毛竹秆材的结构形态分析

毛竹材用主要是对竹秆的利用,竹秆是毛竹利用价值最大的部分。竹秆是竹子地上茎的主干,外形多为圆锥体或椭圆体,由竹节和节间两部分组成,其直径从根部到梢部逐渐缩小,竹壁也逐渐变薄(罗华河,2004)。尽管毛竹竹秆长度、胸径、竹壁厚度和竹节的数量、节间距等与其他竹种差异较大,但其基本结构形态与其他竹种大致相同,毛竹秆的基本结构如图5.2所示。竹材秆部由表皮组织、维管束组织、基本组织及髓腔等几部分组成。

图5.2 毛竹秆的基本结构(www.zuozong.com)

1—竹皮;2—竹肉;3—髓环组织;4—竹横隔壁;5—沟;6—秆环;7—箨环;8—芽。

竹节由秆环、箨环和竹横隔壁组成,维管束起着加强竹秆直立和水分、养分横向输导作用。在竹秆的节间维管束排列互相平行,而在竹节处的维管束呈弯曲走向并且纵横交错。竹横隔壁把竹秆分隔成空腔,即髓腔。髓腔周围的壁称为竹壁。竹壁在宏观上由三部分组成,自外而内依次为竹皮、竹肉和髓环组织(髓环和髓)。竹皮(也称竹青)是竹壁最外层,通常是横切面上看不见维管束的部分,其组织致密、质地坚韧、表面光滑。竹青上附有一层蜡质,因此对水和胶黏剂的润湿性较差。竹肉是界于竹皮和髓环组织间的部分,横切面上有维管束分布。维管束是在竹材横切面上的呈深色的菱形斑点,在纵切面上它呈顺纹股状组织。维管束在竹壁内的分布一般自外而内由密变疏。竹肉内侧与竹腔相邻的部分为髓环(俗称竹黄),组织疏松、脆弱,其上也无维管束分布。在生产习惯上,常将竹壁厚度不同的组织由外至内称为竹青、竹肉和竹黄(唐永裕,1997)。竹青、竹黄、竹肉在结构上存在差别,它们的物理力学性质和胶合性能也存在差异。

毛竹材具有各向异性,其弦向干缩率最大,约为6%,径向平均为3%,纵向最小为0.3%。竹龄越小,弦、径向干缩率越大。竹壁内侧弦向干缩率仅为外侧的一半左右,这是引起竹制品变形的主要因素。竹材干缩是由竹材维管束中的导管失水后引起的,因此维管束分布密的部位干缩率就大。竹材的力学性能与含水率、竹秆部位、竹龄、生长条件等因素密切相关,竹材强度随含水率的降低、竹秆高度的增加、竹龄的增加而增加;而地理条件越好,竹子生长越粗大,组织越疏松,强度越低。竹节对竹材力学性质的影响也很大,节部抗拉强度低于节间,而其他部位强度比节间要高(叶忠华,2002)。