竹子是一種天然的、快速生長和可再生的資源。竹類植物在世界各地的熱帶和非熱帶地區都有。亞太地區的竹子的生物多樣性特別豐富。由于現有建筑材料的高能源需求和其他天然材料（如木材）的稀缺，竹子是一個很好的建筑替代品。本文回顧了竹子的機械性能和在建筑中的應用。不同竹種的抗拉強度在70-210兆帕之間，抗壓強度20-65兆帕，彈性模量2500-17500兆帕，斷裂模量50-200兆帕。竹子是一種多功能的材料，可以以各種方式用于建筑。竹子可以根據建筑的具體需要進行設計，如層壓竹和節疤竹。工程竹子可用于各種住房用途，如屋頂和地板。竹子的稈經常被直接使用而不作任何改動，作為結構件，如梁和柱。竹纖維也可以作為混凝土的加固物，以替代鋼材。竹子加固混凝土（bamboo reinforced concrete，以下簡稱BRC）梁的剪切和彎曲行為明顯優于普通混凝土梁。竹纖維加固混凝土（Bamboo fibers reinforced concrete，以下簡稱BFRC）是現有合成纖維加固混凝土（如玻璃纖維和鋼纖維）的一個良好替代品。

竹子是一種部分通用的材料，可以在建筑中以不同方式使用。由于竹子的建筑需求，竹子的稈可以用作結構元素，也可以根據需要以不同的方式進行改造。它具有社會經濟效益，因為它很耐用，而且價格便宜。竹子可以被證明是現有建筑材料的一個可行的替代品，并且可以用于有機形結構。在接下來的章節中，將討論建筑中使用的各種形式的竹子。

完整的竹稈可以作為一個整體元素用于建筑需求、腳手架、度假村建設等。這種類型的使用在當地有竹子的地區比較常見。如圖1所示，全竹或半竹被連接在一起，用于柱子、墻壁、屋頂檁條和桿子等。由于竹子的中空形狀，這種類型的竹子使用中的連接是很困難的。通常情況下，竹稈在末端用繩子綁在一起。還有其他諸如使用軟管夾、混凝土和螺栓的連接方法。使用軟管夾子或混凝土嵌件可以大大改善連接的性能。

圖1 竹稈的使用 (a) 完整的竹稈作為結構元素，(b) 半/完整的竹稈作為繩索

工程竹子是指在建筑中使用前經過加工和改變的竹子。這種用途被用于地板、板材、墻板和其他用途。建筑中最常見的工程竹子類型是層壓竹子。在層壓竹子中，竹子的稈首先被壓扁，形成大小一致的層壓條，如圖2所示。這些層壓條被分層粘在一起，形成層壓竹板，如圖3所示。

圖2 

圖3 

竹纖維在稈的縱向上生長，這使得它在拉伸和壓縮中都具有軸向強度。竹子的這種行為使其成為傳統鋼筋的可行替代品。竹子的稈通常以條狀或全稈的形式使用，并首先使用不同的解決方案進行白蟻處理。竹子加固混凝土的性能主要取決于竹條和混凝土之間的互鎖。竹筋混凝土梁的承載行為與RC梁相似。使用粘合劑可以使竹筋防水，使用軟管夾子可以防止竹筋滑落。使用Sikadur32-gel也能增強竹子和混凝土之間的粘合強度，也能提高竹筋梁的抗彎強度。

竹制鋼筋一般用于梁，作為主筋或箍筋。它也可以用在柱子上作為主筋或箍筋。許多研究人員都在研究在混凝土中有效地使用竹子作為鋼筋。BRC梁的行為通常遠遠好于PCC梁。用3.8%的竹子加固的BRC的剪切和彎曲行為變得與用1.23%的鋼筋加固的RCC梁非常相似。竹筋的性能可以通過使用鋼筋作為機械錨或使用軟管夾來加強。圖4顯示了有200平方毫米竹筋的BRC梁和有100.48平方毫米鋼纖維增強的鋼筋梁（steel reinforced beam，以下簡稱SRC）的行為。如圖所示，軟管夾的使用提高了BRC梁的極限承載力，但一般來說，鋼筋梁比BRC梁的剛度和延展性要好得多。

圖4

纖維增強混凝土在過去已經利用不同的纖維進行了使用。由于混凝土在拉力方面很弱，所以一般在高拉力區提供纖維以加強混凝土和減少裂縫寬度。合成纖維，如玻璃、鋼、石棉、碳和其他聚合物通常用于纖維增強混凝土，但由于合成纖維的稀缺性和高能源需求，鼓勵在纖維增強混凝土中使用回收的骨料或天然的纖維，如木材、椰子、麻、劍麻和稻殼和竹。

竹纖維是環保型材料，可用于纖維增強混凝土。竹纖維通常是通過將竹子的稈粉碎和研磨成小纖維，然后通過干燥去除水分含量而獲得。用于混凝土的竹纖維的長度從10毫米到67.5毫米不等。竹纖維不能提高混凝土的抗壓強度。事實上，由于竹纖維的存在，它們會導致混凝土的抗壓強度下降，因為骨料和水泥基體之間的結合強度差。相反，竹纖維明顯改善了混凝土的抗拉強度。圖5中對含有0.26%纖維的BFRC與普通混凝土的拉伸行為進行了比較。竹纖維的加入稍微改善了混凝土的抗折強度，但它增強了裂縫控制和延展性。與普通混凝土相比，竹纖維可以顯著提高BFRC的抗沖擊性。當它與鋼纖維以混合形式使用時，它可以提高抗沖擊性達550%。

圖5

此文由中國復合材料工業協會綜編，文章不用于商業目的，僅供行業人士交流，引用請注明出處。