高性能竹基纖維複合材料

高性能竹基纖維複合材料主要是指以竹基纖維簾為基本構成單元按順紋理方向經熱（冷）壓膠合而成的板材。

基本介紹

• 中文名：高性能竹基纖維複合材料
• 外文名：wooden bamboo 
• 原料：竹材
• 運用技術：纖維化竹束簾製備技術
• 特點：高強度、低碳環保
• 常規尺寸：2500L*1280W*20T 

科技名詞

中文名稱：高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）

英文名稱：wooden bamboo

百科名片

依託中國林科院專利技術製造的高性能竹基纖維複合材料，俗稱為“竹鋼”，為世界首創的竹製品，是完全由中國人自主開發的新材料。

簡介

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）是以我國南方地區大量生長的竹材資源為原料，通過纖維化竹束簾製備技術、酚醛樹脂均勻導入技術、連續式網帶乾燥技術、大幅面板坯鋪裝技術、成型固化技術等多項技術集成，實現竹基纖維複合材料的高性能和可調控，最終製造成高性能多用途竹基纖維複合材料。該產品技術節省了傳統的剖蔑工序，是我國在竹材加工套用領域的一項重大突破，屬於竹材工業化利用的第五代技術，竹材的利用率從目前的20%~50%，可以提高到95%以上。產品的力學性能指標，如抗彎強度可以達到350MPa以上，抗拉強度達360MPa以上，抗壓強度達到140MPa以上，彈性模量達到30GPa以上。

材料特點

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）採用純天然慈竹經酚醛樹脂熱壓膠合而成，具有高強度、低碳環保、高耐候性、阻燃、淨化空氣、使用壽命長等特點，是“以竹代木、以竹代鋼”的最佳產品；是一種將竹材重新組織並加以強化成型的竹質新材料，對增加竹農的收入、促進農民就業和發展竹產區經濟具有十分重要的意義。

綠色環保

隨著全球氣候變暖，森林愈發顯得彌足珍貴，竹鋼的出現，更加有效地保護了人類的生存環境。同面積的竹林可比樹林多釋放35%的氧氣,也可以這樣說：竹產業不僅僅是低碳產業，而更應該是負碳產業。通過環保加工工藝生產的“竹鋼”由我國資源豐富的可循環再生的慈竹、環保膠酚醛樹脂和水分組成，使用時無需特殊護理和保養，有效吸收二氧化碳及空氣中大量有害物質。因為有了竹鋼，我國大量被閒置的小徑竹林將得到科學的管理和利用，非常有利於保護生態平衡和應對氣候變化。

高強度

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）在製備過程中沒有打亂竹材纖維的排列方向，可以保持竹材原有的高強度的特點。通過權威檢測：高性能竹基纖維複合材料的抗彎強度≥350MPa，抗拉強度達≥360MPa，抗壓強度≥140MPa，彈性模量≥30GPa，水煮膨脹率≤5%，由於竹鋼強度高、密度大，各項指標均已達到或超過了葉片基材和戶外板材的性能指標要求，同時，竹鋼也是建築結構的理想選材。對於衝擊荷載及周期性疲勞破壞有很強的抵抗力，具有最佳的抗震性，竹鋼結構在各種條件下，均表現出優異的穩定性和結構的完整性。

良好地可加工性

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）板材常規尺寸為2500L*1280W*20T （25、30、35 ）mm大板面設計，自由裁切，100%出材率，適用性更強 ：

1. 可鋸切。雖然竹鋼板材非常堅硬，但一樣可以運用現有的木材鋸切設備任意鋸切加工。只是最好使用合金刀具，則有更好的鋸切效率。

2. 可拼接。板材厚度雖然只有20~35mm,長度雖然只有2500mm,但是借用優異的雙組份拼板膠，可採用直拼、疊拼、錯逢拼、指接、螺接等，可輕易地獲取到厚達幾米，長達幾十米的方材。

3. 可連線。竹鋼材因為過於堅硬，所以不方便採用釘接，可以先銑空後再用自攻釘固定連線，因其優秀的握釘性能，連線非常結實。

4. 可砂刨。竹鋼材可以像一般的木材一樣，可砂光，亦可刨光，也可以銑型，加工面可以非常光潔，因沒有木材的蟲蛀和結疤，加工面亦非常完整，無需補膩。

表面良好地附著性

1. 可上色。竹鋼亦可採用常規的木材著色劑，調出任意色彩。

2. 可著油、漆。竹鋼材飾面可根據具體需要，表面可噴塗、擦刷各類木油、木蠟油、水性清漆、硝基清漆、醇酸清漆以及已調色後的木蠟油和調和漆等等。

易於施工

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）具有良好的可加工性，通過拼接板材的方式結構可採用裝配式施工，這樣施工使得竹鋼結構-房屋、亭閣或是地板等均具有造型獨特、拆裝簡易的特點，且對氣候的適應能力較強，不會像混凝土工程一樣需要很長的養護期，另外，竹鋼板材還適應各種溫度條件作業，即使冬季施工也不受限制。

耐久性和耐候性

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）由我國資源豐富的可循環再生的慈竹、環保膠酚醛樹脂和水分組成，同時，表面可著油、漆。使得竹鋼板材具有良好的耐久性和耐候性。精心設計和建造的現代竹鋼結構建築、室內外裝飾、家具等，能夠面對各種挑戰，堅固耐磨，即使在多雨、潮濕氣候下也不易變形，是現代最經久耐用的建築材料之一。

阻燃性強

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）為有機材料B1級（難燃），在燃燒碳化後一定時間內保有一定強度無煙、毒氣產生。

主要用途

套用於建築結構

我國結構用木質材料相對缺乏，因此用竹材部分替代木材製造結構用集成材則顯得非常必要。高性能竹基纖維複合材料是一種新型複合材料，相比於建築結構用木材的力學性能受其缺陷（包含木節、斜紋、裂紋、生長環境等）等因素的影響，其力學性能具有良好的穩定性，且強度力學性能也遠高於木材。通過高性能竹基纖維複合材料在建築結構領域的套用，部分代替結構用木材在木結構、鋼-木混合結構中的套用，逐漸實現木質材料資源的自主化，推動我國新型、綠色建築的進一步發展。

室內、外裝飾

高性能竹基纖維複合材料是一種新型的人造板材。它對竹材的高效利用、環保及低碳高品質的特性深受國內外客戶的期待。目前，國內高性能竹基纖維複合材料的生產和使用還處於起步階段，但已經有一些投資商看好這一行業並計畫投資進行大規模的生產，馬德里機場天花內飾對竹材的全面套用，以及上海世博會有9 大竹材概念的場館，無不體現出了全球對低碳環保的逐步重視， 和作為低碳環保、可再生資源的優秀代表竹材產業已闊步全世界人民的現代生產和生活中。由於高性能竹基纖維複合材料的高強度、耐候性能、良好地可加工性及表面良好地附著性，使高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）被廣泛套用於地板、門窗、橋樑、花架、棧道等。成為當下最優秀的室內外裝飾材料之一。

作為風電葉片

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）自身優越的高強度、阻燃、耐候、絕緣、經濟、可降解的性能，通過與玻纖的再複合，可以 在風電領域一展身手。目前，風電葉片所使用的主要材料為玻璃纖維複合材料和木質單板層積材。風力發電葉片占風力發電整個裝置成本的20%左右，其成本在一定程度上影響和決定著整個風電設備的成本。因此，材料的選擇，製備工藝最佳化對於降低成本，提高性價比具有十分重要的作用。使用高性能竹基纖維複合材料作為葉片，加上合理的翼形設計，40米長的葉片完全可以避免使用碳纖維，從而降低原材料的成本。另外，竹材這種生物質材料在生長過程中吸收了的二氧化碳要遠高於製造過程中帶來的碳排放，可以形成負碳排放的產業鏈，同時，其產品易於降解，便於回收，提高了環保因素

用於高檔家具

高性能竹基纖維複合材料（竹鋼）的紋理自然、質密而堅硬、外觀清新高雅、零甲醛釋放，使用時無需特殊護理和保養，有效吸收二氧化碳及空氣中大量有害物質。已經成為家具建材的新寵。

發展前景

國家已經連續在兩個五年計畫期間，將竹材的高效利用列入國家科技支撐計畫，“十一五”期間，“高性能竹基纖維複合材料製造技術”項目，被列入國家高技術研究發展計畫（863計畫）。中國林科院木材工業研究所、承擔了竹鋼產業領域的主要科研任務，並取得了豐碩成果，該項技術已經獲得14件專利，並且在多家企業轉讓授權大規模推廣套用，使竹鋼的套用領域大大擴展，取得了良好的經濟和社會效益。

我國休閒城市園林綠化建設的快速推進，加上人們對回歸自然、提高生活品質的要求越來越高，以及上海世博會大量推廣的節能低碳竹木結構建築，引發國內竹木結構需求量進一步增加。竹子資源高效利用已經成為我國目前補充木材資源不足的重要手段。除繼續用做一般建築結構及裝飾材料外，在大跨度建築結構方面也有著很好的前途。高性能竹基纖維複合材料的開發與利用將為緩解我國森林資源不足、調整林業資源結構、滿足國民經濟建設對林產品的不同需求開闢一條嶄新的途徑。 目前市場情況來看，高性能竹基纖維複合材料處於高速發展階段，市場份額逐年增加。竹鋼的使用範圍越來越廣，其優異的物理力學性能及高效節約的特點使其在多個領域存在著巨大的市場潛力和機遇。