竹子的开发与利用

第一章 概 况

第一节 竹子分布概况

世界分布：

全世界有竹类植物70余属，1200余种，主要分布于热带和亚热带地区，少数种类分布于温带和寒带。按地理分布可分为亚太竹区、美洲竹区和非洲竹区三大竹区。全球竹林面积约2200万公顷，年生产竹材约1500~2000万吨。

竹子常与其他树种一起组成混交林，由于处于主林层之下，过去很少受到重视。20世纪以来，热带和亚热带森林上层林木砍伐后，很快恢复形成次生竹林。由于竹子用途不断扩大，经济价值越来越高，人们植竹造林，形成人工林。目前，全球竹林绝大多数仍处于荒芜状态，滥砍乱伐严重，产量和经营管理水平低下。竹林经营管理以中国和日本水平较高。 中国分布

中国竹子种类多，面积广，经济价值高。天然竹林广泛分布于除、内蒙古、黑龙江等少数省份外的27个省、市、自治区，集中分布于浙江、江西、安徽、湖南、湖北、福建、广东，以及西部地区的广西、贵州、四川、重庆、云南等省、市、自治区的山区。

中国有竹类植物35属，近400种，主要分布在北纬40°以南地区。由于各地气候、土壤和地形等变化和竹种生物学特性的差异，分布具明显的地带性和区域性。一般可分为四个分布区：

I：黄河－－－长江竹区，位于北纬30°~ 40°，年平均温度12~17℃，降水量600 ~1200毫米。主要有刚竹属、苦竹属、箭竹属、赤竹属、青篱竹属、巴山木竹属等属的一些竹种。

II：长江－－－南岭竹区，位于北纬25°~30°，年平均温度15~20℃，降水量1200~2000毫米。本区为中国竹林面积最大、资源最丰富地区，其中毛竹林面积280公顷。主要有刚竹属、苦竹属、短穗竹属、大节竹属、慈竹属、方竹属等属的一些竹种。

III：华南竹区，位于北纬10°~ 20°，年平均温度20~22℃，降水量1200~2000毫米以上。本区是中国竹种数量较多的地区，主要有箣竹属、牡竹属、酸竹属、藤竹属、巨竹属、单竹属、茶秆竹属、泡竹属、薄竹属、梨竹属等属竹种。

IV：西南高山竹区，位于华西海拔1000~3000米之间的高三地带，年平均温度8~12℃，降水量800~1000毫米。本区是原始竹丛，也是大熊猫、金丝猴等珍贵动物的分布区，主要有方竹属、箭竹属、筇竹属、玉山竹属、慈竹属等属竹种。

第二节 竹子研究和发展概况

一、世界研究和发展概况：

20世纪以来，热带和亚热带地区一直重视竹子造林工作。人工竹林取代了原始竹林的1/3，竹林面积增加1倍，竹材产量提高了1~2倍。过去竹材主要做农业用具，现在则广泛用于建筑工业、造纸工业和竹材加工业等方面，亚洲国家用竹材造纸，每年大约生产150~200万吨。

竹笋过去只是农家自己使用，现在已成为一种商品，人们开始经营笋用林。

20世纪70年代以来，竹子已制成各种板材，如刨花板、胶合板以及各种装饰板材等。逐步做到以竹代木，以竹胜木，较大程度缓解了木材用量的不足。

中国、日本和印度等国还对主要经济竹种的结构、物理性质、力学性质、化学性质、纤维形成和造纸技术等进行了研究。中国针对竹材的特点开发了竹材胶合板、碎料板、竹地板、拼花板等生产工艺技术和设备以及造纸技术等，扩大了竹材的利用范围。 目前，欧美等发达国家不断加强在竹子资源利用方面的协作攻关；欧共体已经连续资助德国、比利时、荷兰、法国、意大利、西班牙等过进行“竹子可持续经营和竹材质量改进”及

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“欧洲竹子行动计划”等重大项目。 二、中国研究和发展概况

中国竹类植物资源的培育和加工利用历史悠久，在集约经营、新品种培育和新产品开发方面处于国际领先地位。国家“十五”科技攻关计划已列入“竹子资源培育与高效加工利用”项目，注重在现有的基础上不断开发具有自主知识产权的新品种和高科技新产品，确保竹子资源利用在国际上的科技优势。

虽然中国竹业有了长足的发展，但总体来看，竹子的培育技术、效益水平仍有待提高，尤其是竹子综合加工利用技术尚处在起步阶段，培育优质速生竹林，对竹子进行精、深加工，潜力巨大且价值也将十分可观，应更加受到重视。

中国现有竹林面积约720万公顷，其中纯竹林420万公顷，原始高山竹丛300万公顷； 在420万公顷纯竹林中，毛竹有300万公顷，约占70%；每年竹材砍伐量约800~900万吨，其中商品材600万吨左右。 在现有的纯竹林中，由于立地条件和经营管理水平不同，竹林可分为3类：

第I类竹林为丰产林：这类竹林占纯竹林面积的15%左右，约60万公顷，年每公顷生产竹材7~10吨；第II类为生产力中等竹林：约占纯竹林面积的30%左右，年每公顷生产竹材3.5~7.0吨；第III类为低产林：约占纯竹林面积的50%，年每公顷生产竹材低于3.5吨。 中国现有人工经营竹林面积约420万公顷，其中经营较好的丰产竹林年每公顷产量达20~30吨，说明增产潜力很大。若年每公顷产量提高3~4吨，竹材产量将增加1倍，每公顷竹材和竹笋的精、深加工效益将提高2000元以上，竹产业的总效益将提高80亿元人民币。 与木材相比，竹材具有强度高、韧性好、硬度大等特点，是工程结构材料的理想原料。但竹子径小、壁薄、中空等性状又制约了竹材工业化利用的发展。随着竹材加工工艺的创新，中国不断开拓各类以竹子为原料的高附加值新产品。在短短20年左右的时间里，中国的竹材人造板从无到有，并形成一定的生产规模。

竹材人造板年产量已达30万米³，竹地板30~40万米³，分别占全国人造板和木地板年产量的1.7%和3%~4%。预测今后10年内，钢框竹胶膜板需求将达4000万米３，而目前中国各种竹胶合板生产能力仅为1500~2000万米３，远远不能满足市场需要。

竹地板已成为一种高档的地面装饰材料，质硬耐磨，光洁清新，防滑隔潮，风格独特。随着中国房地产业的兴起和发展，装饰地板将供不应求，竹地板需求市场广阔。

竹质人造板的开发，不仅使竹材得到大规模的工业利用，提高了竹材的使用价值，也在相当程度上缓解了中国木材的供需矛盾。

竹材纤维含量较高，一般在40%左右。纤维细长结实，可塑性好，长度一般在0.5~4.5毫米，平均2毫米左右，长宽比大多在150~200，是制造中高级纸张的适宜原料。

中国目前年产纸浆2000余万吨，木材原料缺口大，需求与资源短缺矛盾十分突出，特别是2000年8月，中国已经制定并执行森林禁伐。目前全国商品材供需缺口3800万米３，为缓解矛盾，国家每年不得不动用大量外汇进口原木及纸浆等。

2000年以后，国际社会已经逐步实施木材认证制度及产品凭证进入市场，国际木材市场调剂量减少。因此，大力发展竹浆造纸，是缓解中国木材供需矛盾的迫切需要。竹子相对木材来说生长快，产量高，丛生竹1~2年生即可采伐利用，使用周期比桉树等速生材快得多。 集约经营的丰产丛生竹林每公顷可年产竹材40吨。现今全世界年竹浆产量已超过200万吨，其中中国年产40万吨以上。据对中国最大竹浆造纸基地宜宾和长江造纸厂调查，竹浆造纸经济效益十分明显。 竹子“一身是宝”，茎、叶均具较高的开发利用价值。除材用和笋用外，许多潜在的应用价值有特开发。竹子有特殊的微孔结构，炭化后有很强的吸附能力，经活化这一功能更加突出，据测定超过木材。因此，可广泛在食品、制药、化学、冶金、国防等领域应用。

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竹类植物还含有多种生理活性成分，可以通过一系列技术加工制备成药品、保健品、化妆品、香料、食品防腐剂、天然抗氧化剂等高附加值产品。 竹子进行深层次的开发和综合利用，不仅能取得巨大的直接经济效益，而且也能大大促进真个竹产业的发展，实现高效林业的发展目标。 据统计，中国竹产业产值1981年仅为3.49亿元人民币，２００７年则达到８20亿元人民币。目前，竹产业已经成为中国广大竹区农村经济发展和脱贫致富的支柱产业。依靠科技创新，全面提升竹产业的发展水平具有重要意义。

第三节竹子贸易和发展展望

一、世界竹林面积扩大和产量提高 （1）20世纪全球竹林面积约2200万公顷，占森林面积的1%左右，年竹材产量1500 ~2000万吨；预计21世纪全球竹林面积将增加2~3倍，可达5500~6500万公顷，占世界森林面积的2%~3%；竹材年产量增加2.5~3.5倍，达5500~6500万吨，占世界木材生产量的5%以上。 其中：亚洲太平洋地区3000万公顷，年产竹材3000万吨；美洲2000万公顷，年产竹材2000万吨；非洲1000万公顷，年产竹材100万吨；欧洲100万公顷，年产竹材100万吨。20世纪，地球上留下了数十亿万平方公顷的采伐迹地和宜林荒山、荒地，应尽快用人工造林或天然更新的方法恢复森林．在热带和亚热带地区的采伐迹地上，竹子是很好的天然更新物种，应加强对天然次生竹林的科学培育，提高单位面积产量，达到高产稳定，为人类社会提供更多更好的竹林产品。

（２）以竹代木，以竹胜木。21世纪森林资源利用，必须贯彻可持续发展的方针。竹林是一类很好的可持续发展资源，既有直接生产竹材的经济效益，又有良好的生态效益。因此，竹林将受到人们的重视并得以发展。以竹代木，以竹胜木，必将是21世纪的发展方向。 世界造纸工业消耗大量木材，而竹子生长快，产量高，竹材的纤维细长，是优良的造纸原料，在热带和亚热带地区的国家和地区，可营造纸浆竹林基地。各种竹材胶合板、竹材变性材料，将代替木材甚至胜过木材。竹子有很好的固土保岸、防止水土流失的作用，应提倡用竹子营造护岸林、护坡林、防护林等。 二、世界竹林用途扩大和效益提高

竹材通过机械加工、化学加工，生产各种竹制品，以竹代木，减少木材消耗量。竹材制浆造纸、人造丝、赛璐珞等化学加工品，将有较大的发展；过去人们重视利用竹秆，忽视竹枝、笋、叶、鞭、根的利用。利用竹枝、笋、叶、根等生产日用品、工艺品、食品等； 从竹子各组织器官中提取生长激素和微量元素，将多方面更好地满足人们需要。

竹林内珍贵动物（大熊猫、金丝猴、黑猩猩等）的繁殖、人工饲养等对野生动物保护及旅游业发展将起到极大的促进作用。竹林内珍贵药用、食用植物和微生物如天麻、竹荪等的培养将极大提高单位面积内竹林的经营价值。热带地区利用竹林的清凉特性修建旅游景点、旅馆、游乐场，具有广阔的发展前景。 三、世界竹类研究方向 １、查清竹林资源： 各产竹国家和地区，查清竹类植物种群分布和开发利用状况，并根据各自的具体条件制定竹林发展、利用的科学规划；无竹地区将引入适宜竹种，扩大竹子种植面积，国际竹藤组织目前正在进行的全球适地适竹项目将为此提供参考。 ２、竹林生态效益及应用

21世纪人类对竹林生态效益的要求，将大大超过对竹材生产的要求。因此，21世纪对竹林生态效应的研究将成为重点课题。人们将注重利用竹林建造生态防护林、风景林，带动和开发旅游业。研究竹林中的动植物特性、繁殖和利用；

研究竹林固土防洪、涵养水资源效应，防御自然灾害能力和防护林营造技术。此外，竹业经

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济的特点和规律将成为重点研究内容之一。 ３、扩大竹林面积和提高单产

研究各个竹种的生物学特性和生态习性。研究和建立适合各种生态条件和各种用途的优良竹种选育技术；热带采伐迹地上的此生竹林改造和培育技术；各种生态条件上的宜林荒山竹子造林技术；各种用途竹林的营造、丰产结构和培育技术；竹林病虫害防治技术等。 ４、扩大竹林用途

研究竹材的性质，做到以竹代木，以竹胜木；研究竹材的机械加工（竹质人造板）和化学加工（造纸制浆、竹炭）技术;研究竹笋、枝、叶、鞭、根的新用途和加工技术；研究利用加工剩余物生产牲畜饲料技术；研究竹林化学加工，生产人造丝技术，以满足人们对天然纤维的需要。

５、竹类种质资源保护和应用 生物技术培育新品种 建立竹子种质基因库，就地或异地收集保存珍稀濒危竹种及其变种变型或无性系。培育出适合人们需要的材用竹、笋用竹和观赏竹等新品种；培育可控制开花结实的竹种，利用竹林生产种子，以满足人类对淀粉的需要。利用水稻分子生物学取得的成果来实现竹子基因定位，查明各基因的功能，从而了解竹子开花机理、竹类遗传多样性，并为竹子分类提供有利的帮助。

６、竹林仿生学

竹林中竹秆细长有节，能抵御强风袭击，这一现象提示人们城市高楼可仿照竹林中竹秆的结构进行设计。这很可能成为未来城市高楼群建筑设计的模式之一。 马来西亚吉隆坡的配特洛纳斯大厦、的中国银行大厦和上海浦东的金茂大厦很有笋皮绽破新竹拔节的气势。

世纪人类对竹林生态效益的要求将使这项研究成为重点课题。此外，还将注重研究竹业经济的特点和规律，贯彻可持续发展。竹类植物作为良好的可持续发展再生资源将得到更加广泛的利用。 展望21世纪，竹子研究和竹业将为更加蓬勃地开展和发展起来，竹子研究和竹产业将成为世界科学研究和经济发展的一个热门领域和热点行业，竹子将会为人类社会繁荣和发展做出新的贡献。

第二章

竹材的构造

竹材对于不同文明时期的人类，都是一种能得到的天然材料，也能被人类根据当时的技艺状况利用。竹材属比较复杂的生物材料，随着科学技术的进步，竹材的用途日益广泛，已经由从原竹利用和制作生活用品步入工程结构材料的行列。在现代科学技术条件下，若对竹材进行科学的有效利用，将必须深入研究它的机构和性能。

第一节 竹材的生长

竹子是生长最快的植物，能在40~120天的时间内达到成竹的高度（15~30米或40米）。 竹笋和由其生成的秆茎高生长，主要靠居间分生组织形成的节间生长来实现。竹笋中已生成的各单子竹节伸长累计的总和，就是秆茎的高生长量。可把这种生长比喻为套叠式而上，这如同一个高度不大的套叠式旅行杯，向上拉出来后，就成为一高杯。

竹子秆形生长结束后，它的高度、粗度和体积不再有明显变化，秆茎的组织幼嫩，含水率高。毛竹幼秆基本密度仅相当与老化成熟后的40%。其余60%要靠日后的材质成熟过程来完成。它关系到竹材的性质，这正是加工利用所关心的问题。

秆茎材质成熟期中，材质变化有三个阶段，即增进、稳定和下降。在增进阶段，竹秆细胞壁随竹龄逐渐加厚，基本密度增加，含水率降低，竹材的物理力学强度也相应不断增加。

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第二阶段秆茎的材质达最高水平，并稳定。一般认为，第三阶段秆茎的材质有下降趋势。 竹材和木材在生成上的差异（高生长－１ ）

竹材：高生长时间短,在2-4个月内完成; 主要依靠居间分生组织；

秆茎上、下的高生长虽起始有早、晚，结束有先、后，但可认为居间分生组织在全生长范围内均有作用。

竹材和木材在生成上的差异（高生长－２ ） 木材：在树木全生活期均有高生长,且随树龄逐渐减慢;树木的高生长主要依靠茎端的原始分生组织；树径在次生生长部位不会产生高生长。 竹材和木材在生成上的差异（直径生长－１ ）

竹材：居间分生组织在竹笋－幼竹高生长期，秆径略有加粗，竹壁也稍有增厚；在高生长完成后，秆径不再增大。

竹材和木材在生成上的差异（直径生长－２ ）

木材：树木的直径生长是形成层造成；在树木的生活期中均有直径生长

第二节 竹材构成的概念

构成和结构：

竹材的构成和结构，在涵义上是有差别的。材料的构成是指这种材料是由何种物质构成的，这是从化学成分上去认识的，称为材料的化学组成。其内容包括材料组成中的化学成分及其数量比；材料的结构是指这些物质在不同放大倍次视觉下的材料构成形态，这是人们从视觉上的形态去认识它的物理构成，称为材料的结构。竹材不同层次的结构。竹材结构是其在各种放大倍次观察下的形态。用肉眼或放大镜所观察到的构造特征，称为宏观构造特征，是竹材各种构成组织的形态；借助干光学显微镜能观察到的构造，为显微构造特征，倍次最高约为１600倍，主要是结构的细胞形态；应用x射线和电子显微镜显示竹材细胞壁在更高倍次下的结构，为超微结构。

竹材切片配合能使木质素着色染色剂，尚能观察出竹材在秆茎生长中的木质化进程。显微镜有普通光，紫外光、偏振光等，它们各适用于竹材研究的不同目的。紫外光可用干在特殊染色下定性测定竹材术质化程度，偏振光可观察出纤维细胞璧的层次结构。

一些研究在6.5，8、12倍下，观察不同竹种的维管束形态，获得了有较高学术价值的规律性结果。可看出，不同放大倍数层次在竹材结构研究都具不可缺少的作用，需充分发挥它们的综合效果。

第三节 竹材的宏观结构

竹材的宏观结构、是秆茎竹壁在肉眼和放大镜下的构成。竹壁横切面上，有许多呈深色的菱形斑点；纵面上它呈顺纹股状组织，用刀剔镊拉，可使它分离。这就是竹材构成中的维管束。 竹壁在宏观下由三部分构成，即竹皮、竹肉和髓环组织(髓环和髓)。竹皮是竹壁横切面上见不着维管束的最外侧部分。 髓外组织是竹壁接竹腔的部分，也不含维管束。竹肉是竹皮和髓外组织之问的部分，在横切面上有维管束分布，维管束之间是基本组织。

竹壁内维管束的分布，从外向内由密变疏。俗称竹青，即维管束数量多的外侧部分：竹黄，即维管束少的内侧部分。

第四节 竹材的细胞构成

细胞和组织：

竹材由细胞组成。细胞是显微镜下构成竹材的基本形态单位。 材料构成研究的层次随应用的手段而不同。竹材结构特点和竹种间的结构差异都表现在竹材的显微结构层次上，而超显微结构层次却更多呈现竹材结构的共性。它们对工业利用竹材研究各有不同的作用。

竹材是上等质佳的造纸原材料。纤维是竹材构成中的细胞。由此可见，细胞只是竹材构成

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阶次中的一层单位，但它在竹材研究中的学术意义最重耍。

竹类植物对环境有高度的适应性，在秆茎上有许多生理功能和形态、构造不同的细胞群。这种功能相同、形态构造相似的细胞群就是构成竹材的组织。宏观下见到的点状维管束，即为竹材结构中的组织。 竹材构成中的组织种类

在竹材细胞结构研究中，了解构成竹材的组织种类和它们在竹壁中的部位有重要意义。毛竹秆茎组织包括表层系统(表皮、皮下层、皮层)、基本系统(基本组织、髓环和髓)和维管组织。表层系统是竹皮，传于秆茎的最外方。髓环和髓位丁最内侧。它们形成竹(秆)壁中的内、外夹壁，把基本组织和维管束系统紧夹其间。维管束散布在竹壁的基本组织之中，在横切面上略呈4瓣“梅花形” 。

在显微镜下最易察觉的维管束特征是有一对外观像眼睛一样形状的孔状细胞，这就是维管束内的后生木质部。观察中将二孔放置在水平方向，而后可看出其上、下、中有一方为完整的网眼状，而另一方呈破碎，或有1中孔，或有2中孔。其网眼状范围为韧皮部，而呈破碎、或1、2中孔处为其原生木质部。按它们在秆壁中的方位，韧皮部应向外侧，原生木质部在内侧。

竹材维管束四周是纤维鞘，向秆壁外侧的为外方纤维帽，向髓腔方向的为内方纤维帽，位于维管束两侧的为侧方纤维帽。以上为散生竹秆壁中维管束构成状况。丛生竹与散生竹维管束的结构不同，丛生竹维管束的内方或内、外两方还增添有一个或两个分离的纤维股。即丛生竹的维管束由中心维管束和纤维股两部分构成 。竹材维管束中的韧皮部，其结构相当于针、阔叶树的树皮部分；维管束中的原生木质部和后生木质部的总和，相当于针、阔叶树的木材部分。这样，一个维管束的结构就相当于一株树茎。但竹材维管束内没有形成层，所以竹材在完成高生长后也就不存在直径生长。竹材和木材的另一点不同处是，竹材中没有横向的射线组织。 竹材的细胞结构 １．表层系统 (1)表皮层系统：

表皮层是竹壁最外面的一层细胞，由长形细胞、栓质细胞及硅质细胞和气孔器构成。长形细胞占大部分表面积，顺纹平行排列；栓质细胞和硅质细胞形状短小，常成对结合，插生于长形细胞的纵行列之中。 栓质细胞略成梯状(六面体)，小头向外；硅质细胞近于三角状(六面体或五面体)，顶角朝内，含硅质。表皮层细胞的横切面多呈正方形或长方形，排列紧密，没有缝隙，外壁通常增厚。表皮上穿插着许多小孔，为气孔。 (２)皮下层：

紧接表皮层之下的是皮下层细胞。细胞成为柱状，纵向排列，横切面成为方形或矩形；一般的细胞壁稍厚或很厚；多为1层细胞构成，也有由2层构成的。个别竹种，该层细胞横切面上的长向平行于径向。 （３）皮层：

位于皮下层以内，是无维管束分布的部分，细胞亦呈柱状，纵向排列；横切面椭圆形或矩形，其形状较皮下层细胞大。有些竹种，皮层与皮下层细胞并无显著区别。 2．基本系统

（１）基本组织：

为薄壁组织，主要分布在维管束系统之间，其作用相当于填充物，是竹材构成中的基本部分，故称基本组织。基本组织细胞一般较大，大多数胞壁较薄，横切面上多近于呈圆形，具明显的细胞间隙。纵壁上的草纹孔多于横壁。依据纵切面的形态，可区分为长形的和近于正方形的短细胞两种，但以长形细胞为主，短细胞散布于长细胞之间。

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长形细胞的特征是胞壁有多层结构，在笋生长的早期阶段已木质化，其胞壁中的木素含量高，胞壁上并出现瘤层。短细胞的特点是胞壁薄，具稠浓的细胞质和明显的细胞核，即使在成熟秆茎中也不木质化。目前，对这两种形态的薄壁细胞的生理机能尚未透彻了解。阔叶树薄壁细胞的胞壁是纯纤维素，不具瘤层。这两者可能有联系，即木质化过程是瘤层发展的先决条件。

1～2年生竹材长形薄壁细胞中的淀粉含量丰富，而生长不到1年的幼竹中几乎没有，在数年以上的老竹内也不存在。但短细胞中不含淀粉，即使它们的薄壁增厚也同样。 （２）髓环：

位于髓腔竹膜的外围。它的细胞形态与基本组织不同，呈横卧短柱状，如同烟囱内壁的砌砖。其胞壁随竹龄加厚，或发展为石细胞。

石细胞一般由薄壁组织细胞形成。最初由于它们有较大的细胞核而与邻近的细胞相区别。随后这些细胞生长非常迅速，并且可产生分枝伸入附近细胞间隙，细胞壁表面的任何部分都参与了这种生长。当石细胞成熟时，次生壁沉积，并且后来可以变得很厚。形成石细胞的主要变化发生在次生壁。这种壁的增厚过程有它的独特性。因此，最高往往形成与周围薄壁组织不同的形态。 （3）髓：

一般由大型薄壁细胞组成。髓组织破坏后留下的问隔，即竹秆的髓腔。髓呈一层半透明的薄膜粘附在秆腔内壁周围，俗称竹衣，但也有含髓的实心竹。 ３．维管系统

竹类植物的维管系统，主要由向上输导水分和无机盐的木质部与向下输导光合作用产物的韧皮部组成。

竹类植物维管束内的木质部有原生木质部和后生木质部的区分。原生木质部分化生成在前，而后生木质部在后。后生木质部的成熟，大部分是在秆茎高生长停止以后，而原生木质部的生成却在高生长之中。

这样，后生木质部比原生木质部较少受到周围组织的伸长的影响。这两部分虽有一些区剐特征，但它们呈现较强的中间过渡，因此常很难清楚地划分出两者的界线。

原生木质部在秆茎高生长受拉伸中部分有损伤，后生木质部在秆茎高生长完成后，材质成熟阶段中仍继续保持作用。

初生韧皮部和初生木质部在位置上相对，初生韧皮部在外，初生木质部在内。从形成上也可分为原生韧皮部和后生韧皮部。原生韧皮部是在竹子秆茎各部分正在伸长时成熟的，其构成的细胞披拉紧，失去了原有的作用，最后它们完全消失掉。所以，竹材文献中，对竹材维管束韧皮部的构成，常不区分原生和后生，而统称韧皮部，实际为后生韧皮部。后生韧皮部分化较晚，在竹类植物生命期中一直维持输导作用。竹类植物维管束的外方为初生韧皮部，内方为初生木质部。

(1)初生木质部：包括原生木质部和后生木质部，其总轮廓大体成“V”字形。本质部的特征细胞是导管。导管是由一连串轴向细胞末端和末端相连而成的管状组织。构成导管的单个细胞是导管分子。导管末端壁是以无隔膜的孔洞相通。竹材和木材一样，只有导管具有这种状况。木材横切面上导管分子的截面为孔状，为管孔。竹材在宏观下没有管孔这个提法，是因它受基本组织掩盖而无法观察到。

原生木质部位于“V”字形的基部，它含环纹导管和螺纹导管。环纹导管直径比较小，在导管壁上每隔一定距离，有环状增厚部分。螺纹导管直径比环纹导管稍大，导管壁上的增厚部分呈螺旋状。原生木质部导管常因不能适应快速纵向扩张而破裂形成空腔。留下可见者多为环纹导管。

“V”字形的两臂各为一个大型的导管，即为后生木质部。它的导管壁全部增厚，仅留

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下具丝纹孔没有加厚。其纹孔类型有对列或互列(纹孔导管)；梯纹——导管璧上的增厚部分成横条突出，与末端增厚部分间隔，呈梯状(梯纹导管)；导管壁上的增厚部分交错连接成网状，“网眼”为未增厚的部分(网纹导管)。

原生木质部的环纹导管和螺纹导管是胞壁未全面增厚的形态，而后生木质部的梯纹或网状导管均为全面增厚的纹孔状态。后生木质部导管一般是单穿孔，其水平或稍斜的边缘。少数竹种有梯状穿孔或网状穿孔。在维管束弯曲的节间处能发现新类型的穿孔。在导管的周围，充满了薄壁组织或厚壁组织。 (２)初生韧皮部：

位于木质部的外方，它的特征性细胞是筛管和伴胞。筛管是由许多细胞构成的纵行管状组织，每一细胞称为一筛状分子，在它的端壁或近端壁上形成了筛板。筛板上有许多小穿孔，是筛孔。韧皮部含筛管数个至数十个。 秆茎筛管中一直未见淀粉粒，甚至在晚期阶段也如此。观察到液泡，它使细胞质扩展到周围。筛管在秆茎全生命过程中都具机能，这与阔叶树不同，在老化期间的变化是有特别意义的。有时筛管出现受拟侵填体状凸出物堵塞，伴胞胞壁增厚，它们都失去作用。筛管分子旁边往往紧贴着一个或几个和它相伴的长形薄壁细胞，即伴胞。它们在整个生命期中都有细胞质结构，伴胞和筛管在生理上具有十分密切的相互依存关系。

(3)薄壁细胞：

初生木质部和初生韧皮部除外侧有纤维部分外，全都被木质化的薄壁细胞所包围。维管束之内的薄壁细胞通常小于基本组织的那些薄壁细胞，并在胞壁上具有较多的单纹孔。 (4)竹材纤维：

是竹材结构中的一类特殊细胞。其形态特点是形长、两端尖。竹材中纤维通常壁厚随竹龄逐增。胞壁上有少数小而圆的单纹孔，属韧性纤维。其平均长度约在1．5～4．5毫米，长宽比大，是纸浆工业的适宜原材料。

第五节 竹材细胞壁

竹材作为工程结构材料，决定其强度的重要因子是它的细胞壁物质量，基本密度是标 物质量。而另有一些物理性能即与胞壁的构成方式有关。

竹材纤维细胞壁的模式结构

Wai，N. N等(1985)发现竹材纤维易打浆，其纤维壁层在打浆中有分离，并且竹材纤维擘向外膨胀。这些都与木材纤维的性状不同。文中对竹材纤维细胞壁的层状结构进行了明确描述以透射电子显微镜对3年刺竹Bamboo polymorpha进行观察。发现竹材纤维细胞壁为厚、薄多层交替的结构。但纤维股和纤维鞘中的纤维在层数上有差别。 纤维股纤维的细胞壁由3～4厚层，各厚层之间为薄层，而纤维鞘通常仅有l或2薄层。纤维鞘纤维的木质化程度比纤维股高。纤维股和纤维鞘细胞壁内的薄层木质化程度比厚层高。 纤维股和纤维鞘纤维的次生壁有一薄外层，其微纤丝与纤维轴方向间的角度为30°或以下，一般约20°。在竹材纤维构造模式中，将最外层以符号0标注。最外层之内，厚、薄层交替、同心、按序交替相联。次生壁的最内层是厚层。 厚层微纤丝方向近于与纤维轴一致，纤丝角约3°～10°。厚层的厚度不是一致的。所以，应以微纤丝角度作为厚层的标志性状，而不是用其厚度。

Paramcswaran和Liese(1976)报告，连续向内厚层的序列间，微纤丝角度稍有增加。但在刺竹中，未观察到这一现象。O层和L1层微纤丝方向相反。薄层微纤丝角度30°～90°，大多数为30°～45°，方向与其内、外厚层相反。Parameswaran和Liese(1976)报告，薄层微纤丝方向近于水平。

薄层内、外有两个过渡带。N表示薄层，t是过渡带。过渡带中，微纤丝方向变得较陡。 纤维鞘和纤维股的纤维次生构成的层数有差别，但基本结构相同。竹材和木材纤维胞壁最外

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层微纤丝方向的最大差别是竹材纤维次生壁最外层微纤丝方向是竖陡的，而木材是平卧螺旋状的。

(二)竹材纤维间胞壁的差异

Murphy，R，J．和Alvin(1992)用偏光显微镜观察刚竹Phyllostachys virideglaucescons纤维细胞壁双折射显示的层数。该研究发现，刚竹纤维胞壁的多层性程度除受维管束在竹壁中的位置和秆龄影响外，最显著的影响是它任维管束中的位置。 依据在偏振光下观察的胞壁层次，把竹材纤维分为四种 ：

I——虽然邻按胞腔有时带有一薄的偏光亮层，但不催于明晰iU见的层次； 1I——在壁厚内1／2区域有l～3层薄的偏光亮层； Ⅲ——在壁厚范围内有6层均匀间隔的偏光亮区； Ⅳ——常具众多均匀间距很薄的亮层。这种类型的一些细胞在纵切面上观察端部呈水平，它们在一定程度上介于纤维和薄壁细胞之间。

维管束沿径向不同部位的纤维胞壁，在偏光显微镜下显示的平均亮层数，可以看出，在邻近维管束分子或纤维鞘边缘基本组织的纤维，其胞壁层次最多。这说明，在了解竹材纤维胞壁的模式结构后，还需认识到在胞壁结构上纤维之间还存在相当大的差别。这是有待更深入研究的课题，特别是把它们与竹材物理力学性质结合起来考察则更具应用价值。

第三章 竹材的性质

第一节、竹材的化学成分 （一)竹材的有机组成

竹材的有机组成和木材相似，主要由纤维素(约55％)、木素(约25％)和半纤维素(戊聚糖约20％)构成 1、半纤维素

半纤维素的成分几乎全为多缩戊糖，而多缩己糖含量甚微。

竹材半纤维素90％以上是木聚糖。实验表明，竹材木聚糖是D-葡萄糖醛酸基阿拉伯糖基木聚糖，它包含4-氧-甲基-D-葡萄糖醛酸、L-阿拉伯糖和D-木糖，它们的分子比为1.0：1.0～1 .3：24～25 竹材与针、阔叶树林的阿拉伯糖基木聚糖在糖的组成比上有不同，还有竹材木聚糖的聚合分子数比木材高。

竹材戊糖含量在19％～23％之间，接近阔叶材的戊糖含量，比针叶材(10％～15％)高得多。说明竹材用于制浆或水解生产的同时，开发糖醛的综合利用是可取的。 ２、木素

竹材木素是典型的草本木素，由三种苯基丙烷单元——对羟基苯丙烷、愈疮木基苯丙烷和紫丁香基苯丙烷按10：68：22的分子比组成。这表明竹类木素定性而非定量的类似于阔叶树木素。

竹子木素特殊之处在于它除了含松柏基、芥子基和对一羟基苯基丙烯醇的脱氢聚合物外，尚含有5%~10%的对一羟苯基丙烯酸酯。1年生竹子的木素含量在20％～25％之问，接近阔叶材和一些草类（如麦秸22％)的木化程度，比针叶材略低。木素含量稍低，说明在制浆蒸煮过程中耗药量减少，而且易于成浆。

用经染色的切片进行显微观察，研究全竹的木质化过程。结果如下： （1）在节间内木质化是自上而下进行的。 （2）横向木质化是自竹壁外向内进行的。 （3）表皮细胞、纤维和薄擘细胞等组成细胞的轴向木质化过程是基部节间向顶部节间推进。

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（4）表皮细胞和纤维的木质化先于基本组织的薄壁细胞和石细胞的薄壁细胞。

（5）竹材伸长早期纤维木质化在基部节间开始，并在高生长的全期内所有节间中进行；而在高生长全期中薄壁细胞木质化在上部节间不进行。

（6）薄壁细胞大规模木质化发生在新侧芽生长和发叶之后，在新叶全部展开后达到最高程度。

（7）全部细胞的木质化过程是在一个生长季节内完成。

第二节 竹材的物理性质

(一)含水率

竹材在生长时,含水率很高,依据季节而有变化,并在竹种间和秆茎内也有差别。毛竹在砍伐时的含水率平均在80%左右。

气干后的平衡含水率随大气的温、湿度的变化而增减,根据测定,毛竹气干竹材在中国北京地区的平衡含水率为15.7% 。 (一)含水率

竹材在生长时,含水率很高,依据季节而有变化,并在竹种间和秆茎内也有差别。毛竹在砍伐时的含水率平均在80%左右。

气干后的平衡含水率随大气的温、湿度的变化而增减,根据测定,毛竹气干竹材在中国北京地区的平衡含水率为15.7% 。 (三)干缩

竹材采伐后，在干燥过程中，由于水分蒸发而引起干缩，竹材的干缩，在不同方向上有显著差异，毛竹由气干状态至全干，测定其含水率降低1%的平均干缩率。结果为：纵向0.024%,弦向(平周)0.1822%，径向(垂周) 0.10%，（有节处0.2726%，无节处0.1521%）。可看出，纵向干缩要比横向干缩小得多，而弦向和径向的差异则不大。

竹材秆壁同一水平高度，内、外干缩也有差异，竹青部分纵向干缩很小，可以忽略，而横向干缩最大，竹黄部分纵向干缩较竹青大，而绝对值仍小，但横向干缩则明显小于竹青。 Lises报道，竹子一经干燥即开始干缩，这与木材不同；当失水到一定程度时干缩几乎停止；但继续干燥，干缩过程又可重新开始，这种现象值得进一步研究。

第三节 竹材的力学性质

(一)竹材力学的特点

竹材与木材相似，是非均质体，为各向异性材料。因此，竹材的物理、力学性质极不稳定，在某些方面超过木材，其复杂性主要表现在以下方面：

１、由于维管束分布不均匀，使密度、干缩、强度等随秆茎高度、所在部位（内、外）不同而有差异。一般，竹材秆壁外侧维管束的分布较内侧为密，故其各种强度也较高。竹材秆壁的密度自下向上逐渐增大，故其各种强度也增高。

２、含水率的增减也引起密度、干缩、强度等的变化。据测定，当含水率为30%时，毛竹的抗压强度只相当于含水率为15%时的90%，也有报告说影响的程度较此高1 倍。 ３、竹节部分与非竹节部分具有不同的物理、力学性质。如竹节部分的抗拉强度较节间为弱。 ４、随竹材竹龄的不同，其物理、力学性质亦不一致。幼龄竹竹材柔软，缺乏一定的强度；壮龄竹竹材则坚韧富有弹性而力学强度高；老龄竹竹材，质地变脆，强度也随之减低。 ５、竹材三个方向上的物理、力学性质亦有差异。如竹材的顺纹抗劈性甚小。

综上所述，竹材的物理、力学性质差异较大，影响因素复杂，利用竹材时应充分考虑上述情况。

上表列出中国浙江和四川产毛竹的力学性能数据。可知，竹材的顺纹抗拉强度约比密度相同的木材高1/2，顺纹抗压强度高10％左右。与钢材相比，竹材密度只有钢材的l／6～l／8，而竹材的顺纹抗压强度约当于钢材的l／5～l／4，顺纹抗拉强度竟为钢材的l／2(A3钢)。因

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此，可以说竹材是一种强度大而质量轻的材料。 (二)竹材力学性质研究的新进展

由于竹材胞壁物质分布不均匀，且呈中空柱状，已有的关于竹材力学强度的测定数据，都是测定竹材完整壁厚试样的结果。为了能更准确地测定竹材力学性能及其变化，中国学者叶民权1995年对竹材力学性质研究进行了新的探索，提出了测定维管束顺纹抗拉强度和竹壁内、中、外部位单元竹材的抗拉强度，为研究竹材力学性质提供了依据。

第四章 竹材人造板的特性及分类

第一节、竹材人造板的特性 （一)竹材特性

竹材和木材，虽然都是天然生长的有机体，同属非均质和不等方向性材料，但它们在外观形态、结构和化学成分上却有很大的差异，具有自己独特的物理机械性能。

竹材和木材相比较，具有强度高、韧性大、刚性好，易加工等特点，因而具有多种多样的用途。这些特点从某种意义上讲是优点，但从另一种意义上看却又是缺陷。因此，只有很好的了解这些特点，才能把握和利用好竹材。 竹材的基本特性是： 1 、易加工 竹材纹理通直，劈裂性好，用简单的工具，即可将竹子剖成很薄的竹篾(厚度可达几微米)，用其可以编织成各种图案的工艺品、家具、农具和各种生活用品；新鲜竹子通过烘烤还可以弯曲成型制成多种造型别致的竹制品；竹材色浅，易漂白和染色；原竹还可以直接用于建筑、渔业等多种领域。

2 、直径小、壁薄中空、具尖削度

竹材的直径相对小于木材。木材的直径大的可达1 ～2米，一般的也有几十厘米；而竹材的直径小的仅1～2厘米。中国经济价值较高、分布最广、产量最大的毛竹，其胸径也多数在7～12厘米，最大可达18厘米，而热带地区部分丛生竹直径可达20～30厘米。木材都是实心体，而竹材却壁薄中空，其直径和壁厚由根部至梢部逐渐变小，竹秆茎部的壁厚最大可达20毫米以上，而梢部壁厚仅有2～3毫米。 3、结构不均匀

竹材在壁厚方向上，外层的竹青组织致密，质地坚硬，表面光滑，附有一层蜡质，对水和胶粘剂润湿性差；内层的竹黄组织疏松，质地脆弱，对水和胶粘剂的润湿性也较差；中间的竹肉，性能介于竹青和竹黄之间，是竹材利用的主要部分。由于三者之间结构上的差异，因而导致了它们的密度、含水率、干缩率、强度、胶合性能等都有明显的差异，这一特性给竹材的加工和利用带来了很多不利的影响。 4、各向异性明显

竹材和木材都具有各向异性的特点。但是，由于竹材中的维管束走向平行且整齐，纹理一致，没有横向联系，因而竹材的纵向强度大，横向强度小，容易产生劈裂，这是竹材劈裂性好的原因；一般木材纵横两个方向的强度比约为20：1，而竹材却高达30：1；竹材不同方向、不同部位的物理、力学性能及化学组成都有差异，因而给加工、利用带来很多不稳定的闪素。

5．易虫蛀、腐朽和霉变

竹材比一般木材含有较多的有机物质，成为一些昆虫和微生物(真菌)的营养物质。其中蛋白质为1.5％～6.0％，糖类为2％左右，淀粉类为2.0％～6.0％，脂肪和蜡质为2.0％～4.0％。因而在适宜的温、湿度条件下使用和保存，容易引起虫蛀和病腐。

蛀食竹材的害虫有竹蠹虫、白蚁、竹蜂等，其中以竹蠹虫最为严重。竹材的腐烂与霉变主要由腐朽菌寄生所引起，在通气不良的湿热条件下，极易发生霉变。大量试验表明．未经处理

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的竹材耐老化性能（耐久性）也较差。 6．运输费用大，难以长期保存

竹材壁薄中空，因此体积大，实际容积小，车辆的实际装载量少，原条竹运输费用高。竹材易虫蛀、腐朽、霉变、干裂，因此在室外露天保存时间不宜过长，而且竹材砍伐有较强的季节性，每年有3～4个月要护笋养竹，不能砍伐。 由于竹材上述的基本特性，各种高效率的木材加工的方法和机械都不能直接应用于竹材加工。如通过锯切不能获得定厚的竹片或竹板；通过旋切不能获得高得率的旋切竹单板；通过刨切也不能获得纹理美观的刨切竹薄木等。

因此，干百年来，竹材长期停留在以原竹的形式或经过简单加工用于农业、渔业、建筑业和编织生活用具及农具、传统的工艺品等水平，而没有像木材那样，经过各种加工制成各种人造板进入人民生活和工程领域，发挥重要的作用。 (二)竹材人造板的特性

20世纪60年代以后，人们从水材经过科学加工制成人造板而从根本上改变了木材特性的事实中得到了启迪，开始了有关竹材人造板的探索与研究。随着人们对竹材本身的特性以及竹青、竹肉、竹黄相互的胶合性能进行了较为深入的研究，逐步揭示了它们的内住联系。先后研制开发了与木材人造板既有联系又有差别并具有某些特殊性能的多种竹材人造板。 竹材人造板与竹材相比较，具有以下特性 ： (1)幅面大，变形小，尺寸稳定。 (2)强度大，刚性好，耐磨损。

(3)可以根据使用要求调整产品结构和尺寸，并满足对强度和刚度等方面的要求。 (4)具有一定的防虫、防腐性能。 (5)改善了竹材本身的各向异性。

(6)可以进行各种复面和涂饰加工，以满足不同的使用要求。

第二节 竹材人造板的分类

竹材人造板是以竹材为原料，经过一系列的机械和化学加工，在一定的温度和压力下，借助胶粘剂或竹材自身的结合力的作用，胶合而成的板状材料。

竹材人造板的厚度一般为2～40毫米，其幅面可根据加工工艺中主要设备的规格尺寸而定，也可以根据需要在长度或宽度方向进行接长或接宽加工。竹材人造板是以竹材为原料的各种人造板的总称。竹材人造板的品种很多，但用途比较大、产量比较多的主要品种仅20多种。可以按加工工艺、产品结构和用途来分类。 (一)按加工工艺分类 1．竹片法

竹片法是利用竹壁的整个厚度，形成较厚的平整的竹片，再按胶合板的构成方法将竹片组成板坯胶合成3层或多层的竹材胶合板。根据竹片的加工方法可以分为加压展平法和刨削法。 (1)竹材胶合板(加压展平法)：

将竹材经高温软化，加压展平制成宽度为 60～120毫米的竹片，再按制造胶合板的方法将竹片纵横交错组坯热压胶合而成。由于用酚醛胶做胶粘剂，相邻层竹片互相垂直配置胶合，因而是一种幅面大、强度高、变形小，尺寸稳定、性能优良的工程结构材料。

该产品由于竹片的厚度较大，一般为4－8毫米，产品多为3层、5层结构，因而胶粘剂耗量少(约40千克／立方米)。其密度为0.80一0.85克／立方厘米，与一般硬阔叶材相近，纵向的静曲强度(MOR ∥)≥90兆帕，横向的静曲强度(MOR ⊥)≥40兆帕，适用于载重汽车、客车做车厢地板。

高温软化后加压展平的竹片虽然具有工艺简单、竹材利用率较高的优点，但竹片表面有展

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平裂缝，影响外观质量，因此不适宜厢于制造装饰效果要求较高的产品。 (2)竹材集成材(刨削法)：

先将竹子固定在同一轴上保持一定距离的两片锯片进行锯切加工制成竹条，再通过四面刨刨削加工制成定宽定厚表面没有缝隙的竹片。这种加工方法生产效率和竹材利用率较低，成本较高，但制成的竹片定宽定厚，表面无裂隙，可用于家具和建筑装修。

将这种竹片全部按同一方向组坯，采用双向加压胶合而成的多层大幅面板材，称为竹材集成材。由于竹节经漂白或炭化处理，竹材集成材表面美观，纹理清晰、色泽高雅，与木材集成材、珍贵树种板方材同样的使用效果，主要用于家具、竹制品制作和室内装修。 (3)竹材集成地板(刨削法)：

将定宽、定厚竹片按同一方向或相邻层纵横交错组坯胶合而成。通常加工成厚度为9～18毫米，宽度为90～150毫米，长度小于1800毫米的条状竹地板。

竹材集成材和竹材地板生产技术要求十分严格。产品外形美观、精致，色泽均匀，加工制造难度较大，对竹材的要求很高(径级大、新鲜)，是近几年发展起来的一个附加值较高的产品。

2．竹篾法

该法利用竹子易于沿纵向纤维方向劈裂的特点，将竹子沿厚度剖分成0.5～30毫米、宽度为10～20毫米的几层篾条。根据竹篾的加工方式，可分为竹席和竹帘。 由其构成的主要产品如下: (1)竹编胶合板：

将竹子劈成0.8～l.2毫米的薄篾编成竹席，干燥后涂胶、组坯胶合而成。竹编胶合板一般由2～5张竹席组坯胶合而成，多数产品为薄板。普通竹编胶合板由厚度稍厚、宽度稍宽的粗竹席胶合而成。薄板主要用作包装材料和铁路篷车的顶板，厚板也可用作水泥模板、车厢底板等结构材。

竹编胶合板生产中的劈篾、编席工序都可分散在农村各农户做家庭副业，不需要复杂的机械设备，又能利用小径级的毛竹和杂竹，材料来源广。

竹编胶合板适合在经济欠发达、竹材径级较小的地区建厂生产。 (2)竹帘胶合板：

为简化竹篾编席的工艺，可用线将竹篾平行编织成整幅的竹帘，干燥后，再浸胶或涂胶、组坯热压胶合而制成竹帘胶合板。若表面竹篾加工和编织都很精细，热压胶合后，经砂光处理，可获得外形美观，强度、刚度都很高的竹帘胶合板。

该产品根据使用要求，可减小或增加篾片厚度、篾片厚度和宽度方向的加工精度等不同措施，采用不同的组坯方式，可以开发出多种用途的竹帘胶合板。 (3)竹篾层压板： 将竹子劈成薄篾干燥后，既不编席也不编帘而直接将竹篾浸胶，干燥至一定的含水率后组成板坯，然后经热压胶合而成的板材称为竹材层压板。竹材层压板竹篾多为纵向排列，使用酚醛胶作胶粘剂，产品以厚板为主，做结构材使用。

竹材层压板所有竹篾都要浸胶，热压时又采用较高的单位压力，因此产品密度可达1.0以上。由于篾片按平行方向组坯，因此纵向强度MOR平行≥100兆帕，但横向强度较低。 竹篾层压板目前主要用于载重汽车、客车车厢底板和铁路篷车底扳等。竹篾层压板的竹篾加工也可分散在各农户做家庭副业、对竹材径级大小没有特殊要求。 (4)竹材胶合模板(竹席竹帘复合板)：

以涂(或浸)胶的竹席为面板、背层，用竹帘作为芯层(涂或浸胶)，按照相邻层竹帘互相垂直配置组坯热压胶合而成。根据需要，还可在竹席外面再加上一张浸渍纸(浸渍三聚氰胺或酚醛树脂)而制成覆膜竹席竹帘胶合板，主要用于混凝土模板。

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该产品的竹席、竹帘都可分散在农户家做家庭副业，再由专人组织收购到工厂统一进行干燥、浸胶、组坯、热压、锯边等各项加工工序，设备比较简单，产品经久、耐用，可以符合建筑模板的使用要求，是竹材人造板中的一种主要产品。 3．竹材碎料法 制作竹材刨花板。根据木材刨花板的制造原理，为提高竹材的综合利用率，以小径竹、杂竹、竹梢和各种竹材加工剩余物为原料，经辊压、切断、刨片以后，再干燥、施胶、铺装成型、热压而制成的板材称为竹材刨花板。 竹材刨花板材料来源广，不仅可以利用各种小杂竹，还可以利用竹材采伐和加工剩余物，竹材利用率高。一般1.3吨原料可以制成l立方米竹材刨花板，工艺和设备与木材刨花板相近，是提高竹材综合利用率和竹材加上企业经济效益的一个值得开发的产品。

施酚醛胶的竹材刨花板具有较高的强度、弹性模量和较小的吸湿膨胀率。根据需要还可采用竹帘或竹席在竹材刨花板的发面或内层进行强化处理，使其满足使用要求，具有一定的应用前景。 4．复合法

为了改善产品性能，降低生产成本，将上述竹材加工中的竹片、竹篾、竹碎料和木材加工中的单板、木板、刨花、纤维以及其他金属、织物、塑料、浸渍纸等单元材料中的任意几种进行组合，经热压胶合而成的复合板材称为复合板。这种方法称为复合法。

由于竹材和木材易于加工，价格也较低廉，目前的复合法中以竹材、木材和浸渍纸的复合较为常见。竹材和木材在加工和利用中备具优缺点。木材直径较大，一般价格低于竹材，易于加工，劳动生产率较高，但一般速生材强度、刚度低于竹材；

竹材直径较小，壁薄小空，一般价格高于木材，加工难度大，劳动生产率较低，但竹材的强度、刚度一般高于木材，竹材的表面质量也优于一般木材。

结构材在使用过程中，表面材料承受主要外力，而中间部分的材料承受的外力较小，因此作为结构材和装饰材，表面材料都是决定产品性能的主要因素。竹木复合板融合了竹材和木材胶合板的生产工艺，具有比竹材胶合板更高的机械化和劳动生产率，以及比木材胶合板更优异的物理机械性能，生产成本也低于全竹结构的竹材胶合板。 从产品的经济性、材料的加工工艺性和结构的科学性来考虑，采用竹木复合结构替代现有的全竹结构，是科学、合理利用竹材资源的重要途径。 目前的竹木复合产品有以下几种: (1)竹木复合胶合板：

以一张酚醛浸渍纸、一张竹席和两张竹帘为面、背层材料，以若干张木单板为芯层材料组坯一次热压胶合斯成的厚度为28毫米的竹木复合胶合板，它既具有表面耐磨损、强度大、刚度好的特点，又克服了全竹结构成本高、难以加工、板材内应力大的缺陷，完全能符合集装箱底板使用要求。

符合集装箱底板使用要求的竹木复合集装箱底板，密度小于0.85，静曲强度MOR≥80兆帕，弹性模量MOE≥10000兆帕。传统的集装箱底板采用热带硬木中的阿必东、克隆等材种，由17～19层旋切单板用酚醛胶做胶粘剂制造的28毫米厚的胶合板做底板，纵横两个方向都要求有很高的强度和弹性模量，是迄今为止所有木质材料中要求最高的一种产品。 竹木复合集装箱底板可以一次成型，也可以将木单板胶合成胶合板基板。再将浸渍纸、竹席、竹帘和胶合板基板一起组坯进行第二次热压胶合成型。 (2)竹木复合层积材：

以竹帘胶合板为面、背层材料，以若干层厚度10～15毫米的锯切木板为芯层材料，组坯胶合而成的厚板材。该产品既具有竹材的强度和表面耐磨损性能，又具有木材较好的进钉和握钉力，加工工艺较竹木复合胶合板简单。

由于采用厚度较大的木板替代厚度较小的旋切单板，成本也大为降低，可做铁路平车地

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板使用。在生产过程中，应先将竹帘制成竹帘胶合板，竹帘胶合板的胶合面进行砂光后再与木板组坯进行第二次热压胶合成型。 (3)竹木复合地板：

以薄竹片为面、背层材料，以厚度8-15毫米的木材拼板为芯层材料，组坯胶合而成的既具有竹材外观形态又具有木材性能的新型竹木复合地板。这种地板与全竹地板相比较，简化了工艺，降低了成本，改善了全竹地板在使用中的舒适感。 (4)强化竹材刨花板：

为了提高竹材刨花板的强度，在刨花板的中间加入竹帘(相当于竹筋)，或在竹材刨花板的表面依次加入一层竹席和l～2层竹帘，一次热压成型，以改善其性能。 (5)覆膜竹材刨花板：

为了提高竹材刨花板和强化竹材刨花板作为模板的表面光洁度和降低吸水率，在竹刨花板两表面各覆l～2张酚醛或三聚氰胺浸渍纸，可以与刨花板的板坯一起组坯一次热压成型，也可以制成刨花板以后经定厚砂光，再与浸渍纸组坯热压成型，使刨花板的表面形成坚硬的树脂层。

(6)覆膜竹材胶合板：

以经定厚砂光的竹材胶合板或竹帘胶合板为基材，面、背层用一层木单板和l～2层浸渍纸为面层材料，组坯后一次热压胶合而成的表面具有坚硬的树脂层的高精度和高光洁度的覆膜竹胶合板，是混凝土模板中的精品，广泛应用于大型桥梁、高速公路施工中做清水混凝土模板。

(二)按产品结构分

(1)胶合板类：①竹编胶合板；②竹材胶合板；③竹帘胶合板。 (2)层压板类：竹篾层压板。 (3)碎料板类：竹材刨花板。

(4)复合板类：①竹木复合胶合板；②竹木复合层积材；③竹木复合地板；④强化竹利刨花板；⑤覆膜竹材刨花板；⑥覆膜竹材胶合板。 (三)按产品用途分

(1)车辆用竹材胶合板：①载重汽车、客车车厢地板(竹材胶合板、竹篾层压板)；②铁路篷车地板(竹篾层压板)；③铁路篷车旁板、顶板(竹编胶合板)；④铁路平车地板(竹术复合层积材)。

(2)混凝土模板用竹材胶合板：①竹材胶合模板(竹席、竹帘复合板)；②竹刨花板模板；③强化竹刨花板模板；④覆膜竹胶合模板；⑤覆膜竹刨花板模板。 (3)船用竹胶合板(竹帘胶合板)。

(4)竹材地板：竹材集成地板；竹木复合地板。

(5)家具、制品、装修用竹材胶合板(竹材集成材)。

第五章 竹材人造板的构成及物理机械性质

第一节、竹材人造板的构成 (一)结构形式

竹材人造板根据其生产工艺和产品具有的使用性能，其结构有以下两种形式。 1．单层结构

(1)均质结构：竹材人造板的断面上无明显的层次，组成单元(如竹刨花等)的大小、密度是均匀和一致的，纤维的排列方向无一定的规律，因而，材料的物理、机械性能在各个部位和方向上基本相近。如竹材刨花板等。

(2)渐变结构：竹材人造板断面上的密度和组成单元的大小既非均匀又无明显的层次，但可以看到逐渐变化的规律，为单层结构和多层结构的一种过渡结构形式。如采用渐变结构铺装

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机生产的竹材刨花板等。

(3)定向结构：竹材人造板的断面上无明届的层次，组成单元(竹刨花等)的大小、密度是均匀和一致的，但纤维的排列方向基本不一致，因而获得的板材呈现出一个方向的强度特别高，适合在单向强度要求特别高的场合下使用。如竹材定向结构板等。

2．多层结构 竹材人造板的断面上有明显的层次。根据构成每一层单元的纤维排列方向又可以分为以下两种结构： (1)定向结构； (2)非定向结构 。 (1)定向结构：

多层结构中构成同一单元(如竹片、竹席等)的纤维排列方向一致，而且所有相邻层单元的纤维排列方向一致。如竹篾层压板等。该种结构的板材单向强度很高，但纵横两个方向的强度和干缩、湿胀性能差异很大，因此板材的整体性能不够理想，适合在单向强度要求很高的场合下使用。如在铁木结构载货汽车的车厢底板中代替木材使用的竹篾层压板。 (2)非定向结构：

多层结构中构成同一单元(如竹片、竹帘、竹席等)的纤维方向一致，但与相邻单元的纤维方向互相垂直。如竹材胶合板、竹帘胶合板、竹编胶合板及各种竹材复合板等。该种结构的竹材人造板较好地改善了竹材本身的缺陷，纵横两个方向的强度较均匀，具有干缩和湿胀率小、整体性能好等特点。如竹材胶合板、竹帘胶合板和竹编胶合板等。 (二)竹材人造板的构成原则

竹材人造板和木材人造板一样，其构成原则是克服竹材本身固有的某些缺陷，使竹材人造板具有幅面大且不变形、不开裂等特点。设计竹材人造板产品时，应遵守以下原则： (1)对称原则：

是指对称中心平面两侧的各对应层，无论是竹种、厚度、层数、纤维方向、含水率，制造方法等，都必须相互对应，即完全相同。也就是对于对称中心平面一侧来说，组成竹材人造板产品各层的材料、厚度及制造方法等可以是相同的，也可以是不同的，但是对称中心平面两侧的各对应层必须完全相同。 竹材人造板产品在贮存和使用过程中，随着环境温湿度的改变，组成该板材各单元的材料都要相应的吸湿膨胀或排湿干缩，因而产生变形。但由于各层已在胶粘剂和温度、压力作用下牢固地胶合成一个整体，不能自由变形，因而就产生了内应力。内应力可用下式计算： σ=Eε 式中：

σ为应力(兆帕)；

E为材料的弹性模量(兆帕，与组成每层中．原材料的种类、制造方法、含水率等因素有关)；

ε为应变率(与材料的种类、纤维方向等有关)，ε=△I/I，I为材料的原有长度，△I为材料变形量(伸长或缩短的长度)。

由上式可知，当符合对称原则时，竹材人造板中心平面两侧各对应层产生的应力大小相等。因此，虽然产生内应力，但由于各对应层的应力相等，所以板材的整体结构稳定，不会产生变形、开裂等缺陷。

对称原则是一切人造板(竹材、木材)产品必须严格遵守的基本原则，更是被实际生产应用中证明的事实。因此只有全面、深刻地理解对称原则的涵义，科学灵活地运用好对称原则，才能设计好产品结构，确定正确的加工工艺，生产出满足用户使用要求的各种竹材人造板产品。 (2)奇数层原则：

多层结构的竹材人造板应注意遵守奇数层原则。由于相邻层材料的纤维方向要相互垂直，且

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又必须符合对称原则，因此它的总层数必定是奇数。奇数层的多层结构竹材人造板，其对称中心平面与中间层单元的对称平面相重合。当板材弯曲变形时，最大剪应力分布在中间层单元的对称平面上，因而使用时是安全和合理的。如果是偶数层，则最大剪应力分布住胶合层或胶与竹材结合层上，比较容易引起胶与竹材层分离即脱胶的缺陷。 但对某些要求单方向强度很高、某个方向的变形量的特殊产品，其结构也可以在符合对称原则的条件下，使若干层单元材料的纤维方向相互平行即同方向排列，从而制成偶数层板材(如4层、6层、8层等)，由于它们符合对称原则，因此板材不会产生挠曲、变形等缺陷。 偶数层板材受弯曲应力时，最大剪应力分布在作为中心平而的胶合面上。但由于目前作结构材使用的各种人造板，大都使用酚醛树脂作胶粘剂，若能科学地掌握好生产工艺，也能获得高耐候性和极高的胶合强度，使用也是安全可靠的。 (3)层的厚度原则：

多层结构的竹材人造板，在符合对称原则的条件下，各层单元材料(竹片、竹帘、竹席或其他单元材料)的厚度可以是等厚的，也可以是不等厚的，但对称中心平面两侧各对应层必须是等厚的，而且单元材料的种类、纤维方向、制造方法、含水率等都必须完全相同。

当竹材人造板的厚度一定时，层数越多，每层的厚度越小，则产品的性能越好，生产成本也越高，胶粘剂耗量也越大；若减少层数，即使增加每一层的厚度，则产品性能也会有所下降，但生产成本也会降低。因此竹材人造板产品的层数和每一层的厚度应根据产品的使用要求科学地加以确定。

第二节竹材人造板的物理机械性质

竹材人造板是近十几年刚刚崛起的人造板产品的一个新分支，人们对它还比较陌生，因此全而了解竹材人造板的各项物理机械性质，对于合理使用竹材人造板，扩大竹材人造板的使用途径，都是十分必要的。竹材人造板的物理机械性质与竹种、竹龄、胶粘剂、生产工艺、产品结构等多种因素有关。 (一)物理性质 1．含水率

竹材人造板在生产过程中，半成品要进行干燥。涂(或浸)胶过程中虽然要加进一部分水分，但在热压胶合过程中，由于较长时间的加温加压，在降压时会火量排出水分。因此，热压胶合后最终产品的竹材人造板含水率保持在较低的水平。只有这样，才能使产品有较高的物理机械性能和良好的尺寸稳定性。含水率的高低与使用的胶种和工艺条件有关。 竹材人造板的含水率，是板材离开热压机以后，在室温条件下经过一段时间的存放后再抽样进行测定的，用绝对含水率的数值来表示。

通常，以酚醛树脂胶为胶粘剂的竹材人造板，其含水率应低于10%；以脲醛树脂为胶粘剂的，含水率应低于12％。绝对含水率可用下式计算： H=(MH－Mo)/ Mo×100%

式中： H为试件的绝对含水率(％)；MH为试件抽样时的重量(克)；MO为试件干燥至绝干时的重量(克)。 2．密度

竹材人造板的密度，是由竹材自身的密度、使用的胶粘剂和热压工艺条件等多种因素确定的。竹材本身具有较高的密度，因此竹材人造板的密度比同品种的木质人造板．一般都要高一些。热压胶合中采用的温度较高，压力较大，则获得的人造板的强度等性能也越高。但是材料的密度也提高，压缩损失也增大，从而减小了材料的利用率。

通常，密度和板材的强度呈正相关，但是在考虑密度和强度时，必须同时考虑增加密度而造成的生产成本增加、材料的压缩损失增大及增加重量和吸湿膨胀率所带来的影响。但作为工程结构材料，尤其是用于车厢地板等运动机具上，希望强度大、刚度高而密度小，以减轻自

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重，增加货物装载量。因此在考虑产品结构和生产工艺时，应尽可能使产品具有较低的密度而具有较高的强度和刚度。 密度可用下式计算： γ=W/V

式中：γ为试件的密度(克／厘米3)；W为试件抽样时的重量(克)；V为试件抽样时的体积(厘米3)。 3．吸水率

表示竹材人造板在水中浸泡一定时间后，其吸收水分的重量。竹材人造板的吸水率除与竹材本身的吸水率有关，还与加工工艺有关。

构成竹材人造板的单元材料，由于涂胶或浸胶，堵塞或封闭了部分吸收水分的通道。经过高温高压，又产生了部分的塑性变形，都妨碍了水分的吸收。因此竹材制成了竹材人造板以后，吸水性能将比竹材有所下降。 吸水率可用以下公式计算： △W=(G2－G1)/G1×100% 式中：△w为试件的吸水率(％)；G1为吸水前试件的重量(克)；G2为吸水后试件的重量(克)。 大量试验表明：竹材人造板在一般冷水中浸泡24小时，其吸水率为20％左右；浸泡72小时，充分吸水后，其吸水率也不会大于45％。

4．干缩、膨胀率

竹材人造板和木材、竹材一样，吸收水分以后板材的外形尺寸要扩大即膨胀；排出水分则减小即干缩。干缩或膨胀率可用下式表示 ： H=(H2－H1)/H1×100%

式中：H为试件的干缩(或膨胀)率(％)；H1为试件吸水(或于燥)前的长度(厘米)；H2为试件吸水(或干燥)后的长度(厘米)。 大量试验表明：

由于胶粘剂和结构不同，不同产品的干缩、膨胀率有较大的差别。相邻层互相垂直配制的竹材人造板(如竹材胶合板、竹帘胶合板等)，由于相邻层的纤维方向互为900，在干缩和膨胀时，纵向纤维的干缩或膨胀受到垂直方向纤维的制约，反之垂直方向纤维的下缩或膨胀，也会受到纵向纤维的制约，因而纵、横两个方向的干缩膨胀率都会降低。如厚度为2.2厘米的五层结构竹材胶合板，冷水浸泡24小时后的吸湿膨胀率，长度方向为0. 015％、宽度方向为0.017％、厚度方向为0.202％。而竹篾层压板，竹篾厚度虽然仅为1.0毫米，而且竹篾全部都浸胶，并在高温高压下成型，理应吸湿膨胀率较小，但是由于竹篾层压板的竹篾全部是同方向排列组坯，因此二个方向的吸湿膨胀率分别是长度0.015％、宽度0.181％、厚度0.127％。

两者相比较，长度方向儿乎相同，宽度方向后者比前者大10倍，这是因为竹篾层压板的竹篾全部为同一方向组坯，在吸湿膨胀时没有受到垂直方向竹篾的制约，因而膨胀率很高。厚度方向后者比前者小，这是因为两种结构虽然都是同方向(竹材的径向)，但竹篾厚度小，而且是浸胶；而前者是竹片，厚度大(4～6毫米)，而且是涂胶。 竹材人造板大量应用于汽车工业做车厢底板和建筑水泥模板，需在生产工厂进行大批量定尺寸加工，并作为大工业的零件配套供应，因此对外形尺寸有严格的要求。了解和掌握竹材人造板的干缩、膨胀规律，对于指导生产和应用都有重要意义。 5．比热、导热系数

竹材和木材结构有相似之处，也有各自的特点。制成竹材人造板以后，它的各项热学性质与同品种的木材人造板有某些差异，总的趋势是由于竹材的密度高于一般木材，因此一般竹材人造板其比热、导热系数也大于同品种木质人造板。

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(二)机械性质

竹材人造板主要作为工程结构材料使用，因此机械性能是产品优劣的重要标志。竹材人造板的主要机械性质有以下各项: (1)静弯曲强度(MOR)：

是材料承受弯曲应力的能力。竹材的静曲强度很高，多数竹种都大于150兆帕。因此竹材人造板的静弯曲强度要比同结构、同厚度、同密度的木质人造板高得多。静弯曲强度可用下式计算：

MOR=3PL/2bh2 式中：MOR为试件的静弯曲强度(兆帕)；P为试讦的破坏荷重(牛)；L为支座距离(毫米)；b为试件的宽度(毫米)；h为试件的厚度(毫米)。 (2)弹性模量(MOE)：

是材料抗变形能力的标志。竹材由于结构性好，因此其自身的弹性模量仅为11000兆帕，与普通中等硬度的木材的弹性模量相近，因而竹材人造板的弹性模量与同结构、同厚度、同密度的木材人造板大体相近。 (3)胶合强度：

是胶合材料胶合的牢固程度。竹材的竹青和竹黄对一般的酚醛树脂胶、尿醛树脂胶没有润湿能力，因此不能胶合。竹材除去竹青和竹黄以后，对各种胶粘剂都有湿润能力，胶合性能和木材相似。 竹材胶合板的热压过程可以分为三个阶段： 第一阶段：从放第一张板坯进入热压板至全部热压板闭合并达到要求的单位压力。这一阶段称为自由加热期。

第二阶段：从热压板内的板坯达到要求的单位压力至降压开始。这一阶段称为压力保持期。 第三阶段：从热压板的板坯降压开始到热压板全部张开。这一阶段称为降压期。

在第一阶段内，板坯朝下的一面受热压板接触传热，在板坯尚未受压以前，竹片即因受热而发生不同程度的干缩，胶粘剂也因此可能发生不同程度的固化；另一方面，板坯朝上的一面，仅以热空气加热，传热速度要慢得多。板坯上下受热不均，会影响胶合质量，严重时还会产生脱胶、翘曲变形等缺陷。为保证胶合质量，自由加热期应尽量缩短，一般手工装板的热压机，其层数以不超过10层，自由加热期的时间不超过1分钟为宜。10层以上的热压机，应配备机械装卸板设备，实现自动装卸，以缩短自由加热期的时间。 在压力保持期内，板坯内的变化最为复杂，可分为水分和温度的变化、竹材内部的变化、胶粘剂缩聚反应而固化。这三种变化，先后或同时存这一时间内缓慢地进行。

板坯在自由加热期内，仅有部分接触传热和辐射热，因此水分蒸发很少，一般仅为1％左右。而在压力保持期内，由于同时加温加压，因此板坯的温度有规律地上升，加速了板坯内部水分的运动，同时有一部分水变为蒸汽。由于蒸汽比水具有较大的扩散力，而且板坯内的空气由于热的作用，体积膨胀而产生压力。此压力促使水蒸气向板坯的四周边缘部分溢散。 随着热压时间的延长，板坯中的竹材逐渐被压缩和紧密化，胶粘剂逐渐固化，水分和蒸汽的流动受到了阻碍，于是板坯内的蒸汽压力迅速上升，板坯的温度也逐渐上升。板坯周边部分水分容易蒸发，吸收蒸发热，并且还有周围空气的冷却作用，因此，板坯周边部分的温度在一定时间内维持在100℃左右，而板坯中心部分则逐步升高到热压板的温度。

随着热压时间的延长，温度逐渐上升，板坯内外部形成显著的温度梯度。板坯周边部分是低温区域，其面积大小受板坯含水率、加热温度和周围空气的影响。据有关资料介绍，低温区域大约在板坯周边75～150毫米的区域内。板坯的部分，因温度上升以及蒸汽扩散而受到的阻碍，产生较大的蒸汽压力，此蒸汽压力又反过来提高板坯的温度，因此在板坯部分形成一个高温区域。在此区域内，存在大量的蒸汽和不能变为蒸汽而呈过热状态的水，这就是高温区内含水率远高于周边低温区的原因。在热压过程中，板坯在加热加压条件

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下产生两种变形：一为弹性变形；一为塑性变形。在开始热压时，主要是弹性变形；随着板坯的加热，竹材塑化，逐渐产生塑性变形，因此竹材内部结构变得紧密。热压过程中，冲压泵不断启动补充压力，就是因为板坯产生塑性变形厚度变小了而使单位压力下降。

竹材的塑化，产生一定的压缩量，其大小因竹材的种类、竹龄、立地条件、含水率、压力、温度、加压时问等不同而不同。通常，压力大、温度高、加压时间长都可增大压缩率，反之则减小。层数越多的厚合板，鼓泡现象越多。因此降低压力时必须缓慢地进行，应在板坯内外的压力基本保持平衡的状态下慢慢地降压，使板坯内的水分随着压力的降低逐渐排除。为了防止鼓泡现象的产生，通常要求实行三段降压。

第一段降压：由工作压力降到平衡压力。所谓“平衡压力”就是与板坯内部蒸汽压力基本保持平衡的外部压力，其数值与热压时所使用的温度和单位压力有关。对于在酚醛树脂胶竹材胶合板所使用的温度和压力条件下，大约为0.3-0.4兆帕。 在此降压阶段内，由于外部的压力与板坯内部的蒸汽压力基本上是相等的，因而板坯内部的水蒸气和呈过热状态水不能大量外溢，基本上仍处于“静止状态”。这一阶段的降压速度可快一点，一般3层板掌握在10～15秒钟内完成。

第二段降压：由平衡压力降到零。这一阶段由于外部压力降低，形成板坯内外的压力差。板坯中除了原有的大量水蒸气外，呈过热状态的水也要变成蒸汽。这时如果降压速度过快，则巨大的压差造成板坯内的水蒸气高速溢出，冲破胶层而产生“鼓泡”或“脱胶”。因此，这一阶段的降压速度要缓慢，要求降压速度与水蒸气由板坯中排出的速度相适应。一般3层板约在30～50秒钟内完成，多层板应适当延长。

第三段降压：由零到热压板完全张开。这一段可以打开阀门，以最大速度卸荷，使热压板张开。这时要注意的是压机最下面一个工作间隔中的板坯，在表压力显示为零的时候，实际上还承受着所有热压板自重的压力。因此最后一块压板张外要适当放慢速度，以防产生“鼓泡”，这段时间的长短由热压机的液压系统决定。 2)影响胶合质量的因素：竹材胶合板胶合应具备的条件是①胶粘剂对被胶合的竹片应具有良好的胶合性能，这是保证胶合质量最首要的条件。除了选择适宜的胶种和配方以外，还应重视制胶过程中对苯酚、甲醛、烧碱等原料的分析，严格操作规程，测定反应终了时的固含量和粘度，使胶粘剂的各项理化指标都符合要求，方可供生产使用。

②竹片的厚度要均匀，即厚度误差要小，表面光洁度要好，一般应平整光滑。竹片的含水率应符合胶合工艺的要求，尤其是酚醛胶，竹片的含水率超过10％，很难获得满意的胶合效果。在热压胶合中压力、温度和时间是实现胶层固化的重要保证。综上所述，影响胶合质量的因素除竹片、胶粘剂以外，最主要的就是热压的温度、压力和时间，这就是通常所称的热压工艺。

压力的影响：要使竹片与胶合剂充分接触，必须列板坯施加一定的压力。一般胶合材性硬的材料，需要的压力应大一些，反之则可小一些。但是若压力过大，重者会压溃被胶合的材料，破坏其自身的结构，轻者则加大了热压胶合时的压缩百分率，增大了材料的消耗，降低了竹材的利用率。因此正确地选择和确定热压时的单位压力是保证胶合质量和材料利用率的重要因素。

单位压力是热压时竹材胶合板板坯单位面积上所受的压力；表压力是热压机压力表上指示的压力，即液压系统中作用在热压机油缸柱塞单位面积上的压力。它们之间有以下关系式: P=π d2 n Po/4 F

式中：P为单位压力(兆帕)；d为热压机油缸的柱塞直径(毫米)；n为热压机油缸的柱塞数；F为板坯的面积(毫米2)；Po为表压力(兆帕)。

第二节竹材集成材和竹材地板

(一)竹材集成材和竹材地板的结构和分类

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竹材集成材和竹材地板都使用同轴双锯片开片机加工而成的定宽定厚的竹片为基本构成单元，而且都采用双向加压的胶合工艺和胶合设备。产品的用途也相似，主要用于替代珍贵树种木材制作竹家具、竹制品、室内装修和铺设地板，是一种尺寸稳定、纹理清晰雅致、结构、性能优良和木材集成材相似的一种产品。 当今世界范围内珍贵阔叶材资源日趋短缺，价格大大高于一般的针叶材，因此开发替代珍贵材种木材的竹材集成材和竹材地板具有重要的经济价值。

1.竹材集成材 是竹子经截断、开片、粗刨、水煮(含漂白、防虫、防霉、防腐等处理)或碳化、干燥、精刨，选片、涂胶、组坏、双向加压胶合、锯边、砂光而制成的一种大幅面的竹制板材。其厚度为3～30毫米，长度为l500～2400毫米，宽度为500-1200毫米。竹材集成材的结构和木材集成材相同，全部竹片采用同方向组坯，用途和性能也和木材集成材相近。竹材集成材可以分成薄型和厚型两大类。3～8毫米的薄型竹材集成材主要用于室内装修和家具的表面装饰。

薄型竹材集成材由于竹片厚度小，侧向胶合的胶合面积小，因此板面宽度方向的强度较小，运输、搬运中容易断裂，同时，由于竹条本身是一种非均质的材料，竹青面、竹黄面的干缩、温胀应力不等，容易发生变形，因此也容易断裂。所以薄型竹材集成材在胶合成型以后的锯边、砂光等工序中应特别注意防止横向断裂，另外竹材集成材作为装饰材料，在表面尚未涂饰前的贮存和运输过程中还要防止发霉，因此拟采用塑料薄膜套封并使用包装箱包装。 厚型竹材集成材既作为结构材料又作为装饰材料，因此表面竹片应有严格的材质和加工工艺的要求，要认真选配。芯层和背面竹片则可选用等级较低的竹片，厚型板材的双向加压胶合是影响质量的关键，在生产中应特别注意。 2．竹材地板的结构和分类 竹材地板和竹材集成材使用同一加工方法的竹片，仅从组坯工序以后的加工工艺有所不同。竹材地板按其结构可以分为径面式(侧压板)、弦面式(正压板一直芯和横芯)和竹木复合式(正压板一直芯和横芯。

径面式竹地板采用多块竹片侧向胶合，又称为侧压板，即多层竹片之间采用弦切面胶合成一整体，再进行后续加工；弦面式竹地板由面板、芯板和底板三层胶合而成，同层竹片采用径切面竹片的径面和弦面拼接，层与层之间的竹片采用弦切面胶合，又称正压板。 竹片靠近竹青的表面结构较精密，纹理较清晰雅致，靠近竹黄的面结构较疏长，纹理呆板，表面也不如竹青面美观。为了使竹地板的结构能够对称、不变形，组坯时应使面板与底板竹片的竹青全部朝外。弦面式竹地板中，如果芯板竹片与面板、底板竹片同方向组坯胶合，则称为直芯板；如果芯板竹片与面底板竹片相互垂直胶合，则称为横心板；竹木复合地板面、底板采用3.0~3.5毫米竹片，芯板采用10~12毫米较低密度木材的锯切板。面底板的竹片可采用根部厚竹片通过分片锯加工成两片，也可采用竹子梢部较薄的竹片加工而成。竹木复合也可分为直芯板和横芯板。竹木复合地板是一种既具有木板地板特性的新型地板，竹木复合地板与全竹地板相比，工艺较简单、劳动生产率较高、价格功能比较好。

竹地板按颜色还可分为本色地板和碳化地板。本色地板使用的竹片，经蒸煮、漂白后，金黄透亮，保留了竹材的天然颜色，称之为本色板。碳化地板使用的竹片，经高温、高压饱和蒸汽处理，使竹片纤维在高温条件下碳化，得到一种类似于咖啡色的颜色，称为碳化板。 （二）竹材集成材和竹材地板的生产工艺

1.生产工艺流程 竹材集成板和竹板地板是一种不同于以竹材“软化—展平”工艺为核心的竹材胶合板和以竹材制造工艺为核心的竹编、竹帘和竹材层压板的生产工艺，它是以同轴双锯片加工定宽定厚竹片工艺为核心的一种特殊产品。其加工精度、外观要求都比其他竹材人造地板要求高。更严格。竹材地板还有开槽和涂装等更多的后续加工工序。 2.主要生产工艺的技术要求

(1)截断：选取新鲜、4年以上的原竹按照事先预设的长度用截断机锯成一段一段的竹筒，

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俗称下料。竹材地板生产的原竹一般应使用胸径超过10厘米，秆形通直，尖削度小，竹壁较厚的竹子。在下料时，要注意因才选用，留足加工余量，提高竹料的利用率，降低成本。 （2）开片：将所截取的竹筒，用同轴双锯片机锯开，得到等宽等长的竹片。竹片的宽度由锯片之间的间隙来决定，可按需要进行调整。竹片宽度越宽，则刨削竹青、竹黄时的切削量就越多，竹材的利用率就越低。但竹片过窄，则锯路的损耗也越大。

因此，必须合理确定竹片开片的宽度。如果生产的是径面板则竹片的宽度以25毫米左右为宜，如果生产的是弦面板则竹片的宽度应选择在19毫米左右。竹筒开片时，应将小头朝前，大头在后，以免产出最后一片不够宽度的现象。 （3）粗刨（四面刨平）：为了便于后续加工，必须将竹片两面的竹青、竹黄去掉，并刨去加工成断面形状为矩形的竹片。如不去掉表层、里层的竹青竹黄、不仅蒸煮漂白时化学药物难以渗透进去，达不到应有的效果，而且在竹片胶涂时胶粘剂不能润湿，竹片无法胶合。 竹片粗刨用专用粗刨机进行加工。首先应将竹片上残留的竹内节用刀削去，然后将竹片按厚度分类，一般分2~3种厚度。将粗刨机的加工厚度调至为相应的厚度规格再进行竹片刨削加工，粗刨后分别堆放，并捆扎成捆。 竹壁较厚的竹片，刨削成较厚的竹坯片，反之则制成较薄的一些坯片。竹片刨削量以大致平整为宜。即两面竹青、竹黄的残留量不超过30%。但要注意刨削量不能太大，以留足后续加工余量。

（4）蒸煮、漂白：竹材比一般木材包含更多的营养物质，这些有机物质是一些昆虫和真菌的最好营养。在这些营养物质中，蛋白质的含量约为1.5%~ 6.0%，糖类约为2%左右，淀粉约为2.0%~6.0%，脂肪和蜡质约为2.0%~4.0%，因此在一定的温度和湿度条件下使用和保存竹地板，容易引起霉变和虫蛀。

蛀食竹材的有竹蠹虫、白蚁、竹蜂等。其中竹蠹虫最为严重。竹材的腐烂与霉变主要有腐朽菌寄生所引起，在通风不良的湿热条件下，极易发生。而竹材地板使用期较长，外观要求高，不经过处理或处理不好，势必影响其使用质量和使用寿命。因此，竹板地板必须首先解决防虫霉变的问题。

在生产上，解决竹材虫蛀和霉变的方法：一是竹材蒸煮；二是竹材碳化。竹材蒸煮是制作本色竹地板的必要环节。其原理是通过高温煮沸，并加入一定量的氧化漂白剂及专用的防虫霉变剂，将竹材中的可溶性有机物分析出，并杀死竹材中的虫卵和霉菌，以达到防虫霉变的目的。 此外在竹材蒸煮过程中，由于氧化漂白剂的作用，使不通不同部位的竹颜色趋于一致，增加地板的白度，减少了色差。在实际操作中，可先将刨好的竹片放入60℃左右的热水中，再按5%~8%的比例加入30%的过氧化氢及适量的防虫霉变剂，将水用蒸汽加温煮沸并保持6~8小时。蒸煮完毕后，将竹片取出。蒸煮池中的水仍可继续使用，但随着使用次数的增加，需要依次加入适量的上述化合物。由于竹片经过粗刨后，竹青、竹黄已去掉大部分。故药物能较顺利地掺入竹片中。通过蒸煮的竹片，其防虫霉变的效果较为可靠。

（5）碳化：碳化的原理是将竹片置于高温、高湿、高压的环境中，使竹材中的有机化合物，如糖、淀粉、蛋白质分解，使蛀虫及霉菌失去营养来源，同时杀死附着在竹材中的虫卵及真菌。竹材经高温、高压后，竹纤维碳化后变成古铜色类似咖啡色的颜色。

经碳化加工出来的地板，颜色古色古香，别具一格。由于碳化过程中没有像蒸煮时那样将可溶性有机物析出，因此碳化后的竹片其比重要比蒸煮的竹片稍大一点。同时由于竹纤维在高温环境下碳化，对竹子本身的强度通常略有降低，但竹材的表面硬度却略有提高。生产中一般将粗刨后的竹片，放入专用炭化炉中，通入蒸汽后保持一定的压力即可。其步骤是，将竹片放入金属框中，沿着轨道推进炉内后关闭炉门，打开蒸汽阀，使压力达到0.3兆帕左右，保持70~80分钟，然后关闭蒸汽阀，排除炉内蒸汽，打开炉门，取出竹片。

（6）干燥：竹片干燥是竹材和集成材和竹材地板生产中重要的一个环节。竹片干燥后，一是可以防止地板在使用过程中干缩、并裂和变形，二是可以有效防止蛀虫和霉菌的生长；三

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是有利于热压胶合，提高地板的胶合强度。因此生产过程中对竹材干燥有着严格的要求。热压胶合时，竹片还要从空气中吸收一些水分，因此竹片干燥后，含水率应控制在8%左右。 竹片经过蒸煮或碳化后，其含水率一般较为接近，可达35%~50%左右，由于竹片纤维排列整齐，竹片体积小，在干燥过程中不会产生像木材那样的扭曲变形及开裂现象。因此竹材干燥工艺比木材干燥要简单得多。既不要喷蒸加温，也不需要用复杂的温度曲线来控制。一般采用60℃到70 ℃左右的温度连续烘干72~84小时，即可达到10%以内的含水率，但要注意不宜采用超过70 ℃ 的温度。因为干燥速度过快，则会使竹片翘曲导致地板变形。 为了充分利用加工废料，可以采用以废料为燃料炉产生的炉气体干燥竹片，效果也较好。 （7）精刨（四面精修平）：竹片经粗刨并干燥后，外型尺寸基本稳定和规整。由于外观和精度的要求，在热压之前必须使竹子的尺寸（主要是厚度和宽度）符合规定的要求，以使竹片与竹片之间达到拼缝紧密、无缝隙的效果。确定竹片精确尺寸的过程就是精刨。 精刨机由上、下滚刀组把竹片的两面（弦面，即竹青、竹黄面）刨削平整。左右立轴滚刀组把竹片两边（竹片径面）刨削平整，竹片的厚度和宽度通过调整上下滚刀或左右的刀轴的距离来调整。 精刨时要注意：

1、竹青、竹黄一定要全部刨削掉。

2、竹片内的每一点都要刨平。有的竹片在干燥后，干缩率比较大，这时候刨削量要增加一些。

3.精刨后的竹片规格不宜太多，而且要分类堆放以便组坯时搭配使用。 4.竹片精刨后的厚度和宽度应控制在0.1毫米以内。

（8）组坯热压：组坯热压就是将精刨后的竹片按照产品的结构要求，组合成板坯再胶合成规格板材，具体过程如下：

1.胶粘剂准备：竹材集成材和竹材地板使用的胶粘剂，一般为热固性的脲醛树脂。脲醛树脂系尿素和甲醛在催化剂的作用下，缩聚而成的初期树脂。然后在固化剂的作用下，形成不溶不熔的末期树脂。 脲醛树脂具有较好的胶合强度、耐水性，耐热性。成本低廉、使用方便、不污染胶合制品等优点。但普通脲醛树脂中含有少量的游离甲醛，对人体有一定的危害，因此应选用低游离的甲醛脲醛树脂胶粘剂，严格控制游离的甲醛量。脲醛树脂在热压前要加入固化剂。固化剂一般可直接加入乳状树脂中、搅拌均匀即可。若固化剂为粉末状，则可先调成水溶液，再加入乳状树脂中搅拌均匀。

2.涂胶：竹片在热压之前，需要均匀涂布一层胶黏剂。面板层和底板层的竹子需涂两个侧面（经切面和竹黄面）。芯层竹片四个面都要均匀涂布。涂布时可用涂布机或手工进行。但用涂胶机涂胶时，需先按手工涂布竹片的经切面，再用涂胶机涂布弦切面。

3.组坯：竹片涂胶后，按照预先设定的地板规格和结构，将竹片分成面、芯、底层组合起来，形成板坯。组坯时既可以单块单块的组，也可以根据热压机幅面整张的组。单块组合时，为了进出压机方便，可在两头用塑料捆扎。

4.热压：组坯完成后，立即逐块移入热压机中加热加压。板坯达到工作压力后，胶黏剂在温度和压力的作用下，迅速固化，完成胶合过程，操作步骤如下：

A.先将热压板加热至100℃~110℃。 B.将板坯整齐地摆放在热压板上。 C.将热压板闭合、 D.加侧压，使竹片之间侧向结合紧密无缝隙（用肉眼检查即可）。 E.第二次施加正向压力，直至板坯完全平直，胶合紧密。 F.保证正、侧压力10分钟左右直至胶黏剂固化。

G.退出正、侧压力，取出板坯。

（9）竹材地板的刨削定厚：板坯热压成型后，由于竹片精铣后留有一定的加工余量。因此板坯的厚度一般比产品的最终厚度大1~1.5毫米左右。另外由于热压板的平整度及胶黏剂的渗出，导致板坯热压后，表面粗糙不平。因此需要用压刨将板坯的两面刨平至稍大于地板

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的最终厚度。最终厚度的尺寸则由四面刨和砂光机完成。竹板地板的刨削定厚使用竹材专门的刨削机进行。

板坯刨削时，一般先刨削面板的表面，将渗出的胶、残留的竹青及热压板的压痕刨削掉。但要注意切削量不要太大，刨平即可，否则将破坏邻近的竹纤维结构和纹理，影响美观。 （10）竹材地板的修边：热压后的板坯，由于热压机的误差和加压操作工序不同，板坯侧面的直线度尚达不到要求。因此必须先修直一条边，以便以这条边为基准进行开槽加工。修边的质量直接关系到开槽的精度。地板修边一般采用手工进料的平刨机。

（11）竹材地板的开槽：竹材地板与传统的木地板一样，一般为长方形。为了使地板在铺装时紧密地拼合成一个整体，需要在地板周围开出凹凸相对的槽。地板长度方向的槽叫做双边槽，宽度方向的槽叫做双头槽，凸状槽叫做公槽，凹状槽叫做母槽。开槽作业时，应先开双边槽，后开双头槽。这样才能保证地板的精度。开双边槽一般在高精度四面刨机上进行，先将四面刨机调整为精确尺寸，然后将刨削，修边好的竹地板坯依次送入机器的输送系统中。机器通过上下及左右旋转的刀轴将地板的上下两面刨削成所需厚度。同时将双边公母槽一并铣出。

送入板坯时应注意将板面朝下进行加工，双头铣床的工作过程是，传动系统将固定在工作台面上的板坯自动送到上下左右对称的园锯片下，锯片将板坯切割定长后，再向前行进，由主刀轴刀铣削出槽。

（12）砂光：砂光的目的一是对竹材地板进行精确定厚，二是对竹材地板表面特别是面板层研磨，使版面光滑，为涂装做好准备。竹材地板使用砂光机，一般为双砂架或三砂架单面砂光机，砂光机的设置为前后砂粒各不相同，第一带的粒度一般为100号以内，最后一带要求在120号以上。竹材集成材的定厚加工以砂光较为理想，但砂带粒度可适当调整。 （13）涂装：涂装是竹材地板加工过程中的最后一道工序。 涂装的目的:

一是增加地板表面的硬度，延长使用寿命。涂装后的地板，耐磨度可达2200转/分钟，在正常情况下，地板使用十五年漆面不脱落，表面磨损亦较低。

二是增加地板的美观。涂装后，版面结实光滑，易于清扫，起到了美化的效果。三是封闭防潮，由于油漆在固化分子前其分子已将竹材纤维孔隙填实，固化后形成一层坚硬的漆膜。因此空气中的水分被油漆阻隔，不能进入地板中。避免了由于外界湿度的变化而引起地板涨缩变形及虫，菌的滋生。因此，竹材地板涂装质量的好坏，直接关系到其本身的外观质量及使用寿命。是生产加工的重要环节。

竹装地板的涂装一般采用热固化或光固化树脂漆。这两种油漆使用的原料不同，涂装的工艺亦有所不同。

（三）影响竹材集成材和竹材地板产品质量的主要因素

竹材集成材和竹材地板的不同于其他竹材人造板，它除了有足够的强度，刚度外，对结构的稳定，外形美观，装饰效果等方面的要求更为严格，主要是影响因素有以下几个方面。 1.原料控制

竹材原料的选择与控制是竹材集成材和地板加工的基础工作。原竹质量的好坏，直接关系到产品的质量。原料的选取，就是要做到“老，鲜，直，粗”。 老：指竹龄要适当老些。一般选取4年生以上的竹子。这个年龄段的竹材材质稳定，密度高，强度大，含水率较低，干缩性较小。鲜：是指加工原料要尽量保持新鲜。存放期越短越好。以免竹材霉变，干枯。特别是在高温，高湿的春夏两季存放期更不能太长。因为这个季节，竹材正好处于生长期。其本身的水分及糖分含量较高，砍伐后极易滋生霉菌，使竹材变性变色。因此这个时期竹材的存放期一般不超过5天，在秋冬两季，竹林生长渐渐进入休眠期，此时竹材中的水分，糖分含量下降，加上外接温度较低，空气干燥，霉菌不易繁殖。因此，

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此时可加紧储备原料，但存放期不宜超过15天。直：指原竹的主杆要通直，秆形削度小，以提高竹材利用率。

粗：指原竹的直径要大，一般要求原竹的直径在100毫米以上，直径越大，出材率越高，利用率越大。通常情况下，原竹的直径越大，竹壁的厚度越大，加工竹材地板越便宜。 2.精度控制

竹材集成材和竹材地板的加工过程中有三个环节影响产品表面竹片间的缝隙度和地板拼合程度。这就是竹片精刨，地板开槽，地板砂光。精刨竹片的尺寸精度，决定着热压时竹片之间，层与层之间是否存在着缝隙，对地板强度和表面的美观都会直接产生影响。地板开槽的精度，影响到铺装的缝隙和角度，地板砂光的精度直接影响到铺装地板的平整度。影响加工精度的主要原因是加工设备的质量，即竹片精刨机，四面刨，双头开槽机及砂光机的精度。精度控制的误差允许范围是：竹片精度宽度小于0.1MM，厚度小于0.1MM。地板安装缝隙小于0.2MM，高低不平度小于0.2mm，如果开槽的精度不稳定，应尽量避免生产直角槽地板，因为如果存在误差，则地板直角可能会伤及使用者。在这种情况下，应该在四面槽上倒角，使槽口拼合处圆钝。 3. 形状稳定控制

竹材集成材及竹材地板保持形状稳定，防止变型是最基本的要求。影响形状稳定性的主要因素有：结构的对称，竹片纤维的对称，含水率的均匀和平衡。

（1）结构的对称：由于竹片集成材和竹材地板是一种特殊的多层竹片胶合板，因此在其整体结构上必须遵循对称的原则才能保持形状的稳定。在生产中常用的结构有单层，双层，三层结构或多层复杂结构。 单层，二层结构多数是装饰用薄型竹材集成材。单层结构由于竹青，竹黄的性能差异较大，因此对称性较差，容易产生变形。双层结构的对称中心平面在胶层上，是符合对称性的。三层式结构，是以芯板为中心版，面板，底板两层相互对称而胶合成一个平衡体。这种结构即可用于全竹结构，也可以用于竹木复合结构。它的关键是强调底，面两层竹片的对称。 在底，面层板的厚度上，由于热压胶合后，还要进行很多的后期加工，如刨削，砂光等，而这些加工往往又集中在面板层，势必引起厚度的变化。因此在加工时应注意将加工量均匀分布到面，底各层中，三层式结构中，其芯层即可以是竹制材料，也可以是木质材料，可节约竹材用量，降低生产成本。

多层式复合结构，是指四层以上全竹或竹木复合结构。这种结构，即可以是奇数层，也可以是偶数层。一般来说，在产品厚度一定的情况下，层数越多，结构越稳定，但成本也越高。在实际生产中，如果竹壁较薄，需要四层以上胶合，才能达到一定的厚度，或者是由于地板的特殊用途，需要较厚的情况，可以考虑采用多层复合结构。

另外，用竹材贴面的竹木复合地板，也是多层复合结构的实例。这种地板的基材一般采用多层的木材胶合板，薄竹片做贴面。这种结构之所以较为稳定，原因是木材胶合板本身多层纤维交错。薄竹片贴面后，在幅度不大的情况下，不至于影响整体的稳定性，但在背面要胶合一层和竹片性能相近，厚度相同的对称层。

（2）竹片纤维层的对称：竹材纤维中维管束在竹材内部的分布是不均匀的。靠近竹壁外侧维管束分布多而密，靠近内侧维管束少而稀疏。因此，竹青部分密度大，竹黄部分密度小，同一竹片之中密度不同，导致了竹青竹黄部分力学性能有差异。 因此，在竹材集成材和竹制地板的生产过程中，仅注意到结构的对称而没有考虑竹材纤维的对称，其内部应力难以平衡，也会引起地板的变形。解决这一问题的方法仍然是注意遵守对称的原则。用竹青，竹黄两面对应的排列来达到目的。

通常对于径面式测压地板结构，由于面板的竹青必须朝外，因此作为对应，底板的竹青必须朝外。中层芯板竹片的排放，应采用一片竹青朝上，而相邻的另一面朝下，以求最大限度

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的对称。

另外，由于竹子中纤维管走向平行而整齐，，纹理一致，没有横向关系，因为竹材的纵向强度大，横向强度比较小。据测定，纵横向的强度比高达30：1。如果芯板的纤维排列方向与面板，底板平行一致，则地板本身缺乏横向拉力，易产生瓦状横向变形。

因此，有一种竹地板芯板与面板，底板相互垂直配置，这种结构的地板，宽度可做的大一些且不易变形。竹木复合地板的木材芯板也可参照此结构。

（3）含水率的均衡与平衡：竹材集成材和竹木地板与其他人造板一样，吸收水分，板材的尺寸要增大，排出水分则尺寸要缩小，如果同一块产品中竹片之间的含水率不一致，则在同一环境中使用或储存，就会引起产品的翘曲变形。

另一方面，如果产品的含水率与外界环境的空气湿度相差很大，超过了一定的范围，同样会引起产品的干缩与膨胀，导致开裂与变形。因此，所谓含水率的影响应包含两个方面，其一是竹材集成材和竹材地板中各种组成材料的含水率应均匀一致。其二是产品的含水率与使用环境的空气湿度应基本平衡。

对于竹片之间含水率的控制问题，关键是要注意干燥窑的结构要科学，干燥工艺要正确，窑内各处的温度要均匀，竹片干燥时，含水率应达到8%左右，才可以出窑。竹片出窑后，要利用热竹片即进行精刨。精刨后的竹片要在室温内存放48小时以后，使竹片冷却，含水率均匀后再进行组坯，热压，胶合，这样制成的产品，整个板坯内部含水率才一致。 关于产品含水率与环境温度湿度的问题，主要控制环节是在产品涂装之前，将含水率进行调整，使产品的含水率应在10%-12%之间，如果在内陆地区，则含水率应控制在8%-10%之间，如果是特别干燥的地区，则含水率必须控制在8%以内。调整含水率的通常做法是：将开槽砂光的板坯，或放在室内，让板坯适当吸收空气中的水分，以提高含水率，或将板坯放入40-50°C的保温房中继续干燥，使含水率降为8%以下，含水率的调整方法和时间,不同季节有所不同。 含水率调整好以后，应立即进行涂装，并将竹板地板封闭起来，此时特别要注意地板的两个端头和背面，竹木地板的端头是竹材纤维管束的横切面，亦是水分进出的主要通道，应用喷将油漆填塞纤维孔。这样，竹材地板就可以长期使用过程中，不至于过多的湿涨与干缩，使形状保持稳定。 4.色差控制 同一产品中，竹片与竹片之间的颜色的差异的影响产品外观质量的主要原因之一。但是由于竹片来自与纯天然，竹龄不同，生长的地理条件不同，竹材的部位不同，都有可能使竹片的颜色不同，因此必须在生长过程中进行加工处理，以保持竹片色泽的基本一致。

色差控制的重点是在表层上，面对芯层与底层来说，除非客户有特别的要求，一般可以不予考虑。

（1）竹片的加工处理：主要是通过蒸煮漂白和碳化，尽量使竹片的颜色趋于一致。原料控制环节极为重要，原料不好，色差就很难消除。

（2）选片：竹片精刨后，要对竹片进行竹片分拣。先将面板竹片挑选出来。面板竹片的挑选标准主要是外观质量，主要考虑下列几点：1.色泽清新自然，纤维排列整齐；2.无虫眼，无霉斑，黑点，黑线；3.精刨尺寸精确，无裂痕，无缺边，无残留竹青，竹黄。将其余竹片作为芯层，底片竹片，组坯时与面板搭配使用。面板竹片分拣出来以后，需进行进一步仔细挑选，将颜色基本一致的竹片组成一组面板，然后再组成芯板，面板，底板，涂胶以后再组坯热压。

为了做到表层颜色完全一致，也可以采用同一根毛竹的同一段竹筒单独开片，经精刨后，单独捆扎在一起加工，选片时用同一竹筒的竹片，组合在一起，热压成对节竹地板，完全消除了色差，但对节竹地板制作起来略显麻烦。再着，竹节集中在一起，而不是随机散开分布，感觉上有些呆板。

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（3）表面处理：本色的地板尽管选片时照顾了面板基本颜色的一致，但由于漂白剂的渗透程度不一致，有时仅仅是表面0.5mm颜色较为一致。但通过刨削，砂光后竹面之间的色差又突显出来。

这时候将高浓度的双氧水用刷子或排笔涂刷在颜色较深的竹片上，然后把处理过的竹地板放入40-50℃的烘房中，重新来一次局部漂白，放入烘房后，既可以加快反应，又可以蒸发双氧水的水分，以免增加地板的含水率。表面处理的渗透程度一般仅为0.2mm。因此表面处理之前，应预先将板坯砂光至地板成品厚度，适当保留一点公差。表面处理后，再用砂光机研磨一次。这时表面色差可大为减少。

第三节 竹篾胶合板

竹篾胶合板的品种很多。产量最大的是竹材人造板。它以人工或机械劈蔑制成的竹篾为最小构成单元，经过一系列加工，施胶，热压等工序而制成。常用的分类法是按照竹篾胶合板的基本构成单元分类，可分为以下几种：1.竹编胶合板；2.竹帘胶合板；3.竹席-竹帘胶合板；4.竹材层压板。 (一)竹编胶合板

竹编胶合板是最早问世的竹材人造板品种，它起始于20世纪40一50年代。竹编胶合板生产工艺简单，原料来源广泛，建厂投资少，竹材利用率高，且具有力学性能较高、生产成本低的特点，广泛应用于包装、家具、建筑、车辆等行业，是目前竹材人造板的主要品种之一。竹编胶合板的生产厂主要分布于四川、湖北、浙江、江西等省。 1．定义及分类

竹编胶合板是以竹材为原料，经劈篾、编席、涂(浸)胶、热压而制成的一种竹材人造板。 竹编胶合板品种较多，根据产品的用途可分包装箱板、铁路篷车顶板、家具板、建筑模板、车厢底板等。 2．生产工艺

竹编胶合板生产工艺流程如下：

竹材→制蔑→编席→竹席干燥→涂（浸）胶→陈化（干燥）→组坯→热压→裁边→检验→成品入库

对于家具或装饰用的竹编胶合板，因对竹席的要求较高，制成的竹篾还需进行刮光(磨光)，漂白、染色处理工序，然后再精编成席。生产工艺的选择应根据产品确定。如生产用于包装、车辆等普通竹编胶合板，使用的竹席为要求不高的粗编竹席，这种竹席的编织可分散在竹产区农户家中生产，工厂收购竹席进行产品加工。因此，生产厂的生产工艺从竹席干燥开始； 如生产家具或装饰用竹编胶合板，因采用精编花席，其竹篾需经刮光、漂白或染色处理，且编织质量要求较高，故制篾、编席工序应尽量安排在工厂内，以便控制产品质量。 3．原料选择

竹编胶合板所选用的竹材，应选用劈篾性能良好、节间长的竹种如毛竹、麻竹、慈竹，淡竹，水竹、黄竹等。精编篾多选用水竹、淡竹、慈竹等，粗编篾多选用毛竹、麻竹等竹种。 竹材的劈篾性能随竹龄增加而变差，3～ 4年生的竹子易于劈篾，但强度较差，精编花席对力学性能要求不高，强调装饰效果，可采用这个竹龄段的竹材制篾。一般竹编胶合板则可选用5－8年生的竹子为原料。

4．制篾竹篾的制作包括截断、去节、剖竹、劈篾，整理

(1)截断：根据产品的规格要求，将竹子锯成一定长度的竹段，加工余量一般留15厘米左右，为避免竹子在剖竹和劈篾时过节困难，锯口成位于节前3—5厘米以上。锯口应平齐、光滑、无毛刺。尤其是精编花席用竹材，不能在锯截时使竹青遭到损坏。

(2)去节与剖竹：竹段去外节，尽量使竹段无凸凹现象。然后，将竹段按宽度1.5厘米左右剖成竹条，竹黄面上的内节在剖分后一并去除。

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(3)劈篾：用劈篾机或篾刀平行干竹条的弦线方向劈进，使竹条变薄，成为竹篾。青篾用于编织日用品和工艺品，不能用于生产竹材人造板。用于编席的黄篾(除青篾以外的篾条)厚度为0.5～1.2毫米。

(4)竹篾整理与堆放：要区别不同篾层，即青篾、二黄、三黄、四黄„„分开存放，便于使用。把分层整理好的竹篾，按一定数量分成小把捆扎、晾晒，直到干透后再收藏存放，注意通风、避雨。 5．编席

编席是将加工好的竹篾，按有规律的编织方法，编织成具有一定幅面的竹席。竹席的编织目前只有手工编织。竹编胶合板用的竹席通常为人字花型编织，即纵、横方向相互垂直的竹篾，通过相互间“挑”和“压”的交织，构成竹席。 竹编胶合板的粗编席通常为“挑三压一”；精编席通常按“挑一压一”编织，在一张席子编织达到规定的幅面时，对四周长出的两层不同方向排列的竹篾要进行包边处埋。 检查验收合格的竹席，要求编织面平整，为四角成直角的长方形，编织人字线型准确无错乱，包边要完整可靠。 6．干燥

竹席大都为单张加工，原料来源各异，故诸多因素造成竹席的含水率有差异和不均，因此，需对竹席进行干燥使其含水率趋于一致，以满足后续工序的要求。此外，如竹席含水率过高，贮存期间容易发霉和虫蛀。所以，编织好的竹席或收购进来的竹席必须立即进行干燥。 竹席干燥后含水率范围的确定，应依据竹编胶合板所使用的胶粘剂类型而定，一般控制在6％-12％，脲醛树脂胶可选用偏高一点的含水率值，酚醛树脂胶则采用较低的含水率值。 干燥方式可分为天然干燥和人工干燥。人工干燥质量好、产量大，适合工业化生产。目前，人工干燥多采用干燥窑或干燥机干燥。干燥窑可选用普通的木材干燥窑，热源选用蒸汽或炉气，通常选用常温窑干工艺。干燥机可选用木材胶合板用的单板干燥机，单层和双层均可，节数依产量而定。干燥机的干燥时间一般10—15分钟，干燥温度140—160℃。 没有条件采用人工干燥的，可采用天然干燥，通过晾晒，降低竹席的含水率。但天然干燥，受气候影响，差异较大，制作的产品质量不稳定，并且产量受。 7.涂(浸)胶

对竹席施加胶粘剂的方法通常采用涂胶或浸胶。 脲醛树脂胶(固含量48％～65％)采用涂胶法，涂胶量为200～275克／米² (单面)或400～550克／米² (双面)，胶液在竹席表面应薄而均匀，遇有缺胶处应用胶刷补涂。酚醛树脂胶通常采用浸胶法，即将竹席放入胶池中浸泡一段时间后取出沥干或通过上下两对辊筒挤去多余的胶液。浸胶量是指竹席吸收的干树脂量与竹席的绝干重量之比，浸胶量是衡量浸胶质量的重要指标。原则上认为，在保证胶合的前提下，浸胶量越小越好。通常板材的性能随浸胶量的增加而增加，但当浸胶量超过10％时，则影响不明显，因而，工艺要求浸胶量控制在6％～7％这个范围内。 8.陈化或干燥

对涂胶的竹席，为使胶液能充分浸润竹篾的表面，并向编织交叉处渗透，同时蒸发部分胶粘剂所带入的水分，可将涂胶后的竹席放置一段时问，这一过程称为陈化。陈化时间与胶的粘度、室温等因素有关，若粘度高、气温低，陈化时间长些，反之，则可短些。一般陈化时间20～60分钟。

对浸胶的竹席，可陈化数小时(实质是天然干燥)，但不宜超过24小时。为提高产量和质量，也可采用人工干燥，干燥介质的温度不宜超过80℃，终含水率控制在15％～18％即可。 9.组坯

竹席由竹篾经纬交织而成，其纵横方向力学性能相近，因此组坯时不需像普通木质胶合板那

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样一定要奇数层，偶数层也可以。

组坯时，备层竹席的摆放应注意到一个长边和一个短边对齐，俗称“一边一头齐”，以便以后的裁边加工。板坯的两面应加盖金属垫板，以防止胶粘剂玷污热压板，或热压板表面的异物污染竹编胶合板，尤其是生产装饰用竹编胶合板更应加盖金属垫板。 如金属垫板卸板后发生粘板现象，可在其表面薄薄地涂上一层脱膜剂，以利于金属垫板与竹编板的分离。

1 0．热压竹编胶合板热压

为使板内的胶粘剂进一步固化，从热压机卸出的板子应趁热堆放整齐(称之为热堆放)，厚板热堆放还具有消除板子的内应力、减少变形的作用。 1 1．裁边和检验

热压后的板子经12～24小时的热堆放后，即可按产品标准或用户给定的规格将板子纵横两个方向锯成边角方正的成品竹编胶合板，然后根据竹编胶合板标准检验成品的规格尺寸和公差、外观质量、物理力学性能等，检验合格的产品才能包装、入库。 1 2．物理力学性能

竹编胶合板物理力学性能与使用的胶种、热压工艺条件和层数、厚度等多种因素有关。薄型板静曲强度可大于90兆帕以上，厚型板低于同胶种同工艺条件的薄型板；胶合强度由于试件很难夹紧，不能按普通木质胶合板方法制作试件和测试，而改用测定试件经“水煮(或水浸) –冰冻一干燥”以后保存的静曲强度、简称保存强度。 (二)竹帘胶合板及竹席一竹帘胶合板 1.概念、分类及用途

竹帘胶合板是以竹帘为构成单元，竹席 –竹帘胶合板是以竹席和竹帘为构成单元，根据不同的使用要求进行结构设计，浸渍胶粘剂(通常是酚醛胶)后，经热压胶合而制成的竹材人造板。竹帘胶合板主要用作高强贴面竹胶合模板的基材；竹席竹帘胶合板通常以竹席为表层，竹帘为芯层，依竹帘厚度的不同可分为厚帘式和薄帘式两种类型的竹席–竹帘胶合板。 竹席–竹帘胶合板主要用作对表面要求不高，只需表面基本平整的普通混凝土模板。 竹席–竹帘胶合板模板与传统的钢模扳、木模板、水材胶合板模板相比，具有幅面大、强度高、刚性好、周转次数多的优点，被广泛用于多层楼房、工程设施、工业厂房等需要施工现场浇灌混凝土、拆模后还需用水泥砂浆进行表面修饰的建筑场合，是目前产量最大的竹材人造板品种。 2．生产工艺

竹帘胶合板生产工艺流程如下：

竹帘→干燥→浸胶→陈化→组坯→热压→裁边→成品 竹席一竹帘胶合板生产工艺流程如下：

①竹帘→干燥→浸胶→陈化(或干燥) ②竹帘→干燥→浸胶→陈化(或干燥)① ② →组坯→热压→裁边→封边→成品 3.原料

竹帘胶合板采用1毫米左右的较薄的竹帘，制篾、织帘等工序均由机器完成，帘线分布较密，篾间缝隙小，厚度偏差也相对比较小。竹席–竹帘胶合板所用的竹席，与竹编胶合板所用的竹席要求相同。

薄帘式竹席–竹帘胶合板所用的竹帘，采用厚度l毫米左右的竹篾，用混纺线(涤纶线)做经线，用篾帘编织机或手工织成整幅竹帘，经线间的距离一般为300毫米；厚帘式竹席–竹帘胶合扳所用的竹帘通常采用2-3毫米竹篾织帘。一般要求竹帘平整、牢固、不散形、竹篾间紧密、竹篾无迭合。 4.干燥

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竹席、竹帘在浸胶前进行干燥，使其含水率在12％以下，干燥方式与竹编胶合板的干燥方式相同。 5．浸胶

由于竹帘的竹篾间有缝隙，采用涂胶工艺，耗胶量很大，因此，一般采用浸胶工艺，即将竹席竹帘竖放于钢制吊笼内，然后用电动葫芦将吊笼放入胶池内，浸渍2-4分钟后吊出精笼，移往沥胶槽上空，悬挂一段时间，沥去多余的胶液。由于浸胶后胶液带进水分，所以也应如竹编胶合板的竹席浸胶后那样，适当陈化或干燥。 6．组坯

竹席–竹帘胶合板板坯的配置，通常竹席作为表层，根据板材厚度以及产品用途对纵横强度比的要求，合理确定板坯的层数以及纵向竹帘与横向竹帘在板坯中的位置与数量，这就是所谓的结构设计，同时，组坯应使板坯结构具有对称性，以保证板材具有良好的形状稳定性。 除了图示每层竹帘纵横交错组坯以外，厚板的组坯结构也可采用数层纵向竹帘与数层横向竹帘交错组坯，这时数层纵向竹帘或数层横向竹帘在结构上相当一层。 7.热压

热压条件与竹材胶合板相似，但薄帘式竹席-竹帘胶合板由于使用的单位压力大，板坯内部水分多，因此采用“冷进冷出”工艺，即热压工艺过程分为三个阶段：

升温预热阶段：板坯进入热压机后，开始升温升压，直至达到规定的压力和温度。 固化成型阶段：该阶段按规定的热压条件操作。

冷却阶段：在保持一定压力的条件下向热压板中加压注入冷水使其冷却，当温度降到50～80℃时再卸压，将板子从压机中卸出。 。

采用“冷进冷出”工艺，虽然热压周期较长，用水量大，能耗较高，但能保证板材的形状稳定，板面平整，并能有效地防止“鼓泡”现象的产生。 8.裁边与封边

热压后的毛边板须经纵、横裁边，使之达到规定的尺寸和偏差范围。为提高防水性能和产品外观，在产品的四周锯切面可涂饰防水涂料。 9.主要质量指标

薄帘式竹席一竹帘胶合板的静曲强度可达100兆帕，弹性模量可达10000兆帕，密度也接近1.0，胶粘剂耗量也较高。厚帘式竹席-竹帘胶合板由于竹帘厚度大，胶粘剂用量小，密度也较小，仅为0.75-0.80，各项性能均比“薄帘式”差，但可满足一般混凝土施工的要求。 10.覆膜竹席-竹帘胶合板

覆膜竹席-竹帘胶合板的竹帘一般都用薄竹帘，主要用作混凝土模板，生产工艺与竹席-竹帘胶合板相似，不同之处是在组坯时上、下表面各铺上一张浸渍纸，热压时板坯用不锈钢垫板覆盖(实际生产中，板坯上表面的不锈钢垫板是吊在热压板下表面)，使产品表面形成一层膜，施工时容易脱模。浸渍用胶一般采用三聚氰胺树脂或酚醛树脂，也可用酚醛-三聚氰胺混合树脂。

（三）竹材层压板 1.定义及用途

竹材层压板是一种以竹篾为构成单元，将竹篾或经过整张化的竹篾经干燥、浸胶，再干燥后，以纵向排列为主组坯、经热压胶合而成的竹材人造板。

竹材层压板单向强度大、刚性好，具有显著的定向性，是良好的工程结构材料。目前，主要应用于铁路篷车底板、火车芯盘垫板和汽车车厢底板。 2.生产工艺流程

竹材层压板的生产工艺比竹编胶合板和竹席-竹帘胶合板简单，其生产工艺流程如下： 竹蔑(或整张化的竹蔑)→干燥→浸胶→干燥→组坯→热压→锯边→定厚加工→成品

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3.原料

生产竹材层压板的原料主要是竹篾，竹篾厚度在0.8~1.4毫米为宜，如竹篾过厚，胶合剂吸收、渗透量少，竹篾可压缩性差。同时，竹材层压板采用人工在型框内铺散蔑的方式组胚，竹篾不完全平行，“搭桥”现象很普遍。 厚竹篾刚性大，弹性恢复能力强，热压时即使很大的压力也不能使其塑性变形而填满组坯所形成的空隙，在此状态下制成的板子密度不均匀，板内空隙较多，板材的静曲强度和胶合强度均较差。经定厚刨削后，板面沟痕较深且多，外观质量差。如采用较薄的竹篾，则能克服以上的缺点。因此，生产中尽量选用较薄的竹篾。竹篾的宽度通常是15~ 20毫米，篾片的长度等于产品的长度加余量，允许使用少量的短篾片，长、短篾片用量比为l：0. 2～0. 3，短篾片的最短长度不得低于30厘米。

竹篾整张化可提高产品质量，并有可能实现生产的机械化、连续化，通常可采用编帘法，即将竹篾编织成“经线纬篾”的整张竹帘，竹帘可用于手工或机械编织，竹帘质量要求与竹席-竹帘胶合板所用的竹帘质量要求大致相同。 4.干燥、浸胶

要求竹篾干燥后的含水率达到10％～12％，干燥方式可采用天然干燥或干燥窑干燥。 浸胶量通常控制在6％～7％。竹材层压板采用的胶粘剂通常是水溶性酚醛树脂胶。 浸胶量的测定通常采用重量法，即先测出竹帘含水率W。及重量G。，再计算出竹篾的绝干重量G1，G1=G。(1-W。)；然后将竹篾浸胶后取出沥干，烘至绝千后称得此时重量G2，则竹篾浸胶量为:

(G1－ G2)/ G1 × 100% 5．浸胶后干燥

竹篾浸胶后需先沥去附着在其表面的胶液，然后进行干燥。干燥篾片的终含水率控制在10％～14％，浸胶后的干燥多采用自然干燥或干燥窑干燥。干燥窑干燥温度必须控制在65℃左右，以免胶液固化，一般干燥4～5小时即可。

由于竹篾表面及表层均浸有胶液，采用电阻测湿法误差较大，故应采用重量法测量含水率，即称得浸胶后干燥好的竹篾重量G1，烘至绝干后称重得Go。则含水率为: (G1－ G0)/ G1 × 100%

6．组坯

竹材层压板的组坯目前都是在组坯台上由手工完成，散篾秤量后在型框内组坯，长篾片应分布于板的两表面，短篾片置于板的中层。整张化的竹篾则可直接铺装在垫板上。较之散篾组坯，整张化的竹篾组坯生产效率高，厚度与密度的均匀性均有显著提高。 组坯时的竹篾用量根据产品的密度、厚度及幅面确定。 7．热压

竹材层压板热压：温度140～150℃，单位压力4.5～6.0兆帕，热压时间以1.3分钟／毫米成品板厚计算。

竹材层压板的热压采用“冷进冷出”工艺，热压工艺过程同薄帘式竹席-竹帘胶合板热压工艺过程，通常采用逐步升压或分段升压。 8．后期加工

热压后的竹材层压板半成品，需经裁边后，用压刨床刨削或砂光机砂削进行定厚加工，再根据汽车车厢底板或铁路篷车底板的尺寸要求，锯、铣加工成成品。 9.物理力学性能

竹材层压板的密度一般大于1.0，厚度为30毫米的竹材层压板，其纵向静曲强度可以达到100兆帕以上，弹性模量也可达到8000兆帕以上。由于竹篾全部为同方向组坯，因此单向

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的强度很大，但横向的性能较差。

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