竹材性质properties of bamboo wood

竹材的物理性质、力学性质和化学性质。各种细胞和组织均具有不同的物理、化学和力学性质。同一竹材部位不同，它的细胞和组织的性质、结构也不同。由于竹材是一种各向异性的材料，必须根据其性质特点合理加工利用。
竹材物理性质 包括竹材的含水率、容重、干缩、湿胀、传热、导电等。
竹材含水率 竹材中水分重量占绝干材重量的百分率。它对竹材性质有明显影响。竹材纤维饱和点时的含水率为25～35%。不同竹种其含水率是不同的。即使同一竹种的竹材，不同竹龄、不同部位、不同的采伐季节，其含水率也不一样。竹龄愈幼，含水率愈高；竹龄愈老，含水率愈低。竹材基部含水率比梢部高。竹青含水率比竹肉、竹黄低。夏季砍伐的竹材含水率比春、秋季砍伐的高；冬季砍伐的含水率最低。在高温、通风、空气湿度小的地方贮存的竹材容易失水干燥。竹材快速失水干燥容易引起竹秆干裂。一般鲜竹材含水率为55～75%。
竹材容重 单位体积竹材的重量，用克/立方厘米表示。竹材含水率不同，其容重也不相同。按竹材含水率不同，可分为鲜竹材容重、气干竹材容重、绝干竹材容重和公定容重。公定容重也称竹材基本容重，即竹材吸水饱和后的最大体积与其烘干竹材重量之比值。不同竹种的竹材基本容重是不同的。即使同一竹种的竹材，其基本容重也不同。竹龄愈大，基本容重愈高，反之愈低；同一秆上竹材，自基部至梢部，基本容积重量逐步提高；同一部位以竹青基本容重最高，竹肉次之，竹黄最低。竹材基本容重与竹材力学强度有密切关系。各种竹材，只要基本容重(Ry)相同，其顺纹抗压强度(Dw)就极为接近，可用下式表示：D_w＝150Ry-32.9（兆帕）。一般竹材的基本容重为0.45～0.65克/立方厘米。
竹材干缩性和湿胀性 新鲜竹材在干燥过程中逐渐失去水分，引起长、宽、厚和体积的干缩；干燥竹材在吸水（吸湿）过程中，引起长、宽、厚和体积的膨胀。竹材干缩、湿胀性，直接影响到竹材的利用和加工。不同竹种的竹材干缩、湿胀率是不同的。即使同一竹种，其干缩、湿胀率也不同。幼龄竹材的干缩、湿胀率较大；老龄竹材的干缩、湿胀率较小。同一竹材，径向干缩、湿胀率最大，弦向次之，高向最小；弦向干缩、湿胀率，竹青最大，竹肉次之，竹黄最小。一般竹材的最大湿胀率：径向9%，弦向6%，高向0.3%。
竹材燃烧热值 每一克绝干竹材燃烧后产生的热量，用卡/克表示。不同竹种的竹材燃烧热值：刚竹4 680卡/克，青篱竹属4 671卡/克，大节竹属4 640卡/克，单竹属4 612卡/克，唐竹属4595卡/克，梨竹属4 562卡/克，慈竹属4 554卡/克，箣竹属4 543卡/克，𥯨等竹属4 478卡/克，方竹属4 457卡/克。同一竹种，不同部位的燃烧热值也不相同。如，毛竹竹材4 532卡/克，枝条4 719卡/克，鞭根4 286卡/克，叶子4 203卡/克。
竹材的传热、导电性 干燥的竹材传热、导电性能差，可充当绝缘材料，但竹材吸水后，绝缘性能降低。竹青传热性比竹肉、竹黄略高些。
竹材力学性质 竹材受外力后，表现出的各种强度和弹性模量。竹材的力学强度大，弹性好，易劈开。较广泛应用于建筑、家具和人造板工业。不同竹种的力学性质是不同的。同一种竹材，幼龄竹材力学强度低，老龄竹材力学强度高；同一竹秆从基部到梢部的竹材力学强度依次增高；在同一部位竹青部分力学强度高，竹肉次之，竹黄最低。竹节部的抗拉强度比无节部（节间）低25%左右，而竹节部的顺压、静曲、顺剪等强度和弹性模量略高于无节部。在原竹试验中，有节整竹比无节竹段的抗压强度高5～6%，抗弯强度高9～20%。整竹劈开后，顺纹抗压强度降低10%左右，弯曲承载能力要降低50%以上。毛竹竹材的力学强度（以兆帕为单位）:抗拉强度，顺纹181.4，横纹5.3；抗压强度，顺纹63.5，横纹弦向18.2，横纹径向15.4；静曲强度，弦向157.5，径向上弯141.1，径向下弯135.7；顺纹剪力16.1；板状劈力4.0。
竹材化学性质 组成竹材的主要化学成分是纤维素、半纤维素和木质素。其次是各种糖类、脂肪类和蛋白质类物质。此外，还有少量灰分元素。纤维素是组成竹材细胞壁的物质基础。竹材中纤维素含量约40～60%。竹材纤维素中，甲类纤维占70～80%，乙类纤维占20～25%，丙类纤维占1～5%。不同竹种，竹材纤维素含量不同。同一竹种，幼龄竹材中纤维素含量高，老龄竹材中纤维素含量低。半纤维素主要是多缩戊糖、多缩甘露糖和多缩半乳糖等。竹材中半纤维素占14～25%。竹材半纤维素中，多缩戊糖占95%以上，多缩甘露糖占4～5%，多缩半乳糖含量甚微。竹材中木质素约为16～34%。不同竹种，木质素含量不同。同一竹种，幼龄竹材木质素含量较低，老龄竹材的含量较高。浸提物质主要指利用冷水、热水、醚、醇或1%氢氧化钠等溶剂，从竹材中抽提出的物质。竹材中浸提物质的成分十分复杂，但主要是一些可溶性的糖类、脂肪类、蛋白质类， 以及部分半纤维素等。竹材中，冷水浸提物约有2.5～5.0%，热水浸提物约有5～12.5%，醚、醇浸提物约有3.5～9.0%,1%氢氧化钠浸提物有21～31%。此外， 竹材中蛋白质含量约占1.5～6%，还原糖2%左右。竹材灰分元素含有几十种矿质元素，其中主要的有硅、磷、钾、钙、镁、铁等。