The Suitability of Dendrocalamus asper Backer for Oriented Strand Lumber

Abstract

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die makroskopischen Eigenschaften von D. asper in Abhängigkeit von der Halmhöhe ändern. Der äußere Internodiumsdurchmesser und die Wanddicke nehmen graduell mit der Höhe des Halmes ab. Die Länge der Internodien steigt zunächst vom unteren bis zum mittleren Teil des Halmes an und fällt im oberen Bereich ab. Die physikalischen Eigenschaften verändern sich ebenfalls in Abhängigkeit zur Höhe des Halmes, wobei die Rohdichte mit zunehmender Halmhöhe ansteigt. Die Dimensionsstabilität in longitudinaler Richtung ist größer als im Querschnitt. Die Dimensionsstabilität in radialer Richtung wie auch die Wasseraufnahme hängen in hohem Maße von der Rohdichte ab. Die Bambussart, D. asper, besitzt hohe Festigkeiten. Es zeigt sich, dass die mechanischen Eigenschaften wie Bruchmodul, Elastizitätsmodul und Druckfestigkeit senkrecht zur Faserrichtung veränderlich mit der Position im Halm sind und signifikant von der Rohdichte abhängen. Demgegenüber ist die Scherfestigkeit parallel zur Faser nicht von der Rohdichte abhängig und die Werte unterliegen nur geringen Schwankungen längs der Halmachse.

Der durchschnittliche pH-Wert und die Pufferkapazität betragen 5,4 bzw. 0,53 Milli-äquivalente. Es wurden keine Unterschiede zwischen Proben aus verschiedenen Bereichen des Halmes festgestellt. Die Verklebungsgüte von Bambusstreifen (Strands) wurde mit Hilfe der Automated Bonding Evaluation System (ABES) Methode für drei verschiedene Bindemittel untersucht. In diesem Experiment kamen folgende drei Gruppen von Parameter zur Anwendung: Melamin-Formaldehydharz (MF), Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz (MUPF) und Phenol-Formaldehydharz (PF), vier verschiedene Presstemperaturen (150/170/190/210°C) und unterschiedliche Presszeiten (20 bis 300 Sekunden). Dabei zeigte sich, dass die Güte der Verklebung durch verlängerte Presszeiten und erhöhte Presstemperaturen verbessert wurde. Die besten Ergebnisse wurden mit MF Leim erzielt.

Im Verlauf der Arbeit konnten erste OSL-Laborplatten aus Bambusstrands mit zwei Parameternreihen produziert werden. Es kamen vier verschiedene Bindemitteltypen zum Einsatz (MF, MUPF, PF und pMDI) sowie drei unterschiedliche Leimgehalte (7, 10 und 13%). Die Ergebnisse zeigen, dass OSL auf Bambusbasis deutlich bessere Festigkeiten besitzt als Holzwerkstoff für tragende Zwecke (Structural Composite Lumber; SCL). Die Art des Bindemittels hat einen signifikanten Einfluss auf die Platteneigenschaften. Ferner verbessern sich generell alle Platteneigenschaften mit zunehmendem Bindemittelgehalt. OSL aus Bambus zeigt eine geringere Querzugfestigkeit als OSB aus Holzstrands. Die höchsten Festigkeiten wurden mit einem Gehalt von 13% pMDI bei einer Rohdichte von 750 kg/m3 erzielt

The results show that the macroscopic characteristics of D. asper change along the culm. Outer internode diameter and wall thickness gradually decrease with the culm height. The internode length increases from the bottom to the middle part and further decreases towards the top. All physical properties vary with the culm height. The specific gravity (SG) increases with culm height. The dimensional stability lengthwise is more stable than crosswise. The dimensional stability in the radial direction and water uptake are highly related to the SG of D. asper which shows high strengths. The mechanical properties including modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE) and compression strength perpendicular to grain vary with the position in the culm and significantly depend on SG. On the other hand, shear strength parallel to grain are not depend on SG. The value slightly differs along the culm length.

The average pH value and acid-buffering capacity is 5.4 and 0.53 milliequivalents, respectively. There are no differences in the values taken from the different locations in the culm. The bonding quality of the bamboo strands was evaluated for three adhesives using a special device called an Automated Bonding Evaluation System (ABES). This experiment proposed three essential parameters, i.e., three types of adhesives; Melamine Formaldehyde (MF), Melamine Urea Phenol Formaldehyde (MUPF), and Phenol Formaldehyde (PF), and four pressing temperatures (150, 170, 190 and 210°C) and different pressing times (20 to 300 seconds). In accordance with this study, bond quality was improved by increasing the pressing time and temperature. The best adhesive to bond bamboo strands following the ABES was found to be MF.

In the course of the study, prototype bamboo-based OSL were produced in accordance with two manufacturing parameters, i.e., four resin types (MF, MUPF, PF and pMDI) and three levels of resin content (7, 10 and 13%). The results indicate that bamboo-based OSL exhibit superior strength properties compared to that of Structural Composite Lumber (SCL) made from wood species. The resin type has a significant effect on board properties. Moreover, all properties of the board improve generally by increasing the resin content. With regard to the internal bond, bamboo-based OSL shows less strength than that of the wood-based OSB. The best results were obtained by using 13% pMDI content at 750 kg/m³ density.