制造竹質體育運動地板的可行性分析

韋漢國

(南寧師范大學體育與健康學院,廣西南寧530299)

0 引言

目前，木質地板還是國內外體育地板的主體。從單層和雙層結構地板到現在流行的多層復合木地板，并發展成防水、耐腐蝕的復合結構材料。木質地板在國際上擁有著很長的發展史,而中國的木制運動地板起步晚。但近年來，在國家體育總局等有關部門的支持下，中國的木質運動地板發展迅速，但是知識產權和許多核心技術仍主要存在于歐美。所以我國對這種地板結構的制造技術，產品標準的研究，竹材的性能和功能檢測系統及設備主要從歐美進口。這說明我國木質運動地板正面臨著快速發展、自主知識產權少、需求大、嚴重依賴國外技術的矛盾時期。

基于場景的仿真數據，彭偉亮[1]學者研究了消費者的月收入，他們根據性別、地區、年齡、職業、低碳產品意識來描述消費者購買低碳竹木產品的意愿。并使用Ologit模型對消費者WTP的決定因素進行實證分析。提出了促進低碳社會發展和提高消費者生活水平的有效建議。眾所周知，滑板運動已經被越來越多的人所接受。 滑板作為一種類似于運動地板的材料，是由楓木、樺木和竹子制成的。 其中，竹子因其周期短、強度高、韌性好而成為滑板的主要原料。 王戈[2]從竹制滑板的發展現狀、竹制滑板面板的技術和性能等方面介紹了竹制滑板， 并從資源、成本、文化價值等方面分析了竹制滑板的優勢,對竹質面板的研究提出了建議。唐召群[3]和其他人評價中國的浸漬紙層壓木板基于深入調查了近200名浸漬紙層壓木質地板制造商， 與三個國家的數據相比，從2010年到2014年產品質量監督檢查和質量測試結果的外國知名品牌地板質量的現狀、影響因素進行分析，詳細敘述了產品的吸水厚度膨脹率、內粘接強度、表面耐磨性、甲醛釋放量等質量等級。

竹制運動地板比普通木地板性價比要高。以竹質地板為例，它變形小，剛性好，強度高，耐磨，具有一定的防蟲，防腐性能。如水曲柳木具有防滑、彈性好、耐磨性好、硬度高、花紋豐富等優點而被廣泛使用。該產品還改善了竹材本身的各向異性，其穩定性，環境性能，導熱性，抗熱變形性能均優于木地板。因此，竹材基礎的研究進展及其應用理論為竹質地板的開發和研究奠定了一定的基礎。近年來，隨著逐漸對竹子的研究深入，很多研究已經完成開發竹子的基本性質和應用程序，包括物理、化學性質， 粘合性能，昆蟲和霉菌預防的技術，竹木制面板的開發技術等等。除此之外，研究人員還研究了竹子的特性以及綠色，肉類和黃色的組合，逐漸揭示了它們之間的內在聯系。并已開發出多種具有特殊性能的竹基板材。其中高檔竹地板吸水率低，易拆卸,浸入水中后無需特別護理，并且可以在干燥后使用。

1 方法

1.1 竹材制造體育運動地板的優勢

世界上竹類植物約1300多種。由于我國地方遼闊和所處氣候適宜，目前，我國是世界上竹林面積和竹材產量最大、竹材資源最豐富和竹子栽培利用歷史最悠久的國家。全國現有竹林面積約520多萬hm2，近5年來年均增長13萬hm2以上。因此中國在用于工業生產的竹材運動地板的竹資源是非常豐富的。

不僅如此，竹子是一種禾本科多年生植物，它具有極強的抗輻射屬性。在凈化空氣、穩定地球大氣成分和固碳方面，竹子相比其他植物能多釋放35%的氧氣，對環保和可持續發展起著重要的作用。并且竹子生長迅速，一旦種植，自然生長，約4～6年成材。它的生長周期比20～40年的木材要短得多，年產量是木材的3倍?？茖W合理的竹材采伐有利于竹子的繁殖和竹林面積的擴大，可以保持竹子資源的穩定、高、可持續利用。擴大竹子的使用范圍也可以節省大量森林資源，釋放森林的生態功能。因此，用竹子代替木頭來生產運動地板符合中國建設現代生態文明的政策。

1.2 竹材制造體育運動地板的特點

竹子具有較高的強度，特別是抗拉強度更突出，彈性好，重量輕，抗震性能好也是其優點。竹子比木材具有更好的彈性和韌性，其平均抗拉和抗壓強度是木材的2倍。這些性能能較好地滿足運動地板的耐磨性、硬度、防滑性和減振率的要求。

如果與鋼相比，竹材的密度只有鋼的1/7左右，但竹材的抗壓強度卻約為鋼的1/5，它的抗拉強度約為鋼的1/2。因此，可以說竹子是一種結實、輕便的材料。此外，竹子的抗彎強度不是很高，這其實也是一種優勢。因為竹纖維的強度很高，抗震性能也很好，可以緩沖沖擊載荷，減少意外傷害的可能性。如果超過了彎曲強度，第一次斷裂時不會像木頭一樣完全斷裂。這種竹害預警的特點有利于進行身體保護。

2 實驗

2.1 實驗背景

由于歐洲和美國的竹資源和生活習慣的匱乏，世界上關于竹運動地板的研究很少。因此，國內外并沒有相關的詳細指導政策。并且由于竹子具有一定的吸收甲醛的能力，可以減少有害氣體對人的傷害。除此之外，竹材料包含許多有機材料，例如糖，淀粉和蛋白質，這些材質很難防止腐蝕和腐爛。存在順紋抗剪能力和抗劈裂強度低，容易開裂的缺陷。這將是發展竹制運動地板的關鍵技術難題。

2.2 實驗步驟

將竹制地板和實木地板在水中浸泡24 h，實木地板膨脹的幅度是原來的2倍，而竹制地板幾乎沒有變化。由于竹地板的纖維比較粗，實木地板內部纖維排列比較雜亂，所以竹地板可以承受較大的壓力。竹地板不同于實木地板的剛度,它有很好的韌性，人們踩上去很舒服。而一小片竹節經過蒸煮、干燥、脫脂、高溫碳化、真空脫水后，竹節中的所有營養物質都被完全除去，沒有細菌的生存環境。木地板是整塊干的，但是沒有經過徹底的處理，將會出現蟲子。以上是實木地板與竹地板的對比。

3 討論

3.1 我國體育場地調查結果比較分析

運動地板是通過與體育基礎設施相連接而發展起來的。根據第五次全國體育場館普查結果，全國共有標準體育場館55617個，平均每萬人擁有6.58個,1.03 m2。與第四次全國體育場普查數據相比，人均體育場面積增加0.38 m2，增長58.46%，年均增長5.92%。但中國人均體育場面積遠低于發達國家的平均水平。中國的人均體育場面積現在大約是美國的1/13;中國每萬人只有不到8個場館，這在歐洲約為26個[16]。具體如圖1和圖2所示。

圖1 第四次與第五次全國體育場地普查對比

圖2 2019年中國和歐洲體育場地普查對比

3.2 竹制體育運動地板結構種類與應用

目前，木質地板仍是國內外體育地板的主體。這種地板表面材料，粗糙的板和龍骨使用來自單一的實木，之后開發成環保、防水、耐腐蝕的復合結構材料。木制運動地板高于普通木制地板要求。由于各國對生態環境的高度重視，世界上許多國家都限制了木材資源的采伐，優質材料的供應急劇下降，原材料的短缺極大地限制了基于木質運動地板的推廣。因此，迫切需要一種新的資源材料來替代木材，同時確保運動地板的質量等于或高于木質運動地板的質量，并且還可以保證森林資源和生態環境在不被破壞的情況下實現原材料的可用性及連續供應。

圖3 竹制地板和木質地板對比

在未來一段時間,可根據不同比賽和多功能性的需求，開發功能多樣和復雜的竹制運動地板產品。并制定出一系列適用于竹類運動地板生產，測試和市場準入的法規和標準，大力推廣和普及。中國將大量增加體育設施的建設,竹子體育地板更適合的乒乓球場館、舞蹈工作室、網球場館、排球場館、籃球場館、健身房和其他場所,可以預期將來，體育地板的市場需求將持續增加。

4 結論

結合上文描述可知，用竹子生產高附加值的運動地板在技術上是可行的。竹地板具有良好的經濟前景。包括中國在內的亞洲，非洲和南美的絕大多數竹子生產國都可以充分依靠蓬勃發展的全球體育產業的勢頭大力發展竹子運動地板，改善體育基礎設施并促進經濟發展。竹質活動地板是活動地板的一個新領域，其相關的新產品和新技術應及時申請專利保護。并要重視竹子的基礎研究，特別是要進一步加強對竹子的防腐、防裂和低側向機械強度的關鍵技術的研究。建立竹質運動地板研發中心，實現產學研結合，充分發揮科研機構與企業新產品開發部門的聯動作用，在竹質運動地板上開展定向研究，不斷改進竹木在生產和應用中的技術難題，優化生產工藝。