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(上海師范大學(xué) 建筑工程學(xué)院，上海 201418)

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也消耗了大量的自然資源。耕地?cái)?shù)量大量減少，土地沙漠化嚴(yán)重，環(huán)境問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)峻。而建材工業(yè)是污染環(huán)境最嚴(yán)重，破壞土地最多，資源消耗最大的行業(yè)之一。如何科學(xué)合理地解決建材領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，是目前建材領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。發(fā)展綠色、健康的建材，對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

1 國(guó)內(nèi)外竹資源的使用現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)竹資源的應(yīng)用

中國(guó)竹資源十分豐富，而且中國(guó)古人在千百年前就已把竹子作為建筑材料應(yīng)用到建筑物中，從福建、貴州的竹屋到西雙版納的竹樓，隨處可見竹資源在建筑領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。但是，將竹子作為建材資料始終是以原竹或者簡(jiǎn)單加工的這種形式存在。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，竹材加工業(yè)也得到了迅猛發(fā)展。如竹簾人造板、竹材膠合板等質(zhì)量較好的產(chǎn)品在一定程度上代替了木材的功能。特別是建設(shè)部提出“以竹代木”這種發(fā)展思路后，竹質(zhì)板材在建筑、船舶等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 國(guó)外竹資源的應(yīng)用

自歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家率先利用竹子制作地板以來(lái)，很多國(guó)家如新西蘭、澳大利亞、日本等也先后使用竹材料作為地板。最近還有不少建筑師在設(shè)計(jì)體育場(chǎng)館時(shí)，大量使用了竹地板，打破了木地板“一統(tǒng)天下”的格局。并且由于竹材具有獨(dú)特的天然美麗的紋路，許多國(guó)外建筑師也十分喜歡應(yīng)用其作為建筑飾材。

目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)大量使用竹材作為重要的建筑材料，并且發(fā)展迅猛。竹子生長(zhǎng)迅速，對(duì)環(huán)境保護(hù)有利，是一種非常有前景的綠色建材。

2 竹質(zhì)板材的物理力學(xué)性能

竹質(zhì)板材是將原始竹材經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)和機(jī)械加工，在一定的壓力和溫度下，通過(guò)竹材本身的粘結(jié)力或者粘結(jié)膠形成的一種建筑板狀材料。

竹質(zhì)板材是一種新型的綠色環(huán)保建材，具有硬度高、強(qiáng)度高、韌性好等多方面的優(yōu)點(diǎn)。

2.1 密度

竹材人造板的密度低，質(zhì)量輕。竹質(zhì)板材的密度為0.75 t/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通建筑材料的密度，約為混凝土密度的1/4。但是，竹材的強(qiáng)度高，承載力強(qiáng)，如果作為建筑的主要結(jié)構(gòu)用材，可以大大降低建筑物的自重。由于竹材自身質(zhì)量相對(duì)較小，在地震荷載作用下，其抗震性能要比使用其他建材的建筑物好得多。而且竹材價(jià)格相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)，可以減少建筑物的總體造價(jià)。

2.2 膨脹率、干縮率以及含水率

竹質(zhì)人造板材的膨脹率和干縮率相對(duì)于混凝土的熱脹冷縮率要小得多。建筑結(jié)構(gòu)采用竹質(zhì)板材只要合理設(shè)計(jì)，一般是不會(huì)由于竹材的膨脹或者干縮而導(dǎo)致飾面層產(chǎn)生裂縫或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件脫落的。

竹質(zhì)板材的含水率一般較低。這主要是由于在制作過(guò)程中，在熱膠合階段處于高溫高壓狀態(tài)的時(shí)間比較長(zhǎng)，因而其含水率較低。并且竹質(zhì)板材的纖維每層一般是垂直的，這樣在膨脹或者干縮時(shí)，纖維與纖維之間會(huì)互相制約，使得竹質(zhì)板材結(jié)構(gòu)的尺寸穩(wěn)定性與物理性能的穩(wěn)定性均較好。

2.3 導(dǎo)熱系數(shù)

竹材質(zhì)板材的導(dǎo)熱系數(shù)要小于混凝土、黏土磚等建筑材料。其保溫性能好，具有冬暖夏涼的特性。

2.4 力學(xué)性能

竹材質(zhì)人造板材的單位承載能力要比素混凝土、木材高很多，是一種理想的建筑結(jié)構(gòu)材料。

3 竹質(zhì)板材在建筑行業(yè)的應(yīng)用

3.1 建筑模板

竹質(zhì)建筑模板是鋼模板之后的新一代模板，它具有吸濕膨脹率低、強(qiáng)度高、易脫模等使用優(yōu)點(diǎn)。特別是隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)的快速發(fā)展，竹質(zhì)模板的市場(chǎng)份額會(huì)越來(lái)越多。

3.2 竹地板

竹材地板具有冬暖夏涼的特點(diǎn)。近幾年來(lái)，大量的建筑物如寫字樓、賓館以及家居的室內(nèi)地板大量應(yīng)用了竹地板，深受使用者的歡迎。一般來(lái)講，對(duì)于各種不同氣候特征的地域，只要便于維護(hù)、通風(fēng)條件好，都可以應(yīng)用竹材地板。

3.3 墻體結(jié)構(gòu)外墻板

墻面板的最外層可以采用竹質(zhì)板材作為外墻板。由于竹結(jié)構(gòu)的墻體是由小斷面竹材組合而成，外部再利用板材封閉，中間可以放置一些填充材料，這樣其隔音、隔熱效果要優(yōu)于混凝土材料的墻體，而且竹膠合板結(jié)構(gòu)的氣密性、耐久性能也不錯(cuò)。

4 竹質(zhì)建材的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

我國(guó)大江南北具有豐富的竹資源，這為竹材的工業(yè)化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。竹質(zhì)資源具有很多其他建材所不具有的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)竹材資源生產(chǎn)周期短，只要開采種植合理規(guī)劃，形成良性循環(huán)，完全可以持續(xù)發(fā)展，不會(huì)導(dǎo)致資源枯竭。竹材成材速度快，大大縮短了竹質(zhì)建筑材料的生長(zhǎng)周期。

(2)竹材的力學(xué)性能好，具有剛度大、韌性好、變形小、強(qiáng)度高、性能優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在建筑結(jié)構(gòu)上，與一般的建材相比，竹質(zhì)板材強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，能更好地滿足建筑功能的需要。

(3)在竹質(zhì)板材整個(gè)生產(chǎn)使用過(guò)程中，產(chǎn)生的污染少，并且節(jié)約能源，是一種很好的綠色建材。只要合理利用竹資源，種植與砍伐形成良性循環(huán)，既能使周圍的空氣質(zhì)量得到改善，并且可以使生活居住環(huán)境得到美化。從總體上來(lái)講，合理利用竹資源有利于環(huán)境質(zhì)量的提高和生態(tài)平衡。

(4)使用竹質(zhì)板材的建筑物，其結(jié)構(gòu)質(zhì)量小、自重輕，抗震性能好。此外，地震作用導(dǎo)致的建筑物倒塌，對(duì)人的傷害和對(duì)環(huán)境的危害也比使用其他建材的建筑物小得多。

(5)竹質(zhì)板材的導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱、保溫性能好，使得使用竹材的建筑物的節(jié)能性能優(yōu)于其他建材的建筑物。

(6)竹質(zhì)板材的生產(chǎn)制作簡(jiǎn)單。竹質(zhì)板材結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的配套部件一般標(biāo)準(zhǔn)化、定型化生產(chǎn)，應(yīng)用比較方便。這樣工廠可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制化生產(chǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配化施工，從而減少現(xiàn)場(chǎng)施工，縮短施工周期，提高資金的使用效率。

與傳統(tǒng)的建材相比，竹質(zhì)板材在材質(zhì)特性、取材的方便性、環(huán)境效益、竹質(zhì)建筑物的使用功能以及施工等方面都具有很大的優(yōu)勢(shì)，有著良好的應(yīng)用前景。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，但目前的環(huán)境狀況令人堪憂，而且我國(guó)的資源相對(duì)匱乏。在這種形勢(shì)下，竹材作為一種生長(zhǎng)周期很快的自然資源，并且具有高附加值、高性能等特點(diǎn)，使得人們對(duì)這種新型建筑材料給予了越來(lái)越多的關(guān)注。將竹材制成各種不同性能的新型建筑材料應(yīng)用于建筑物或者建筑裝修中，具有十分重要的意義。并且對(duì)于整個(gè)生存環(huán)境來(lái)講，采取“以竹代木”的發(fā)展策略將會(huì)對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境的平衡起到重要的作用?？梢哉f(shuō)，隨著竹材加工技術(shù)的不斷發(fā)展，竹質(zhì)建材在建筑行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。

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