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美国缅因州开发先进的工程木材制品取得成功

发布时间:2020-02-23 22:53人气:
一、用工程木材建成世界第一座大洋码头 
  缅因州立大学等单位在20世纪90年代进行的试验研究显示,先进的工程木材复合产品的前景很好,例如在工程木材中添加2%的纤维加固,可提高木梁强度50%以上。这一结构研究的成功,使缅因大学于1995年完成了世界第一座纤维强化聚合物木材大洋码头的建设。这座大洋码头座落在缅因州巴尔港,码头长124英尺(约37.8 m),使用本地木材,比钢质码头造价低25%。 
  二、先进的工程木材复合制品中心及其任务 
  缅因大学1996年受国家科学基金和有关工业企业的支持,建立了一个“先进的工程木材复合制品中心(Advanced Engineered Wood Composite Center)”,国家科学基金要求缅因大学建立的是一个开发新一代木材复合材料的世界领先的研究中心。 
  该中心把多学科人才集中到一个系,建筑占地面积约3 066 m2,设备投资1 200万美元,开展基础性研究,以揭开工程木材产品系列的种种潜力。除受国家科学基金、个人与集团公司资助之外,中心还获得缅因州科技配套资金的保证。 
  中心肩负着三重任务:(1)培育学生,在缅因大学开办培养工程木材复合制品所需人才的班级,接受相关学科的系统教育,使之具有实验室环境下最新的全面知识;(2)开发、研究为生产低成本、高性能工程木材复合制品所必须的基础科学;(3)为现有工业和新开发部门及政府机关提供试验、工程以及咨询服务。中心的任务不只是开发新的工程木材制品,更重要的是奠定这一新学科的知识基础,以滋养本州和美国林产品工业,孕育创新,不断推出把木材与其它原料相结合的新工艺和新产品,最终达到推动林产品经济更加繁荣的目的。 
  三、先进的工程木材复合制品技术 
  材料复合技术产生的特性改善的新材料,将促进新千年基础设施建设和建筑贸易的创新。古时候,利用植物纤维与粘合物复合制成的砖,曾带来划时代的技术革新。19世纪中期,钢筋混凝土技术显著改变了全世界的房屋建筑与桥梁建设。21世纪刚刚开始,现在已经发现许多因素可以使混凝加固木材技术成功,纤维加强聚合物(FRPs-fiber-reinforced polymers)即是其中之一。木材与纤维加强聚合物结合形成一种新材料,称为复合强化木材(CRW:Composite-reinforced Wood)。这种新型材料既有木材的优点,如性能成本比和强度重量比都高,又具有纤维加强聚合物的优点,如高强度、劲度和易变性。 
  纤维加强聚合物是一类易变材料系统,包括合成纤维、热塑聚合物等,与木材相结合制成结构木材复合产品,如胶合板、结构用成材等,均已通过经济、工程和环境的论证。纤维加强聚合物的开发,经济上可行,这一技术的推广可以促进在结构建设中更多地利用低价值木材,在降低组合件尺寸要求和重量的条件下,改善结构性能,使用非常便利,在一些应用中可以降低成本。这种工程木材的复合制品在工程方面有强度和劲度优势;可塑性较好,保证材料断裂安全系数;改善材料的蠕变性;力学变异小,可保证高设计值;体积影响有所降低。工程木材复合制品可使用工厂废料和小径木做原料,对环境是有利的。 
 
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