资源简介

(共30张PPT)
造园材料
第4章 木材和竹材
4.2 竹材
竹材是竹子砍伐后除去枝条的主干，又称竹秆。
4.2.1 竹材的基本知识
4.2.1.1 我国的竹子资源
竹子被人们称为“第二森林”，是位居木材之后的第二大森林资源。竹子是速生丰产植物，人们形容竹子生长速度有“昨秀一夜萧萧雨，新竹青枝与屋齐”的诗句。我国是世界竹类植物的起源地和分布中心之一，是竹资源最丰富的国家，被誉为“竹子王国”。我国有竹类植物34属534种，约占世界木本竹子种类的1/3。
虽然我国竹类资源丰富，但作为以用材为主的经济竹种被广泛开发利用的并不多，大多数竹种尚处于野生状态，目前人工栽培最多的用材竹为毛竹。
第4章 木材和竹材
4.2.1.2 竹子的种类
1. 按科属系统分类
2. 按用途分类
（1）观赏竹
（2）经济竹
3. 按秆型高矮分类
（1）巨型竹类 竹株高度30m以上的竹种。
（2）大型竹类 竹株高度10m以上的竹种。
（3）中型竹类 竹株高度3～9m的竹种。
（4）小型竹类 竹株高度1.5～3m的竹种。
（5）矮型竹类 竹株高度0.6～1.5m的竹种。
（6）地被竹类 竹株高度0.5m以下的竹种。
第4章 木材和竹材
4.2.1.3 竹子的形态
竹子属单子叶植物纲，禾本科、竹亚科，具有特殊的形态特征。古人戴凯之说：“植类之中，有物曰竹，不刚不柔，非草非木。”竹类植物的形态特征是其分类的主要依据，可分为地下茎、竹秆、竹枝、叶和箨、花和果等结构组成部分，如图4-31所示。由于竹秆才是竹材的主要应用部分，因此本书以下仅对竹秆的结构加以论述。
竹子的地上茎同其他禾本植物一样，几乎都是圆形而中空，由一系列的节和节间构成，称为秆。
秆是竹类植物最重要的部分，自下而上可分为秆柄、秆基、秆茎三个部分。
第4章 木材和竹材
图4-31 竹秆的外部形态
图4-32 竹材的内部结构
第4章 木材和竹材
1. 秆柄
位于竹秆的最下端，是竹秆与竹鞭或母竹的秆基相连接的部分。
2. 秆基
秆基是由数节至十数节短缩而粗大的节间组成，是竹秆在土中生根的部分。
3. 秆茎
秆茎为竹秆的地上部分，多端正通直，一般呈圆形中空而有节，上部分生竹枝。
第4章 木材和竹材
4.2.1.4 竹材的构造
把竹材纵向劈开，可以明显地看到竹材的三个组成部分：竹壁、竹节、节隔（见图4-32）。
1. 竹青
竹青是竹壁的最外围的部分，在最外面的表层细胞内，细胞呈长柱状紧密排列，其组织紧密、质地坚韧，表面光滑并附有蜡质。
2. 竹肉
竹肉位于竹青和竹黄之间，是竹材中最具经济价值的部分，其主要功能是输导和支持。
3. 竹黄
位于竹壁的最内侧，一般为黄色，由8～15层方砖状厚壁细胞组成，横向排列紧密，又硬又脆，在竹材进行横切时，常见竹黄被粉碎成细小而又较为坚硬的颗粒。
第4章 木材和竹材
4.2.2 竹材的物理特性与力学性能
4.2.2.1 竹材的物理特性
1. 竹材的公定容积重
单位体积竹材的重量称为容积重（即比重）。竹材的容积重与其力学性质关系密切。容积重大，力学强度就大；容积重小，力学强度就小。因此，竹材的容积重是反映竹材力学性质的重要指标。竹材的容积重与竹秆部位、生长年龄、立地条件和竹子种类有密切关系。
（1）竹秆部位
竹秆不同部位容积重的分布规律是：基部容重小，稍部容重大；节间容重小，节部容重大；竹壁内部（竹黄）容重小，竹壁外侧（竹青）容重大。这主要是由于维管束分布不均的缘故。
第4章 木材和竹材
（2）竹子年龄
竹子不同年龄容积重的变化规律是：幼竹容重最小；1～5年生逐步提高；6～8年生稳定在较高的水平上；8年生以后有所下降。这主要是因为竹材细胞壁及内含物是随年龄的增长而逐渐充实和变化的。竹材容重随年龄变化的规律是确定竹子合理采伐年龄的理论根据之一，一般地，6～8年生的竹材质量较高，最适宜采伐使用。
（3）立地条件
一般来说，生长在气候温暖多湿、土壤肥沃的条件下竹材容重较小；在低温、干燥、土壤瘠薄的地区竹材容重较大。
2. 竹材的含水率
竹材中水分重量占绝干物重量的百分率，称为竹材的含水率。按竹材中水分的存在状态不同可分为：①吸着水，存在于竹材细胞壁中的结合水；②化合水，存在于竹材细胞壁成分中的水分；③自由水，存在于竹材细胞腔中的水分。
第4章 木材和竹材
3. 竹材的干缩性
新鲜竹材经过天然或人工干燥后，逐渐失去水分，竹材的径、弦、高向的尺寸和体积等产生收缩的现象称为干缩性。竹材干缩性可用干缩率（S）和干缩系数（K）表示：
(4-3)
第4章 木材和竹材
一般竹材的收缩率比木材要小，但是，竹材的不同方向收缩率有显著不同。它的收缩规律是：围度的收缩率大，长度的收缩率小；对劈开的竹片来说，竹壁外侧的弦向收缩率大，内部小，中间中等；幼竹失水后收缩率大，壮龄竹特别是老竹失水后收缩率小。另外，竹种不同竹材的收缩率也是不同的，见表4-8。
第4章 木材和竹材
部位 竹种 高向 径向 弦向
毛竹 0.0438 0.6125 0.5351
刚竹 0.0401 1.4752 0.9347
淡竹 0.0312 2.0065 0.8504
表4-8 不同竹种竹材的收缩率（%）
4.2.2.2 竹材的力学性能
1. 竹材力学性能的优势
竹材力学强度大，劈裂性好，容易加工，在造园工程中得到了广泛使用。若按单位重量计算强度，则竹材的抗拉强度约为钢材的3～4倍（见表4-9）。
第4章 木材和竹材
项目 竹材 木材 钢材
毛竹 刚竹 淡竹 麻竹 杉木 红松 麻栎 檫树 软钢 半软钢 半硬钢 硬钢
抗拉/MPa 197 286 184 197 78 99 145 111 382 444 520 ＞730
抗压/MPa 65 55 86 42 40 33 58 47 430 500 600
表4-9 竹材、木材、钢材的强度比较
2. 整竹强度
在造园工程中，对竹材的整根或整段使用十分常见，因此，需要了解整竹的强度。有关资料表明，整竹强度具有以下四个特征：
第4章 木材和竹材
（1）整竹抗压强度，小径竹比大径竹强度大。
（2）有节整竹比无节竹段抗压强度提高5%～6%，抗弯强度提高9%～20%左右。
（3）整竹劈开后的弯曲承载能力比整竹要降低50%以上。
（4）整竹的抗弯强度虽高，但其刚性小，挠度变形大。
3. 竹材力学性能的影响因素
竹材的力学性能随着竹子的部位、含水率、竹龄和生长条件的变化而有明显的不同。
（1）竹秆部位与力学性质
竹秆的不同部位力学强度差异较大。竹节对其力学强度影响也很大。由表4-10可以看出：毛竹竹材外侧节部的抗拉强度（152.2MPa）约比节间（191.1 MPa）低25%左右，内侧节部的抗拉强度（96.9MPa）约比节间（114.7MPa）低18.4%左右。
第4章 木材和竹材
节部 毛竹 刚竹 桂竹 箣竹
外侧 内侧 外侧 内侧
有节 152.2 96.9 198.1 143.7 236.2 171
无节 191.1 114.7 318.7～334.4 224.8 261.9 258.1
表4-10 竹材抗拉强度与节部的关系（MPa）
（2）竹材含水率对力学性质的影响
竹材的力学强度，随含水率的增高而降低。
第4章 木材和竹材
（3）竹龄与力学性质
研究竹子年龄对竹材力学性质的影响，不仅对竹材利用有现实意义，而且对竹材培育，特别是确定竹材采伐年龄也是十分重要的。
（4）立地条件与力学性质
立地条件对竹材力学强度的影响和对竹材的维管束密度、容积重的影响规律是一致的，即立地条件越好，竹子生长粗大，竹材的维管束密度越小，容积重越低，所以力学强度较低；而在较差的立地条件上，竹子虽然生长差，但竹材组织致密，力学强度较高。
第4章 木材和竹材
4.2.3 竹材的加工与应用
4.2.3.1竹材的缺陷及加工
竹材虽然具有很多优良特性，但是也存在一些缺陷。为了提高竹材的使用价值，或需达到一定的艺术效果，就必须对其缺陷进行加工处理。
1. 竹材的缺陷
（1）虫蛀和病腐
（2）吸水和干裂
（3）弯曲、畸形、虫孔和伤痕
2. 竹材的防护处理
（1）防蛀、防腐、防水和防火处理
用各种涂料或药剂处理竹材，以达到防蛀、防腐、防水和防火的目的。处理方法有：涂布法、浸渍法、蒸煮法等。
第4章 木材和竹材
1）涂布法：就是将各种涂料均匀涂布于竹材表面，使竹材与空气隔绝，以达到防蛀、防腐、防水和防火的目的。其常用涂料的用料配比及使用方法见表4-11。
编号 用途 浸渍剂及组成比例 使用方法
1 防蛀 30乙石油沥青 加热涂刷表面
2 防蛀 煤焦油 加热涂刷表面
3 防蛀 生桐油 涂刷表面
4 防蛀 虫胶油 涂刷表面
5 防蛀 清漆 涂刷表面
6 防腐 氟硅酸钠（12份）、氨水（19份）、水（500份）混合剂 1.每隔1h涂刷一次，共三次，2.浸渍法
7 防腐 粘土（100份）、氟化钠（100份）、水（200份）混合剂 1.每隔1h涂刷一次，共三次，2.浸渍法
表4-11 竹材防蛀、防腐、防水、防火涂料的用料配比及使用方法
第4章 木材和竹材
8 防腐 1%～2%五氯苯酚酸钠 涂刷表面
9 防水 生漆 涂刷表面
10 防水 铝质厚漆 涂刷表面
11 防水 永明漆 涂刷表面
12 防水 熟桐油 涂刷表面
13 防水 克鲁素油 涂刷表面
14 防水 松香、赛璐珞丙酮溶液 涂刷表面
15 防火 乳化石油沥青 涂刷表面
16 防火 松脂酯-铅白清漆（铅白8%） 涂刷表面
17 防火 水玻璃（50份）、碳酸钙（5份）、甘油（5份）、氧化铁（5份）、水（40份）混合剂 涂刷表面
18 防火、防腐、防水 水玻璃（400份）、食盐（100份）、水柏油（10份）、水（200份）、乳化剂（35份）混合剂 涂刷表面
第4章 木材和竹材
2）浸渍法：就是用各种浸渍剂浸渍竹材，是药液渗入竹材组织内部，以提高防蛀、防腐、防水和防火性能。其常用浸渍剂的用料配比及使用方法见表4-12。
编号 用途 浸渍剂及组成比例 使用方法
1 防蛀 重铬酸钾（或重铬酸钠）（5%）、硫酸铜（3%）、氧化砷（1%）、水（91%） 浸渍竹材
2 防蛀 硫酸铜（13.5%）、二氧化铬（2.9%）、氧化砷（1%）、水（82.6%） 浸渍竹材
3 防蛀 0.8%～1.25%硫酸铅液 浸渍竹材
4 防蛀 1%～2%的醋酸铅液 浸渍竹材
5 防蛀 1%～2%的石碳酸液 浸渍竹材
6 防腐 0.4%～0.8%氟化钠水溶液 浸渍竹材
7 防腐 氧化锌（3%）、重铬酸钠（3%）、水（96%） 浸渍竹材
表4-12 竹材防蛀、防腐、防水、防火浸渍剂的用料配比及使用方法
第4章 木材和竹材
8 防腐 ①0.5%～1%五氯苯酚酸钠液（热），②0.5%～1%食盐液（冷） 先用①浸0.5h，再用②浸2h
9 防腐 ①5%明矾水溶液，②20%水玻璃液 先用①浸2d，再涂②
10 防腐 硫酸铜﹕重铬酸钠﹕醋酸=5.6﹕5.6﹕0.25混合，取4%浓度 浸渍竹材
11 防腐 硼酸﹕硫酸铜﹕重铬酸钠=1.5﹕3﹕4混合，取6%浓度 浸渍竹材
12 防腐 硼酸（2.5%）、硼砂（2.5%），水（95%） 浸渍竹材
13 防水 煤焦油与松根油的混合液 浸渍竹材
14 防水 ①2%明矾液，②2%醋酸 先浸入①，后浸入②
15 防火 磷酸铵（18%）、氟化钠（5%）、硫酸铵（5%）、水（72%） 浸渍5d
16 防腐、防火 ①氟化钠（5%），②30乙石油沥青﹕汽油=1﹕（1～3） 先用浸①，再涂②
17 防腐、防火 硼酸﹕硫酸铜﹕氧化锌﹕重铬酸钠=3﹕1﹕5﹕6混合，取8%～25%浓度 浸渍竹材
第4章 木材和竹材
3）蒸煮法：就是将竹材置于水或溶液中加热蒸煮，以提高防蛀、防腐、防裂性能。具体做法有：①用沸水蒸煮三至四个小时；②用5%的明矾水溶液蒸煮半小时；③用食盐水或石碳酸水溶液蒸煮。
（2）竹材的脱油、漂白和着色处理
1）竹材的脱油
2）竹材的漂白
3）竹材的染色
（3）竹材的弯曲处理
根据竹材受高温后会失去弹性，变得柔软的特性。可用人工的方法使弯曲竹材变直或使通直竹材变弯。
（4）竹材的翻黄、胶合和改性处理
1）翻黄
2）胶合
3）改性
第4章 木材和竹材
4.2.3.1竹材景观独特的艺术语言
竹材景观以“竹结构的轻盈”、 “竹文化的意蕴” 、“竹材料的色泽、韧性和质感”无时无处不在表达着其独特的艺术语言：形态上的平凡与殊异，空间上的界定与穿越，意念中的瞬间与永恒。
1. 平凡与殊异
2. 界定与穿越
3. 瞬间与永恒
4.2.3.3竹材在造园中的主要应用
1. 景观建筑
竹材在我古典园林景观建筑中的应用历史悠久。随着科技的进步与发展，以现代力学、材料学、结构设计及实验学等学科为支撑的竹结构，更是将竹材在现代园林景观建筑中的广泛应用推向极致，如图4-33、图4-34所示。
第4章 木材和竹材
图4-33 临水竹亭
图4-34 竹质园门
2. 园林小品
竹材的漂白、染色、改性及弯曲处理等技术，使竹质的园林小品更加丰富。竹篱笆（见图4-35）亲切自然；竹墙（见图4-36）古朴整洁；竹屏风（见图4-37）清新典雅；竹花瓶（见图4-38）个性十足。
第4章 木材和竹材
图4-35 竹篱笆
图4-36 竹质园墙
图4-37 竹屏风（引自：中国花卉网）
图4-38 竹编花瓶
第4章 木材和竹材
3. 驳岸护坡
竹桩驳岸即是以毛竹秆为桩，毛竹板材为板墙，构成的竹篱挡墙，如图4-39所示。竹桩驳岸多应用于盛产毛竹的南方，造价较低，经济、生态且具有一定的使用年限。
在生态护坡做法中，有一种竹钉草皮护坡（见图4-40），其做法很简单，首先在规整过的土坡铺上耐湿性能强、根系较发达的草皮，然后用长竹钉固定即可。竹钉的耐久性很强，有相当长的使用年限。
第4章 木材和竹材
图4-39 竹桩驳岸
第4章 木材和竹材
图4-40 竹钉草皮护坡
4. 游乐设施
相对于古典园林来说，现代园林的游乐设施更为丰富，这是符合现代社会人们对游园的需求的。竹材在其中也发挥着一份应有的作用，如图4-41、图4-42所示。
第4章 木材和竹材
图4-41 竹质游乐设施
图4-42 游乐竹筏
第4章 木材和竹材
5. 园林器设
在园林中，相对于常见的山石器设和木质器设而言，竹质器设较少。但恰如其分的点缀一两处竹质器设，能给园林带来一抹意想不到的景观效果，给游人增添一份新奇和乐趣（见图4-43）。
图4-43 竹质座椅

展开更多......

收起↑