隨著全球對可持續(xù)建筑材料需求的不斷增長，橡膠木作為一種多功能的工程木材，正在逐漸成為建筑行業(yè)的新寵。2025年，橡膠木工程木和預制建材的研究取得了顯著進展，特別是在預處理技術、分等標準、指接技術以及新產(chǎn)品開發(fā)等方面。這些進展不僅提升了橡膠木的利用效率，還為實現(xiàn)綠色建筑和模塊化建筑技術的全球趨勢提供了有力支持。本文將深入探討橡膠木在工程木和預制建材領域的最新研發(fā)成果，并分析其在建筑行業(yè)中的應用潛力。
橡膠木因其獨特的物理和力學性能，在建筑行業(yè)具有廣泛的應用前景。然而，橡膠木中淀粉、糖類、蛋白質及灰分含量較高，容易受到昆蟲、真菌和微生物的影響，導致腐朽、霉變、藍變和蟲蛀等問題。為了克服這些缺點，研究者們開發(fā)了一系列預處理技術，包括化學處理和綠色防治手段。
(一)化學處理手段
橡膠木市場分析提到化學處理手段主要通過使用低毒性的硼酸和硼砂來減少木腐菌數(shù)量，提升橡膠木的防腐能力。近年來，研究者們通過改進傳統(tǒng)方法，采用N-辛基-4-異噻唑啉-3-酮(OIT)的乙醇溶液混合硼酸硼砂真空加壓處理，有效減少了硼酸硼砂的流失，提高了防腐能力并降低了藍變的產(chǎn)生。此外，聚乙二醇聯(lián)合熱改性處理橡膠木，不僅提升了尺寸穩(wěn)定性，還提高了漆膜附著率，便于后期防護處理。酚醛樹脂浸漬橡膠木也是一種常用的改性方法，通過真空加壓浸漬和浸漬碳化橡膠木，能降低吸水能力，減少霉變，同時提高密度和硬度，降低干縮濕漲，大幅提升力學性能和尺寸穩(wěn)定性。
(二)綠色防治手段
綠色防治手段在使用時對環(huán)境影響程度低，對人體的損害小，是未來發(fā)展的必然趨勢。研究者們采用熱改性和表層壓縮聯(lián)合熱改性兩種方法處理橡膠木，發(fā)現(xiàn)其對淀粉、蔗糖和果糖有降解作用，破壞霉腐菌和粉蠹蟲的生存條件，減少腐朽霉變和蟲蛀，同時改善了物理力學性能，使橡膠木的抗彎強度、彈性模量和尺寸穩(wěn)定性都得到提升。在生物防治方法方面，采用枯草芽孢桿菌、球孢白僵菌和哈茨木霉菌處理橡膠木，可以抑制變色菌的生長，使橡膠木材色穩(wěn)定。
木材是一種天然的非均一性材料，力學性能存在各向異性。橡膠木作為一種國內廣泛使用的闊葉樹木材，欲將其開發(fā)為工程結構材，需要建立科學合理的分等標準。目前，國內橡膠木分等主要借鑒針葉樹材的分等標準，但針對橡膠木的特性，研究者們提出了一系列優(yōu)化方案。
(一)橡膠木鋸材分等
《2025-2030年中國橡膠木行業(yè)市場分析及發(fā)展前景預測報告》橡膠木鋸材分等可借鑒的方法較多，國內常用的有目測分等和機械應力分等。目測分等是最簡單和常用的方法，但內部缺陷無法評估。機械應力分等通過動態(tài)和靜態(tài)彈性模量等非破壞性指標與強度的關系，預測和分等規(guī)格材強度。此外，研究者們還提出了一種基于YOLOv5框架的鋸材表面缺陷檢測算法，顯著提升了缺陷定位與識別精度。
(二)橡膠木單板分等
國內橡膠木單板暫無特定的分等標準，常借鑒目測分等、超聲波(應力)分等和密度分等的方法。密度分等是通過測量單板厚度并進行稱重，按照等級出材率等分的原則將橡膠木單板密度分為低、中和高三個等級。研究者們通過大量的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)橡膠木單板密度符合正態(tài)分布，為科學分等提供了理論依據(jù)。
指接技術是一種將木材端部的缺陷去除，通過施膠、對接加壓實現(xiàn)木材接長或增寬的方法。該技術能夠選擇性剔除或降低缺陷，實現(xiàn)劣材優(yōu)用和短材長用，提高產(chǎn)品等級和木材綜合利用率。近年來，研究者們在橡膠木指接技術方面取得了顯著進展。
(一)指接技術的基本原理
指接技術主要有縱向接長和橫向拼寬兩種類型。研究主要集中在指榫、指接形式、指接用膠黏劑和樹種這幾個方面。針葉材及氣干密度小于0.75 g/cm3的闊葉材可適用于指接材的生產(chǎn)。國產(chǎn)橡膠木能夠滿足指接加工條件，可進行短材和大板的接長拼寬。
(二)指接技術的優(yōu)化與應用
研究者們通過實驗驗證了短齒指接的可行性，發(fā)現(xiàn)齒長對抗彎強度影響顯著但對彈性模量無顯著影響。通過端壓趨勢圖確定了S型和L型齒的最優(yōu)端壓壓力，為橡膠木指接工藝提供了理論支撐。此外，研究者們還測試了改性橡膠木預制足尺梁的性能，發(fā)現(xiàn)其在未達極限載荷時彈性較好，但指接處易成為薄弱點，表明橡膠木工程材需提升指接處的膠合性能和力學強度。
近年來，橡膠木在工程木和預制建材領域的應用研究逐步增多，推動了資源的高效利用與產(chǎn)業(yè)化升級。國內學者開發(fā)了一系列新型橡膠木工程木和預制建材產(chǎn)品，如實木指接板、膠合木梁、正交膠合木等。
(一)橡膠木正交膠合木(CLT)的開發(fā)
研究者們采用竹篾層積材和云南本土橡膠木制備了純橡膠木正交膠合木和竹木復合正交膠合木，并進行了性能測試。測試結果表明，四種正交膠合木的抗彎彈性模量和強度均較高，驗證了其制造可行性。其中，竹木復合正交膠合木在相同規(guī)格下的抗彎性能優(yōu)于純橡膠木基材。該產(chǎn)品不僅可在滿足同等承載要求時減少板材厚度，還能充分利用我國豐富的竹材資源，推動原料國產(chǎn)化并拓展竹材的高附加值應用場景。
(二)橡膠木單板層積材(LVL)的開發(fā)
研究者們重點探討了單板厚度和壓縮率對橡膠木單板層積材性能的影響。研究表明，增加單板厚度可減少膠層數(shù)量，提高熱壓效率和環(huán)保性，但過厚會降低旋切出材率并增加成本。采用不同厚度單板組坯可提升LVL的抗彎強度，同時更具經(jīng)濟效益。實驗結果表明，橡膠木LVL的抗彎強度為60-80 MPa，抗彎彈性模量可達12000-14000 MPa，剪切強度為5.0-9.0 MPa，適合作為工程木材使用。
(三)橡膠木單板條織合層積材(SSL)的開發(fā)
研究者們開發(fā)了一種新型的工程木產(chǎn)品——橡膠木單板條織合層積材。該產(chǎn)品將橡膠木單板按順紋方向裁剪成模數(shù)化的長條木片，剔除缺陷并隨機化處理后按一定間隙和方向織合成木簾單元，經(jīng)過浸膠和干燥處理后，多層木簾按照順紋同向組坯熱壓制成。實驗結果表明，該材料抗彎強度可達到60-80 MPa，抗彎彈性模量可達到10000-12500 MPa，具有顯著的市場競爭力。
隨著“雙碳”目標的推進，橡膠木工程木和預制建材在建筑行業(yè)中的應用前景廣闊。目前，國內對橡膠木的研究主要集中在基礎性能方面，用于工程木和預制建材的研究還較少。未來，需要在以下幾個方面加強研究和應用：
建立完善的橡膠木分等標準：引進或開發(fā)專業(yè)的分等設備，實現(xiàn)小徑級橡膠木木材的劣材優(yōu)用，小材大用和高附加價值利用，以替代鋼筋混凝土用作各類建筑物的墻體、梁柱和樓板等，實現(xiàn)建筑結構、裝修、保溫及隔聲等的一體化。
加強政策支持：國家和地方應出臺相關政策，支持和鼓勵使用國產(chǎn)橡膠木資源，加大對橡膠木工程木和預制建材產(chǎn)品的研發(fā)，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研和用的完美結合，逐步實現(xiàn)橡膠木單板層積材、單板條織合層積材、橡膠木正交膠合木(CLT)、竹木復合CLT、橡膠木層板釘合木(NLT)等新產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。
提升市場競爭力：橡膠木資源儲備豐富且年產(chǎn)量較高，完善的供應鏈體系可保障原料持續(xù)穩(wěn)定供應，從而確保生產(chǎn)穩(wěn)定性并有效降低生產(chǎn)成本，形成顯著的市場價格競爭力。若將我國每年橡膠木產(chǎn)量一半用于工程木和預制建材生產(chǎn)和使用，可獲得相當可觀的碳儲量，助力中國早日實現(xiàn)“雙碳”目標。
總結
橡膠木作為一種可持續(xù)發(fā)展的多功能材料，在建筑行業(yè)中的應用前景廣闊。2025年，橡膠木工程木和預制建材的研究取得了顯著進展，特別是在預處理技術、分等標準、指接技術以及新產(chǎn)品開發(fā)等方面。這些進展不僅提升了橡膠木的利用效率，還為實現(xiàn)綠色建筑和模塊化建筑技術的全球趨勢提供了有力支持。未來，隨著更多創(chuàng)新技術的應用和政策的支持，橡膠木工程木和預制建材有望在建筑行業(yè)中發(fā)揮更大的作用，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標貢獻力量。
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