Advance in Forestry Research 2013 August, Volume 1, Issue 3, PP.34-38
Study on the Producing Technology of Bambusa Rigida Keng-wood Materials Composite Board Chuan He #, Jiyuan Wang , Yu Liu Beijing Forestry University, School of Materials Science and Technology, 100083, China #Email: hechuan1112@foxmail.com
Abstract Use Bambusa rigida Keng as raw materials, according to the wood-based panel production methods through raw materials drying, bamboo processing, sizing, cold pressing to produce bamboo—wood materials composite board. The results show that: bamboo— wood materials composite board pressing is easy to implement and the bamboo structure is not completely destroyed. The bamboo structure has been used effectively and the energy consumption is low during the cold pressing. Keywords: Bambusa Rigida Keng; Composite Board; Production Process
硬头黄竹—木质材料复合板材生产工艺初探 何川，王霁媛，刘渝 北京林业大学，北京市 100083 摘
要：以硬头黄竹为原料，按照人造板生产方法通过原料干燥、竹材加工、组坯、施胶、施压、后期加工等工序生产
硬头黄竹与木质材料复合板材。结果表明：硬头黄竹与木质材料复合板材压制过程工序简单易实现，单元制造没有完全 破坏竹材结构，只对竹段进行竹壁的表面处理，有效利用了竹材的结构，在施压工序采用冷压，条件要求低，能耗较 低。 关键词：硬头黄竹；复合板；生产工艺
引言 硬头黄竹(Bambusa rigida Keng)在我国广东、广西、四川、福建、江西等省的山脚、路旁及河边大量分 布，竹竿高 6-12 米，直径 2-6 厘米，节间长 30-50 cm，主要用于造纸，也可作撑篙、棚架、农具柄等。随 着木材资源紧缺和环保意识增强，开发低能耗，低成本的新型木质材料势在必行，也是我国低碳经济发展 的要求[8]。 本试验利用直径为 2-6 厘米的硬头黄竹为原料，结合竹材竹节结构特点生产硬头黄竹与木质材料复合板 材，探索其生产工艺，检测板材质量，为开发利用竹木新型复合材料提供理论基础。
试验材料及仪器
1
材料：硬头黄竹(Bambusa rigida Keng)、中密度纤维板、聚醋酸乙烯酯。 仪器：劈刀、手锯、ST-85 数字式木材测湿仪、双面刨、冷压机、电子称、钢卷尺、千分尺、钉子、细 线。
2
试验原理 本试验按人造板生产方法通过原料干燥、单元制造、组坯（人造板构成的对称原则、层间纹理排列原
则、奇数层原则）、施胶、施压、后期加工等工序生产硬头黄竹与木质材料复合板材 [7]，再按照中华人民共 - 34 www.ivypub.org/afr/
和国林业行业标准 LY/T1856-2009《挤压法空心刨花板》[6]进行外观性能测量。 试验采用工艺流程为：原料初选→原料干燥→竹材截断→竹段初加工→竹段定厚加工→预组坯→组坯 →施胶→施压→齐边→放置→测试[1-2]。
3
试验方法 原料干燥：将硬头黄竹原料置于露天空旷环境下自然干燥，按照自然干燥材堆堆积的原则，进行合理
的材堆堆积。并对竹材进行去除部分竹青处理，使水分通道面积增大。在北京地区，竹材试件可以在自然 干燥条件下约 2 个月至平衡含水率[3]。 竹段加工：原竹长度为 2m，为便于运输和加工将其用圆锯机加工成长度分别为 70 cm、70 cm、60 cm 三段；人工用劈刀加工竹筒劈出两个对称的平面，先采用单面刨加工竹段，加工后竹段一表面具有平整表 面，以此表面为基准面用推台剧加工竹段对面，加工后的竹段厚度一致且两面平整。加工后竹段厚度为 20 mm，结果如图 1。
图 1 加工后竹段
含水率测定：随机选取 5 根竹段用 ST-85 数字式木材测湿仪测量含水率，每根竹段选取 5 个测量点，其 中一个测量点选在竹节处。 组坯：采用人工组坯方法。为保证板材力学性质，防止其两端受支撑时重心处受力过于集中出现质量 问题，组坯竹段采用相邻两行竹段端头相接处交错排列。同时，由于竹段的上下两面经过定厚加工为平整 表面，经过合理的组坯，各竹段之间便能紧密地排列。将一块尺寸为 2020mm×850mm 的纤维板置于压机 平台人工组坯，如图 2 所示。
图 2 竹段组坯 - 35 www.ivypub.org/afr/
施胶：人工用滚刷对每个竹段劈切刨光平面施用聚醋酸乙烯酯胶黏剂，施胶量为 300g/m2。 施压：用冷压机（总压力 21t）对组坯进行压制，施加压力为 0.5MPa，施压时间为 12h，施压温度为常 温条件[4-5]。适当的压力和竹段间紧密的组坯，保证了冷压过程中各竹段之间不会产生间隔。图 3 为施胶后 的板坯和正在进行冷压的板坯。
图 3 板材冷压
后期加工：板材压制完成后用圆锯机裁边，裁板按长×宽=2000 mm×800mm 的规格进行。板材加工后 如图 4 所示。
图 4 硬头黄竹与木质材料复合板材
参数测量按照中华人民共和国林业行业标准 LY/T1856-2009 挤压法空心刨花板规定的方法进行。测量 项目有规格尺寸测量、密度测量、翘曲度测量。
4
结果与讨论 硬头黄竹的含水率测量值见表 1。硬头黄竹在自然环境下进行干燥，测得干燥后竹材最高含水率为 - 36 www.ivypub.org/afr/
15.2%，最低含水率为 12.5%，平均含水率为 13.7%。试验所在地北京的木材平衡含水率月平均估计值最大 在 8 月为 15.6%，最小在 4 月为 8.5%，年平均为 11.4%。所测得竹材含水率处于北京地区平衡含水率月平均 估计值的区间内，在生产上达到干燥要求。 表 1 硬头黄竹含水率测量值
竹段
测点 1
测点 2
测点 3
测点 4
竹节处
Ⅰ
14.2
14.3
13.3
14.0
14.0
Ⅱ
15.2
15.0
14.6
15.0
14.5
Ⅲ
13.6
13.1
14.4
13.4
13.6
Ⅳ
12.6
14.0
13.0
12.5
13.0
Ⅴ
13.3
12.8
12.7
13.3
13.8
板材尺寸测量结果见表 2。从表中可以看出，板材的平均厚度为 26.33mm，平均长度为 1988.8mm，平 均宽度为 797.8mm。板材最大厚度差为 1.06 mm，最小厚度差为 0.06 mm，标准差为 0.92mm，厚度偏差较 大，可能是受到施胶不均匀和组坯用竹段平整度不高的影响。由于人工施胶的准确性不高，在整个施胶过 程中板坯各处的施胶量存在误差，造成冷压后厚度差较大；组坯的每个竹段平面因竹段弯曲影响并不是完 全处于同一平面，经施压后卸压时会产生应力，导致板材厚度方向应力释放，产生厚度差；同时，每个竹 段加工时在厚度上存在误差，也可能导致复合板材厚度差偏大。板材最大长度差为 0.6mm，最小长度差为 0mm，最大宽度差为 0.6mm，最小宽度差为 0mm，板材长度和宽度的尺寸差异不大。 板材密度和翘曲度测量值见表 3、4。板材的密度为 0.43 g/cm3，翘曲度为 0.196%，远小于标准要求的 1%。 表 2 板材尺寸测量值
项目
测点 1
测点 2
测点 3
测点 4
测点 5
测点 6
测点 7
测点 8
平均
厚度
26.82
26.76
26.34
26.08
26.28
26.40
25.76
26.18
26.33
长度
1989.0
1988.9
1989.1
1989.0
1988.5
1988.7
1988.8
1988.7
1988.8
宽度
797.7
797.8
798.0
798.2
798.0
798.1
797.7
797.5
797.8
表 3 密度测量值
质量
体积
密度
备注
17.9kg
0.0417392 m3
0.43 g/cm3
密度＝质量/体积
表 4 翘曲度测量值
5
最大弦高
对角线长
翘曲度
备注
4.2 mm
2141mm
0.196%
翘曲度＝最大弦高/对角线长
结论 （1）硬头黄竹—木质材料复合板材生产工艺流程为：原料初选（径级 2-6cm）→原料干燥（自然干
燥）→竹材截断→竹段初加工（去除部分竹青）→竹段定厚加工→预组坯→组坯（交错排列）→施胶（聚 醋酸乙烯酯）→施压（冷压 0.5MPa、12h、常温）→齐边。 - 37 www.ivypub.org/afr/
（2）硬头黄竹与木质材料复合板材压制过程工序简单易实现，单元制造没有完全破坏竹材结构，只对 竹段进行竹壁的表面处理，有效利用了竹材的结构，在施压工序采用冷压，条件要求低，能耗较低。 （3）板材厚度差较大，板材最大厚度差为 1.06 mm，最小厚度差为 0.06 mm，标准差为 0.92mm。
REFERENCES [1]
Chuan He, Yu Liu: A Study of Physical-Mechanical Properties of Bambusa rigida Keng, World Bamboo and Rattan, Vol.10, No.3, (2012): 19-21
[2]
Chuan He, Jiyuan Wang Leifeng Zhao, Yu Liu: Structural Characteristics of A New Original Bamboo Structure Composite Boards, Advanced Materials Research, Vol.476-478, (2012): 2109-211
[3]
Chuan He, Yu Liu: A Study on Physico-mechanical Properties of Original Bamboo Structure Composite Boards, Wood Processing Machinery, Vol.23, No.5, (2012): 43-45
[4]
Leifeng Zhao. Production of Bamboo Primordial Structure Composite Board and Its Economic Benefit Analysis, China Forest Products Industry, Vol.28, No.5, (2011): 46-49
[5]
Wei Wei, Yongfu Yang. The effect of shaping on the radial compressive load of small diameter bamboo, Wood Processing Machinery, No.6, (2010): 15-18
[6]
Extruded tubular particleboard, Chinese, Standard, LY/T1856, (2009)
[7]
Leifeng Zhao. “Bamboo composite board structure design and preparation of technical research” Master diss., Beijing Forestry University, 2011
[8]
Zehui Jiang, Benhua Fei, Zheng Wang. The new bamboo structure building Preliminary Report: the research and application of structural composite bamboo, International Wood Industry, No.6, (2003): 12-17
【作者简介】 1
何川（1987-），男，汉族，硕士研究
2
王霁媛（1988-），女，汉族，硕士研
生，北京林业大学材料科学与技术学
究生，北京林业大学材料科学与技术学
院。研究方向：木材加工设备及过程自
院。研究方向：家具设计及室内装饰工
动化。
程。
Email:hechuan1112@foxmail.com。
Email: 631154723@qq.com。
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