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期刊信息/Journal information
林业工程学报
南京林业大学
林业工程学报

南京林业大学

施季森

双月刊

2096-1359

lkkf@vip.163.com

025-85427227

210037

江苏省南京市龙蟠路159号南京林业大学内

林业工程学报/Journal Journal of Forestry EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《林业科技开发》杂志是由南京林业大学与国家林业局科技司等联合主办的国家级林业技术期刊，是国家林业局重点扶持期刊，她以实用性强、信息量大的特点而深受广大林业科技工作者喜爱。该刊已被列入“中国科技核心期刊”和“中国林业核心期刊”等，并已被《中国科技期刊全文数据库》、《中国科技期刊电子版》、《中文科技期刊数据库》、《中国科学引文数据库年来源期刊》、《中国学术期刊综合评价数据库》等收录。本刊自2001年起，连续两次被评为江苏省一级期刊。
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    建筑建材领域"以竹代塑"工程材料研究现状与发展趋势

    胡玉安黄慧贺磊潘春豫...
    1-11页
    查看更多>>摘要：随着全球对可持续发展的关注,建筑行业面临着传统建材带来的环境问题.塑料作为一种广泛使用的建筑材料,虽然具备良好的物理特性,但其不可降解性对环境造成了重大影响.竹材作为一种快速再生资源,具有优良的力学性能和环境友好特性,以竹材为基础的"以竹代塑"工程材料逐渐成为研究和应用的热点,展现出良好的环保性能与经济价值.聚焦于"以竹代塑"工程材料作为传统塑料替代品的优势和潜力,综述了当前建筑建材领域"以竹代塑"工程材料的研究现状,包括材料分类、制备工艺、改性技术和实际应用,系统分析了"以竹代塑"工程材料在建筑建材领域的应用必要性,探讨了"以竹代塑"工程材料的制备工艺与改进方向,并通过国内外研究现状分析,提出"以竹代塑"工程材料目前存在的主要问题及发展建议.研究表明,"以竹代塑"工程材料在强度、耐久性等方面展现出良好性能,不仅能够有效替代传统塑料建材,还可以降低建筑行业的碳排放,推动绿色建筑发展,目前已成功应用于生态建筑等领域.然而,现阶段相关标准和规范尚不完善,市场推广不足.对"以竹代塑"工程材料在建筑建材领域的应用研究现状进行系统综述,旨在为竹材在工程结构行业的推广应用提供理论支持.未来,随着技术创新、市场需求的增加以及政策支持的强化,"以竹代塑"工程材料有望在建筑建材领域中获得更广泛的应用.

    以竹代塑建筑建材工程材料重组竹竹集成材

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    埋深对大直径竹缠绕复合管涵受力性能影响实测与分析

    马芹纲周宇陈玥董佳霖...
    12-19页
    查看更多>>摘要：竹缠绕复合材料是我国竹材工业化应用领域的重要原创技术,突破了竹材传统应用的限制,在交通、市政、水利及建筑等多个领域具有广泛应用前景.为推广竹缠绕复合材料在公路工程中的应用,对大直径竹缠绕复合管涵实施现场监测并探究埋深对管涵力学性能的影响具有重要意义.设计了一套针对竹缠绕复合管涵的现场施工监测方法:实现从施工过程到服役期间的土压力、管底沉降、管壁应变全时段连续监测;对1～4 m埋深管涵的受力性能进行分析,探究了埋深对管涵受力性能的影响.试验结果表明:竹缠绕复合管涵属于柔性管涵,管土相互作用随埋深和时间的增加趋于明显,但在较浅埋深下受上部扰动较大;H1～H4最大竖向沉降为33.48mm,所有管涵工后沉降均满足设计要求;由于管涵材料的变异性与初始缺陷,管顶竖向土压力变化幅度较大,且各埋深管涵管壁变形随时间变化不具有一致性规律;土压力、最大沉降值均随着埋深的增大而增大,除1m埋深管涵外,随着埋深的增加,管上测点应变有增大趋势,管下测点应变有减小趋势,管涵有较好的适应性变形能力.

    竹缠绕复合管涵现场监测土压力管底沉降管壁应变埋深

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    含水率对重组竹静态和动态横纹冲击力学性能的影响

    盛叶张鸣轩张峰谢智锐...
    20-26页
    查看更多>>摘要：重组竹是一种新型生物质复合材料.作为结构材应用于建筑物时,除了受静态荷载,不可避免地会受到冲击荷载的作用,如地震、爆炸、高速撞击、高空坠物等,结构本身的缺陷在动力作用下可能被放大.由于建筑物中的重组竹柱通常在顺纹方向承压,而在水平冲击荷载作用下,柱体主要承受横纹方向的冲击力.为了评估重组竹柱在不同湿度环境下对冲击荷载的适应性,以平均密度为1.13 g/cm3的重组竹为研究对象,进行了不同含水率(4％,8％,10％,12％,16％)和冲击速度(10,13,16 m/s)下的静态和动态冲击试验.结果表明:重组竹横纹动态抗压强度随冲击速度(加载率)的增加而显著提高,从静态加载的2.39倍增加至5.63倍,而弹性模量变化不大.当含水率从4％增加至16％时,横纹动态抗压强度和弹性模量逐渐降低.通过拟合动力放大系数(DIF)和静动态弹性模量比值,得出了含水率和加载率对重组竹横纹冲击力学性能的影响公式,为重组竹冲击荷载下的本构模型建立提供了理论依据.

    重组竹冲击性能含水率加载率动力放大系数

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    螺栓连接的H型钢-竹集成材组合结构连接件推出试验

    陆李铸陈伯望高丹萍王晓晗...
    27-36页
    查看更多>>摘要：将H型钢翼缘与侧压竹集成材通过螺栓连接形成一种钢-竹组合结构,完成了 5组共15个试件的静态双面剪切推出试验,以研究其屈服模式和破坏特征,探讨螺栓直径和竹集成材厚度对钢-竹组合结构的力学性能影响.试验结果表明:钢-竹组合结构破坏时,若竹集成材较厚,试件会发生双铰屈服,螺栓在竹集成材孔内以及H型钢翼缘孔内形成2个塑性铰,且螺栓直径较小时,会发生螺栓端头断裂;若竹集成材较薄,试件会发生单铰屈服,螺栓在H型钢翼缘孔内形成一个塑性铰,在竹集成材内保持刚直,且竹集成材会先于螺栓产生劈裂破坏.随着螺栓直径的增加,推出试件的屈服荷载、极限荷载和剪切滑移刚度均呈线性比例增加,延性无显著变化;试件的屈服荷载、极限荷载和延性随着竹集成材厚度的增加而增大,竹集成材厚度对剪切滑移刚度无显著影响.依据Johansen屈服模式Ⅲs和欧洲规范Eurocode 5考虑绳索效应,提出了适用于型钢-竹集成材螺栓连接的抗剪承载力公式,其计算值与试验值误差为12.92％,抗剪承载力计算值与试验值较吻合.

    钢-竹组合结构螺栓连接推出试验屈服模式抗剪承载力

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    纳米铜热处理竹材制备及其防霉性能

    庞群艳胡纲正李文轩贺磊...
    37-43页
    查看更多>>摘要：以毛竹为原料,通过将竹材真空浸没于氢氧化铜、聚乙二醇200和二乙醇胺混合溶液中,并在热处理温度为220 ℃的条件下分别进行4,6和8 h的热处理,借助液相还原原理,在热处理竹材内部生成纳米铜.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对热处理竹材进行定性和定量表征.SEM和EDS检测显示,铜元素存在于竹材内部,并且含量随热处理时间增加而增多;XRD和XPS测试证实了存在于竹材内部的铜元素由纳米铜颗粒和少量纳米氧化铜组成;FT-IR结果表明,竹材中的半纤维素发生降解,亲水性基团数量明显降低.热处理后竹材的力学性能均有一定程度降低,吸湿性明显下降.然而,纳米铜热处理竹材的静曲强度和弹性模量仍分别能达到92 MPa和8.9 GPa,接触角均高于120°,吸湿率均低于5.0％,明显优于热处理竹材.黑曲霉、绿色木霉和桔青霉的防霉性能测试结果显示,纳米铜热处理竹材基本未发生霉变,3种霉菌的平均感染值在0.1以下,霉变防治效力均高于96％,相对于天然竹材和热处理竹材具有显著的改善,表现出优异的防霉性能.本研究提出的一步法制备纳米铜热处理竹材的思路不仅工艺简单,制品性能优异,还将进一步拓宽竹材的应用领域,促进"以竹代塑"的高效发展.

    热处理竹材纳米铜颗粒防霉性能力学性能吸湿性

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    毛竹纤维束活性炭的制备及其对苯酚的吸附

    王怡清林枫刘瑜霏王新洲...
    44-51页
    查看更多>>摘要：苯酚是一种高毒污染物,广泛存在于石油、涂料、造纸、聚合物和制药等行业的工业废水中,因此,开发一种具有高吸附性能的活性炭以提升水质十分重要.以经过高温饱和蒸汽处理后生态分离出的竹纤维束作为原料,对其进行炭化,再用氢氧化钠活化制备竹纤维束活性炭.分析了炭化时间(0.50～1.50 h)、炭化温度(300～400℃)、竹碱比(1∶1.0～1∶4.0)在800 ℃活化1 h的情况下,对竹纤维束活性炭性能的影响.采用比表面积及孔径分析仪、扫描电镜及能谱仪、傅里叶变换红外光谱等技术对活性炭结构进行表征.研究发现,对炭化时间和温度进行优化后,即可获得微孔占比87％以上的活性炭;比表面积随碱添加量的增加而增加.在350 ℃下炭化0.75 h后,以竹碱比1∶4.0在800 ℃活化1 h,能够获得最高比表面积的活性炭BFAC-TC-4,比表面积达2 817.00 m2/g,总孔体积为1.615 7 mL/g,且微孔占比达94.89％,碘吸附值可达2 769.88 mg/g.在室温下,活性炭对质量浓度为200 mg/L的苯酚废水吸附容量可达297 mg/g,吸附过程符合拟二级动力学模型,并且在10 min内就可以完成对苯酚的吸附.

    活性炭高温饱和蒸汽处理竹纤维束炭化两步法活化

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    石墨掺杂刨花板低碳制备工艺及性能

    王军锋李玉权龙克莹王冠昌...
    52-59页
    查看更多>>摘要：木材等植物原料具有较低的导热性能,在刨花板热压过程中,热传递效率较低,不利于实现"双碳"目标.引入石墨这种导热性能优异的材料,并探讨了石墨添加量(1％,3％,5％)、石墨粒径(45,11,6.5 μm)配比(1∶1∶1,0.5∶1∶1.5,1.5∶1∶0.5)以及热压温度(150,170,190 ℃)对刨花板物理力学性能和剖面密度分布的影响,探究了热压时板坯内部温度和蒸汽压力的变化.结果表明,刨花板的静曲强度、弹性模量、内结合强度和板面握钉力受石墨添加量的影响较大,而24 h吸水厚度膨胀率主要受石墨粒径配比影响.随着石墨添加量(1％～5％)的增加,刨花板的内结合强度、弹性模量、静曲强度、24 h吸水厚度膨胀率和板面握钉力呈下降趋势.当石墨粒径配比为1∶1∶1时,刨花板的吸水厚度膨胀率最小.提高热压温度可促进刨花板性能的提升,在固定石墨粒径配比(1∶1∶1)和添加量(1％)的条件下,不同热压温度下石墨的引入均能提升热压过程中板坯内部的温度和蒸汽压力,尤其是在较低热压温度下,石墨的影响更为显著.同时,石墨还可以提高刨花板的导热系数,进一步优化了热压效率.经综合考量,较佳的石墨添加工艺为石墨添加量1％、石墨粒径配比1∶1∶1和热压温度150 ℃.

    石墨刨花板低碳制造导热热压工艺

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    数字图像相关技术表征木竹材干缩湿胀的适用条件

    詹天翼范一鼎朱健祎刘昊源...
    60-67页
    查看更多>>摘要：数字图像相关技术(DIC)是表征木竹材干缩湿胀的有效手段.传统DIC分析需对木竹材表面施加人工散斑点,近年来也有报道利用管胞、木纤维等天然孔隙作为自然散斑点进行DIC分析,但自然散斑与人工散斑表征木竹材干缩湿胀是否具有差异尚无定论,采用自然散斑对不同树种的干缩湿胀进行表征时的适用条件也尚不明确.因此,以人工林杨木、杉木和毛竹为研究对象,对比了 2种散斑方式(自然散斑、人工散斑)DIC与实测法对干缩湿胀变形的表征差异,讨论了采用自然散斑进行干缩湿胀表征时的适用条件.研究结果表明,在水分解吸、吸着过程中,2种散斑方式对木竹材干缩、湿胀变形的表征存在差异,且该差异与树种、纹理方向、相对位置等因素有关.相较于人工散斑,自然散斑与实测结果无显著差异,即自然散斑更适合表征木竹材的干缩湿胀变形.管胞、木纤维、竹薄壁细胞以及维管束均可作为自然散斑点表征干缩湿胀变形.根据作为自然散斑点的细胞类型,调整DIC相应的像素点尺寸和步长:像素点尺寸需调整至该类型细胞(腔)尺寸的1/10～1/5;步长需调整至确保子集移动距离与该类型细胞(腔)尺寸相近.研究结果为准确利用DIC表征木竹材干缩湿胀变形提供了理论依据与实际参考.

    干缩湿胀数字图像相关技术(DIC)自然散斑人工散斑

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    等离子体改性对施胶效果及定向刨花板性能的影响

    尤立行杨培周晓燕
    68-77页
    查看更多>>摘要：为了获取高性能的速生材定向刨花板,本研究利用介质阻挡等离子体(DBD)改性方法,对辐射松大片刨花进行表面改性处理,在等离子体产生的物理刻蚀和化学改性的协同作用下,提高了酚醛树脂胶黏剂在大片刨花表面的施胶效果,研究了 DBD处理功率和处理速度对酚醛树脂胶黏剂在大片刨花表面润湿性、铺展效果、渗透性的影响,分析了等离子体改性前后施胶效果的变化情况;同时,将改性刨花制备成定向刨花板并进行了板材性能测试,研究了 DBD处理功率和处理速度对改性大片刨花所制定向刨花板性能的影响,优化了大片刨花等离子体改性工艺,从而获得了力学性能和尺寸稳定性优异的定向刨花板;分析了 DBD等离子体优化参数处理前后刨花表面微观形貌和化学元素组成的变化情况,并阐释改性机理.结果表明:经过DBD等离子体改性处理,施胶效果和板材性能均有不同程度提升,当处理功率从1.5 kW逐步提升至6.0 kW、处理速度从4 m/min逐步提升至16 m/min时,施胶效果及板材性能均呈现先增后降的趋势,且制备的定向刨花板性能均满足GB/T 41715-2022《定向刨花板》中OSB/4型板材的物理力学性能要求.在4.5 kW、8 m/min的优化工艺参数下,酚醛树脂胶黏剂在辐射松大片刨花表面的初始接触角和平衡接触角分别下降了 28.06％和44.46％;表面自由能从41.4mJ/m2提升至47.5 mJ/m2;胶黏剂平均铺展粒径和覆盖率分别提升了 187.32％和136.45％;在大片刨花内部的平均渗透深度和有效渗透深度分别提升了 121.33％和97.01％;制备的定向刨花板主向静曲强度、主向弹性模量、内结合强度分别是OSB/4型板材性能要求的219％,123％,98％;AFM分析表明,刨花表面粗糙度Ra从5.300 nm提升至6.560 nm,Rq从6.697 nm提升至8.640 nm;XPS分析表明,别花表面各含氧官能团的相对含量有不同程度增加.研究证明了等离子体改性处理能够有效提升刨花表面粗糙度、极性和反应活性,从而提升刨花与胶黏剂间的相互作用,显著改善刨花表面的施胶效果,最终获得性能优异的速生材定向刨花板.

    定向刨花板等离子体改性胶黏剂润湿胶黏剂铺展胶黏剂渗透施胶效果

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    基于压电传感技术的中密度纤维板弹性模量检测

    王宇轩王晓羽席靖宇徐兆军...
    78-85页
    查看更多>>摘要：中密度纤维板是一种广泛应用的人造板材料,弹性模量是衡量其力学性能的重要指标.提出并验证了一种基于压电传感技术的中密度纤维板动态弹性模量无损检测方法,并与应力锤敲击法和静态三点弯曲法进行了对比.该方法通过利用压电晶片的压电效应对试件施加激励信号,并调整信号频率以使其与试件共振,从而得到试件的固有频率、弹性模量等振动性能参数.选用7种不同厚度(8～25 mm)的普通型干燥状态下的纤维板作为试验材料,对每种厚度的纤维板分别测量了其前三阶动态弹性模量,并与静态弹性模量进行了比较分析.结果表明,压电振动法测得的一阶和二阶动态弹性模量与静态弹性模量之间的相关系数分别为0.92和0.93,而应力锤敲击法测得的一阶和二阶动态弹性模量与静态弹性模量之间的相关系数分别为0.87和0.89.这说明压电振动法在测量中密度纤维板动态弹性模量方面具有很高的准确性和可靠性,且优于应力锤敲击法.此外,还探讨了不同厚度和不同阶数对动态弹性模量测量值的影响,发现低阶动态弹性模量更能代表中密度纤维板整体的动态弹性模量值;随着厚度的增加,中密度纤维板的动态弹性模量也会增加,这与静态弹性模量的变化趋势一致.本研究为中密度纤维板的材料特性研究提供了一种有效且可靠的无损检测方法.

    中密度纤维板动态弹性模量压电传感技术无损检测

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