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從“以竹代塑料”到“以竹代石” , 中國竹子 ,正在悄悄改變世界

桂粵科普
桂林理工大學(xué)教師,三年科普中國優(yōu)秀信息員、廣東科學(xué)傳播達(dá)人。
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你見過竹籃、竹笛、竹砧板 ,可你見過竹子混凝土嗎?

使用竹子千年 ,最近 ,我國又取得一項(xiàng)巨大突破 ,“以竹代石”的新型建筑材

料橫空出世 ,掀起了建筑界的革命。

或許有人要問了 ,世界上的石頭又不緊缺 ,為何還要用竹子來代替?竹子這般 脆弱 ,代替石頭安全嗎?

氣候變暖 ,海平面上升 ,平平無奇的二氧化碳 ,正在不斷積累 ,殘害著我們的 地球。

為了應(yīng)對(duì)即將到來的危機(jī) ,人們制定出了“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo) ,減少二 氧化碳的排放 ,成了當(dāng)務(wù)之急。

說起罪魁禍?zhǔn)锥趸?,很多人想到的都是工廠滾滾濃煙 ,以及汽車呼出的帶 味兒的尾氣。

其實(shí) ,建筑行業(yè)也是二氧化碳排放的重災(zāi)區(qū)。

據(jù)《 2020全球建筑現(xiàn)狀報(bào)告》顯示 ,2019年建筑運(yùn)營所排放的二氧化碳 ,達(dá)1

全屏 00億噸 ,外加建筑建造的排放 , 占了全球能源相關(guān)二氧化碳排放總量的38%。

這看起來有些不可思議 ,畢竟房子可不會(huì)排放污染氣體。但建房的許多材料,制造時(shí)卻不可避免排放二氧化碳。

一座看起來歲月靜好的房子 ,是很多工業(yè)材料的結(jié)合體 ,比如其中的鋼筋與混 凝土。

制作此類材料時(shí) ,需要用到化石燃料燃燒 ,來達(dá)到高溫效果 ,燃燒過程就會(huì)產(chǎn) 生許多的二氧化碳。

有人做過統(tǒng)計(jì) ,光是水泥的生產(chǎn) ,就占了全球碳排放量的7%。其他的金屬建 材 ,每生產(chǎn)一噸 ,就會(huì)排放2.3噸的碳。

在混凝土中使用的碎石 ,也是碳排放的一大幫兇 , 因此 ,選用竹子代替 ,對(duì)應(yīng) 對(duì)氣候變暖等問題來說 ,大功一件。

來自南京林業(yè)大學(xué)及土木工程學(xué)院的師生 ,就是在這一目標(biāo)下 ,組成了研究小 組 ,開始夜以繼日的鉆研。

如今 ,一種新型可持續(xù)生物質(zhì)竹骨料混凝土 ,終于研制成功。

將竹子加入到混凝土里 ,看起來并不難 ,但竹子易開裂、易腐蝕 ,并且與水泥 基體的粘性差 ,直接加入肯定不行。

為此 ,研究團(tuán)隊(duì)對(duì)竹骨料進(jìn)行改性 ,改性后的竹骨料材料力學(xué)性能、抗腐蝕 性 ,以及微觀結(jié)構(gòu)都發(fā)生了改變。

經(jīng)過檢測(cè) ,這種新型的竹骨料混凝土有著良好的力學(xué)性能 ,28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到 普通混凝土的74% ,并且力學(xué)性能隨著養(yǎng)護(hù)天數(shù)增加 ,會(huì)逐漸增強(qiáng)。

除此之外 ,竹骨料混凝土還有很多優(yōu)勢(shì) ,比如有一定的延性 ,當(dāng)混凝土塊被破 壞時(shí) ,裂縫貫穿的速度比普通混凝土慢得多。

竹骨料混凝土的初衷 ,是減少碳排放 ,這一點(diǎn)也不負(fù)眾望 ,使用1噸竹骨料可 以替代3.6噸碎石骨料 ,有效減少了5.178-5.848噸的碳排放量。

比起可再生的竹子 ,碎石資源還是十分的缺乏 ,“以竹代石”的運(yùn)用 ,不僅有效減少碳排放 ,更有助于可持續(xù)發(fā)展。

這種新型混凝土 ,將為岌岌可危的氣候難題 ,遞交新的答卷。

竹子與建筑的不解之緣 ,其實(shí)早在4500年前就已經(jīng)結(jié)下。

有證可考的 ,是來自于四川成都的寶墩文化。

寶墩文化階段 ,是我國文明發(fā)展的一個(gè)重要階段 ,這種文化廣泛分布在成都平 原 ,晚期階段 ,一股來自長江中下游的文化與之交織 ,孕育出了我們所熟知的三星 堆文化。

古老的泥墻 ,破碎的骸骨、以及水稻田的遺跡等 ,這些都是寶墩文化留給后人 的寶貴財(cái)富。

對(duì)寶墩8座古城遺址的考古 ,從上世紀(jì)晚期就已經(jīng)開始 ,當(dāng)時(shí)人們?cè)谶@些遺址 中 ,發(fā)現(xiàn)了一些泥墻基槽式建筑。

在這些建筑中 ,人們發(fā)現(xiàn)除了泥土外 ,還有另外一種材料 ,至于是木質(zhì)還是竹 質(zhì) ,或者兩種都有 ,一直爭論不休 ,難有定論。

直到2021年6月7日 ,成都考古研究院公布了最新考古成果 ,在成都新津?qū)毝展?城遺址中 ,發(fā)現(xiàn)了6枚碳化竹片。

這些竹片靜靜躺在倒塌的紅燒土基中 ,穿越千年 ,為人們解答了那個(gè)爭論已久 的問題 ,那些似木似竹建筑材料 ,實(shí)際上是竹。

這也證實(shí)了 ,早在4500年前的寶墩時(shí)期 ,就已經(jīng)有竹骨泥墻出現(xiàn) ,之后這種建 筑一直傳承到了三星堆、十二橋文化時(shí)期。

到了如今 ,成都地區(qū)還流傳著一種獨(dú)居特色的建筑——竹編夾泥墻 ,這種泥墻 以編竹為骨 ,外覆泥灰而成。

竹編夾泥墻 ,至少在漢代就已經(jīng)存在。

著名建筑學(xué)家劉致平寫過一本《四川住宅建筑概說》 ,里面提到他在漢代隨葬 器物上的見聞 ,說這些器物上的圖像 ,就有與之類似的建筑。

如今 ,水泥代替了泥土 ,鋼筋代替了竹 ,這種古老的記憶 ,只在文字 ,和少許 的圖片中存在。

也有一些師傅 ,致力于傳承這種古老技藝 ,將原本不為外人道的技法公之于 眾。

如此 ,我們也能領(lǐng)略到這種塵封千年的技法。

竹編夾泥墻 ,五字就能概括精髓:竹、泥、灰、器、技。取材和制作墳六步: 伐竹、取土、制灰、啟篾、編織、抹灰

步驟并不繁瑣 ,簡約而古樸 ,卻是無數(shù)經(jīng)驗(yàn)智慧的總結(jié)。

了解這門技術(shù) ,讓我們行走茂林修竹之間時(shí) ,懂得了這種自然之物 ,對(duì)高樓大 廈的啟迪。

除了以竹代石 ,我國以竹代塑工藝 ,已經(jīng)在世界市場(chǎng)上占有一席之地。小到U 盤、鼠標(biāo) ,大到音響、汽車內(nèi)飾 ,竹子早已融入了我們的生活。

成立于1998年的宜賓某竹木業(yè)公司 ,算是這一行業(yè)的佼佼者。

該公司原本以竹地板起家 ,生意最好那年 ,年產(chǎn)值達(dá)到6000萬元 ,但隨著同行 競爭加劇 ,竹地板價(jià)格走低 ,公司陷入窘境。

到2006年 ,公司不想在竹地板上一條路走到黑 ,決定朝著其他方向發(fā)展 ,可竹 子除了做地板 ,還能做什么呢?

當(dāng)時(shí)正是電子產(chǎn)品突飛猛進(jìn)的時(shí)代 ,將竹子與其結(jié)合 ,或許就是一條生路。

在這種思想引領(lǐng)下 ,公司最先將目標(biāo)定在了電腦鍵盤上。

生產(chǎn)一個(gè)鍵盤需要475克的塑料 ,一萬個(gè)就是475噸 ,如果研制成功 ,將減少這 475噸塑料的消耗 ,功在當(dāng)代 ,利在千秋。

為了這個(gè)目標(biāo) ,研發(fā)人員經(jīng)過9個(gè)月的鉆研 ,終于研制出了第一代竹鍵盤。

這代竹鍵盤雖然銷量不錯(cuò) ,但只有框架是竹質(zhì)的 ,鍵帽依然是塑料 ,并沒有達(dá) 到全竹鍵盤的目標(biāo)。

將鍵帽也換成竹質(zhì) ,可比只換框架要難得多 , 因?yàn)殒I帽數(shù)量太多 ,精密要求度 高 ,對(duì)生產(chǎn)機(jī)器的要求也高。

為完成這一目標(biāo) ,研發(fā)人員從改寫代碼開始 ,經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn) ,終于研制出生 產(chǎn)鍵帽的機(jī)器。

這個(gè)機(jī)器只要啟動(dòng) ,就能自動(dòng)將放進(jìn)去的竹條切割、做弧、倒角、鉆孔 ,誤差 不超0.1毫米 ,放在鍵盤框中不緊不松剛剛好。

鍵帽的問題解決 ,但在量產(chǎn)時(shí) ,又存在一個(gè)問題 ,竹條受熱容易變形 ,導(dǎo)致散 架。

為了解決這一問題 ,研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過特殊組合 ,制成了有五層結(jié)構(gòu)的牢固鍵盤。

新一代鍵盤很受消費(fèi)者青睞 ,2012年成功打入海外市場(chǎng) ,創(chuàng)下創(chuàng)匯1億元的佳 績。

有了竹鍵盤鋪路 ,之后的竹鼠標(biāo)、竹計(jì)算器、竹音響等 ,也暢銷歐美等多個(gè)國 家。

以竹代塑創(chuàng)造佳績的不止一家 ,位于四川宜賓的一家環(huán)??萍脊?,正在用竹 漿生產(chǎn)一次性餐具。

這種餐具取代傳統(tǒng)塑料餐具難以降解的問題 ,對(duì)環(huán)保貢獻(xiàn)巨大 ,受歐美市場(chǎng)歡 迎。

四川宜賓 ,本就是一個(gè)竹產(chǎn)品遍地開花的地方 ,光是在創(chuàng)新竹日用品交易中心 陳列的竹產(chǎn)品 ,種類就已經(jīng)達(dá)到上萬種。

建筑設(shè)計(jì)師邵長專 ,正致力于將宜賓打造成一座“竹居城市” ,他曾經(jīng)創(chuàng)造的 宜賓竹產(chǎn)品交易中心 ,是迄今為止 ,全世界難度最大 ,面積最大的竹建筑之一。

在邵長??磥?,竹不僅能代替塑料 ,還能代替鋼鐵 ,創(chuàng)造出更多的價(jià)值。

我國竹林面積超1億畝 ,如今在建筑、裝飾、食品、化工、防治等方面 ,都是 竹子大展拳腳的地方。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 ,用竹纖維制作的薄膜 ,成為了塑料大棚的替代品。此外 ,這些竹 纖維還能用于制造高鐵車廂 ,以及建造房屋。

竹有節(jié) , 內(nèi)空虛 ,常被人用來警醒一個(gè)人要有氣節(jié) ,要虛心 , 同時(shí)還要有傲霜 斗雪的堅(jiān)韌品質(zhì)。

除了精神寄托 ,如今的竹子 ,更是將自身的價(jià)值發(fā)揮到極致 ,點(diǎn)亮了中國創(chuàng)新 的燈 ,照亮了整個(gè)世界。

信息來源:

[1] 《以“竹”代石 ,南京林業(yè)大學(xué)一團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型建材引關(guān)注》揚(yáng)子晚報(bào)202 4-07-29

[2] 《搶救性記錄傳統(tǒng)建筑工藝 ,成都文物考古研究院揭秘“竹編夾泥墻” 》 紅星新聞2022-12-30

[3] 《成都新津?qū)毝展懦沁z址發(fā)現(xiàn)疑似4500年前的水稻田》海外網(wǎng)2021-06-08

[4] 《以竹代塑”扮靚綠色中國》光明網(wǎng)2023-03-24

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