Die Struktur und Mechanik des Moso-Bambusmaterials

Obwohl Bambus seit Jahrtausenden strukturell verwendet wird, gibt es derzeit ein zunehmendes Interesse an der Entwicklung erneuerbarer und nachhaltiger struktureller Bambusprodukte (SBPs). Diese SBPs sind analog zu Holzprodukten wie Sperrholz, orientierter Spanplatte und verleimtem Holz. In dieser Studie werden die Eigenschaften von natürlichem Moso-Bambus (Phyllostachys pubescens) untersucht, um die Verarbeitung und das Design von SBPs weiter zu ermöglichen. Die radialen und longitudinalen Dichtegradienten im Bambus führen zu Variationen der mechanischen Eigenschaften. Hier messen wir die Biegeeigenschaften von Moso-Bambus in axialer Richtung sowie die Druckfestigkeiten in axialer und querer Richtung. Basierend auf den mikrostrukturellen Variationen (beobachtet mit Rasterelektronenmikroskopie) und extrapolierten festen Zellwand-Eigenschaften des Bambus entwickeln wir Modelle, die die experimentellen Ergebnisse gut beschreiben. Im Vergleich zu gängigen nordamerikanischen Bauhölzern, die in axialer Richtung belastet werden, ist Moso-Bambus ungefähr ebenso steif und erheblich stärker, sowohl in Biegung als auch in Druck, jedoch dichter. Diese Arbeit trägt zu kritischem Wissen über die Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften von Bambus bei, die für das Ingenieurwesen und das Design nachhaltiger SBPs von entscheidender Bedeutung sind.