制造竹质体育运动地板的可行性分析

韦汉国

(南宁师范大学体育与健康学院,广西南宁530299)

0 引言

目前，木质地板还是国内外体育地板的主体。从单层和双层结构地板到现在流行的多层复合木地板，并发展成防水、耐腐蚀的复合结构材料。木质地板在国际上拥有着很长的发展史,而中国的木制运动地板起步晚。但近年来，在国家体育总局等有关部门的支持下，中国的木质运动地板发展迅速，但是知识产权和许多核心技术仍主要存在于欧美。所以我国对这种地板结构的制造技术，产品标准的研究，竹材的性能和功能检测系统及设备主要从欧美进口。这说明我国木质运动地板正面临着快速发展、自主知识产权少、需求大、严重依赖国外技术的矛盾时期。

基于场景的仿真数据，彭伟亮[1]学者研究了消费者的月收入，他们根据性别、地区、年龄、职业、低碳产品意识来描述消费者购买低碳竹木产品的意愿。并使用Ologit模型对消费者WTP的决定因素进行实证分析。提出了促进低碳社会发展和提高消费者生活水平的有效建议。众所周知，滑板运动已经被越来越多的人所接受。 滑板作为一种类似于运动地板的材料，是由枫木、桦木和竹子制成的。 其中，竹子因其周期短、强度高、韧性好而成为滑板的主要原料。 王戈[2]从竹制滑板的发展现状、竹制滑板面板的技术和性能等方面介绍了竹制滑板， 并从资源、成本、文化价值等方面分析了竹制滑板的优势,对竹质面板的研究提出了建议。唐召群[3]和其他人评价中国的浸渍纸层压木板基于深入调查了近200名浸渍纸层压木质地板制造商， 与三个国家的数据相比，从2010年到2014年产品质量监督检查和质量测试结果的外国知名品牌地板质量的现状、影响因素进行分析，详细叙述了产品的吸水厚度膨胀率、内粘接强度、表面耐磨性、甲醛释放量等质量等级。

竹制运动地板比普通木地板性价比要高。以竹质地板为例，它变形小，刚性好，强度高，耐磨，具有一定的防虫，防腐性能。如水曲柳木具有防滑、弹性好、耐磨性好、硬度高、花纹丰富等优点而被广泛使用。该产品还改善了竹材本身的各向异性，其稳定性，环境性能，导热性，抗热变形性能均优于木地板。因此，竹材基础的研究进展及其应用理论为竹质地板的开发和研究奠定了一定的基础。近年来，随着逐渐对竹子的研究深入，很多研究已经完成开发竹子的基本性质和应用程序，包括物理、化学性质， 粘合性能，昆虫和霉菌预防的技术，竹木制面板的开发技术等等。除此之外，研究人员还研究了竹子的特性以及绿色，肉类和黄色的组合，逐渐揭示了它们之间的内在联系。并已开发出多种具有特殊性能的竹基板材。其中高档竹地板吸水率低，易拆卸,浸入水中后无需特别护理，并且可以在干燥后使用。

1 方法

1.1 竹材制造体育运动地板的优势

世界上竹类植物约1300多种。由于我国地方辽阔和所处气候适宜，目前，我国是世界上竹林面积和竹材产量最大、竹材资源最丰富和竹子栽培利用历史最悠久的国家。全国现有竹林面积约520多万hm2，近5年来年均增长13万hm2以上。因此中国在用于工业生产的竹材运动地板的竹资源是非常丰富的。

不仅如此，竹子是一种禾本科多年生植物，它具有极强的抗辐射属性。在净化空气、稳定地球大气成分和固碳方面，竹子相比其他植物能多释放35%的氧气，对环保和可持续发展起着重要的作用。并且竹子生长迅速，一旦种植，自然生长，约4～6年成材。它的生长周期比20～40年的木材要短得多，年产量是木材的3倍。科学合理的竹材采伐有利于竹子的繁殖和竹林面积的扩大，可以保持竹子资源的稳定、高、可持续利用。扩大竹子的使用范围也可以节省大量森林资源，释放森林的生态功能。因此，用竹子代替木头来生产运动地板符合中国建设现代生态文明的政策。

1.2 竹材制造体育运动地板的特点

竹子具有较高的强度，特别是抗拉强度更突出，弹性好，重量轻，抗震性能好也是其优点。竹子比木材具有更好的弹性和韧性，其平均抗拉和抗压强度是木材的2倍。这些性能能较好地满足运动地板的耐磨性、硬度、防滑性和减振率的要求。

如果与钢相比，竹材的密度只有钢的1/7左右，但竹材的抗压强度却约为钢的1/5，它的抗拉强度约为钢的1/2。因此，可以说竹子是一种结实、轻便的材料。此外，竹子的抗弯强度不是很高，这其实也是一种优势。因为竹纤维的强度很高，抗震性能也很好，可以缓冲冲击载荷，减少意外伤害的可能性。如果超过了弯曲强度，第一次断裂时不会像木头一样完全断裂。这种竹害预警的特点有利于进行身体保护。

2 实验

2.1 实验背景

由于欧洲和美国的竹资源和生活习惯的匮乏，世界上关于竹运动地板的研究很少。因此，国内外并没有相关的详细指导政策。并且由于竹子具有一定的吸收甲醛的能力，可以减少有害气体对人的伤害。除此之外，竹材料包含许多有机材料，例如糖，淀粉和蛋白质，这些材质很难防止腐蚀和腐烂。存在顺纹抗剪能力和抗劈裂强度低，容易开裂的缺陷。这将是发展竹制运动地板的关键技术难题。

2.2 实验步骤

将竹制地板和实木地板在水中浸泡24 h，实木地板膨胀的幅度是原来的2倍，而竹制地板几乎没有变化。由于竹地板的纤维比较粗，实木地板内部纤维排列比较杂乱，所以竹地板可以承受较大的压力。竹地板不同于实木地板的刚度,它有很好的韧性，人们踩上去很舒服。而一小片竹节经过蒸煮、干燥、脱脂、高温碳化、真空脱水后，竹节中的所有营养物质都被完全除去，没有细菌的生存环境。木地板是整块干的，但是没有经过彻底的处理，将会出现虫子。以上是实木地板与竹地板的对比。

3 讨论

3.1 我国体育场地调查结果比较分析

运动地板是通过与体育基础设施相连接而发展起来的。根据第五次全国体育场馆普查结果，全国共有标准体育场馆55617个，平均每万人拥有6.58个,1.03 m2。与第四次全国体育场普查数据相比，人均体育场面积增加0.38 m2，增长58.46%，年均增长5.92%。但中国人均体育场面积远低于发达国家的平均水平。中国的人均体育场面积现在大约是美国的1/13;中国每万人只有不到8个场馆，这在欧洲约为26个[16]。具体如图1和图2所示。

图1 第四次与第五次全国体育场地普查对比

图2 2019年中国和欧洲体育场地普查对比

3.2 竹制体育运动地板结构种类与应用

目前，木质地板仍是国内外体育地板的主体。这种地板表面材料，粗糙的板和龙骨使用来自单一的实木，之后开发成环保、防水、耐腐蚀的复合结构材料。木制运动地板高于普通木制地板要求。由于各国对生态环境的高度重视，世界上许多国家都限制了木材资源的采伐，优质材料的供应急剧下降，原材料的短缺极大地限制了基于木质运动地板的推广。因此，迫切需要一种新的资源材料来替代木材，同时确保运动地板的质量等于或高于木质运动地板的质量，并且还可以保证森林资源和生态环境在不被破坏的情况下实现原材料的可用性及连续供应。

图3 竹制地板和木质地板对比

在未来一段时间,可根据不同比赛和多功能性的需求，开发功能多样和复杂的竹制运动地板产品。并制定出一系列适用于竹类运动地板生产，测试和市场准入的法规和标准，大力推广和普及。中国将大量增加体育设施的建设,竹子体育地板更适合的乒乓球场馆、舞蹈工作室、网球场馆、排球场馆、篮球场馆、健身房和其他场所,可以预期将来，体育地板的市场需求将持续增加。

4 结论

结合上文描述可知，用竹子生产高附加值的运动地板在技术上是可行的。竹地板具有良好的经济前景。包括中国在内的亚洲，非洲和南美的绝大多数竹子生产国都可以充分依靠蓬勃发展的全球体育产业的势头大力发展竹子运动地板，改善体育基础设施并促进经济发展。竹质活动地板是活动地板的一个新领域，其相关的新产品和新技术应及时申请专利保护。并要重视竹子的基础研究，特别是要进一步加强对竹子的防腐、防裂和低侧向机械强度的关键技术的研究。建立竹质运动地板研发中心，实现产学研结合，充分发挥科研机构与企业新产品开发部门的联动作用，在竹质运动地板上开展定向研究，不断改进竹木在生产和应用中的技术难题，优化生产工艺。