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椽竹竹材物理性质分析

发布时间:2020-05-02 08:31 作者:admin

  第七届中邦竹业学术大会论文集椽竹竹材物理性子领会 (中邦林业科学琢磨院-哑热带林业琢磨所,浙江富阳31140;福筑省筑瓯市林业局福筑筑瓯353100) 摘要。以材性优异的毛竹等竹种为参比,测试领会了丛生竹种椽竹竹材的物理功能。测试结果外白:椽竹各年岁段的根基 密度、气干和全干密度判袂为0.523~0.6329 cm’3、0.657~0.7989 cm-3(含水率为12%时)和0.658~O.7779 cm-3,均小于 参比竹种毛竹的相应测试值,并跟着年岁的拉长接续增进:同2个丛生竹种比拟,椽竹的密度值比青皮竹略小,而比绿竹 大。3年及以上生椽竹的气干和全干体积干缩率判袂为9.6%和13.6%,比毛竹要大,椽竹径向干缩率(气干时5.5%,绝干 时7.3%),大于弦向干缩率(气干时4.3%,全干时6.2%),并远远高于纵向干缩率(气干时0.8%,绝干时O.9%),这与毛 竹显露出区别的改变秩序。 要害词t椽竹;物理性子;密度 近年来跟着经济体例变革的胀动和商场需求的增大,竹家产兴盛急忙。然而,方今我邦的竹种资源 开荒仍较简单,越发是竹板材加工简直齐备依赖毛竹,导致竹材原料供需冲突日趋高出。丛生竹资源正在 我邦散布面积大,产量高,但受自己壁薄、径小等特性的限定,目前除少数竹种用于制纸外,行使丛生 竹行动板材原料的比例很小。椽竹(Bambusa textilis v口,=fasca McClure),别名温州水竹,是青皮竹的一 个变种,竹节滑润,节间较长,是我邦为数不众的耐寒丛生竹种之一【l捌,其散布正在广东、广西和福筑等 地。该竹种不光竹篾柔韧,拉力强,是竹编织品的上等质料。本文琢磨了橡竹的竹材密度、干缩性、湿 胀性和吸水性等物理性子,并以材性优异的毛竹(聊llostachys pubscens)和青皮竹(Bambusa textiles) 等竹种为参比,旨正在评议椽竹行动板材原料的也许性。 l质料和手法 1.1琢磨地域概略 椽竹试验地设正在福筑省筑瓯市小桥镇,处于东径117057’一l 18027’,北纬26057’一27016’,海拔150"-- 160m,均匀气温18.9"C,最冷月(1月)均温7.7,最热月(7月)均温28.6"C,至极最低气温6.9,年降 雨量1676mm,年均日照时数1813h,终年无霜期286—291d。竹林自然滋长,根基无人工谋划,泥土为 黄红壤山地,土层厚度正在lIIl以上,坡度较平缓,面积约为lOOhm2。 1.2野外调研与采样 本实践于2009年12月份,将一年、二年、三年(>3年)生椽竹各5株,和毛竹、青皮竹、绿竹作 为参比竹种各5株。齐地砍倒,去梢头,遵循邦标将竹秆5平分,判袂从各自5平分秆段的“l、3、5”段 中自下向上截取约lm长的竹段,编号记号,行动从秆基到秆梢区别部位的测试质料,带回实践室。正在实 验室中将各段竹筒剖开,对称取样,自下而上判袂次第截取密度、吸水性、干缩性、湿胀性和力学强度 试件。每一试件相对的两个断面应彼此平行并与侧面笔直,两个弦面保存竹青与竹黄的原状,各试件编 号记号,试件长度应承差错为士1.Omm,宽度士0.5mm。各试件编号记号(遵守邦度模范的哀求创制):密 度/吸水性、干缩性/湿胀性测尝尝件个数为10~15个,各力学强度测试件个数为30-"40个。各试件规格 如下。密度/吸水性、干缩性/湿胀性:lOmm(纵向尺寸,下同)xlOmm(弦向尺寸,下同)xtmm(竹壁 厚,下同),根基密度和干缩性的试件必需用饱和水分的试条创制:顺纹抗压强度:20mmx20mmxtmm; 抗弯强度和抗弯弹性模量:160mmxlOmmxtmm。 373 第七届中邦竹业学术大会论文集 2结果与领会 2.1椽竹与参比竹种的'rt书t密度 Table11"he density of&textUis VIIIP.fGsca lVleClure comparingbamboo species wood 竹种年Ag龄e部位:纂茎体积干缩系数萋主 spcci岱 Pan 含水率肠 密度 /g‘cm-3气干密度 /g’cm一3 12%/g。cm一3 8.1Central 7.9 Shoots 8.6 Average 8.2 Base 9.3 Central 8.3 Shoots 8.2 Average 8.6 Basc lO.6 椽Central i0.2 竹捣sh跳IO.7 Average 10.5 毛6竹青皮3竹绿3竹Base 9.1 Central 9.7 Shoots 10.O Average 9.6 Ba 9.2 Central 9.3 Shoots 9.2 Average 9.2 0.799 1.182 1.363 l。115 0.914 O.97l 0.950 0.945 O.817 0.740 0.824 0.794 0.624 O.715 0.555 0.63l 1.402 1.034 1.1lO 1.182 0.506 O.513 0.55l 0.523 0.589 0.632 0.650 0.624 0.598 0,607 0.690 0.632 O.766 0.758 0.789 0.771 O.616 0.676 0.627 0.680 0.665 O.657 0.697 0.750 0.743 0.730 0.772 O.765 0.858 0.798 0.856 0.835 0.933 0.875 0.744 0.765 O.634 0.675 O.660 O.656 0.699 0.748 0.749 0.732 0.774 0.768 0.861 O.801 0.88l 0.8.40 0.940 0.887 0.732 O.758 0.611 0.688 0.675 0.658 0.691 0.745 0.732 0.723 0.758 0.746 0.828 0.777 O.818 0.814 0.894 O.842 O.779 0.788 0.765 0.885 0.890 0.873 0.686 0.789 0.793 0.813 Base 9.7 0.726 0.507 0.61 30.61 70.597 Central 9.8 0.87l 0.573 0.677 0.678 0.669 Shoots 9.5 0.806 0.636 0.760 0.764 0.748 Average 9.7 O.801 O.572 0.683 0.686 0.671 注:对比竹种材料起源:苏文会.合于大木竹的开荒与行使评议.中邦林业科学研冗院,2005. The units ofsource SuWen-hui.The evaluation utilizationofbambusa wenchouensis. Chinese academy foresuy2005.密度,又称容积重,是竹材主要的物理性子,它与竹材力学强度、吸水性等功能有亲热合联[3--41。根 据竹材含水率的巨细,密度可分为气干密度、全干密度和根基密度,为了便于竹种间或部位间密度值的 对比,往往采用竹材的根基密度这一目标。根基密度又称公定容积重,是竹材全干质料与足够吸水后的 374 第七届中邦竹业学术大会论文集 最大概积的比值。由于竹材失水后,体积减弱,因此根基密度比气干和全干密度值要小。平常说来,竹 种、部位和年岁对竹材密度的巨细有较大的影响【3】。外1是椽竹与参比竹种毛竹及青皮竹、绿竹竹材密度 的测试值。从外中数据可看到,橡竹各年岁段的根基密度、气干和全干密度判袂为0.523~0.6329 cm一、 0.657一--0.7989 cm。3(含水率为12%时)和O.658~0.7779 cm一,均小于参比竹种毛竹的相应测试值,并 跟着年岁的拉长接续增进;同2个丛生竹种比拟,椽竹的密度值比青皮竹略小,而比绿竹为大:亦大于 南方笋材两用竹麻竹和云南等田主要材用丛生竹龙竹、甜龙竹(Dcndrocalamus brandisi)等竹材的密度值 [5-61。同木本植物比拟,椽竹竹材密度宏壮于杨树0.310.38 cm。【71、杉木(Cunnighamialanceolata) 0.29-0.42 cm。3【引、枫香(Liquidambar formosana)0.46 cm。3【9】、福筑柏(Fokicniahod ginsii(Dunn)Hcnryct Thoma)0.36 g.cm’3【101、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)0.46 g-cm‘3【II】和黄山松(Pinustaiwanensis Hayata) 0.42 g-cm-3【121等木料的密度。 平常以为,木料或竹材行动承重组织质料,它的品德合键取决于密度[131,此目标与木料或竹材的力 学性子、硬度、抗磨性及发烧值等都有亲热的合联141,以是,领会竹材或木料的密度对操纵其材性及合理 利工具有主要旨趣。往往讲,竹材的密度越大,其力学强度亦相应增大,行动材用竹,较大的强度是有 利的,但密度大也会使产物下降简易的上风。 2.1.1椽竹竹材密度正在纵向部位的变异 随竹秆纵向高度的增进,椽竹的竹材密度也正在接续地改变。本琢磨的测试结果外白,自竹秆基部至 梢部,各密度值接续增大,3个参比竹种也根基显露出类似的变异秩序。惹起这一形象的合键来历可归结 为,随竹秆高度的增大,竹材维约束密度亦接续增大,导管口径慢慢减小,故密度增大。从本次实践对 竹秆纵向区别部位的纤维构制比量测试结果亦可看出,同年岁下,纤维构制比量梢部最大,中部次之, 基部最小。从外面上领会,纤维构制比量比维约束密度与竹材密度的合联更为亲热【13J。 2.1.2年岁对椽竹竹材密度的影响 从年岁上看,3年生及以上椽竹各密度值较1年生和2年生竹是增大的,三者根基密度从0.551 cm刁~0.6329.cm一,惹起这一形象的合键来历是,自竹笋长成小竹后,竹秆的体积不再有分明的改变,但竹材纤 维的胞壁正在接续加厚,薄壁细胞中的实质物也正在增进,以致其密度增大,以是,竹材密度值是判决竹子 年岁及是否宜于采伐的主要外面根据pJ。 竹材正在干燥历程中因失水而惹起线向和体积的减弱,称为竹材的干缩性。竹材从湿材到气干或全干时的尺寸、体积之差值与湿材时的尺寸、体积之比叫做竹材气干或全干时的线干缩率(蕴涵径向、弦向、 纵向)和体积干缩率。 3年及以上生椽竹的气干和全干体积干缩率判袂为9.6%和13.6%,参比竹种毛竹的相应干缩率测试 值为4.6%和9.4%,外白椽竹的干缩性比毛竹分明要大。与其它竹种比拟椽竹竹材干缩率略大于云南地域 主要丛生竹种黄竹、甜龙竹竹材干缩率【6.】。惹起竹材减弱的合键原冈是正在干燥历程中,维约束中的导管 失水产生减弱,逼近变薄,从而全盘竹材减弱【3l。对竹材径向和弦向干缩性的分歧,区别窗者对各竹种的 测试结果略有不刚14-qSl。从本实践的测定结果看,无论是气干照样全干状况,椽竹径向干缩率(气干时 5.5%,绝干时7.3%),大于弦向干缩率(气干时4.3%,全干时6.2%),并远远高于纵向干缩率(气干时 0.8%,绝干时0.9%),这与毛竹显露出区别的改变秩序,毛竹是弦向干缩率大于径向干缩率,宏壮于纵向 375 第七届中邦竹业学术大会论文集 干缩率。与张宏健等人对云南4种丛生竹的干缩性测试结果为径向干缩率大于弦向【6】的秩序类似。但总的 来说,同大大都木料比拟,竹材弦向与径向干缩率分歧较小,木料弦向干缩率约为径向干缩率的2倍之 31来历应当是,木料当中的木射线等横向构制禁止了其径向干缩,竹材没有径向射线而不行爆发禁止效用。由丁竹材的异质组织,区别部位、区别目标减弱性的分歧及正在干燥历程中含水率的梯度改变,制 成竹材正在失水干缩时开裂、翘曲和变形,这些特性会对其操纵爆发倒霉的影响。正在出产实验中,人们通 过适宜的干燥工艺条款及将竹材制成竹木复合板等方法可避免这一固有缺陷。 外2椽竹与毛竹各部位的干缩率 Table 2The shrinkage ratio of丑textilis var.a¥ca McClure mosobamboo wood 注:材料起源:苏文会.合于大木竹的开荒与行使评议.中园林业科学琢磨院,2005. The units ofsource suW铋*hui.The evaluation utilizationofb椭busa wenchouensis. Chinese academy forestry2005.2.2.2年岁对椽竹竹材干缩性的影响 区别年岁下,竹材的干缩性会有肯定分歧,往往为,跟着竹龄增大,竹材的干缩性接续减小。本研 究的测试结果亦外白,3年及以上生椽竹弦向、径向、纵向和体积干缩率均小于1年和2年生竹,1年和 2年生掾竹,分歧不大。由于年岁增大,细胞填充物增加,胞间、胞内水层比例下降,故干缩率变小。 2.2.3椽竹竹材的体积干缩系数 体积干缩系数是指竹材从气千到全干的改变历程中,含水率消重1%时,体积的减弱量占全干体积的 百分比。由外2中的测试数据可知,3年生及以上椽竹的体积干缩系数为0.794%,大于参比竹种毛竹的 干缩系数0.631%,而比别的2个参比竹种的相应值要小。椽竹体积干缩系数随竹杆纵向部位的改变也存 正在肯定的变异,但未映现出分明的秩序性。从年岁上看,椽竹体积干缩系数改变秩序为,3年生及以上<2 376 第七届中邦竹业学术人会论文集 年生<1年生。 3结论 (1)椽竹各年岁段的根基密度、气干和全干密度判袂为0.523"--0.6329 em一、0.657"--0.7989 cmd(含 水率为12%时)和0.658---0.7779 cm一,均小于参比竹种毛竹的相应测试值,并跟着年岁的拉长接续增 加:同2个丛生竹种比拟,椽竹的密度值比青皮竹略小,而比绿竹大;亦宏壮于杨树、杉木等木本植物 的树干密度。往往讲,竹材的密度越大,其力学强度亦相应增大,行动材用竹,较大的强度是有利的, 但密度大也会使产物下降简易的上风。 (2)3年及以上生椽竹的气干和全干体积干缩率判袂为9.6%和13.6%,参比竹种毛竹的相应干缩率 测试值为4.6%和9.4%,外白椽竹的干缩性比毛竹分明要大。与其它竹种比拟椽竹竹材干缩率略大于云南 地域主要丛生竹种黄竹、甜龙竹竹材干缩率。从本实践的测定结果看,无论是气干照样全干状况,橡竹 径向干缩率(气干时5.5%,绝干时7.3%),大于弦向干缩率(气干时4.3%,全干时6.2%),并远远高于 纵向干缩率(气干时0.8%,绝干时0.9%),这与毛竹显露出区别的改变秩序,毛竹是弦向干缩率大于径 向干缩率,宏壮于纵向干缩率,因为竹材的异质组织,区别部位、区别目标减弱性的分歧及正在干燥历程 中含水率的梯度改变,酿成竹材正在失水干缩时开裂、翘曲和变形,这些特性会对其操纵爆发倒霉的影响。 正在出产实验中,人们通过适宜的干燥工艺条款及将竹材制成竹木复合板等方法可避免这一固有缺陷。 参考文献 低温驯化对个人从生竹种叶片膜脂脂肪酸的影响。张玮等,林业科学琢磨,2009,22(1):139.143 吴继林.大湖竹种同从生竹种的搜聚及其耐寒性评议琢磨,竹了琢磨汇刊,2008,27(1):19.25。 南京林产工业学院林学系竹类琢磨室编著.竹林培植.北京:农业Hj版社,1974.1 陈祖松.福筑柏人工林术材物理力学性子的试验琢磨.福筑林学院学撤,1999。19(3):223.226 林金邦.何水东,林顺德等.麻竹材摹奉密度与力学性子变异秩序的琢磨.竹子琢磨汇刊,1999。18(1):58-62 张宏健,杜凡,张福兴.云南4种材用从生竹的合键物理力学性子.西南林学院学撤,1998,18(3):189-193 j:桂岩。王彦,李善文等.13种杨树木料物理力学性子的琢磨.山东林业科技200I(2):I.1l 骆秀琴,管宁,张寿槐等.32个杉术尤性系术材密度和力学性子的变异.林业科学琢磨,1994,7(3):259—262 吴远彬.枫香人工林和自然林木料物理力学性子对比.福筑林业科技,2002,29(I):37.39 姬宁.潘彪,徐永吉.贵州马尾松人T林木料物理力学性子琢磨.贵州林业科技,2003,3l(1):41小 王传贵。柯曙华,杨强.黄山松木料物理力学性子琢磨.安徽农业人学学报。1997,24(4):388.390 尹思慈主编.术材品德与缺陷.北京:中固林业{l{版社,1991,59-60 13.张宏健,杜凡,张福兴.云南4种榜样材用丛生竹宏观剖解组织与合键物理力学性子的合联.林业科学,1999,35(4): 66.70 14.合明杰,朱一辛,张齐生.甜竹的干缩性及其纤维饱和点.南京林业大学学报(自然科学版),2003。27(1):33-36 15.马灵飞。项利清,汪贤洪.浙江省6种丛生竹材物理力学性子的琢磨.竹类琢磨,1989(4):25-32 377

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