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王正丨竹质工程材料的开创者

竹人竹事
79月

王正起初并不是研究竹质材料的。在研究竹材之前,他专攻木材科学与技术近20年,是中国林科院木工所首席专家、研究员。他是国家级“跨世纪百千万人才工程”第一二层次人选,是一位求真求实的木材科技创新专家。

竹材料研究屡获重大成果

1999年,国际竹藤组织副总干事委托他申请一项在建筑行业中应用丛生竹的课题。当时我国在利用现代竹加工技术制备竹结构建筑材料方面基本是空白。他答应了下来。经过反复思考,他提出了《丛生竹塑复合材料的发展》项目。他以大径级的丛生竹为基本材料,在对竹材的各项物理力学性能进行充分研究的基础上,利用现代竹材加工技术进行了建筑结构用竹质工程材料的研究工作,迈出了竹材研究的第一步。

2000年,王正又参加了“十五”攻关项目“竹藤资源培育及高效利用产业化关键技术研究与示范”中的“竹材高效综合利用技术”课题的研究。这项研究用我国产量最高、分布最广的毛竹,制备高强度、高性能建筑结构材和建筑覆盖板材。他潜心钻研,在竹材料研究中屡获重大成果。从那时起,他在竹质工程材料的研究道路上步伐越来越快。

王正研究竹子所获的科技成果奖项众多。“竹质工程材料制造关键技术研究与示范”在2007年获得国家科技进步一等奖,这是中国林业科学研究院木工所获得的第一个国家科技进步一等奖。王正有关竹材的研究成果“建筑结构用竹材板材和型材制造技术”,申请了5项专利,相关成果2009年获梁希林业科学技术奖二等奖。在竹质工程材料技术研究的基础上,王正主持和参与了国家“十一五”攻关项目、948创新项目、农业科技成果转化项目以及多个国际合作项目。

将竹子用在“富人的建筑”

竹材是我国重要林业产品之一,具有非常广泛的用途。尽管以竹子为建筑材料在国内外有几千年的历史,但主要还是以圆竹和简单的竹篾编织板为主。以竹篾为材料,采用施胶热压等现代加工技术制备竹质工程材料的研究,开始于上世纪80年代。到上世纪末,竹篾胶合板产品已经在建筑用水泥模板等方面得到了广泛的应用。

当时,国外有一些建筑师考虑以圆竹和编织竹篾板为材料建造一些民用房屋,并把这类房屋称为“穷人的建筑”。王正当时考虑的是,利用现代加工技术生产 “工程竹”,并将其用在“富人的建筑(别墅)”或通常意义的现代民居建筑上。经过他和团队不懈努力,2004年国内外首次应用“竹质工程材料”制造的11米跨度的竹桁架、竹篾建筑屋面板和墙面板,在云南某校教学楼的建筑中得到实际应用,取得了很好的效果。

王正先后研发出了竹木复合建筑覆盖板、模块化竹质建筑组合墙体板、圆竹建筑结构材、圆竹为支撑的组合墙体板、大跨度竹质建筑梁等新型竹质工程材料等多个竹质工程材料的新技术、新产品。他参与了北京昌平环境记者培训中心、汶川和都江堰地震临时抗震用房、黄山太平湖基地别墅、中南林业大学的圆竹民居样板房的建造。他还走出国门,参与了尼泊尔、埃塞俄比亚等国的竹质工程材制造及竹结构房屋的建造。

从临时建筑、普通民居,到大跨度会议厅、高档别墅,他先后参与建造的竹结构建筑房屋多达几十栋。如今,“竹质建筑材料制造和竹结构房屋建造技术”已经十分成熟。新型竹材建筑材料在各地区的建筑中得到广泛使用,正在逐步进入我国竹结构建筑的市场。

科研要感谢不断的失败

研究竹材的道路并非一帆风顺。王正最难忘的事就是“不断的失败”。他说:“每研发一项新技术、新产品时都提心吊胆,怀疑‘这能成吗?’,特别是别人认为你的思路是异想天开、胡说八道的时候。不过,最后还基本都成功了。”现在大家已经习以为常的技术,在当时研发时失败是家常便饭。不是制造工艺失败,就是研发的材料性能达不到指标要求。他所有的成功,都是经过无数次失败而不放弃、继续坚持后得来的。

在竹质工程材料的研究上,王正填补了四项国内空白:首次进行了竹质工程材做建筑结构材和建筑维护材的研究;首次把竹质工程材应用在房屋建造方面;首次以竹质工程材为主材料开发出竹质组合墙体,为组合式竹结构快装房屋的建造打下基础;首次将竹木复合的墙面板、楼面板、和屋面板用在木(竹)别墅的建造上。

此外,他以圆竹为建筑结构材料,创新提出了圆竹结构材的增强和连接方式,为圆竹在现代竹房屋建造方面的应用打下基础。他还参与开发了大跨度承重竹梁的设计和建造,主持和参与了从组合模块化快装房屋、普通民居、到高档别墅等不同构造、不同形式的国内外房屋的设计和建造。

王正说,竹材是一个性能优异、具有广泛应用前景的生物质材料,不能仅限于用在建筑上。根据竹材的基本特性来分析,竹材应该具有更广泛的用途。他认为竹材将来在汽车、轨道交通、无人机、超低温高压储罐、异形承重包装等领域会有更广泛的应用。随着竹加工技术的深入,竹质材料研究的深入,不远的将来竹材将会走进千家万户,竹材的利用也将扩展到人们日常生活的各个领域。(吴鹏  铁铮)