正交膠合木生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展

陳艷華, 叢郁錟, 杜官本, 董春雷, 雷洪, 萬輝

西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650233

正交膠合木（Cross Laminated Timber（CLT））一般是由實(shí)木制成的多層鋸材或者面板交叉堆疊并粘合而形成。這種交叉疊層結(jié)構(gòu)一方面確保了CLT的剛性、尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械性能，另一方面還允許使用不同形狀的木材或材料單元。CLT能應(yīng)用于墻、地板和屋頂?shù)?，與混凝土和鋼材相比是一種重量較輕的建筑材。隨著可持續(xù)制造理念的形成，在產(chǎn)品制造過程中減少碳排放已經(jīng)成為一個(gè)普遍的目標(biāo)。為了綠色建筑的進(jìn)一步發(fā)展，目前國內(nèi)外對CLT從取材到組坯的整個(gè)流程進(jìn)行了大量研究，本研究針對CLT生產(chǎn)工藝的相關(guān)研究進(jìn)行概述，在現(xiàn)有的研究成果上對未來CLT制作過程中原木鋸切、加工以及混合材料的使用等進(jìn)行展望，以期為CLT生產(chǎn)和應(yīng)用提供參考。

1 CLT的發(fā)展歷程

CLT的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代初的德國、瑞士等國家。德國的Otto Karl Freidrich Hetzer制作了幾層用膠黏劑粘合而成的直梁，1901年在瑞士獲得了專利[1]。隨后一些歐洲國家也開始研制，1914年丹麥工程師Guttorm N.Brekke買下Hetzer的專利權(quán)開設(shè)了一家工廠。1906年左右Hanisch加入了Hetzer公司，在學(xué)會(huì)了Glulam結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)后開辦了自己的建筑工程事務(wù)所，并在美國推廣了Glulam技術(shù)[1]。歐洲一直致力于CLT的發(fā)展，目前中歐大約有25家生產(chǎn)帶緊固件的CLT，大部分廠家使用聚氨酯（PUR）膠黏劑，一些廠家也使用三聚氰胺-尿素-甲醛（MUF）。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）的努力下，CLT的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)于2015年實(shí)施并且年產(chǎn)量在奧地利、德國、瑞士和捷克共和國等有很大的提升[2]。在北美的可用性和接受度似乎比歐洲要高[2]，北美的CLT研究首先在加拿大的國家林產(chǎn)品研究院（FPInnovations）的魁北克實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)。為了開發(fā)低碳環(huán)保和高強(qiáng)度的林產(chǎn)品，F(xiàn)PInnovations的研究員自2004年就開展了“多家庭和非住宅房屋地板的木質(zhì)替代品”“以厚OSB作為地板基板”“混合建筑系統(tǒng)中木地板的施工解決方案”等一系列研究。通過這些項(xiàng)目，他們制作并測試了幾種大型的工程木質(zhì)材料，如用路易斯安娜太平洋公司（LP）提供的定向木片工程木（OSL）做的空心梁板和箱梁，并得到了令人滿意的結(jié)果。與此同時(shí)，F(xiàn)PInnovations聯(lián)合加拿大木材協(xié)會(huì)和美國木材協(xié)會(huì)在美國推動(dòng)宣傳CLT的概念和技術(shù)。2012年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)批準(zhǔn)了CLT性能等級的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)ANSI/APA PRG320，為在北美廣泛生產(chǎn)制造應(yīng)用CLT提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2016年，F(xiàn)PInnovations開發(fā)的CLT設(shè)計(jì)條款成為加拿大標(biāo)準(zhǔn)（CSA086），并發(fā)表在《木材工程設(shè)計(jì)》（Engineering Design In Wood）上。

現(xiàn)在美國木材協(xié)會(huì)已完全承擔(dān)起在北美或者全世界推廣CLT的責(zé)任，每年都要聯(lián)絡(luò)政府、企業(yè)、學(xué)校、研究所和建筑師召開CLT的推廣宣傳會(huì)。與此同時(shí)，美國農(nóng)業(yè)部林務(wù)局（USDAFS）像加拿大一樣，為了解決國有林的發(fā)展需要每年出資幾百萬美元鼓勵(lì)美國各大學(xué)與企業(yè)合作發(fā)展節(jié)能綠色的CLT生產(chǎn)制造技術(shù)。

2 CLT生產(chǎn)工藝的研究

2.1 國外CLT生產(chǎn)工藝的研究

CLT的生產(chǎn)加工工藝傳統(tǒng)上首先選擇無節(jié)子和無腐爛的木材進(jìn)行鋸切后干燥，然后刨平提高鋸材的平整度，根據(jù)CLT尺寸要求鋸切，再進(jìn)行組坯和膠合，最后冷壓成型（見圖1）。目前，對于CLT的工藝從木材加工到成品都有了新的研究。

在制備工藝上，Li等[3]研究了用定向刨花板（OSB）和木材制作的CLT性能，發(fā)現(xiàn)與木材制造的CLT相比，OSB制造的CLT剪切強(qiáng)度高一些。Michele等[4]對山毛櫸木材制造的CLT進(jìn)行了研究，探索了用單組分聚氨酯（PUR）、PUR+底漆和三聚氰胺-尿素-甲醛（MUF）三種膠黏劑，通過液壓和真空壓制兩種形式，研究山毛櫸板材在CLT生產(chǎn)中的應(yīng)用。結(jié)果表明不同膠制作的CLT面板中，PUR的性能是最差的，添加底漆提高了PUR粘合性。Bui等[5]研究了壓縮木釘制作的木梁的振動(dòng)性能。結(jié)果表明設(shè)計(jì)的產(chǎn)品振動(dòng)性能是可以接受的。Bahmanzad等[6]使用鐵杉木材制作與剪切載荷方向成0°、30°、45°、60°和90°的雙板剪切試件，同時(shí)測量了剪切模量和剪切強(qiáng)度隨取向的變化情況，通過對破壞模式的觀察，研究了取向和抗剪構(gòu)件之間的相互作用對剪切性能的影響。結(jié)果表明用鐵杉制成的傳統(tǒng)90°的CLT剪切剛度和剪切強(qiáng)度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，與板材主軸成30°和45°夾角的交叉層的剪切強(qiáng)度分別比90°交叉層的CLT高98%和59%。CLT的生產(chǎn)工藝不斷在改進(jìn)，現(xiàn)在利用壓縮木釘起到緊固作用以及不同的鋸切方式提高其力學(xué)性能成為一個(gè)新的研究方向，將使得CLT形式更加多樣性。

圖1 CLT生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Production processes of CLT

對于原材料的加工，密西西比州立大學(xué)[7]根據(jù)樹的節(jié)疤和變形情況對星型鋸切的美國南方松膠合件進(jìn)行了表征。星型鋸切模式是一種較新的木材鋸切模式。它通過髓心鋸切木材。類似于1/4（Quarter sawn）鋸切模式（見圖2），它的切割角度可以任意改變，使木材得到充分利用。產(chǎn)生的三角形木料有兩個(gè)徑切面、一個(gè)弦切面即三個(gè)面可以用于可以粘合（見圖3），這顯然給CLT的制造提供了更多的靈活性。

密西西比州立大學(xué)發(fā)現(xiàn)在所研究的星鋸三角形中，弦切面上的變形最多；徑切面的節(jié)子較多，但變形程度較弦切面小；弦切面膠線的抗剪強(qiáng)度與徑切面對比較低，木材破壞率較高。在經(jīng)過24h室溫水浸泡后，美國南方松弦切面相比于徑切面膠線的分層和尺寸變化趨勢加大，共焦顯微鏡圖顯示弦切面膠線在早材部分有更大的變形趨勢。這揭示了用美國南方松的徑切面膠合的性能比用弦切面的更穩(wěn)定。然而使用星型切割技術(shù)存在一些障礙和問題。首先與傳統(tǒng)的鋸切相比，它的鋸切速度慢且工藝復(fù)雜。其次與長方形木材不同，星鋸原木制成的三角形木質(zhì)材料沒有市場價(jià)值，必須進(jìn)一步加工成復(fù)合材料。而且整個(gè)生產(chǎn)工藝需要設(shè)計(jì)和制造特殊的搬運(yùn)、干燥、分類、分級、施膠、加工和組裝設(shè)備。

圖2 四分之一鋸的圖示Fig.2 Diagram of 1/4 saw

圖3 60度星型切割方案Fig.3 60-degree star sawn cut pattern

密西西比州立大學(xué)[8]還研究了美國南方松的節(jié)子對6種CLT的剪切強(qiáng)度的影響，采用了無節(jié)子、活節(jié)子、腐爛節(jié)子、有髓木、無髓木等參數(shù)進(jìn)行了研究。其結(jié)果表明具有多節(jié)子的CLT抗剪強(qiáng)度高于無節(jié)子的CLT，普通產(chǎn)品的CLT中節(jié)子的存在不會(huì)對其抗剪強(qiáng)度值產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，研究還發(fā)現(xiàn)由清晰的有髓CLT與不含髓的CLT相比，其抗剪強(qiáng)度沒有顯著差異；最初的CLT剪切裂縫是通過髓心或腐爛節(jié)子形成的，隨著剪切應(yīng)力的增加，裂紋沿木紋擴(kuò)展或橫跨木紋擴(kuò)展，并沿著腐爛節(jié)子的邊界擴(kuò)展。與傳統(tǒng)的林產(chǎn)品應(yīng)用不同，像節(jié)子和髓心不僅不會(huì)降低CLT的性能反而會(huì)增強(qiáng)剪切強(qiáng)度。除了利用膠黏劑來組裝CLT外，還研究建造了一個(gè)由插銷層積木材制成的四層混合結(jié)構(gòu)。這種CLT無需釘子、膠水或緊箍件就可以組裝在一起[9]。另外，為了確保CLT能夠很好地用于施工目的，必須考慮CLT的連接或緊固件，因此研究者們開發(fā)了一種名為X-支架的連接器，為CLT剪力墻提供了良好的延展性和耗散能力[10]。這不但為重新定義用于CLT制造的木材等級提供了可行性依據(jù)，同時(shí)也為在CLT制造中合理利用資源和實(shí)行綠色制造提供了理論基礎(chǔ)。

2.2 國內(nèi)CLT生產(chǎn)工藝的研究

國外對于CLT的生產(chǎn)工藝的研究，從取材到組坯都有較系統(tǒng)的研究，目前國內(nèi)的研究主要集中在材料的選擇以及生產(chǎn)工藝參數(shù)的優(yōu)化。

在生產(chǎn)工藝參數(shù)上，張彥娟[11]選用國產(chǎn)膠黏劑雙組分水性高分子異氰酸酯（API），施膠量分別選用150 g·m-2、200 g·m-2、250 g·m-2、300 g·m-2、350 g·m-2，壓 力 分 別 選 用0.40 MPa、0.60 MPa、0.80 MPa、1.00 MPa、1.20 MPa制備杉木集成材。結(jié)果表明較優(yōu)的膠合工藝條件為單位壓力0.80 MPa，雙面涂膠量250 g·m-2，加入200目的山核桃粉10%。秦理哲等[12]采用弦切面-弦切面的膠合方式制作柳杉實(shí)木CLT。得到加壓時(shí)間為30 min、壓力為1.00 MPa和施膠量為180 g·m-2能夠制成達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的膠合木。龔迎春[13]選用日本落葉松，采用異氰酸酯膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、間苯二酚-甲醛樹脂膠粘劑進(jìn)行粘合，通過研究壓力、施膠量、熱處理等對CLT的影響，得到采用聚氨酯膠黏劑，施膠量為200 g·m-2，壓力為1.20 MPa的工藝最佳。張龍等[14]研究了不同施膠量等對云南松CLT剪切性能的影響，得出云南松采用國產(chǎn)EPI（水性高分子異氰酸酯）膠黏劑，施膠量為220 g·m-2，壓力為0.80 MPa的生產(chǎn)工藝最佳。王建和等[15]采用單組分聚氨酯，不同壓力參數(shù)研究加拿大鐵杉CLT膠合性能問題。研究結(jié)果表明壓力大小對加拿大鐵杉CLT的膠合性能有明顯效果，壓力為0.83 MPa的單組分聚氨酯相比于壓力為0.28 MPa的膠層浸漬剝離率低，而且木破率高。寧凡等[16]利用興安落葉松和聚氨酯膠粘劑制成1 200×1 200×80 mm的CLT，采用三層交叉和四層交叉的兩組組坯方式，研究豎向撓度、彎曲破壞等力學(xué)性能，并通過理論計(jì)算分析組坯方式對CLT力學(xué)性能研究的影響。結(jié)果表明厚度相同的雙向板在四邊簡支的狀態(tài)下增加板的膠合層數(shù)使得板的整體承載力有所提高。通過研究木材的工藝參數(shù)，得到最優(yōu)工藝，進(jìn)一步推動(dòng)CLT在各領(lǐng)域的應(yīng)用。

在原木選取上，李敏敏[17]采用橫向振動(dòng)法和應(yīng)力波法研究加拿大鐵杉規(guī)格材。結(jié)果表明加拿大鐵杉規(guī)格材順紋彈性模量平均值達(dá)到CLT力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)。王志強(qiáng)等[18]采用速生楊木、浸漬改性楊木等材料制成CLT研究其滾動(dòng)剪切強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度，采用花旗松和楊木等不同樹種的不同組合方式制成了CLT，并對其力學(xué)性能進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明混合板材比使用單一板材效果更好，楊木制造的CLT力學(xué)性能明顯低于花旗松與楊木混合CLT的力學(xué)性能。龔迎春[19]發(fā)現(xiàn)了表層層板模量增加對抗彎彈性模量與抗彎強(qiáng)度的效果顯著，同時(shí)也對抗壓彈性模量和抗壓強(qiáng)度效果顯著，且增幅很大；而層板模量增加對層間剪切模量和滾動(dòng)剪切模量沒有效果，層間剪切強(qiáng)度和滾動(dòng)剪切強(qiáng)度變化幅度很小。高子震等[20]運(yùn)用橫向振動(dòng)法對西部鐵杉的力學(xué)性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明用鐵杉制造的CLT主強(qiáng)度方向彈性模量、抗彎強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度以及耐久性等性能達(dá)到北美標(biāo)準(zhǔn)的CLT性能要求。王韻璐[21]通過懸臂板橫向振動(dòng)法動(dòng)態(tài)測試和四點(diǎn)彎曲法靜態(tài)測試對加拿大鐵杉制造的CLT進(jìn)行彈性模量研究。結(jié)果表明CLT主強(qiáng)度方向彈性模量實(shí)測值為11312 MPa，加拿大鐵杉制成的CLT板材彎曲性能達(dá)到CLT樓板等工程應(yīng)用等級要求。何敏娟[22]通過CLT結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和墻體試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立有效的有限元模型，并采用增量動(dòng)力分析方法結(jié)合可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算出多遇地震、設(shè)防地震、罕遇地震下3層和6層CLT剪力墻結(jié)構(gòu)的層間位移角限值，計(jì)算出在多種地震作用下的荷載-位移限值。孫曉峰[23]等研究了五層鐵杉CLT強(qiáng)弱軸方向的彎曲及剪切性能，采用剪切類比法獲取了彎曲及剪切性能相關(guān)參數(shù)。結(jié)果表明CLT板在弱軸方向受彎曲和剪切時(shí)，底層橫紋板對抗彎性能、剪切性能幾乎沒有影響。綜合國內(nèi)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)利用國內(nèi)木材用于CLT的力學(xué)性能研究還是較少的。現(xiàn)在國內(nèi)有大量速生木，如果合理利用速生木作為CLT的制造將使木結(jié)構(gòu)建筑有新的進(jìn)展。

在原材料加工上，原木的樹木種類和生長特性決定了它是否適合用于CLT的制造，而利用樹木的本身特性，選擇合適的鋸切方式來提高木材的出材率用于CLT的制造的研究很少。有用梯形下鋸法鋸切方式來處理鋸材，但是出材率沒有大幅度提高[11]。因此提高木材出材率不僅可以節(jié)約木材資源，避免造成木材過度浪費(fèi)，同時(shí)還可以降低CLT制造成本。

相比國外，建筑行業(yè)對木材的偏見、歷來的木材資源緊張以及天然林保護(hù)工程的啟動(dòng)等問題，使得研究混合材料制造CLT對于我們國家建筑材料的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)有著十分重要的意義。竹材具有生長快、易降解、強(qiáng)度高、韌性高等特點(diǎn)，是全世界公認(rèn)的綠色可持續(xù)材料[24-25]。合理的竹材與木材結(jié)合可以優(yōu)勢互補(bǔ)，這使得竹木復(fù)合已成為新的研究方向。但是竹材本身的特性決定了它取材困難。一般對竹材的處理是去除竹青、竹黃，再進(jìn)行膠合處理加工，其工藝較復(fù)雜且出材率不高，目前竹木復(fù)合的竹材是利用集裝箱的廢料，經(jīng)過簡單處理使用[26]。大多數(shù)的竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)形式是疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)有利于產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)效率和提升產(chǎn)品力學(xué)性能[27]。竹木復(fù)合形式的CLT在組坯前對竹材施膠的方法通常是進(jìn)行浸膠處理，然后與木材進(jìn)行復(fù)合[27-28]。現(xiàn)在因其強(qiáng)度高等特點(diǎn)重組竹也被用于竹木復(fù)合材料[24]，加工出的產(chǎn)品可用在結(jié)構(gòu)承重方面。但重組竹處理工藝煩瑣，可能是這個(gè)原因，沒有被廣泛用于竹木復(fù)合。因此，簡化對竹材的加工處理和提高竹材利用率，特別是對竹青的利用仍是竹木復(fù)合材料中的一個(gè)重要問題，解決了此問題竹木復(fù)合材料才能提高竹木復(fù)合材料的力學(xué)性能和減少木材的使用，節(jié)約木材資源，從而推動(dòng)綠色林產(chǎn)品的理念，為CLT在國內(nèi)的發(fā)展開辟一新的途徑。

3 國內(nèi)CLT在建筑中的應(yīng)用

目前CLT在國內(nèi)開始廣泛應(yīng)用于建筑中，例如位于上海西郊的意境園餐廳從結(jié)構(gòu)到裝飾大量使用了加拿大花旗松木材，膠合木梁和SPF的檁條支撐著六頂樹葉形狀的屋面，形成三角形結(jié)構(gòu)。木骨架是由加拿大花旗松在本地工廠加工制成，該項(xiàng)目于2018年10月竣工完成（如圖4所示圖片來源于加拿大木業(yè)）。

2015年6月，開發(fā)商北科泰達(dá)、加拿大木業(yè)與B+H建筑設(shè)計(jì)公司合作設(shè)計(jì)了三棟四層辦公樓CMaRs，總建筑面積為1100 m2。CMaRs辦公樓位于中加生態(tài)示范區(qū)產(chǎn)業(yè)地塊楓創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園。它采用了混合設(shè)計(jì)，其主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而外墻非承重結(jié)構(gòu)采用預(yù)制的木墻（如圖5所示圖片來源于蘇州昆侖綠建木結(jié)構(gòu)科技股份有限公司）。

圖4 意境園餐廳Fig.4 Yijingyuan restaurant

天津?yàn)I海中加生態(tài)示范區(qū)的項(xiàng)目是由加拿大自然資源部（NRCan）和北科泰達(dá)研發(fā)的，其中包含了輕型木結(jié)構(gòu)、混合木結(jié)構(gòu)和重型木結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑，加拿大Super E?健康住宅節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用了環(huán)保保溫的木結(jié)構(gòu)材料以及結(jié)合熱回收通風(fēng)設(shè)備（HRV）等先進(jìn)系統(tǒng)，這樣在環(huán)保節(jié)能方面有大幅度提升。如圖6所示（圖片來源于加拿大木業(yè)）該項(xiàng)目于2018年9月竣工完成。

另外，CLT木結(jié)構(gòu)中高層建筑在國內(nèi)開始有了初步進(jìn)展，2020年山東煙臺(tái)建造了國內(nèi)首個(gè)6層木結(jié)構(gòu)建筑，建筑面積為4778.5 m2并采用CLT進(jìn)行設(shè)計(jì)（如圖7所示圖片來源于齊魯晚報(bào)）。2017年，上海電氣研砼與加拿大木業(yè)協(xié)會(huì)合作研發(fā)了派柯體系（PEC System）。派柯體系是指建筑主體結(jié)構(gòu)采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，外圍墻采用裝配式非承重木骨架組合墻體的混合建筑體系，這樣能夠有效減少能耗問題，更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保。綜上，如果合理利用CLT用于建筑結(jié)構(gòu)的外觀設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的制造將會(huì)使木結(jié)構(gòu)建筑和木材的高附加值利用有新的突破。

4 建議

CLT在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得巨大進(jìn)展，但在保證CLT質(zhì)量的前提下，如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝和降低成本需要引起廣泛的關(guān)注。針對優(yōu)化CLT生產(chǎn)工藝以及降低成本的問題，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）CLT是一種創(chuàng)新的建筑材料，盡管它與傳統(tǒng)的林產(chǎn)品有著千絲萬縷的聯(lián)系，北美的經(jīng)驗(yàn)證明其廣泛應(yīng)用仍然需要一個(gè)系統(tǒng)來支持它。而這個(gè)系統(tǒng)在國外是林產(chǎn)工業(yè)聯(lián)合研究所、學(xué)校、建筑師等在政府的財(cái)政支持下構(gòu)成的。另一方面這也表明林產(chǎn)工業(yè)這個(gè)古老的系統(tǒng)需要更新，以便更多更好的創(chuàng)新理念和產(chǎn)品容易被建筑行業(yè)和社會(huì)廣泛接受。

圖5 CMaRs辦公樓Fig.5 CMaRs office building

圖6 天津?yàn)I海新區(qū)Fig.6 Tianjin Binhai New District

圖7 山東鼎馳木業(yè)研發(fā)中心Fig.7 Shandong Dingchi Wood R&D Center

（2）據(jù)調(diào)查，在CLT制造過程中木材成本超過了60%。因此，提高原木利用率和減少生產(chǎn)浪費(fèi)將大大降低CLT的制造成本。這可以通過星型鋸切模式來盡可能多利用原材料。另一種提高原木利用率的方法是使用六角形木質(zhì)材料制造CLT，由于它使用心材并將原木加工成六角柱，會(huì)產(chǎn)生比星型鋸切模式更高的效率，但它可能會(huì)對CLT制造過程中的膠合、組裝和壓制工藝提出新挑戰(zhàn)。

（3）木材干燥的目標(biāo)是在不產(chǎn)生表面缺陷、端面缺陷、裂痕、變色等干燥缺陷的情況下，將木材中的水分盡快排出。傳統(tǒng)的木材干燥是在相對較低的溫度下進(jìn)行的，包括加熱、除濕和調(diào)質(zhì)幾個(gè)步驟，通常需要幾天時(shí)間，費(fèi)用也很高。

為了進(jìn)一步降低CLT的制造成本，受木質(zhì)復(fù)合材料制造的啟發(fā)，可以考慮高溫加壓干燥。木材的平整度是CLT制造的關(guān)鍵因素，假設(shè)利用高溫加壓干燥木材，不僅干燥速度快而且有利于重新分配生長應(yīng)力和干燥應(yīng)力，從而提高木材干燥的尺寸穩(wěn)定性以及干燥后木材的合格品率，獲得平直、扁平的木元素。因此，高溫加壓干燥將增加CLT制造單元的產(chǎn)量，加上較短的干燥時(shí)間會(huì)降低CLT的生產(chǎn)成本。

（4）將竹子用于CLT的制造和應(yīng)用可以在一定程度上緩解了我國木材資源不足的問題，竹材、木材雖都有各向異性，但材質(zhì)差別明顯[29]，竹木復(fù)合產(chǎn)品所用材料以及組合方式的不同，都將影響竹木復(fù)合材料的整體性能。因此需要研究不同竹材和木材組合方式，采用合理的竹木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將充分發(fā)揮竹材在竹木復(fù)合材料中的優(yōu)勢。但是竹材本身的生長特性造成其利用率不高，如果能全竹利用將進(jìn)一步提高竹材的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，提高CLT的質(zhì)量，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國林產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

5 展望

與集成材相比，CLT更加強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。因此，在CLT制造過程中，對原料的選擇有更大的空間。這意味著一些未充分利用的木材品種也有可能用于CLT制造，并且它可以讓我們以不同的角度看待木材的缺陷。實(shí)際上，有人研究了如何利用南方松樹的特性來制造工程木和CLT[30]。從整個(gè)社會(huì)需求來說，一方面在木材-木材、木材-水、木材-聚合物、木材-鋼材、木材-混凝土、木材加工、木材-防腐劑的關(guān)系等方面開展更多的基礎(chǔ)性研究已成為共識(shí)。另一方面人們也意識(shí)到木材在建筑中的應(yīng)用研究僅限于將木材作為替代鋼筋和混凝土的填充材料，雖然有一些關(guān)于木材環(huán)境心理影響的研究項(xiàng)目指出木質(zhì)住宅比鋼筋和混凝土住宅提供了更好的心理和生理效果，但研究不同樹種對人的影響微乎其微。如果當(dāng)人們討論木質(zhì)住宅對人的影響時(shí)，能將其與木材的顏色、光線、溫度、水分、揮發(fā)性有機(jī)物、濕度的變化和審美價(jià)值等聯(lián)系起來，這將使木材成為一種獨(dú)特的、高價(jià)值的建筑材料。同時(shí)在原料準(zhǔn)備及加工上，一旦發(fā)現(xiàn)或確認(rèn)了木材的有機(jī)特性與人類健康之間的相關(guān)性，就將需要對整個(gè)木材和木制品生產(chǎn)過程進(jìn)行修改，以盡量多的保留木材的有用特性，加上原有的木材加工企業(yè)，這將創(chuàng)造出更多新的林產(chǎn)品加工企業(yè)。