慈竹不同尺度单元对复合板材物理力学性能的影响

开发高强度竹基复合材料，拓展其在建筑工程领域的应用，是“竹材建材化”理念的有效实现途径。笔者将慈竹加工成竹篾片、竹束和维管束纤维3种不同尺度的单元材料，按不同组合方式组坯压制4种板坯结构的慈竹复合板材，并对其物理力学性能和端面形貌结构进行研究分析。研究结果表明：4种慈竹复合板材的吸水厚度膨胀率、抗弯性能和抗拉性能均处于GB/T 40247—2021《重组竹》标准规定的中上等级，其中竹篾片复合板材的物理力学性能较低，而维管束纤维复合板材较优。维管束纤维复合板材的弯曲弹性模量、静曲强度和抗拉强度分别达到了27.0 GPa、338.0 MPa和281.2 MPa;其比模量和比强度分别为24.1 GPa和302.3 MPa,超过了玻璃纤维增强铝合金层板，与芳纶铝合金层板相当，在工程结构领域具有较大应用前景。通过电子扫描显微镜观察板材端面结构发现，维管束纤维复合板材中维管束纤维之间存在明显的裂隙，在受载过程中易发生强度失效。因此，需进一步优化浸胶和热压工艺以提高其力学性能。