竹子这种看似树实为草的植物，在受到强力打击后总会出现几道裂纹。它是如此脆弱。
但这种竹子被制成巨大的管子埋在地下。多年来在盐碱土壤中经受住了腐蚀。几吨重的汽车可以在上面通过，而且仍然稳定如新。
这是怎么做到的？
竹子的强度
世界上竹子广泛分布于热带、亚热带和温带地区。竹子在其他国家只是一种植物。中国只有竹子成为了一种文化。
竹子有空心节。古人将其列为梅、兰、竹、菊的“四君子”。竹子有淡淡的清香。海南、云南、浙江等地的人们会将香米填入其中，制成竹筒饭。
在竹子面前，就连美食家苏东坡也感叹：“食可以无肉，但不可居无竹”。
此外，文人的毛笔，音乐家的笛笛，农民的篮子、簸箕，吃饭用的筷子，都是用竹子做的。
还有一个地方更令人叹为观止。我国南方有很多用竹子建造的房屋、桥梁、亭台楼阁。
每次看到这样的建筑，我都会惊叹工匠们的手艺，但同时又忍不住担心。这座竹屋经受日晒雨淋还能坚固吗？
由于我们的祖先使用竹子已有数千年的历史，他们建造的房屋是否坚固已经通过了考验。如果你还是不确定，你可以仔细看看竹子的结构。
你所看到的竹子主要由竹秆和竹节组成。竹秆的内部是空心的。从外到内分为竹青、竹肉、竹黄三部分。
竹节坚固，由鞘痕、节脊、横膈组成。
竹秆、竹节分布有序。每根一定长度的竹秆都有一个竹节。由于竹节的存在，竹子并不是完全空心的，这增加了整体的机械强度，使其不易掉落。
这是从宏观角度看竹子。如果放大竹子，你会发现竹子在微观层面有两个重要的结构钢材抗拉强度和抗压强度那个大，一个是维管束，另一个是薄壁。
维管束由纤维状厚壁细胞组成，占整个竹子的40%，负责承重。薄壁由薄壁细胞组成，占整个竹子的50%，负责传递荷载。
由于维管束的存在，竹子变得更坚固。
竹子维管束分布在竹秆处外密内疏，呈递减分布。竹子的绿色部分维管束最多，形状较小。竹子的黄色部分最少，形状较大。中间的竹肉正处于过渡阶段。
这种分布方式使竹材在轴向和横向上都具有更好的强度和刚度。
竹节处的维管束纵横交错分布。这种结构大大提高了竹材的横向拉伸强度、弯曲强度和压缩强度。
当放大观察时，这些维管束呈现出多孔且径向中空的结构。这种结构使竹子更坚固，并具有良好的吸能性能。
由于这种精巧的结构，竹子具有顺纹抗拉强度和顺纹抗压强度，使其成为天然的高强度材料。
因此，竹子并不像我们想象的那么脆弱。竹篮不能轻易承受数百公斤的重量。湖南省耒阳市的一座竹桥甚至可以承受一辆8吨卡车的重量。
竹材包裹技术
除了上述优良特性外钢材抗拉强度和抗压强度那个大，竹子还有另一个优于钢材的特性。它本质上是一种生物。生物是惰性大分子物质，很难与氧、酸碱等物质发生反应。
简单来说，你我都是生物，我们也有这个特性。钢铁会生锈，但人不会。
竹子也是如此。福建永定土楼中的竹片，已有一千多年的使用历史。都江堰石坝里的竹笼也已经使用了两千多年。
因此，以竹代钢，可以有效避免各种腐蚀问题，延长使用寿命。
但竹子再坚硬，也无法与钢铁相比。如果把竹竿和钢管正面碰撞，唯一会折断的就是竹子。每个人都知道这一点。
但竹子的脆弱和钢管的坚韧只有从宏观上看才显得自然而然。
从微观角度来看，只是微观粒子的排列方式不同，才使得两者的强度不同。通过改变微观颗粒的排列，竹子可以比钢更硬。
这样的例子在碳纤维中得到了很好的体现。
那么如何才能达到这样的效果呢？有人提出了竹包裹复合材料的概念。
所谓竹缠绕复合材料，就是在竹子中添加水溶性树脂作为粘合剂，采用缠绕方法制成的复合材料。
具体操作方法是将切好的竹子磨平后放入机器中。
然后，这些竹子经过劈竹机、刨片机、拉丝机和编织机。最终的外观是一块编织的竹篾。
然后工人们将竹条圈起来，浸入粘合剂中。浸泡完成后，他们将它们一层一层地包裹在模具上。
缠绕厚度满足要求后，进行一系列固化、修边、脱模处理。
这样，一种兼具质轻、耐腐蚀、保温效果好等诸多优点的竹缠绕复合材料就做好了。
竹缠绕复合材料最常见的应用领域是竹缠绕复合压力管道的生产。这种管材切开后可见三层。从外到内分别是保护层、加强层和内衬层。
保护层位于最外表面，其主要制作材料为树脂。内层为增强层，由竹条和氨基树脂组成。
再来看最里面的衬层，这一层的材质依然是树脂，也有竹纤维等材料制成的无纺布。
竹缠绕复合压力管具有三层保护，坚固耐用，足以用于污水排放、输送油气、腐蚀性介质、海水等多个领域。
与普通管道相比，它不仅更坚韧、更耐腐蚀，而且具有高弹性。
普通管道只需施加部分力将其压缩2%，就会弯曲而无法使用。然而，即使竹缠绕复合管被压缩到5%，它仍然可以反弹并继续使用。
此外，竹缠绕复合管还可以在其他管材无法使用的极端环境下发挥作用。
2013年，竹缠绕复合压力管道在黑龙江、新疆、浙江三地经历了严峻考验。
当时正值寒冷的冬季，黑龙江气温已达-30℃，地下土壤已变成坚硬的冻土。
普通的管道埋在这种冻土里，它们原本输送水的功能就完全丧失了，因为在这个温度下，水已经结冰了。
但安装竹绕复合压力管后，输送的水仍能正常流动，足见其优良的保温效果。
新疆安装的竹缠绕复合压力管进行了抗打击、防渗漏能力测试。经过各种猛烈敲击后，管道仍能正常使用，没有漏出一滴水。
浙江埋地地下的竹缠绕复合压力管道，经过多辆满载卡车碾压，并在高浓度盐碱土中进行试验，表现出良好的耐腐蚀性和耐压性能。
竹包材的优点
有土才能种植，有水才能生存。竹子作为速生植物，种植后只需生长3年，即可砍伐利用。
而且它的繁殖能力很强。只需要一起种植，长出的竹林就可以永久砍伐。可以说是取之不尽，用之不竭的资源。
目前，全世界竹林面积超过3200万公顷，中国占756公顷。每年至少可砍伐竹子1.5亿吨。
由于资源丰富，竹缠绕复合材料的制造成本远低于同规格的钢材、塑料等材料。
一般来说，用竹包复合材料建造管廊的造价仅为钢筋混凝土材料的70%，建造房屋的造价也仅为钢筋混凝土房屋的90%。
更不用说使用寿命了，用竹包裹复合材料建造的管廊房屋可以使用数百年没有任何问题。
可想而知，竹缠绕技术的应用前景有多么广阔。
自2007年在叶震先生的带领下研发完成以来，竹缠绕技术一直在闪闪发光。
2011年竹缠绕复合管技术通过省级鉴定，被评为“达到国际先进水平”
2014年，竹缠绕复合管技术获得国家林业局认证，最终结果也是“达到国际领先水平”。
2022年，在第二届世界竹藤大会上，中国发起“以竹代塑”倡议，竹子成为节能减排的新星。
目前，我国每年仅使用竹子4000万吨，至少有1.1亿吨竹子闲置。
充分利用这些竹子，将减少钢铁、水泥、塑料等材料的生产和使用，每年减少碳排放4.48亿吨。
除了减少碳排放外，竹缠绕复合材料的采伐和生产过程需要大量人工参与，可解决约1000万人的就业问题。
而且，竹子主要种植在农村地区。该技术的发展每年可为农村带来3168亿元收入，促进乡村振兴。
这不仅有益于国内，也有益于全球，世界上四分之三的竹子分布在东南亚、中东和非洲、中美洲和南美洲以及许多发展中国家。
竹缠绕技术的推广可以增加这些国家的经济收入，让这些国家受益于中国的“一带一路”倡议，实现互利共赢。
参考：
[1]《竹缠绕：我国原创的新材料发明技术，将逐步走进人们的生活》绿色华人/孙功新彭世国2024年3月18日
[2]《【林业科技】揭开“竹缠”之谜》昭通林草，2017年2月24日
[3]《竹藤研究|竹材断面结构与力学性能研究现状》贾树玉、王友等世界竹藤通讯2024年8月20日
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