停伐时代，竹材能否挑大梁？
04.06.2015 18:55
本文来源: 林业厅
答案是肯定的。
2015年，在上海举办的第十七届中国国际地面材料及铺装技术展览会上，展商安徽宏宇竹业科技股份有限公司的展区，让众人再次看到竹材暴发的新能量。
《中国绿色时报》记者看到，竹质板材搭建的长廊、凉亭、小桥、阳光房构成了展区的主体。整个展区从建筑到装饰，从墙面到地面，从门窗到家具，所有用料均为公司自行生产的高性能竹基纤维复合新材料——重组竹。
作为“高性能竹基纤维复合材料制造关键技术与应用”成果的转化企业之一，宏宇竹业用创新突破证明，“木材能做到的，竹材同样可以实现，甚至部分性能优于木材”。
以中国林业科学研究院木材工业研究所首席专家于文吉研究员为首的科研团队，经过10多年的产学研联合攻关，让这一切变成了现实。
木材短缺，竹材如何解围
短缺！短缺！我国木材供需缺口的警报数年长鸣。
为应对难题，我国一边加大原料进口，一边扩大速生商品林面积。然而缓兵之计，仍解决不了核心问题。进口木材，增加风险；发展原料林，周期过长。产业发展遭受制约，国家经济安全受到威胁。
破解难题就别无他法了吗？科研人员将突破口对准了我国的优势资源——竹材。
资源优势是第一考量。我国是世界上竹资源最丰富、竹林面积最大、竹产量最多的国家，被誉为“竹子王国”。不仅如此，一根竹子两三年即可成材，生长周期远远短于其他速生树种。其优势表明，以竹代木是实现可持续发展的最佳途径之一。
替代木材，竹材需要突破哪些技术难点？
“首先，原有的竹材加工资源利用率低、生产效率低。”于文吉进一步说明，竹材壁薄中空，且竹青、竹黄难以胶合，传统加工技术必须去青、去黄，大径级毛竹加工利用率仅为50%左右。
我国大径级毛竹资源有限，占竹材总资源50%-60%的丛生竹、小径竹，未得到高效利用，如果不提高利用率，资源优势将大大降低。
其次，传统工艺生产的竹材人造板单元宽度通常只有2-3厘米，难以单板化利用，且竹材性能不稳定，易变形、易霉变、易腐蚀。相比木材，竹材短板突出。
“只有突破这些核心技术问题，竹子才能像木材一样大范围应用。”于文吉说。
针对症结，于文吉带领科研团队在重组竹制造关键技术与应用上开展了深入研究。在国家“863项目”和重大科技支撑项目的支持下，通过历时10年的科研努力与创新，技术难题被一一突破，成功实现成果转化，在竹材加工利用技术方面取得了重大突破。
打破传统，竹材成功“蜕变”
走进宏宇竹业生产车间，工人们在各自的岗位上有序地忙碌着。眼见操作人员将整根毛竹一分为二，送进了类似碾压设备的传送带上。随即，比发丝粗、比牙签细的毛竹疏解片，像长长的“挂面”一样，从设备的另一端“变形”而出。
在内行人眼中，这“一送一出”之间，潜藏着领先世界水平的高科技。
于文吉告诉记者：“这是自主研发的多功能竹材专用疏解机，集成采用了点裂微创、差速异步和纤维原位可控分离等世界领先技术。毛竹通过精细疏解，既能实现资源高效利用，提高生产效率，又可增强竹材性能。”
记者了解到，竹青、竹黄含有难以胶合的硅质层和蜡质层，传统技术需要去青、去黄，但是，新的技术跳过了这一环节，通过疏解，使硅质层和蜡质层自然脱落，脱落率达75%。
这样一来，毛竹的利用率提高了近一倍，在90%以上，原本不可用的小径竹、丛生竹有了利用价值，竹子资源的利用率大幅提高。
“此项技术创新性非常强。”中国工程院院士、竹材加工利用研究领域开拓者张齐生肯定道，“它打破了传统的复杂工序，突破制约高效生产的技术瓶颈，首次提出疏解原理，并实现工业化生产，有利于产品优化升级，提高竹产品档次。”
据了解，首创的多功能竹材专用疏解机，单机日产量可达20吨，比原有的生产效率提高数倍，实现了竹材大规模工业化利用。
那么，疏解又与提高性能有何关联？
“将毛竹疏解成纤维化，更利于胶黏剂均匀浸入竹纤维中，对提高竹材性能起到了关键性的作用。”于文吉向记者进一步解释道，“传统竹束单元形态偏粗，且采用常规浸渍，胶黏剂分布不均，产品吸水厚度膨胀率高，在使用过程中存在开裂、变形等质量问题。新技术打破传统，将竹材单元纤维化，在浸胶后，竹纤维才充分均匀地与胶粘在一起，竹材原有的胶合性能不好、强度不高、易变形、单元尺寸小等多个关键问题迎刃而解。”
国家林业局组织的成果鉴定结论表明，经项目技术成果生产的重组竹，水平剪切强度大于20兆帕，静曲强度大于150兆帕，弹性模量大于24季帕；在不添加防腐剂的条件下，防腐性能达国标最高级I级，防霉性能达2级；28小时循环水煮厚度膨胀率仅为0.6%，宽度膨胀率小于3%，远低于5%的国标优等品标准；施胶量降低15%-25%，竹材产品更加环保；竹单板最长可压制6米长的重组竹材，适应范围更广……
新的加工技术让竹材“蜕变”，具备了多种木材的优势性能。
中国林产工业协会秘书长石峰表示：项目技术成果是一种革命性的成果，它提高了竹产品附加值，加快了竹产业由大到强的转变。特别是在当前我国逐步停止天然林商业性采伐，木材对外依存度进一步加大的新形势下，项目技术成果将有效地缓解木材的刚性需求。
应用对比，竹材“实力”非凡
从室内延伸至室外，从地板发展到家具、装饰、建筑。近5年的推广实践，竹材成功地在竹质风电叶片、户外材、室内装饰材、门窗、家具等方面进行了示范应用。特别是大规模应用于户外景观搭建，完全展现出了竹材的优质性能。
记者来到上海崇明岛湿地公园，重组竹搭建的栈道在金黄的芦苇荡中延伸，自然和谐，经过3年的风吹雨打，与同时铺装的木板栈道形成鲜明的对比。重组竹依然保持原有的“姿态”，而木板近水部分已腐朽、铁钉生锈，远水部分已出现干裂现象。
“户外应用对材料要求十分苛刻，要受得了极寒、极热的气温，耐得住长时间的暴晒与浸泡，更重要的一点是材料要安全环保。”中国林科院木工所党委书记、副所长邓侃曾从事多年湿地保护工作，他十分看好重组竹材料广泛应用于湿地基础设施建设，“重组竹耐候性非常强，风格自然，产品环保，户外使用寿命可超过10年，其性能甚至优于拥有一定‘口碑’的进口木材。”
在太湖新天地生态公园，记者看到高价进口木板搭建的亲水观景台，已明显出现开裂、变形等问题。由重组竹材料搭建的所有廊道与观景台仍整齐美观，不开裂、不腐朽。正因如此，公园新铺设的1万多平方米水上廊道，全部使用了宏宇竹业生产的重组竹产品。
随着推广应用范围的扩大，重组竹逐步获得了肯定。更为可喜的是，中国实力在国外得到了充分认可，重组竹产品已在美国、德国、荷兰、比利时等26个国家和地区得到推广应用。
于文吉表示：“作为林业国家级科研团队，我们更在意的是生态效益和民生效益。”
据测算，利用1吨竹材将减少森林砍伐3.9亩，减少二氧化碳排放1.62吨。目前，技术已经投产的项目每年消耗竹材约43万吨，可实现减排69.66万吨；仅卖竹材一项可增加竹农收入3.87亿元，有效地帮助南方老、少、边、穷山区竹林主要分布区的农民脱贫致富。
我国现有竹林面积1.08亿亩，竹材产量约2500万吨。“随着技术的推广实施，将对缓解我国木材供需矛盾、减少碳排放和保护生态环境具有重要的意义。”中国林科院分党组书记叶智表示，应对停伐，竹材定能挑起大梁。
本文来源: 林业厅
04.06.2015 18:55