重組竹高溫下基本性能試驗(yàn)研究.pdf

1、竹材是一種可再生、可降解的天然生物質(zhì)材料，具有生長速度快產(chǎn)量高等特點(diǎn)。重組竹是以原竹材為原料，經(jīng)工業(yè)化制造而成的一種高強(qiáng)復(fù)合材料，其力學(xué)性能和阻燃性均優(yōu)于木材，環(huán)保指標(biāo)已達(dá)歐洲E1級標(biāo)準(zhǔn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的高強(qiáng)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。重組竹屬于可燃材料，因此對重組竹結(jié)構(gòu)房屋的火災(zāi)安全性能存在疑問，而目前對其抗火性能的研究尚屬空白，故本文對重組竹高溫下基本性能開展的研究具有重要意義。
　　針對安徽廣德五年生毛竹制作的重組竹開展了熱物理

2、性能試驗(yàn)研究。基于瞬態(tài)平面熱源法，通過HotDisk熱常數(shù)分析試驗(yàn)測定了材料高溫下的導(dǎo)熱系數(shù)，提出了重組竹導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散率隨溫度變化關(guān)系模型;采用TGA-DSC測量了材料高溫下比熱容，得到重組竹比熱容隨溫度變化關(guān)系曲線;通過TGA熱重分析試驗(yàn)測定了材料質(zhì)量百分率隨溫度變化曲線，分析了重組竹材料的熱穩(wěn)定性。
　　本文對重組竹順紋橫紋進(jìn)行了高溫穩(wěn)態(tài)試件拉伸和壓縮試驗(yàn)分析了各種工況條件下材料破壞機(jī)理，考察了材料各項(xiàng)性能指標(biāo)（彈性模量、

3、抗拉抗壓強(qiáng)度、極限應(yīng)變等）與溫度的關(guān)系，所得各項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線作為提出重組竹常溫及高溫下本構(gòu)模型的基本依據(jù)。
　　為研究在單面受火條件下重組竹炭化速度，根據(jù)ISO834火災(zāi)試驗(yàn)方法，進(jìn)行了3組48個(gè)重組竹試件單面受火試驗(yàn)，結(jié)果表明:重組竹單面受火炭化速度與受火時(shí)間呈非線性關(guān)系，隨著受火時(shí)間增大炭化速度逐漸減小;隨著含水率的增加，重組竹橫紋和順紋方向炭化速度均不斷減小;重組竹橫紋方向炭化速度大于順紋炭化速度，而且兩者的比值大約在

4、1.1～1.3之間。最后給出了考慮受火時(shí)間、含水率及紋理因素的重組竹單面受火炭化速度模型。
　　為研究在多面受火條件下重組竹炭化速度，分別進(jìn)行了4組8根重組竹梁四面受火試驗(yàn)和4組8根重組竹梁三面受火試驗(yàn)，結(jié)果表明:重組竹梁有效面積因受火炭化而減小，邊角棱角不再存在，呈圓弧狀。多面受火中角部炭化速度與非角部區(qū)域炭化速度差異比較明顯，在單面受火炭化模型基礎(chǔ)上提出考慮圓角區(qū)域影響、含水率及受火時(shí)間的多面受火炭化速度模型，最后得出炭化速度