竹材和木材的耐久性

材料简介

竹材和木材在使用过程中，长期经受一般破坏因素的作用而能保持其使用性能的能力。竹材和木材的形态和构造虽然有所不同，但化学成分近似，它们都是由纤维素和木质素组成的“天然复合材料”，而纤维素和木质素又都是有机高分子聚合物。这些“双聚复合材料”在一定条件下具有较好的耐久性。中国古建筑中采用的竹条、竹钉和蠔壳墙中的竹骨，在不少地区已使用过二、三百年，甚至达到10个世纪，至今完好无恙。中国现存最早的木结构建筑、唐代建造的山西五台山南禅寺大殿原建的木梁架和木斗栱已整整使用了1200年，至今没有修缮替换。但是在某些条件下，竹材和木材又易遭到虫害或微生物的侵蚀。这主要与树种、木材含水量、细胞腔中空气以及环境温度有关，大凡材质粗松，不含抗腐蚀物质，易吸水又易干燥的树种和成材，在适于虫菌繁殖的气温条件下，风雨交加、干湿交替，便不能经久耐用。反之，在全干与全湿的环境下，虫菌不能繁殖，木材就有很好的耐久性。中国民间谚语：“干千年、湿千年、半干半湿用半年，”是有事实根据的。

用防腐杀虫药剂涂敷表面或浸注到细胞孔隙中，可以明显地提高它们的耐久性。建筑木结构和构件常用的药剂有煤焦防腐类油漆、亚砷酸、氯丹等，但这些药剂易导致环境污染。高效低毒药剂有：灭蚁灵、辛硫磷、除虫菊等。施工方法则以材面喷涂最为普遍，浸注法（包括加压浸注和常压浸注）的效果比较好。更有现实意义和发展前途的措施则是适用于现场、施工灵活机动的触变型孔压法。防腐处理得当，可以使在不利条件下的木结构和构件的耐久年限提高十多倍甚至几十倍以上，功效十分显著（见木结构的防腐防虫和防火）。

本书共分为4篇，16章，分别对木材加工业和家具制造业常见产品和新型产品的粘接技术进行了阐述，内容实用，工艺详尽，可让读者充分了解木材与竹材的各种生产方法。

本书可供从事木材和竹材加工生产的工程技术人员、从事家具制造的工程技术人员参考之用，也可作为高等林业院校木材科学与工程专业学生用参考书。

竹材背景

随着中国天然林禁伐和退耕还林政策的实施，木材供需矛盾日益紧张，在部分领域实施“以竹代木”切实可行。天然林禁伐后，中国木材供给量每年大约减少2亿立方米，供需缺口每年约为4.5亿立方米。作为建筑用材，每60根竹子便可代替1立方米木材。

竹材需求及市场

竹地板是中国竹产业的代表产品，质硬耐磨，纹理细腻，每平方米出厂价150元左右，而原料只需毛竹料4根，成本40元左右。全国丰产竹林（通过一定的种植标准经营管理，使竹林产出达到一定标准的竹林，相对低产竹林而言。）只占竹林总面积的25%左右，集约经营（指在一定面积的土地上投入较多的生产资料和劳动。采用新的技术措施，进行精耕细作的农业经营方式。集约经营是用提高单位面积产量的方法来增加产品总量。采用集约经营方式以发展农业，称“农业集约化”。）的竹林面积不大，低产、低质、低效竹林面积仍不少，提高竹林经营水平和效益的潜力巨大。

竹材基本信息

竹材（bamboo）

竹类木质化茎秆部分。有时泛指竹的茎、枝和地下茎的木质化部分。属于禾本科竹亚科植物

竹材分类

竹材的利用有原竹利用和加工利用两类。原竹利用时是把大竹用作建筑材料，运输竹筏，输液管道；中、小竹材制作文具、乐器、农具、竹编等。加工利用有多种用途，如竹材层压板可制造机械耐磨零件等；竹木复合板曾制成第一架竹材单翼高级教练机；竹材人造板可作工程材料。此外竹黄还可制成多种工艺美术品。竹材也是造纸、制纤维板和醋酸纤维、硝化纤维的重要原料。竹炭表面硬度高于木炭，可用于冶炼工业和制取活性炭。

竹材竹竿

竹秆分节，两节之间为节间（见竹）。节间的秆壁横切面自外向内是：表皮、皮下层、皮层、基本薄壁组织（其中有维管束）和髓环。节的维管束向外或向内稍现弯曲，也有进入节隔盘曲复出的。节隔的维管束外缘密，中央疏，直径及方向无定；分成许多细枝，迂回交织成网状，是竹液横向流动的主要通道。节隔的基本薄壁组织的细胞加厚变硬。

竹材性能

竹材的密度因竹龄（成熟的密度较大）、部位（梢段或秆壁外缘密度较大）和竹种而异，平均约0.64克/厘米3。竹材的干缩率低于木材，弦向干缩率最大，径向次之，纵向最小；干燥时失水快而不匀，容易径裂；气干竹材吸水性强。顺纹抗拉强度较高，平均约为木材的2倍，单位重量的抗拉强度约为钢材的3～4倍，顺纹抗剪强度低于木材。强度从竹秆基部向上逐渐提高，并因竹种、年龄和立地条件而异。

竹材化学成分

竹材的化学成分为：纤维素40%～60%，半纤维素14%～25%或更多，木质素16%～34%，有随年龄增长的趋势。提取物：冷水浸出2.5%～5%，热水浸出5%～12.5%，醇-乙醚浸出3.5%～5.5%，醇-苯浸出2%～9%，1%氢氧化钠浸出21%～31%。此外还有蛋白1.5%～6%，脂肪胶腊2%～4%，淀粉类2%～6%，还原糖约2%，氮0.21%～0.26%，灰分1%～3.5%。所含磷、钾等的总量逐年减少，而硅则有增加，积聚于硅质细胞，竹青中可达4.35%或更多。