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摘要：对1—5年生竹龄龙竹的物理力学性能和龙竹竹材不同部位竹材物理力学性能进行试验研究。结果表明，龙竹的竹制品加工，竹龄选择是影响竹制品性能的重要因素，竹制品加工选取竹材的不同部位也是需要考虑的因素。通过对1—5年生竹龄不同种类龙竹的竹材性能进行试验分析还发现，竹壁厚薄不均，产生的收缩应力更大，更易开裂;龙竹根部的竹筒部位由于含水率较高也较易开裂;就竹龄而言，4年以下竹龄的龙竹也较易开裂;竹壁厚度也是影响龙竹开裂的重要因素之一，竹壁较薄的龙竹较容易开裂。
关键词：龙珠;物理力学性能;竹材性能;研究
中图分类号：S 795.7，S 781.1
文献标识码：A
文章编号：1001 - 9499（2019）01 - 0029 - 03
龙竹是世界上最优良的竹种之一，云南西盟县属于亚热带海洋性季风气候，龙竹竹种在西盟佤族自治县广泛分布。龙竹竹材具有材质优良、生长速度快、生长周期短、竹材产量高、竹材质地性能较好等优点[1]。龙竹一般高度可达20～30m，竹材茎粗可达10～30cm;龙竹竹丛在种植后4～5年内可进入丰产成林阶段，5年生的龙竹竹丛直径可达3m以上，每丛龙竹超过60株竹秆。发展竹材深加工产业，对于云南边疆民族地区而言，可以依托资源优势，实现边疆民族地区精准脱贫，对促进当地经济社会和生态环境可持续发展具有一定的现实意义[2]。
龙竹竹材的化学成分与木材相比，其淀粉、糖类及蛋白质等有机物质含量较高，故龙竹竹材在贮存期间、竹制品加工过程及竹产品使用过程中容易发生竹材霉变、虫蛀和开裂变形等一系列质量缺陷问题[3]。为了提高龙竹竹材及竹制品的尺寸稳定性，减少开裂变形等质量问题，延长竹材制品的使用寿命，对龙竹竹材进行相关物理力学材性研究显得尤为重要。
1 龙竹的物理力学性能研究
1.1 试验材料及设备
试验材料选用1～5年竹龄的新鲜龙竹，采自云南省普洱市西盟县力所乡南亢村向阳山坡，每丛龙竹采伐2根，竹材胸高直径选取50mm以上，竹材的壁厚度选取4mm以上;对龙竹竹材进行截断处理，从距基部100cm起进行截取，每根龙竹截取120cm的竹筒3段，在每段竹筒上进行编号，以便识别并进行性能检测。
试验设备包括横截圆锯机、恒温恒湿箱、万能力学试验机、干燥箱、测量游标卡尺、螺旋型测微仪、水浴锅等。
1.2 试验方法
按照国家标准GB/T 15780-1995《竹材物理力学性质试验方法》，测试龙竹竹材的全干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压等相关物理力学性能。试验过程中，为保证各种竹材试件取自竹竿上相对一致的位置，需要对每一段试验竹材从底部至上部依次按如下的顺序截取试验试件：①测试密度试件;②测试顺纹抗压强度试件;③测试顺纹抗剪强度试件;④测试顺纹抗拉强度试件;⑤测试弦向抗弯强度测试试件;⑥弦向抗弯弹性模量试件;测试过程中保留竹材试材弦面竹青与竹黄的原来形状。具体测试过程为：将竹材试件放入恒温恒湿箱中，要求温度保持在（20±2）℃，相对湿度保持在65% +5%，然后调节恒温恒湿箱含水率直至稳定。试验依据国家竹材标准GB/T15780-1995《竹材物理力学性质试验方法》对竹材干缩性、竹材弦向抗弯强度、竹材弦向抗弯弹性模量、竹材顺纹抗压强度、竹材顺纹抗拉强度、竹材顺纹抗剪强度等相关物理力学性能指标进行测定;竹材的湿涨性，根据国家标准GB/T1934.2-91《木材湿涨性测定方法》进行测定。
1.3 试验结果分析
由表1可知，龙竹竹材的生长年限对竹材的密度、径向于缩系数、弦向干缩系数、体积干缩系数、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、径向抗弯强度、弦向抗弯强度等物理力学性能影响均非常显著。
龙竹竹材的气干密度和力学性能会随着竹龄的增大而增加;同时龙竹竹材的径向、弦向和体积干缩系数则随着竹龄的增加而逐步减小。
龙竹竹龄在最初的1—2年期间，其各项物理力学性能发生的变化较大，随着竹龄的增加，竹龄2年以后，物理力学性能差异会不断缩小;竹龄达到3—5年后，竹材的性能逐年趋于稳定。
由表2可知，龙竹同一根竹体的不同部位，竹材的物理力学性能会发生改变。龙竹竹材从底部至顶部，随着位置发生变化，体积干缩系数和含水率将逐渐降低;竹材的基本密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度和弦向抗弯强度等，自下而上，逐渐增大。
2 龙竹竹材性能试验分析
2.1 试验材料及设备
试验材料选用1、2、3、4和5年竹龄的龙竹，竹材采自云南省普洱市西盟县力所乡南亢村向阳山坡，分别选取云南省普洱市西盟县龙竹最常见的甜龙竹、苦龙竹、巨龙竹、大黄竹和小黄竹，将竹条用横截圆锯机分别截断成长度为50cm竹筒，并对各个竹筒试件进行编号。
试验设备包括盛水容器、水浴锅等。
2.2 试验方法
挑选甜龙竹、苦龙竹、巨龙竹、大黄竹和小黄竹试件，分根部、干部、尖部放在室内进行相对的恒温观察，并做好相关记录。观察周期以5天为单位，连续观察30天。观察条件为自然晾干和盐水泡煮2种。
2.3 试验结果分析
经龙竹竹材性能试验分析，获得的结果为：
（1）经盐水泡煮的龙竹竹筒未出现开裂情况;
（2）自然晾干的竹筒中，有部分苦龙竹试件在第3天出现开裂情况，在5～10天内完全炸裂，整批试件开裂率为5%;
（3）龙竹内外径不圆的竹筒，由于竹壁厚薄不均，产生的收缩应力较大，更易开裂，同时位于根部的竹筒也容易开裂;
（4）龙竹根部的竹筒由于含水率较高更易开裂，同时竹龄在4年以下的龙竹更易开裂;
（5）竹筒壁厚度是影響龙竹开裂的重要因素之一，竹壁较薄的龙竹更易开裂。
3 结论
3.1 龙竹的竹龄对竹材的密度、径向干缩系数、弦向干缩系数、体积干缩系数、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、径向抗弯强度和弦向抗弯强度等物理力学性能的影响非常显著，所以竹龄选择是影响竹制品性能的重要因素。
3.2 龙竹不同部位的基本密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度和弦向抗弯强度等指标都不相同，所以在竹制品加工选取竹材时，考虑不同部位也是重要的因素之一。
3.3 龙竹的竹龄和竹壁厚度均是影响龙竹竹材开裂的重要因素，经盐水浸泡处理，可以有效预防龙竹圆竹开裂的现象。
参考文献
[1]于文吉，江泽慧，叶克林竹材特性研究及其进展[J].世界林业研究，2002（2）： 50 - 55
[2]徐有明，郝培应，刘清平，竹材性质及其资源开发利用的研究进展[J].东北林业大学学报，2003（5）： 71- 77
[3]孙照斌，袁哲，强明，等.龙竹竹材的微波干燥特性研究[J].林业机械与木工设备，2006（4）：9 - 12.
[4]张汉尧，刘小珍，孙茂胜，等.云南部分竹种形态标记数量分类研究[J].福建林业科技，2005（2）： 31- 33