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竹材

/bamboo/
条目作者刘伟庆

刘伟庆

最后更新 2024-12-13
浏览 147
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竹子的竹竿部分,即单子叶植物纲禾本科竹亚科竹类植物地上茎的主干。也是竹子利用价值最高的部分。

英文名称
bamboo
所属学科
土木工程

中国地处世界竹子分布中心,是世界上竹类资源最丰富的国家,竹材和竹业总产值位居世界第一,是全球第一产竹大国。同时,竹材是世界上生长速度最快的植物,具有强度大、韧性好、耐磨损、纹理通直、色泽高雅等多种优点。竹材作为传统的建筑材料使用已有上千年的历史。

竹竿由节和节间组成,竹节由节隔相连,形成一个由基部向上逐渐递减的圆锥形空心结构。竹材外围的实体部分称为竹壁,竹壁从外到内包括竹青、竹肉(或竹壁中部)和竹黄3部分,是竹材的主要部分。竹青组织紧密,表面光滑,外表常附有一层蜡质;竹壁中部由维管束和基本组织构成;竹黄组织疏松,质地脆弱,黏结性较差。工业上主要利用竹材的维管束和基本组织部分。竹材的性质与木材类似。建筑中用的竹材主要是毛竹。毛竹也称楠竹,盛产于中国南方各省,5~6年成材,杆长为10~12米,直径为8~15厘米。竹节节距可达30厘米,竹壁厚为8~12厘米。毛竹气干容重为0.6~0.8克/厘米3。竹材的纤维饱和点为35%~40%,以四年生毛竹竹材为例,含水率自纤维饱和点降到零时,其干缩率:顺纹方向0.32%左右,径向3.0%左右,弦向4.5%左右。在气干状态下,毛竹的顺纹抗拉弹性模量13吉帕左右,顺纹抗拉强度197兆帕左右,顺纹抗压强度65兆帕左右。由于各向干缩率不同,竹材易干裂。作为天然的生物复合材料,与木材相比,竹材组织构造简单,维管束和竹竿平行排列,呈各向异性,顺纹抗拉强度为针叶树木材的4倍左右,顺纹抗压强度比木材高10%左右。

为了克服原竹壁薄中空、尺寸不均匀,力学性能不均衡等问题,竹编胶合板、竹集成材、竹层积材和重组竹等工程竹的研发,较好地满足了现代建筑结构对构件几何构型、材料性质一致性等的要求。能够应用于建筑领域的工程竹主要有重组竹、竹集成材和竹层积材。竹材在中国的东部和南方产竹地区民房建筑、园林建筑和施工脚手架中活的广泛应用。竹材的导热系数约为0.14~0.18瓦·米·开,低于黏土砖、混凝土。在同样厚度的条件下,竹材的隔热值比标准混凝土高16倍,比钢材高400倍,比铝材高1600倍,即使采用通常的隔热方法,其隔热效果比空心砖墙房高3倍,是具有良好节能保温性能的建材。

竹材脚手架竹材脚手架

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