基于超聲波波速的竹質試件材料性能檢測

周年強 張筱磊 陶健雄 孫衛冰 虞喆彥 李欣璐

（南京林業大學， 江蘇 南京 210037）

竹簾膠合板是將竹剖成厚1～2 mm、寬10～15 mm左右的竹篾，用細棉線、麻線或尼龍線將其連成竹簾，經干燥、涂膠或浸膠，以縱橫交錯的竹簾組坯，通過浸膠熱壓而成的結構材料。由于竹簾膠合板的結構特點， 其作為建筑結構材料可應用于樓、地面及墻體結構材料。

通過超聲波波速的檢測來了解試件的物理性能，包括強度、彈模、缺陷等，是一種成熟和簡易的技術，但尚未有研究報道此類研究用于竹材料的檢測。為了充分了解竹質試件的物理性能與超聲波波速的對應關系，對其展開相關試驗研究，為工程應用做理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料設計與分組

材料選擇市場上常見的竹簾膠合板，通過機床加工，按照竹篾分布方向、試件高度等分成3組共計30根試件，主要考慮試件的高度和竹篾的方向的不同進行分組。詳細信息如表1所示。

表 1 試件詳細信息

1.2 試驗方法

（1）使用電子天平對試件進行稱量，并記錄匯總；

（2）使用超聲波儀器，通過對測法進行試件的波速測量，并記錄匯總，其中波速取沿試件一個縱向和2個橫向方向，共3個波速值。

1.3 試驗儀器

稱量儀器為賽多利斯品牌的高精度電子天平，精度超過0.1g，完全滿足本次測量需要。

超聲波檢測采用的是瑞士的 Pundit Lab+超聲波檢測儀，其性能穩定，測試精度高，使用方便，具有自動測量和記錄等功能。

2 結果與分析

試驗數據匯總見表2。

表2 -1 A組數據

表2 -2 B組數據

表2 -3 C組數據

根據數據，從重量上看，離散系數很小各組之間，最大的為0.034，最小的僅0.011，說明采用現代加工工藝生產出來的竹簾膠合板的材料性質比較均一，可以斷定各組份之間（竹青和竹簧等）進行了合理的組合和搭配。從波速上看，1）與竹篾分布方向，即沿著竹篾方向的超聲波波速較高，大約是垂直竹篾方向的接近兩倍的數值，說明這個方向強度較高；2）垂直竹篾有連個方向，這兩個方向的強度基本差不多但也有差距，總的來說竹篾截面長邊為側面的的波速較低，短邊較高；3）各組的各項波速反應基本一致，其離散系數較小，說明其力學性能與質量一樣比較均一。

3 結論

通過對3組共30個竹質試件進行稱重及超聲波測試，得到了試件的質量和各波速值。經過初步分析得出，經過現代加工技術生產出來的竹簾膠合板材具有材質均一，性能穩定的特點，本次測試的結果為后續進行強度的測試提供了初步對比數據和支撐。