竹钢应用于上海花博会“复兴馆”。 （图片由中国林业科学研究院木材工业研究所提供）
11月7日，第二届世界竹藤大会在京召开。在大会上，“竹钢”引人瞩目，它走南闯北，大显身手，不仅现身北京冬奥会建筑，还亮相港珠澳大桥等重点工程。那么，竹钢究竟是竹还是钢？小小“竹子”为何坚硬如钢？竹钢工艺里又隐藏着哪些高科技？
“比强度”是普通钢的5倍
【资料图】
木材供需矛盾一直是我国经济社会发展的一个重要问题，尤其是我国启动全面停止天然林商业性采伐政策以来，供不应求的矛盾愈发凸显，对木材进口的依赖也愈加严重。如何化解木材供求矛盾，成为摆在广大林业科技工作者面前的一项重要课题。
中国是世界上竹资源最丰富、竹产业规模最大的国家。目前，竹林面积达701万公顷，有竹类植物39属837种，占世界竹子种类的51%。截至2020年底，中国竹产业总产值近3200亿元，竹产品进出口贸易总额22亿美元，占世界竹产品贸易总额的60%以上，居世界首位。
由中国林业科学研究院木材工业研究所于文吉研究团队，历经20余年研究攻关的科研成果——竹钢，为中国的竹材高效利用找到了答案，探索出林业绿色低碳发展的一条新路径。
竹钢既不是生活中人们常见的钢材，也不是简单意义上竹和钢的组合体，竹钢是一种新型重组材料。它是以竹材为主料，树脂为辅料，两者结合，既有竹材的成分，又有像钢一样的强度，其“比强度”是普通碳素结构钢材的5倍。
保温效果是混凝土的10倍
竹材的直径小、中空、壁薄，存在容易虫蛀、腐朽、干裂等缺陷，这制约了工业化利用的发展。但将竹材制备成竹钢后，其性能就会发生显著变化。
研究发现，竹钢经过28小时水煮干燥循环后不开裂，在热带自然环境暴露10年老化周期内，厚度变化率维持在2%范围内，其尺寸稳定性优于红木。达到强耐腐等级Ⅰ级，可以抗白蚁侵蚀，使用年限20年以上，材料没有甲醛释放，达到绿色产品标准要求，保温效果是混凝土的10倍。
目前，已经开发了以毛竹、慈竹、白夹竹、寿竹、刚竹，以及淡竹、雷竹、绿竹、红壳竹等22个竹种为原料的竹钢产品。
由竹钢制成的产品外观鲜艳，色泽亮丽，深受市场的认可，不仅在生活中经常使用，比如户外地板栈道铺设、城市景观建筑、室内装修装饰、门窗家具产品等，也可用于高速交通护栏、城市景观交通护栏、风电叶片等多个领域。产品先后服务于北京冬奥会、北京世园会、上海园博会等重大工程建设。
生产能耗是钢材的1/30
竹钢工艺里藏了哪些高科技？
竹钢具有高耐候性、高尺寸稳定性和高环保性，且具有高强度的特性。这些都源自其制作工艺中的科技加持。
竹钢研发的过程中，专家重点解决了几个关键技术难题。首先，通过对竹材表层青黄面进行点裂微创处理，解决了表面青黄难以胶合的技术瓶颈，突破了竹材加工利用的径级限制难题，实现了大径竹和小径竹都可以工业化加工，一次使用率从20%—50%提高至90%以上。
其次，通过专用高渗透性环保型酚醛树脂开发，解决了竹材微观结构上没有横向组织难以渗透的技术难题，实现了竹材性能的跨级增强。
另外，整个制造过程具有工艺简单、性能可控、结构可设计、规格可调特点，平均生产能耗是钢材的1/30、水泥的1/5。
竹钢的研发形成了包括原料、产品、设备、工艺的成套完备的专利体系，并在全球进行了专利布局，其成套装备和相关产品还出口欧美日等33个国家和地区。
据统计，竹钢于2016年和2017年先后两次入选重点推广林业科技成果100项，还入选国家“十二五”重大科技创新成果成就展和国家林业和草原局首批重点推介5项成果之一，先后荣获国家及省部级奖励7项。
竹钢还被列入国家发改委重点节能低碳技术推广目录。同时，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、自然资源部等四部委组织编制的《绿色技术推广目录》，将其作为实现减碳固碳的重要解决方案，为实现“双碳”目标中发挥重要作用。
（作者系中国林科院木材工业研究所副研究员）
