竹建筑材料的應(yīng)用
新型竹結(jié)構(gòu)建筑將使用原竹、竹材、竹膠合板、竹地板、竹層積材等各種結(jié)構(gòu)和裝飾用材,是應(yīng)用竹質(zhì)材料量最大、種類最多的開發(fā)項(xiàng)目。竹結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展可以作為竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的龍頭,帶動(dòng)許多相關(guān)竹加工業(yè)的發(fā)展,并能促進(jìn)竹子種植的同步發(fā)展,從而形成“資源培育—產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)—原材料使用”的良性循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。因此,不斷擴(kuò)大竹建材的應(yīng)用范圍,是竹類資源開發(fā)利用的戰(zhàn)略任務(wù)之一。
1、原竹利用
(1)受力構(gòu)件
由于竹在長(zhǎng)度方向上抗拉、抗壓能力較好,且富有韌性與彈性,抗彎能力也很強(qiáng),不易折斷。因此,在一些簡(jiǎn)易房屋的構(gòu)造中可將竹材作為受力構(gòu)件。一般用較粗的竹稈或竹稈束作房屋的梁、柱、椽等承重材料,屋頂、墻壁、天花板則采用竹片拼接而成。這種直接由竹稈建造的房屋,由于竹稈形狀為圓形,尺寸誤差較大,竹稈力學(xué)強(qiáng)度有限,因此只能用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,承重力小的受力構(gòu)件。
(2)腳手架
在世界范圍內(nèi),以竹材作為建筑施工的腳手架已有較長(zhǎng)的歷史,甚至在現(xiàn)代高層建筑施工中仍在繼續(xù)使用。竹材建筑腳手架主要利用大型單竹(如毛竹等)的竹稈,主要由立稈、斜稈、頂撐和大稈組成。其構(gòu)造形式一般采用雙排竹稈,用竹淺、麻繩或鐵絲綁扎,可高達(dá)幾十層,每層橫向用竹腳手板聯(lián)系以供交通運(yùn)輸之用,在中國(guó)、印度、泰國(guó)等東南亞國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。與鋼腳手架相比,竹腳手架有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力,但由于竹材徑級(jí)尺寸的變異性較大,其搭建和拆卸都不如鋼腳手架方便、快捷。
(3)屋面
竹材質(zhì)輕、抗沖擊、強(qiáng)度大、可用作屋面材料。其方式主要有以下3種。
①半回竹瓦屋面:取圓竹(通常選用直徑7cm以上的毛竹)從中對(duì)剖為二,剔去節(jié)隔,置于遮陽(yáng)處干燥后,將半圓竹凹凸相嵌并用釘固定檀條上,屋面坡度通常不宜小于30o,該種屋面施工比較簡(jiǎn)便。
②片狀竹瓦屋面:片狀竹瓦取自大直徑、成熟而且新鮮的圓竹。竹片通常寬3~4cm,長(zhǎng)度即節(jié)間距。竹瓦應(yīng)在施工前進(jìn)行防水、防腐處理。一般每平方米屋面約需200塊片狀竹瓦,屋面最小坡度應(yīng)不小于30o。
③竹席波形瓦屋面:竹席波形瓦系四川省林科所近年來開發(fā)的一種竹制建筑材料,該瓦是用竹編后的黃蔑編織成席,繼經(jīng)涂膠,再在金屬波形模具上熱壓而成。它具有幅面大,施工方便等特點(diǎn)。現(xiàn)用于活動(dòng)房屋、車站月臺(tái)和涼棚等的屋面。
2、 竹材人造板
(1)竹材膠合板
竹材膠合板是以帶溝槽的等厚竹片為其構(gòu)成單元,按相鄰層相互垂直組坯成對(duì)稱結(jié)構(gòu)的板坯,熱壓膠合而成的一種竹材人造板。竹材膠合板強(qiáng)度高,剛性好,可以大大降低建筑物的自重,是一種優(yōu)良的工程結(jié)構(gòu)材料,可用于屋頂或外墻覆面、樓面底板、樓面、墻面裝飾面板等,但由于竹材膠合板生產(chǎn)工藝復(fù)雜、設(shè)備投入量大、工藝過程難以控制、對(duì)原料的要求高,因此其發(fā)展受到了一定的限制。
(2)竹材刨花板
將低質(zhì)或速生材加工成長(zhǎng)形薄刨花,拌膠后按一定的方向排列壓制成刨花板。外層刨花與板的長(zhǎng)度方向水平,內(nèi)層刨花則隨機(jī)鋪設(shè)或互相交叉。其特點(diǎn)是單向強(qiáng)度高,剛性大,具有較強(qiáng)的耐水性以及較低的膨脹率。它是代替木材人造板和夾心板作為預(yù)制房屋墻體、隔斷和門板的較好材料,并可用于屋頂或外墻覆面、樓面底板等。
(3)竹材層壓板
竹材層壓板是用一定規(guī)格的竹篾,經(jīng)干燥、浸膠、干燥、組坯、熱壓膠合而成的一種竹材人造板。竹材層壓板的縱向強(qiáng)度和剛度很高,但橫向強(qiáng)度很低,其結(jié)構(gòu)類似于重組木,一般作為工程結(jié)構(gòu)材料。在預(yù)制房屋制造中可努力發(fā)揮其力學(xué)特點(diǎn),用于橫梁、柱體、門板、樓梯扶手和承重墻體等所受荷載較大或要求較高部件的制造。可代替大量鋼材水泥和木質(zhì)人造板。
(4)竹建筑用混凝土模板
竹建筑用混凝土模板以竹席或竹簾為主要原料,通過浸膠、干燥、組坯、熱壓等竹材膠合層積板工藝生產(chǎn)。比鋼模板重量輕,單模面積大,施工方便;比木模板強(qiáng)度高,使用壽命長(zhǎng),吸水率低,幾乎無膨脹和收縮;比塑模板成本低、無污染,可避免破壞性的森林砍伐和能源污染。
竹建筑材料的前景
近些年全球森林面積急劇下降,而竹類植物以其獨(dú)特的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性,兼具良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益,竹林面積以每年3%的速度遞增。因此,竹類植物被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展空間和發(fā)民展?jié)摿Φ闹参铩?/span>
2005年11月國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了國(guó)家發(fā)改委等部門《關(guān)于加快推進(jìn)木材節(jié)約和代用工作的意見》,文件中指出“以竹代木”是我國(guó)木材資源緊缺條件下的發(fā)展方向。近年來,國(guó)際竹藤組織(INBAR)不僅出版了竹建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)報(bào)告,還與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)合作,著手制訂竹建筑的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,這將有利于竹建筑的規(guī)范、設(shè)計(jì)和推廣。
竹結(jié)構(gòu)建筑以其優(yōu)越的居住性能和生態(tài)效益,開始掀起一股綠色風(fēng)潮。竹材用于現(xiàn)代住宅建筑,從地基到框架結(jié)構(gòu),從框架系統(tǒng)到屋面桁架,從地板到家具再到外部覆層和室內(nèi)裝修及櫥柜,每到一處,竹材都置身其中。竹材加工處理技術(shù)還可以將竹子加工成墻板、梁、柱、樓板、屋架等各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
除了在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用竹材外,竹子還被開發(fā)出了更多、 更新的用途,“以竹代木”成為國(guó)內(nèi)外木材業(yè)的發(fā)展方向。利用現(xiàn)代復(fù)合、重組技術(shù),以竹材為原料替代木材制造各種性能優(yōu)良的高檔建筑材料,滿足不同房屋及其結(jié)構(gòu)組件的性能要求。此類建筑材料的開發(fā)及應(yīng)用,將為處于貧困狀態(tài)的廣大產(chǎn)竹區(qū)人民提供一條新的致富之路,勢(shì)必成為竹材利用新的發(fā)展方向。在政府和國(guó)際組織對(duì)竹材發(fā)展的積極推動(dòng)下,竹子作為綠色建材在建筑業(yè)的應(yīng)用必將會(huì)有的廣闊的發(fā)展前景。