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一种建筑用垂直交叉竹质结构材.pdf

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一种 建筑 垂直 交叉 结构
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摘要
申请专利号:

CN201610402125.6

申请日:

2016.06.03

公开号:

CN106003358A

公开日:

2016.10.12

当前法律状态:

授权

?#34892;?#24615;:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B27N 3/10申请日:20160603|||公开
IPC分类号: B27N3/10; B27D1/04; B27D1/10; B27G11/00; B32B37/12; B32B37/10 主分类号: B27N3/10
申请人: 南京林业大学
发明人: 关明杰; 刘源松
地址: 210037 江苏省南京市龙蟠路159号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610402125.6

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2019.01.15|||2016.11.09|||2016.10.12

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种建筑用垂直交叉竹质结构材及其制造方法。工艺步骤包括1)以厚度为1.0~3.0mm、宽度为3.0~5.0mm、长度为70.0~130.0cm的径向竹篾为构成单元压制成竹篾层积材;2)以厚度为3.0~5.0mm、宽度为12.0~20.0mm、长度为70.0~130.0cm的展开竹片为构成单元压制成竹片胶合板;3)将竹篾层积材、竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽,使板材幅面加大;4)将接长接宽后的竹篾层积材、竹片胶合板采用结构用冷压胶黏剂进行垂直交叉组坯压制成垂直交叉竹质结构材。本发明提供竹质结构材的制造方法具有原料利用率高、尺寸规格大的特点,制得的板材力学性能极?#36873;?#23610;寸稳定性好,强度可以满足木结构构件的使用要求,可加工成各种高强度墙体板材、车厢底板,是一种新型大尺寸结构材。

权利要求书

1.一种建筑用垂直交叉竹质结构材的制造方法,其特征包括以下工艺步骤:
1)以厚度为1.0~3.0mm、宽度为3.0~5.0mm、长度为70.0~130.0cm的径向竹篾为构成单
元压制成厚度为20.0~30.0mm、宽度为65.0~127.0cm、长度为130.0~250.0cm的竹篾层积材;
2)以厚度为3.0~5.0mm、宽度为12.0~20.0mm、长度为70.0~130.0cm的展开竹片为构成
单元压制厚度为30.0~40.0mm、宽度为65.0~127.0cm、长度为130.0~250.0cm的竹片胶合板;
3)将竹篾层积材、竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽,使板材幅面加大;
4)将接长接宽后的竹篾层积材和竹片胶合板涂布冷压胶后进行垂直组坯,压制成为建筑
用垂直交叉竹质结构材;
5)压制成型后的建筑用垂直交叉竹质结构材经调湿调质后含水率控制在8~14%。
2.根据权利要求1中一种建筑用垂直交叉竹质结构材的制造方法,其特征在于:步骤1)
所述竹篾层积材的构成单元径向竹篾,不去青不去黄,提高了竹材原材料利用?#21097;?#37319;用结构
用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理,浸胶量为径向竹篾绝干质量的5~10%,浸胶后?#31245;锏胶?#27700;
率为10~12%,径向竹篾全纵向铺装成板坯,热压压制成竹篾层积材,热压时间为
1.1~1.5mm/min,温度为150℃,压力为3.0~5.0MPa,竹篾层积材成品的密度为0.7~1.0g/m3。
3.根据权利要求1中一种建筑用垂直交叉竹质结构材的制造方法,其特征在于:步骤2)
所述竹片胶合板的构成单元展开竹片,采用有缝或无缝展开竹片,进行去青去黄处理,?#31245;?br />至含水率为8~10%,采用酚醛树脂胶黏剂或异氰酸酯胶黏剂进行施胶,施胶量为120~220g/m2,
展开竹片全纵向铺装成板坯,热压压制成竹片胶合板,热压时间1.2~1.5mm/min,温度为
150℃,压力为2.0~8.0MPa,竹片胶合板成品的密度为0.7~1.0g/m3。
4.根据权利要求1中一种建筑用垂直交叉竹质结构材的制造方法,其特征在于:步骤3)
所述竹篾层积材、竹片胶合板在宽度方向或长度方向上进行接长处理,可采用指接、斜接、
榫接,长度上接头长度控制在5.0~10.0cm,宽度上接头的长度控制在0~5.0cm,总体上接头
长度与厚度比控制在10∶1以内。
5.根据权利要求1中一种建筑用垂直交叉竹质结构材的制造方法,其特征在于:步骤4)
所述竹篾层积材、竹片胶合板垂直交叉复合时采用冷固化胶粘剂,为酚醛树脂胶黏剂、异氰
酸酯胶黏剂、单组分聚氨酯胶黏剂的其中一种,施胶量为180~300g/m2,冷压压力为
1.0~5.0MPa,加压时间8~16h,加压温度高于15℃。
6.根据权利要求1中一种建筑用垂直交叉竹质结构材的制造方法,其特征在于:步骤5)
所述压制成型的建筑用垂直交叉竹质结构材在调湿调质环?#25345;?#36827;行湿热?#33014;猓?#26102;间21天以
上,经调湿调质后含水率控制在8~14%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种建筑用垂直交叉竹质结构材的制造方法,其
特征在于:以竹篾层积材、竹片胶合板为构成单元,采用结构用冷压胶黏剂进行垂直交叉压
制而成。其组坯结构包括以下类型:1)表层为竹篾层积材垂直交叉结构,芯层为竹片胶合板
垂直交叉结构;2)表层为竹篾层积材全纵向结构,芯层为竹片胶合板垂直交叉结构;3)表层
为竹片胶合板垂直交叉结构,芯层为竹篾层积材垂直交叉结构;4)表层为竹片胶合板全纵向
结构,芯层为竹篾层积材垂直交叉结构。

说明书

一种建筑用垂直交叉竹质结构材

技术领域

本发明涉及的是一种垂直交叉竹质结构材的制作方法,尤其涉及一种建筑用竹质结构材,
属于建筑材料技术领域。

背景技术

竹质复合材料已经广泛用作水泥模板、车厢底板、地板、家具等产?#20998;校?#32780;将竹质基本
单元竹片、竹蔑、竹丝等复合加工成各种高强度墙体板材、梁、柱等大型建筑构件,用于房
屋的建造尚处于起步阶段。随着环保意识的增强和生活水平的大幅度提高,近年来木结构房
屋在我国受到更多的关注,原料多样化为竹质复合材料的?#33455;?#21644;推广运用提供了发展机会。

竹质复合材料是一种可持续使用、绿色环保的新?#36879;?#21512;材料,竹质复合材料的比模量和
比强度可达?#33014;?#36229;过工程材料之一的玻璃?#23435;?#22686;强塑料,竹材作为世界上生长最快和性能最
好的生物质材料,与木材相比较,竹材的组织结构细密,材质坚?#29627;?#20855;有较好的弹性,竹材
的干缩湿胀小,尺寸稳定性高,不易变形开裂,同?#20445;?#31481;材的力学强度比木材高,耐磨性好。
竹材在日常生活中早已?#36824;?#27867;利用,但对于竹材产品的深层次开发上我国还处于起步阶段,在
全世界?#27573;?#20869;,我国对于竹结构材的研发处于领先地位,但完全符合结构工程材料的产品寥寥
无几。目前最常见的工程材料产品有竹胶合板、竹?#23435;?#26495;、竹定向刨花板、竹单板层积材、
重组竹以及一些零散的受力构件,这些产品大多应用于室内装饰及家具中,其他行业中比较少
见,且传统竹质复合材料存在大量的问题:(1)竹材利用?#23454;汀?#31481;材具有径小、壁薄、中空等
特点,外侧竹青和内侧竹黄以及竹节部位的润湿性差,利用时需要将其去除,加上产品结构的不
合理以及加工工艺的不?#20445;?#31481;材的加工率很低。(2)生产工艺不完善。由于制备竹质复合材料采
用的施胶量、热压时间、热压温度等工艺?#38382;还?#21512;理,导致生产的产品质量不合格,能耗
大,甲醛、酚?#20219;?#26579;物的?#22836;?#36229;标。本发明针?#28304;?#32479;竹质复合材料的应用现状,结合竹材纵
向强度高,改善竹材本身的各向异性,?#33455;?#35774;计了一种建筑用垂直交叉竹质结构材。

发明内容

本发明提出的是一种利用竹质基本单元竹篾及竹片制造一种结构用垂直交叉竹质结构
材,其目的是通过高效率利用的竹质单元径向竹篾通过浸渍处理,展开竹片单元通过施胶,
热压制成一定强度的竹篾层积材、竹片胶合板,再竹篾层积材、竹片胶合板双面砂光后进行
接长接宽,将接长接宽后的竹篾层积材和竹片胶合板再通过冷压胶黏剂进行垂直交叉压制成
一种垂直交叉竹质结构材。该技术制成的垂直交叉竹质结构材,既可用于高强度的建筑材料,
也可以用于车厢板、集装箱底板。

本发明的技术解决方案包括如下工艺步骤:

1)采用竹筒破分装置加工出厚度为1.0~3.0mm、宽度为3.0~5.0mm、长度为70.0~130.0cm
的径向竹篾为构成单元压制成厚度为20.0~30.0mm、宽度为65.0~127.0cm、长度为
130.0~250.0cm的竹篾层积材,采用厚度为3.0~5.0mm、宽度为12.0~20.0mm、长度为
70.0~130.0cm的展开竹片为构成单元压制厚度为30.0~40.0mm、宽度为65.0~127.0cm、长度
为130.0~250.0cm的竹片胶合板;

2)将径向竹篾单元?#31245;锏胶?#27700;率为8~10%,?#31245;?#22788;理后的径向竹篾采用结构用酚醛树脂
胶黏剂浸渍处理,浸胶量为径向竹篾绝干质量的5~10%,浸胶后?#31245;锏胶?#27700;率为10~12%,
展开竹片采用固含量为45±5%的酚醛树脂胶黏剂或异氰酸酯胶黏剂或单组分聚氨酯胶黏剂喷
胶施胶,施胶量为120~220g/m2,径向竹篾全纵向铺装成板坯热压制成厚度为20.0~30.0mm
的竹篾层积材,热压时间为1.1~1.5mm/min,温度为150℃,压力为3.0~5.0MPa,展开竹片全
纵向铺装成板坯热压制成厚度为30.0~40.0mm的竹材胶合板,热压时间为1.2~1.5mm/min,
温度为150℃,压力为2.0~8.0MPa;

3)将压制成的竹篾层积材、竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽,可采用指接、斜接、
榫接,长度上接头长度控制在5.0~10.0cm,宽度上接头的长度控制在0~5.0cm,总体上接头
长度与厚度比控制在10∶1以内;

4)将接长后的竹篾层积材、竹片胶合板垂直交叉复合在一起,采用结构用?#36153;?#26641;脂冷固
化胶低温固化成型为建筑用垂直交叉层压竹质结构材,施胶量为180~300g/m2,冷压压力为
1.0~5.0MPa,加压时间8~16h,加压温度高于15℃。

具体实施方式

实施例1:表层为竹篾层积材垂直交叉结构,芯层为竹片胶合板垂直交叉结构

步骤1)表层板:取适量厚度为1.5mm,宽度为4.0mm、长度为130.0cm的径向竹篾,采用
结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理,浸胶60min,浸胶后?#31245;锏胶?#27700;率为11%,径向竹篾
全纵向铺装成板坯,热压制成厚度为20.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹篾层积
材的竹篾层积材,热压温度为150℃,压力为3.0MPa,时间1.2mm/min;

步骤2)芯层板:取适量厚度为4.0mm,宽度为13.0mm、长度为130.0cm的展开竹片,?#31245;?br />?#33014;?#27700;率为9%,采用固含量为48%的酚醛树脂胶黏剂喷胶施胶,喷胶量为150g/m2,展开竹
片全纵向铺装成板坯,热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片
胶合板,热压温度为150℃,压力为5.0MPa,时间30min;

步骤3)接长工艺?#21644;?#36807;指接将竹篾层积材、竹片胶合板进行接长处理,可采用指接、斜接、
榫接,长度上接头长度控制在5.0~10.0cm,宽度上接头的长度控制在0~5.0cm,总体上接头
长度与厚度比控制在10∶1以内,并调整到所需尺寸;

步骤4)复合工艺:将接长后的竹篾层积材、竹片胶合板垂直交叉复合在一起,表层为竹篾
层积材垂直交叉结构,芯层为竹片胶合板垂直交叉结构,采用结构用?#36153;?#26641;脂冷固化胶低温
固化成型为建筑用垂直交叉层压竹质结构材,施胶量为240g/m2,冷压压力为3.0MPa,加压
时间12h,加压温度为20℃,然后在调温调质环?#25345;?#36827;行湿热?#33014;猓?#26102;间21天以上,经调湿
调质后含水率控制在8~10%。

实施例2:表层为竹篾层积材全纵向结构,芯层为竹片胶合板垂直交叉结构

步骤1)表层板:取适量厚度为1.5mm,宽度为4.0mm、长度为130.0cm的径向竹篾,采用
结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理,浸胶60min,浸胶后?#31245;锏胶?#27700;率为11%,径向竹篾
全纵向铺装成板坯,热压制成厚度为20.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹篾层积
材的竹篾层积材,热压温度为150℃,压力为3.0MPa,时间1.2mm/min;

步骤2)芯层板:取适量厚度为4.0mm,宽度为13.0mm、长度为130.0cm的展开竹片,?#31245;?br />?#33014;?#27700;率为9%,采用固含量为48%的酚醛树脂胶黏剂喷胶施胶,喷胶量为150g/m2,展开竹
片全纵向铺装成板坯,热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片
胶合板,热压温度为150℃,压力为5.0MPa,时间30min;

步骤3)接长工艺?#21644;?#36807;指接将竹篾层积材、竹片胶合板进行接长处理,可采用指接、斜接、
榫接,长度上接头长度控制在5.0~10.0cm,宽度上接头的长度控制在0~5.0cm,总体上接头
长度与厚度比控制在10∶1以内,并调整到所需尺寸;

步骤4)复合工艺:将接长后的竹篾层积材、竹片胶合板垂直交叉复合在一起,表层为竹篾
层积材全纵向结构,芯层为竹片胶合板垂直交叉结构,采用结构用?#36153;?#26641;脂冷固化胶低温固
化成型为建筑用垂直交叉层压竹质结构材,施胶量为240g/m2,冷压压力为3.0MPa,加压时
间12h,加压温度为20℃,然后在调温调质环?#25345;?#36827;行湿热?#33014;猓?#26102;间21天以上,经调湿调
质后含水率控制在8~10%。

实施例3:表层为竹片胶合板垂直交叉结构,芯层为竹篾层积材垂直交叉结构

步骤1)表层板:取适量厚度为4.0mm,宽度为13.0mm、长度为130.0cm的展开竹片,?#31245;?br />?#33014;?#27700;率为9%,采用固含量为48%的酚醛树脂胶黏剂喷胶施胶,喷胶量为150g/m2,展开竹
片全纵向铺装成板坯,热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片
胶合板,热压温度为150℃,压力为5.0MPa,时间30min;

步骤2)芯层板:取适量厚度为1.5mm,宽度为4.0mm、长度为130.0cm的径向竹篾,采用
结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理,浸胶60min,浸胶后?#31245;锏胶?#27700;率为11%,径向竹篾
全纵向铺装成板坯,热压制成厚度为20.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹篾层积
材的竹篾层积材,热压温度为150℃,压力为3.0MPa,时间1.2mm/min;

步骤3)接长工艺?#21644;?#36807;指接将竹篾层积材、竹片胶合板进行接长处理,可采用指接、斜接、
榫接,长度上接头长度控制在5.0~10.0cm,宽度上接头的长度控制在0~5.0cm,总体上接头
长度与厚度比控制在10∶1以内,并调整到所需尺寸;

步骤4)复合工艺:将接长后的竹篾层积材、竹片胶合板垂直交叉复合在一起,表层为竹片
胶合板垂直交叉结构,芯层为竹篾层积材垂直交叉结构,采用结构用?#36153;?#26641;脂冷固化胶低温
固化成型为建筑用垂直交叉层压竹质结构材,施胶量为240g/m2,冷压压力为3.0MPa,加压
时间12h,加压温度为20℃,然后在调温调质环?#25345;?#36827;行湿热?#33014;猓?#26102;间21天以上,经调湿
调质后含水率控制在8~10%。

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