竹材自然属性：土木工程材料的印记

1.植物特性

竹子有着很快的生长速度，在自然界的众多植物中，它的生长速度排行前列，还有小部分竹子的生长速率达到了1米/天，它可以在极短的时间内繁殖生长，因此，只要对一片竹林，稍加管理，保证它每年的长成，便能够收获大数量的竹材。竹子属于一种可再生植物，在某些气候优良，竹资源丰富的地区，当地人将竹子誉为“穷人的粮食”。

2.力学性能

竹材的导热性能低，是很好的保温隔热材料，它虽然很轻，体积不大，但是它质地坚韧，比钢铁的抗拉性高，比混凝土的抗压性好。竹子还是一种高强度的建筑材料，它的强度为208.2MPa，是常规木材的两倍。竹子的平均密度约为ρ≈0.69g/cm3，密度不大，但很坚固，常被人类称为“植物界的钢铁”。在我国古代，人类常把竹子用来制作帆船，其工艺简单、造型普通、坚固，和国外的帆船相比，我国帆船的制作时间短，但实用性高。竹子的优良特性使其在很多领域中得到了广泛应用，现如今，人类对竹子进行了加工，改善其性能，这就是改性竹材的产生。由于性能的加强，使得竹子被更好地运用于更多的领域中。

表4-1　竹板材性能(www.xing528.com)

竹材是一种由管状纤维组成的材料，形状为圆形，质坚而轻便。竹材与木材一样，有着不易受环境影响的特点，其体内纤维素和木质素都是有机高分子聚合物，组成“天然的复合材料”，这些“双聚复合材料”在特定的条件下有着良好的耐久性。竹条和竹钉在我国古代建筑中被广泛使用，在某些地区，这些构件的使用寿命达到了200～300年，有的甚至达到了10个世纪。竹材的弯曲强度有限，并不是很好，但是，从另一个方面来看，这也是竹材的一个优点，因为当竹子第一次超过了弯曲强度后，竹子并不会马上就彻底折断，而是有个缓存，这就使得人们有一定的时间和机会对建筑中的损坏部分进行维修与更换，这也是竹子优良性能的体现。

3.竹材的不足和局限性

竹子虽然有着生长快、材质强度高、韧性好、纹理直、泽美观等优良特性，但它同时也存在着一些不足与缺陷，例如，竹子的竿径减小且其内部中空，杆壁薄而有节，存在大的锐化程度，结构不均匀，各向异性，易发生虫蛀，霉变，真菌腐烂，水平开裂和生长区域性等客观问题。这些问题部分是通过力学的方法是可以攻克的，有的例如材料自身生长的局限性等问题，我们也应该积极探索，灵活运用。