工程竹的力学性能稳定,一般优于木材。上述三种工程竹以及常见结构用木材的力学性能比较见表6-1。由表6-1可见,重组竹与竹层积材的力学性能都远高于木材;竹集成材的力学性能略高于木材,但已能满足一般承重梁类的结构材料使用。总的来说,与木材相比,结构用竹材力学性能更好,更适合作为受力构件。
表6-1 三种竹材与木材的力学性能比较
重组竹在制备过程中将靠近竹青的2~4mm的A级竹蔑分离,供附加值更高的竹席或竹窗帘用,将剩下的竹片(包含竹黄)通过压丝机碾压成宽度为1.5~4mm的竹束,再经过浸胶胶合而成。竹青的去除有效地改善了竹束表面的胶结性能,但也降低了竹材的力学性能。在制作的过程中,重组竹压缩比较大,单位面积的有效承载单元较多,因而重组竹具有较好的力学性能。但是重组竹的密度较大,比强度和比模量较小,主要原因是竹束的制备过程中将A级竹篾分离出去,降低了材料的强度。此外,竹束采用碾压法疏解,很难将竹材疏解完整,在碾压辊经过处竹片形成裂纹,在碾压辊没经过处,竹片还保持整体块状结构,在浸胶时,胶黏剂很难均匀渗透,在竹束的表面和裂纹处,有胶黏剂分布,而保持整体块状结构处,无胶黏剂分布,整体得不到有效地增强。(www.xing528.com)
竹层积材以本身强度较高的慈竹为原料。首先,慈竹的拉伸强度大于毛竹;其次,竹纤维化单板在疏解的过程中,破坏了竹材的基本组织,但保持了维管束不断裂,这样,一方面保证了慈竹本身的高强度不受到破坏,另一方面使得胶黏剂能够通过疏解过程形成裂纹均匀渗透到基本组织中,从而使基本组织强度增加。此外,竹层积材的压缩比较大,使单位面积内的有效承载单元——竹纤维增加,从而使竹层积材的各项力学性能指标都很高。
竹集成材的基本单元是竹片,竹片经过粗刨、精刨除去竹青和竹黄后,竹材强度最高的竹青部分也被去掉,竹片的强度大大降低,在竹材的制备过程中,胶合压力比较小,竹材没有得到有效地增强,因此,竹集成材的力学性能低。
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