：Bamboo scrimber is a kind of biologic material for replacing wood to be used as architecture structure. Reviews were made on research progress of bamboo scrimber in recent years. Description was given on its properties such as mechanical, anticorrosion and mildew proof, ageing resistant and fire-retardant and their test methods. Problems namely fewer producers, lack of systematic researches on manufacturing technology,safety performance of final product were analyzed. Suggestions for a healthy and sustainable development were put forwarded like fundament6al study on bamboo scrimber, more products available, relative standards performed and more extension.

Key words:bamboo scrimber; structure; mechanical property; anticorrosion and mildew proof; aging resistant; fire-retardant

傳統(tǒng)建筑大部分采用鋼材、水泥等材料，無(wú)法循環(huán)利用且難以降解，易造成環(huán)境污染?！秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》中已明確把綠色建筑、節(jié)能降耗和開發(fā)利用農(nóng)林生物質(zhì)資源列為重點(diǎn)領(lǐng)域和優(yōu)先主題。竹材木材是典型的綠色低碳環(huán)保建筑材料，易降解且可循環(huán)利用。竹結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)與建筑中有較好的靈活性、抗震性能，其性能甚至超過(guò)木結(jié)構(gòu)；竹質(zhì)工程材料不僅符合當(dāng)代建筑工程需求，還適宜規(guī)?；茝V發(fā)展[1-2]。重組竹材主要用于梁、柱、室內(nèi)外墻板及屋面板[3]。本文對(duì)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材研究現(xiàn)狀、重要性能及檢測(cè)方法進(jìn)行歸納分析，旨在為結(jié)構(gòu)用重組竹材產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及相關(guān)檢測(cè)方法的制定提供參考。

1 建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材研究現(xiàn)狀

重組竹材是我國(guó)最先自主研發(fā)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并形成了產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)主要竹材產(chǎn)品[4]，其原料主要是資源豐富且生長(zhǎng)周期短的竹材。重組竹材具有竹材利用率高、力學(xué)性能優(yōu)良、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可滿足公眾休閑場(chǎng)所及高級(jí)住宅區(qū)等對(duì)戶外建材及用品的需求[5]，是一種不可多得的綠色建筑用材和替代木材的生物質(zhì)材料。和天然木材及傳統(tǒng)人造板相比，重組竹材具有更優(yōu)異的硬度、強(qiáng)度、耐水性和耐久性[6-7]。傳統(tǒng)重組竹材基本用于生產(chǎn)竹地板，但因其具有優(yōu)異的力學(xué)性能，眾多學(xué)者對(duì)其應(yīng)用于建筑領(lǐng)域開展了研究，并逐漸用作建筑的柱、梁、桁架等結(jié)構(gòu)部件。重組竹材向建筑結(jié)構(gòu)和室外發(fā)展的最大受限因素是耐候性。耐候性是指材料在使用過(guò)程中抵抗干濕、冷熱、霜凍、雨雪和紫外線輻射等外界自然條件的能力，所以有時(shí)又統(tǒng)稱為耐老化性。近年來(lái)隨著竹材防腐、防霉和熱處理等技術(shù)的發(fā)展，突破了這些技術(shù)瓶頸，為重組竹材用于建筑結(jié)構(gòu)夯實(shí)了基礎(chǔ)[8-10]。重組竹材用于建筑結(jié)構(gòu)受力及抗震等性能，主要分為基礎(chǔ)、框架柱、框架梁、結(jié)構(gòu)板、結(jié)構(gòu)墻等部分[11]。張齊生[12]指出重組竹材具有強(qiáng)度大、韌性好、耐磨損、紋理通直、色澤高雅等優(yōu)點(diǎn)，適宜作為結(jié)構(gòu)材料和裝飾材料。于文吉等[13]在竹材不去竹青竹黃的條件下開發(fā)出高性能竹基纖維復(fù)合材料，將竹材利用率提高到90%以上。余養(yǎng)倫等[14]制造出可用于建筑梁柱及建筑撐木用的竹基纖維復(fù)合材料。

2 建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材重要性能

建筑結(jié)構(gòu)用材料在性能上有著特殊的要求。目前，建筑結(jié)構(gòu)用竹木產(chǎn)品重要性能有力學(xué)、耐老化、防腐防霉、阻燃等性能[15-16]，具體指標(biāo)主要有尺寸變化率、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、膠合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度、彈性模量、浸漬剝離、防腐等級(jí)、防霉效力等[17]。影響竹木質(zhì)材料用于結(jié)構(gòu)的主要因素，一是材料所用膠粘劑耐水、耐熱等性能；二是組成單元材料的化學(xué)組成、纖維形態(tài)；三是材料使用時(shí)所處的溫度、濕度等環(huán)境條件[18-19]。對(duì)于重組竹材來(lái)說(shuō)，根據(jù)其用于建筑結(jié)構(gòu)的不同部位，其重要性能主要有力學(xué)性能、防腐防霉性能、耐老化性能等。近年來(lái)，有關(guān)學(xué)者對(duì)重組竹材結(jié)構(gòu)力學(xué)特性、防腐防霉、耐老化等性能開展了試驗(yàn)研究。

2.1 力學(xué)性能

魏洋等[1]對(duì)竹簾膠合板、竹材層積材和重組竹3種竹質(zhì)工程材料比較后發(fā)現(xiàn)重組竹力學(xué)性能穩(wěn)定、離散性小、強(qiáng)度高，適宜制作承重構(gòu)件結(jié)構(gòu)柱。于文吉等[20]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)重組竹材密度與靜曲強(qiáng)度成線性關(guān)系，竹青對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度影響很大，但對(duì)彈性模量影響不明顯。肖忠平等[21]檢測(cè)碳化重組竹力學(xué)性能后發(fā)現(xiàn)其抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等都高于一般的木質(zhì)材料。李霞鎮(zhèn)等[22]研究發(fā)現(xiàn)以毛竹Phyllostachys heterocycla‘Pubescens’為原料的重組竹材的順紋抗拉強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度、順紋剪切強(qiáng)度、橫紋局部和橫紋全部抗壓強(qiáng)度等物理力學(xué)性能均一穩(wěn)定且遠(yuǎn)高于普通木材，完全滿足建筑結(jié)構(gòu)用材的力學(xué)強(qiáng)度要求。呂清芳等[23]對(duì)重組竹材制造的結(jié)構(gòu)用柱構(gòu)件進(jìn)行了足尺試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的彈性恢復(fù)能力。于子絢等[24]通過(guò)落錘沖擊試驗(yàn)后證明高密度重組竹材的耐沖擊性能優(yōu)異。張俊珍等[25]對(duì)以慈竹Neosinocalamus affinis為原料制作的重組竹材與落葉松Larix gmelinii等6種木材進(jìn)行了力學(xué)性能對(duì)比研究，結(jié)果表明重組竹材各個(gè)方向的強(qiáng)度值均比6種木材高，且穩(wěn)定性能好，順紋和橫紋（弦向）的抗變形能力差別小，橫紋抗壓表現(xiàn)出較好的延性，是一種塑性破壞。馬欣欣等[26]對(duì)竹材和竹質(zhì)工程材料通過(guò)Burger模型進(jìn)行蠕變測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，在不同時(shí)間段、不同竹質(zhì)材料擬合效果都有所不同，對(duì)結(jié)構(gòu)用重組竹材受力后的長(zhǎng)期蠕變預(yù)測(cè)提供了技術(shù)支持。李霞鎮(zhèn)等[27]驗(yàn)證了電測(cè)法在重組竹彈性常數(shù)測(cè)定中的適用性，在對(duì)比重組竹和幾種木材的彈性常數(shù)后，發(fā)現(xiàn)重組竹彈性常數(shù)比普通木材的彈性常數(shù)大，其彈性常數(shù)滿足正交各向異性模型的限制條件。盛寶璐等[28]試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)在重組竹材的承載范圍內(nèi)，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系呈完全線性特征，達(dá)到比例極限后，表現(xiàn)出非線性特征；重組竹材順紋抗拉和抗壓彈性模量相差不大，但順紋抗拉強(qiáng)度是橫紋抗壓強(qiáng)度的近2倍；順紋抗剪強(qiáng)度大大低于橫紋抗剪強(qiáng)度，但兩者的剪切彈性模量相差不大。張?zhí)K俊等[29]對(duì)重組竹材制作的方形柱進(jìn)行受壓試驗(yàn)，證明重組竹材彈性較好，其穩(wěn)定承載力可采用材料力學(xué)基本公式進(jìn)行計(jì)算。張秀華等[30-31]利用木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行竹楠木Phoebe zhennan重組竹材力學(xué)特性研究，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)重組竹材抗壓試件破壞需經(jīng)過(guò)三個(gè)階段，得到抗拉和抗壓強(qiáng)度計(jì)算方法，為竹楠木材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究提供了理論基礎(chǔ)。劉方舟等[32]對(duì)重組竹材和木材的順紋抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，重組竹材的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于東北落葉松，而且重組竹材材質(zhì)均勻，具有較好的穩(wěn)定性，其順紋抗拉強(qiáng)度和彈性模量之間的離散性更小。陳國(guó)等[33]對(duì)5 m和6 m大跨度房屋結(jié)構(gòu)用竹質(zhì)屋架進(jìn)行了檢驗(yàn)性試驗(yàn)和破壞性試驗(yàn)，結(jié)果顯示竹結(jié)構(gòu)屋架比木結(jié)構(gòu)屋架具有較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備和更高的承載力及剛度。

2.2 防腐防霉性能

竹材含有淀粉、糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在加工、運(yùn)輸和使用過(guò)程中易發(fā)生腐朽、霉變和蟲蛀，造成硬度、強(qiáng)度、可使用性等降低甚至消失[7-34]，研究發(fā)現(xiàn)引起竹材霉變腐朽的真菌有50多種[35-36]，因此重組竹材的防腐防霉性能也是其用于建筑結(jié)構(gòu)的重要性能之一?？蒲腥藛T通過(guò)借鑒木材防腐防霉處理方法，對(duì)重組竹材防腐防霉性能做了眾多研究。魏萬(wàn)姝等[37]、侯瑞光等[38]等研究發(fā)現(xiàn)竹材經(jīng)高溫炭化處理，使用酚醛樹脂壓制的重組竹材具有較好的防腐效果。張宏等[6]進(jìn)行了同等濃度不同藥劑及處理方式對(duì)重組竹材的霉腐防治效力試驗(yàn)，結(jié)果表明重組竹材進(jìn)行防霉處理的效果優(yōu)于對(duì)其制造單元進(jìn)行防霉處理，篩選出2種適宜重組竹材的防霉劑。覃道春等[39]選擇7種常見防霉劑制備防霉重組竹材，發(fā)現(xiàn)防霉處理后的重組竹材經(jīng)水洗后，防霉性能均有不同程度降低，篩選出適用于戶外重組竹材的防霉劑。張曉春等[40]開展了重組竹材模擬室外霉變?cè)囼?yàn)，結(jié)果表明重組竹材吸藥量隨防霉劑濃度的增加而增大，重組竹材浸漬水性防霉劑后，再在其表面均勻刷涂油性防霉劑或保護(hù)劑，防霉效果最好。張建等[41]采用5種防腐防霉劑對(duì)炭化重組竹材進(jìn)行抑菌效果試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)5種防腐防霉劑均具有較好的抑菌效果，不同防腐防霉劑抑菌效果有所差異，同時(shí)發(fā)現(xiàn)未防腐防霉處理的炭化重組竹材也具有較好的耐腐能力，達(dá)到Ⅰ級(jí)強(qiáng)耐腐，但其防霉性能差。趙鶴[42]采用5種水溶性防腐劑壓制重組竹材，篩選出適合于戶外重組竹材使用的防腐劑，并通過(guò)輾壓竹束防腐處理工藝和重組竹材生產(chǎn)工藝的優(yōu)化研究，開發(fā)出性能優(yōu)異的戶外家具用防腐重組竹材。

2.3 耐老化性能

建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材在使用過(guò)程中，特別是用于戶外時(shí)，隨著溫度、濕度、光照等環(huán)境條件的變化以及時(shí)間的推移，會(huì)使重組竹材性能不同程度受到影響，嚴(yán)重的會(huì)造成重組竹材力學(xué)性能受損或降低，影響其安全性和正常使用。耐老化性能（也稱耐久性能）是衡量用于建筑和戶外重組竹材的安全性的又一個(gè)重要指標(biāo)，但目前國(guó)內(nèi)外還沒有針對(duì)重組竹材的耐老化性能的檢測(cè)方法。目前，主要參照國(guó)內(nèi)外一些常用的加速老化試驗(yàn)方法對(duì)重組竹材進(jìn)行加速老化處理，分析其處理前后的力學(xué)性能變化情況，從而評(píng)價(jià)重組竹材的耐老化性能。黃小真[43-44]采用ASTM D1037，BS EN1087-1，European AFNOR V313三種人工加速老化方法對(duì)戶外重組竹材耐老化性能進(jìn)行研究，分析了加速老化前后的力學(xué)性能變化情況，并進(jìn)行了耐腐性能試驗(yàn)。

2.4 阻燃性能

重組竹材用于建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，其阻燃性能也是要考量的重要指標(biāo)之一。目前，只開展了一些對(duì)其他竹質(zhì)板材阻燃性能的研究，而對(duì)于重組竹材阻燃性能的研究較少。周泉等[45]對(duì)以竹膠合板為材料制造的裝配式竹結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行了受火試驗(yàn)，結(jié)果證明竹結(jié)構(gòu)墻體具有較好的隔熱阻燃功能，裝配式竹結(jié)構(gòu)房屋比輕鋼活動(dòng)板房具有更好的安全性和抗火性。肖巖等[46]對(duì)以竹膠合板為材料制造的竹結(jié)構(gòu)輕型框架房屋安全性能進(jìn)行了火災(zāi)模擬試驗(yàn)，表明竹結(jié)構(gòu)房屋具有良好的火災(zāi)安全性能，耐火時(shí)間可達(dá)1 h以上。杜春貴等[47]通過(guò)對(duì)竹束進(jìn)行阻燃浸漬處理來(lái)制取阻燃重組竹材，試驗(yàn)證明阻燃處理后，重組竹材含水率、吸水厚度膨脹率、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和靜曲強(qiáng)度等性能都有所降低。對(duì)建筑用炭化重組竹材進(jìn)行阻燃性能檢測(cè)，結(jié)果顯示炭化重組竹材阻燃性能可達(dá)難燃B1級(jí)。

3 建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材重要性能檢測(cè)方法

重組竹材性能主要參照木質(zhì)人造板相關(guān)檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。重組竹材由于其加工原料單元的特殊性，使得其產(chǎn)品的力學(xué)性能與普通的竹材或木材人造板有很大差異，特別是重組竹材在室外和建筑等應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，現(xiàn)有的檢測(cè)方法已不能適應(yīng)其性能檢測(cè)。目前，建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材重要性能主要參照ISO、英國(guó)、美國(guó)和中國(guó)的一些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其力學(xué)、防腐防霉、耐老化能和阻燃等性能進(jìn)行檢測(cè)，參照標(biāo)準(zhǔn)不同，測(cè)試的具體指標(biāo)和所用檢測(cè)方法也有所不同。

3.1 力學(xué)性能檢測(cè)方法

重組竹材力學(xué)性能最初主要參照GB/T 17657中有關(guān)方法測(cè)試，主要檢測(cè)靜曲強(qiáng)度、彈性模量、膠合強(qiáng)度、膠層剪切強(qiáng)度、浸漬剝離、握螺釘力、沖擊韌性等力學(xué)性能[48]。林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1573－2000《竹地板》在2006年升級(jí)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20240－2006《竹地板》，但該標(biāo)準(zhǔn)主要適用于以竹片為主要原料加工而成的竹地板，主要測(cè)試靜曲強(qiáng)度、浸漬剝離、表面抗沖擊等性能[49]。于文吉[50]在對(duì)毛竹、淡竹Phyllostachys glauca，剛竹Ph. sulphurea‘Viridis’，綠竹Dendrocalamopsis oldhami等多個(gè)竹種的重組竹材膠合進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)后，2008年?duì)款^制定重組竹地板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2013年GB/T 30364－2013《重組竹地板》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式頒布，為重組竹材的開發(fā)以及產(chǎn)品檢測(cè)提供了依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)將重組竹地板分為室內(nèi)用和室外用兩種，并對(duì)室外用重組竹地板在吸水寬度（厚度）膨脹率、水平剪切強(qiáng)度、表面耐水蒸汽性能等方面提出了較高要求[51]。建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材的力學(xué)安全性能尤為關(guān)鍵，目前主要參照木結(jié)構(gòu)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。GB 50206－2012《木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》主要對(duì)方木、原木、膠合木及輕型木結(jié)構(gòu)等用于建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量中的木材強(qiáng)度、板材質(zhì)量、釘彎曲試驗(yàn)、受彎木構(gòu)件力學(xué)性能等進(jìn)行了明確要求[52]；GB/T 50329－2012《木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》主要明確了梁彎曲、軸心壓桿、偏心壓桿、橫紋承壓比例極限、膠粘能力、膠合指形連接、桁架等試驗(yàn)測(cè)定方法[53]。GB/T 21128－2007《結(jié)構(gòu)用竹木復(fù)合板》明確了適宜制作承載構(gòu)件的竹木復(fù)合板在彈性模量、靜曲強(qiáng)度、水平剪切強(qiáng)度、浸漬剝離、集中靜載與沖擊荷載、均布荷載等力學(xué)性能指標(biāo)要求及測(cè)試方法[54]。林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1975－2011《木材和工程復(fù)合木材的持續(xù)負(fù)載和蠕變影響評(píng)定》主要規(guī)定了檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)持續(xù)負(fù)載和蠕變對(duì)木材和工程復(fù)合材料影響的方法[55]。

3.2 防腐防霉性能檢測(cè)方法

重組竹材防腐防霉性能檢測(cè)主要參考木材的防腐防霉檢測(cè)方法[6]?！吨亟M竹地板》中對(duì)室外用重組竹地板防霉防變色性能以及防腐性能進(jìn)行了明確的要求，其中防霉菌性能被害值至少為1，防變色菌能力至少為2，防腐性能要達(dá)到1級(jí)[51]。2009年修訂的GB/T 13942.1《木材耐久性能 第1部分：天然耐腐性實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法》是在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試木材抵抗木腐菌浸染能力，根據(jù)質(zhì)量損失情況分為不耐腐、稍耐腐、耐腐和強(qiáng)耐腐4個(gè)等級(jí)[56]。GB/T 13942.2－2009《木材耐久性能 第2部分：天然耐久性野外試驗(yàn)方法》主要是對(duì)木材在野外暴露條件下抗微生物破壞或白蟻蛀蝕的性能，并分為不耐久、稍耐久、耐久和強(qiáng)耐久共4個(gè)等級(jí)[57]。LY/T 1283－2011《木材防腐劑對(duì)腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法》是對(duì)1998年版本的修訂，規(guī)定了褐腐菌和白腐菌的具體菌種，是在最適宜的實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試防腐處理后的木材受腐朽菌浸染情況，也是以質(zhì)量損失作為測(cè)試指標(biāo)[58]。GB/T 18261－2013《防霉劑對(duì)木材霉菌及變色菌防治效力的試驗(yàn)方法》采用實(shí)驗(yàn)室及戶外試驗(yàn)方法來(lái)評(píng)價(jià)防霉劑對(duì)木材霉菌和變色菌的防治效力，將試樣受霉菌和變色菌表面感染值、試樣受變色菌浸染后變色程度均分為5個(gè)等級(jí)[59]。

3.3 耐老化性能檢測(cè)方法

國(guó)外對(duì)于木質(zhì)材料耐老化性能的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)制定起步較早，主要有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（BS）、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)等。近幾年我國(guó)在新制定或修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在借鑒國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，也相繼提出了耐老化性能的檢測(cè)方法。耐老化性能的檢測(cè)主要是借助儀器設(shè)備，模擬重組竹材使用環(huán)境，設(shè)置條件對(duì)重組竹材進(jìn)行加速老化處理，測(cè)試其相關(guān)性能并分析變化情況。目前常用的加速老化試驗(yàn)方法主要有循環(huán)試驗(yàn)法、煮沸試驗(yàn)法等。BS EN 321: 2002和ISO 16987: 003（E）是三循環(huán)試驗(yàn)法，主要是將試件恒重處理后，以水浸、冷凍和干燥作為一個(gè)處理，循環(huán)處理3次，最后測(cè)試相關(guān)性能[60-61]。GB/T 17657－2013中4.26和ASTM D 1037-06a是六循環(huán)試驗(yàn)法，將試件先后進(jìn)行熱水浸泡、噴蒸、冷凍、干燥、噴蒸、干燥等加速老化處理，按此條件進(jìn)行6個(gè)循環(huán)，最后測(cè)定試件靜曲強(qiáng)度、握螺釘力等性能，來(lái)評(píng)價(jià)材料的耐老化能力[48,62]。GB/T 17657－2013中4.10是將試件進(jìn)行水煮（浸）-冷凍-干燥處理后測(cè)試靜曲強(qiáng)度，試件厚度不同水煮和干燥時(shí)間分為3 h和6 h。BS EN 1087－1：1995，ISO 16998:2003（E），GB/T 17657－2013和GB/T 11718－2009等標(biāo)準(zhǔn)中明確了沸騰試驗(yàn)法。BS EN 1087－1:1995標(biāo)準(zhǔn)是先將試件處理至恒重后置于水中，100℃沸水煮120 min，然后取出放入20℃的水中浸泡1 ～ 2 h，試件表面擦干后立即進(jìn)行性能測(cè)試[63]。GB/T 17657－2013中4.9是將試件在沸水中煮2 h，冷卻1h后測(cè)試靜曲強(qiáng)度[48]。ISO 16998:2003（E）和GB/T 11718－2009中6.11的沸騰試驗(yàn)方法是將試件處理至恒重后沸水煮120 min，20℃水中浸泡60 min后取出試件擦干表面，平放在70℃干燥箱中干燥960 min，冷卻至室溫后測(cè)試性能[64-65]。BS EN 1087－1:1995和GB/T 17657－2013中4.9兩種沸騰試驗(yàn)法是試件在濕狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試，而ISO 16998:2003（E）和GB/T 11718－2009 中6.11的沸騰試驗(yàn)方法是試件在干燥狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試。

3.4 阻燃性能檢測(cè)方法

建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材的阻燃性能檢測(cè)主要參照建筑材料或木質(zhì)材料的相關(guān)燃燒性能檢測(cè)方法。我國(guó)阻燃性能標(biāo)準(zhǔn)中部分試驗(yàn)方法和燃燒性能分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照了歐盟、德國(guó)等標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)現(xiàn)行的建筑材料和木質(zhì)材料燃燒性能方面的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 8625－2005《建筑材料難燃性試驗(yàn)方法》、GB/T 20284－2006《建筑材料或制品的單體燃燒試驗(yàn)》、GB/T 20285－2006《材料產(chǎn)煙毒性危險(xiǎn)分級(jí)》、GB/T 8626－2007《建筑材料可燃性試驗(yàn)方法》、GB/T 8627－2007《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗(yàn)方法》、GB 8624－2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》、GB/T 14523－2007《對(duì)火反應(yīng)試驗(yàn)建筑制品在輻射熱源下的著火性試驗(yàn)方法》、GB/T 16172－2007《建筑材料熱釋放速率試驗(yàn)方法》、GB/T 17658－1999《阻燃木材燃燒性能試驗(yàn)火傳播試驗(yàn)方法》、GA/T42.1－92《阻燃木材燃燒性能試驗(yàn)方法木垛法》等[66-75]。

4 存在問(wèn)題與建議

我國(guó)在重組竹材生產(chǎn)和利用已經(jīng)取得了眾多的研究成果，處于國(guó)際領(lǐng)先水平，但重組竹材用于建筑領(lǐng)域尚處于探索和起步發(fā)展階段，專業(yè)生產(chǎn)建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材的龍頭企業(yè)仍偏少，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材制造工藝、安全性能、產(chǎn)品開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面仍缺乏系統(tǒng)研究，還需要進(jìn)一步深入系統(tǒng)地開展研究。

4.1 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材基礎(chǔ)研究

由于竹材在材質(zhì)和材性上與木材有很大差異，重組竹材用作工程結(jié)構(gòu)材料時(shí)，其相關(guān)基礎(chǔ)研究還需做更深入研究。除了系統(tǒng)開展重組竹材用于建筑結(jié)構(gòu)不同部位的基本強(qiáng)度要求和科學(xué)合理生產(chǎn)工藝的研究，還需加快開展重組竹材尺寸穩(wěn)定性、耐久性、防蟲防霉性、蠕變性、抗沖擊性及耐火性等關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)安全的重要性能研究。這樣既能更好的提升建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材生產(chǎn)技術(shù)，又能為拓展重組竹材用途和產(chǎn)業(yè)化推廣提供有力的可靠的技術(shù)支持。

4.2 加快建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材產(chǎn)品開發(fā)

充分利用竹材韌性好、耐磨、強(qiáng)度大的特點(diǎn)，根據(jù)市場(chǎng)需求，從提高原料利用率和產(chǎn)品安全性能出發(fā)，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材產(chǎn)品的研發(fā)，不斷拓展重組竹材應(yīng)用領(lǐng)域，使產(chǎn)品向多元化、功能化、系列化發(fā)展。加快開發(fā)具有環(huán)保、防腐、防霉、耐水、阻燃、保溫、隔音等功能的建筑用梁、柱、桁架、覆面板、墻板等重組竹材產(chǎn)品，特別是大跨度的梁、柱和桁架等工程用結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接方式研究和產(chǎn)品開發(fā)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化生產(chǎn)。

4.3 完善建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

目前，國(guó)內(nèi)外還沒有專門的關(guān)于建筑用重組竹材及其產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。重組竹材用在建筑不同部位，導(dǎo)致其最終產(chǎn)品在性能和用途上也有所不同。因此，在借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，制訂適宜建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材及其產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以及重組竹材建筑結(jié)構(gòu)用構(gòu)件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、安全性能評(píng)價(jià)、施工質(zhì)量驗(yàn)收等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，建立一套健全的建筑用重組竹材標(biāo)準(zhǔn)體系。

4.4 加大產(chǎn)品推廣和扶持力度

在工業(yè)4.0的時(shí)代大背景下，建筑行業(yè)也面臨全新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，特別是新興的裝配式結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展迅速，已經(jīng)成為當(dāng)今建筑工業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)之一。非常適用于建筑預(yù)制技術(shù)的重組竹材有著廣泛的發(fā)展前景和潛力。但是由于竹木質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)較高，市場(chǎng)份額小，社會(huì)認(rèn)知度不高等原因，使得重組竹材在建筑上還沒有得到廣泛應(yīng)用。因此，需加強(qiáng)宣傳，提高重組竹材影響力和市場(chǎng)份額；同時(shí)政府和行業(yè)部門制定出臺(tái)一些專門針對(duì)建筑用重組竹材和木質(zhì)建筑的扶持政策，以便更好地推動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)用重組竹材的產(chǎn)品開發(fā)和市場(chǎng)推廣。

[1] 魏洋，張齊生，蔣身學(xué)，等. 現(xiàn)代竹質(zhì)工程材料的基本性能及其在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用前景[J]. 建筑技術(shù)，2011，42（5）：390－393.

[2] 肖巖，李佳. 現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀和展望[J]. 工業(yè)建筑，2015，45（4）：1－6.

[3] 王戈，江澤慧，陳復(fù)明，等. 我國(guó)大規(guī)格竹質(zhì)工程材料加工現(xiàn)狀與存在問(wèn)題分析[J]. 林產(chǎn)工業(yè)，2014，41（1）：48－52.

[4] 于文吉. 我國(guó)重組竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J]. 木材工業(yè)，2012，26（1）：11－14.

[5] 張建輝. 戶外用重組竹模塊化工廠設(shè)計(jì)[J]. 林產(chǎn)工業(yè)，2015，42（3）：49－51，55.

[6] 張宏，胡迪，張曉春，等. 戶外用竹材重組材防霉性能研究[J]. 浙江林業(yè)科技，2015，35（3）：1－5.

[7] 秦莉，于文吉，余養(yǎng)倫. 重組竹材耐腐防霉性能的研究[J]. 木材工業(yè)，2010，24（4）：9－11.

[8] 張葉田，岳慧. 竹材人造板－一種理想的工程結(jié)構(gòu)材料[J]. 建筑知識(shí)，2004（3）：17－18.

[9] 戴靚，陳華山，余肖紅. 重組竹材結(jié)構(gòu)連接性能的研究進(jìn)展[J]. 浙江林業(yè)科技，2016，36（4）：81－84.

[10] 周軍文，高逸. 竹結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用前景分析[J]. 四川建筑，2016，36（4）：64－66.

[11] 張忠良. 柔性抗震的重竹結(jié)構(gòu)建筑研究分析[J]. 四川水泥，2016，36（8）：244.

[12] 張齊生. 當(dāng)前發(fā)展我國(guó)竹材工業(yè)的幾點(diǎn)思考[J]. 竹子研究匯刊，2000，19（3）：16－19，35.

[13] 于文吉，余養(yǎng)倫. 結(jié)構(gòu)用竹基復(fù)合材料制造關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J]. 建設(shè)科技，2012（3）：55－57.

[14] 余養(yǎng)倫，于文吉. 高性能竹基纖維復(fù)合材料制造技術(shù)[J]. 世界竹藤通訊，2013，11（3）：6－10.

[15] 許瑩，宋立民，崔娟. 室外自然老化對(duì)人造板物理力學(xué)性能的影響[J]. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，1996（4）：20－21.

[16] 龍玲，陳士英. 刨花板耐老化性能研究的進(jìn)展[J]. 木材工業(yè)，1995，9（6）：28－31，6.

[17] 周曉燕. 國(guó)外結(jié)構(gòu)人造板尺寸穩(wěn)定性的研究技術(shù)[J]. 林產(chǎn)工業(yè)，2000，27（6）：6－10.

[18] 范毜仔，余德新. 木質(zhì)人造板的耐候性研究[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，15（1）：53－56.

[19] H?glund M. Moisture content penetration in wood elements under varying boundary conditions[J]. Wood Sci Technol，2007（41）：477－490.

[20] 于文吉，余養(yǎng)倫，周月，等. 小徑竹重組結(jié)構(gòu)材性能影響因子的研究[J]. 林產(chǎn)工業(yè)，2006，33（6）：24－28.

[21] 肖忠平，張?zhí)K俊，束必清. 碳化重組竹在竹結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用[J]. 林產(chǎn)工業(yè)，2013，40（6）：44－45，53.

[22] 李霞鎮(zhèn)，鐘永，任海青，等. 毛竹基重組竹力學(xué)性能研究[J]. 木材加工機(jī)械，2016，27（4）：28－32.

[23] 呂清芳，魏洋，張齊生，等. 新型竹質(zhì)工程材料抗震房屋基本構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 建材技術(shù)與應(yīng)用，2008（11）：1－5.

[24] 于子絢，江澤慧，王戈，等. 重組竹的耐沖擊性能[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，40（4）：46－48.

[25] 張俊珍，任海青，鐘永，等. 重組竹抗壓與抗拉力學(xué)性能的分析[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，36（4）：107－111.

[26] 馬欣欣，王戈，江澤慧. 竹質(zhì)工程材料的蠕變性能研究現(xiàn)狀[J]. 林產(chǎn)工業(yè)，2015，42（4）：3－6，17.

[27] 李霞鎮(zhèn)，徐明，蔡蕓，等. 電測(cè)法測(cè)試結(jié)構(gòu)用重組竹彈性常數(shù)的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，42（5）：756－760.

[28] 盛寶璐，周愛萍，黃東升. 重組竹的單軸與純剪應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系[J]. 土木建筑與環(huán)境工程，2015，37（6）：24－31.

[29] 張?zhí)K俊，趙志高，張文娟，等. 重組竹柱軸心受壓試驗(yàn)研究[J]. 施工技術(shù)，2015，44（24）：120－123.

[30] 張秀華，吳培增，李玉順，等. 竹楠木順紋力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，31（2）：236－243.

[31] 張秀華，鄂婧，李玉順，等. 重組竹抗壓和抗彎力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 工業(yè)建筑，2016，46（1）：7－12.

[32] 劉方舟，左宏亮，陳冠華. 結(jié)構(gòu)用重組竹材順紋抗拉力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 山西建筑，2016，42（7）：27－29.

[33] 陳國(guó)，肖巖. 竹結(jié)構(gòu)屋架試驗(yàn)研究與工程應(yīng)用[J]. 工業(yè)建筑，2013，43（8）：69－74.

[34] 孫芳利，段新芳. 竹材防霉研究概況及其展望[J]. 世界竹藤通訊，2004，2（4）：1－4.

[35] 王文久，輝朝茂，陳玉惠，等. 竹材霉腐真菌研究[J]. 竹子研究匯刊，2000，19（4）：26－34．

[36] 馬星霞，蔣明亮，覃道春，等. 我國(guó)竹材變色菌和霉菌的分離與鑒定[J]. 竹子研究匯刊，2009，28（4）：35－39.

[37] 魏萬(wàn)姝，覃道春. 不同竹齡慈竹重組竹材強(qiáng)度和天然耐久性比較[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，35（6）：111－115.

[38] 侯瑞光，劉元，李賢軍，等. 高溫?zé)崽幚韺?duì)重組竹材物理力學(xué)性能的影響[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33（2）：101－104.

[39] 覃道春，魏萬(wàn)姝，靳肖貝，等. 水洗對(duì)防霉重組竹防霉性能的影響[J]. 木材工業(yè)，2015，29（5）：43－47.

[40] 張曉春，徐君庭，蔣身學(xué)，等. 重組竹材模擬室外防霉性能的研究[J]. 竹子研究匯刊，2016，35（1）：8－12.

[41] 張建，袁少飛，范慧，等. 5種防腐防霉劑對(duì)重組竹材抑菌效果影響的研究[J]. 浙江林業(yè)科技，2016，36（5）：8－12.

[42] 趙鶴. 戶外家具用重組竹材防腐工藝研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學(xué)，2011.

[43] 黃小真. 戶外竹材重組材耐老化試驗(yàn)方法及性能進(jìn)行研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學(xué)，2009.

[44] 黃小真，蔣身學(xué)，張齊生. 竹材重組材人工加速老化方法的比較研究[J]. 中國(guó)人造板，2010（6）：25－27.

[45] 周泉，佘立永，肖巖，等. 裝配式竹結(jié)構(gòu)房屋受火試驗(yàn)研究與模擬分析[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2011，32（7）：60－65，100.

[46] 肖巖，馬健，單波，等. 竹結(jié)構(gòu)輕型框架房屋火災(zāi)安全性能試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2012，42（2）：165－169.

[47] 杜春貴，魏金光，金春德. 重組竹阻燃處理工藝[J]. 林業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，1（1）：51－54.

[48] GB/T 17657－2013，人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[49] GB/T 20240－2006，竹地板[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[50] 于文吉. 我國(guó)高性能竹基纖維復(fù)合材料的研發(fā)進(jìn)展[J]. 木材工業(yè)，2011，25（1）：6－8，29.

[51] GB/T 30364－2013，重組竹地板[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[52] GB 50206－2012，木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[53] GB/T 50329－2012，木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[54] GB/T 21128－2007，結(jié)構(gòu)用竹木復(fù)合板[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[55] LY/T 1975－2011，木材和工程復(fù)合木材的持續(xù)負(fù)載和蠕變影響評(píng)定[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[56] GB/T 13942.1－2009，木材耐久性能 第1部分：天然耐腐性實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[57] GB/T 13942.2－2009，木材耐久性能 第2部分：天然耐久性野外試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[58] LY/T 1283－2011，木材防腐劑對(duì)腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[59] GB/T 18261－2013，防霉劑對(duì)木材霉菌及變色菌防治效力的試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[60] BS EN 321: 2002，Wood-based panels-Determination of moisture resistance under cyclic test conditions[S]. European Committee for Standardization，2002.

[61] ISO 16987: 2003(E )，Wood-based panels-Determination of moisture resistance under cyclic test conditions[S]. International Organization for Standardization，2003.

[62] ASTM D 1037-06a，Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Based Fiber and Particle Panel Materials[S]. ASTM International，2006.

[63] BS EN 1087-1: 1995，Particleboards-determination of moisture resistance-Part 1. Boil test[S]. European Committee for Standardization，1995.

[64] ISO 16998: 2003(E)，Wood-based panels-Determination of moisture resistance-Boil test[S]. International Organization for Standardization，2003.

[65] GB/T 11718－2009，中密度纖維板[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[66] GB/T 8625－2005，建筑材料難燃性試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[67] GB/T 20284－2006，建筑材料或制品的單體燃燒試驗(yàn)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[68] GB/T 20285－2006，材料產(chǎn)煙毒性危險(xiǎn)分級(jí)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[69] GB/T 8626－2007，建筑材料可燃性試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[70] GB/T 8627－2007，建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[71] GB 8624－2012，建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[72] GB/T 14523－2007，對(duì)火反應(yīng)試驗(yàn) 建筑制品在輻射熱源下的著火性試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[73] GB/T 16172－2007，建筑材料熱釋放速率試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[74] GB/T 17658－1999，阻燃木材燃燒性能試驗(yàn)火傳播試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

[75] GA/T 42.1－92，阻燃木材燃燒性能試驗(yàn)方法木垛法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992.

Current Situation and Trend of Researches on Properties of Bamboo Scrimber for Architectural Structure

FAN Hui1,2，ZHANG Jian2，BAO Jian-hua3，YUAN Shao-fei2，WANG Hong-yan2，LI Qin2

（1. Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, China; 2. Key Lab of Bamboo Research of Zhejiang, Zhejiang Academy of Forestry,Hangzhou 310023, China; 3. Zhejiang Tianzhen Bamboo and Wood Development Co.,Ltd.,Anji313300,China）

S795.9；TS653

A

1001-3776（2017）04-0100-07

10.3969/j.issn.1001-3776.2017.04.018

2017-03-04 ；

2017-06-19

浙江省林業(yè)廳省院合作重大林業(yè)科技項(xiàng)目“重組竹材自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備研制與應(yīng)用”（2017SY11）；浙江省科技廳科研院所專項(xiàng)項(xiàng)目“竹質(zhì)結(jié)構(gòu)材安全性能研究及其在建筑工程中的應(yīng)用”（2015F50051）

范慧，在讀碩士研究生，從事竹木材加工研究；E-mail：360526425@qq.com。通信作者：張建，研究員、博士，從事竹木材加工研究；E-mail：zhjianzj@126.com。