CN110076857A - 竹型材的结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种竹型材的结构及其制备方法,竹型材是横截面呈C字形的竹体材,或横截面呈I字形的竹体材,或横截面呈T字形的竹体材,或横截面呈十字形的竹体材,竹型材是由腹板和竹方材经组合粘固而成的竹体材。方法是通过圆盘锯将圆竹加工成短竹筒、将短圆竹刨切成竹刨片、定向铺装组成竹刨片板、制备竹板材、制备竹方材和组装形成竹型材。本发均可制造长度、宽度、弯曲度及其性能可控的竹质工程材料,该方法扩大了竹材的应用范围,符合工程材料的要求,坚固牢靠,韧性好,长久使用不开裂,质量好。
Description
技术领域:
本发明属于竹型材与竹质工程材料应用技术领域。
背景技术:
工程木材是以胶合木和结构复合木材为主的工程化材料,其具有规格化的性能指标,多种规格。美国工程木(胶合木)就有7种规格。工程木材的基本构成单元为木层板,在工程木的设计中,木层板经过分级,不同等级的木层板可组合而成各种规格的胶合木。
工程结构材,由于采用了木层板作为基本构成单元,通常较难弯曲,或只能在一个平面内进行适当地弯曲,无法实现许多弯曲构件的要求。
我国木材资源不足,但竹材资源丰富,由于竹材截面小、有尖削度的椭圆锥筒外形,截面为中空壁薄。用木材工程结构的方法加工竹材无法完成,现有的竹材人造板、胶合竹层板在各层及相邻之间有牢固性不足,常受冷热、干潮交替影响而开裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种竹型材的结构及其制备方法,可制造长度、宽度、弯曲度及其性能可控的竹质工程材料,该方法扩大了竹材的应用范围,符合工程材料的要求,坚固牢靠,韧性好,长久使用不开裂,质量好。
为此, 本发明的一种竹型材的结构由腹板所组成。竹型材是横截面呈C字形的竹体材,或横截面呈I字形的竹体材,或横截面呈T字形的竹体材,或横截面呈十字形的竹体材,竹型材是由腹板和竹方材经组合粘固而成的竹体材,腹板是横截面呈长方形的竹体材,竹方材是横截面呈正方形,或长方形的竹体材。
所述的横截面呈C字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板一侧的对应上、下端面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应一侧的上、下端面齐平。
所述的横截面呈I字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应上、下端面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应两侧的上、下端面齐平。
所述的横截面呈T字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板一侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。
所述的横截面呈十字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。
所述的竹方材与对应腹板的粘合面为粗糙面,连接金属件为钢钉,或螺钉。
一种实现的竹型材的制备方法,包括如下步骤:
(1)通过圆盘锯将圆竹加工成短竹筒,短竹筒长度100~150毫米。
(2)用刨片机,或旋式刨片机将短圆竹刨切成竹刨片,竹刨片的厚度在0.5~1毫米,
纵向长度100~150毫米,宽度在0.5~25毫米。
(3)竹刨片分类:竹刨片经宽度筛分机进行同等宽度的分类,将宽度大于10毫米的竹刨
片归于表层刨片材,宽度小于等于10毫米的竹刨片归于芯层刨片材。
(4)分别将表层刨片材、芯层刨片材置于滚筒干燥机中干燥,干燥温度100~150℃,至刨片材含水率降低至8%,分别得干表层刨片材、干芯层刨片材;
(5)分别将干表层刨片材、干芯层刨片材表面涂胶,胶粘剂采用二苯基甲烷二异氰酸脂胶粘剂,其中聚乙烯醇的浓度为12%,交联剂异氰酸脂为聚乙烯醇的12%,施胶量为干刨片材重量的6%,得涂胶表层刨片材、涂胶芯层刨片材。
(6)定向铺装组成竹刨片板:用涂胶表层刨片材作为竹刨片板的表层,用涂胶芯层刨片材作为竹刨片板的芯层,采用手工定向铺装组板,包括:
(a)位于表层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与铺装的竹刨片板的纵向平行,而位于芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向则与铺装的竹刨片板的横向平行,同层涂胶表层刨片材、或涂胶芯层刨片材纵向平行排列,相邻层的涂胶表层刨片材、或涂胶芯层刨片材铺装方向互相垂直,组成竹刨片板的刨片材层数为3层、5层,竹刨片板的宽度序列为240、300、400、600、800和1200毫米,得组合的3合纵垂竹刨片板、或组合的5合纵垂竹刨片板。
(b)位于表层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向和位于芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向均与铺装的竹刨片板的纵向平行,组成竹刨片板的刨片材层数为3层、5层,竹刨片板的宽度序列为240、300、400、600、800和1200毫米,得组合的3合全纵竹刨片板、或组合的5合全纵竹刨片板。
(7)热压成型:分别将组合的各合纵垂竹刨片板、组合的各合全纵刨片板放入热压机上,热压机预热至160~165℃,加正向压力,高温固化,正压压力5 MPa,固化温度162℃,时间1~2分钟,固化后将热压机升起取出刨片板,经裁边后,分别得3合纵垂竹刨片板、5合纵垂竹刨和3合全纵竹刨片板、5合全纵竹刨片板。
(8)分别将各合纵垂竹刨片板和各合全纵竹刨片板置在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护10天。
(9)用各合纵垂竹刨片板和各合全纵竹刨片板制备竹板材:
(a)竹板材分为翼缘板、腹板:
翼缘板:单层翼缘板是取3合、或5合全纵竹刨片板并排接宽,纵向首尾相接接长,其中纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且相邻的3合、或5合全纵竹刨片板错缝涂胶粘接,胶粘剂为间苯二酚;数层翼缘板是取3合、或5合全纵竹刨片板数层叠加、其中同层并排接宽、纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且左右、上下相邻的3合、或5合全纵竹刨片板错缝涂胶粘接,上下层接触面用砂纸打成粗糙面而后用胶粘剂粘合,胶粘剂为间苯二酚;两竹刨片板接缝处用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的翼缘板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天,得单层、或数层翼缘板。
腹板:腹板是取3合、或5合纵垂竹刨片板数层叠加、其中同层并排接宽、纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且左右、上下相邻的3合、或5合纵垂竹刨片板错缝涂胶粘接,上下层接触面用砂纸打成粗糙面而后用胶粘剂粘合,胶粘剂为间苯二酚,两竹刨片板接缝处用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的腹板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天,得腹板。
(10)制备竹方材:取腹板再经数层叠加,其中同层错缝并排和首尾指榫胶粘接长后,再经宽度等分剪裁得竹方材;依数层腹板宽度为1200毫米计,可以按其宽度的1/2;1/3;和1/5三种方法等分纵向剪裁,方材序列的名义宽度为75;100;120;150;200;240mm,对应名义宽的厚度为56;84;112;140;196;224mm;竹方材能再通过错缝首尾指榫胶粘接长,两竹方材接长的指榫接缝处可用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的各腹板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h;再经宽度等分剪裁得竹方材,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天。
(11)竹型材:用竹板材中的腹板和竹方材经组合粘固成横截面呈“C”、“I”、“T”、“十”字形组合型材,竹方材与对应竹板材的粘合面为粗糙面,竹板材与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材和对应腹板的粘合面为粗糙面,连接金属件为钢钉,或螺钉;先在竹方材和对应腹板的粘合面涂胶,胶黏剂为间苯二酚(爱克公司出品),涂胶量为150克/平方米;而后在与竹型材的垂直粘合面的两侧向粘合面加压,压力为1.5MPa;保压时间为4小时。到时后,泄压,取下制成的竹型材。
所述的组成竹刨片板的刨片材依次为:底层的涂胶表层刨片材、芯层的涂胶芯层刨片材和顶层的涂胶表层刨片材构成的3层竹刨片板,3层竹刨片板的底层、顶层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的纵向平行,芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的横向平行。
所述的组成竹刨片板的刨片材依次为:底层的涂胶表层刨片材、芯层的涂胶芯层刨片材和顶层的涂胶表层刨片材构成的5层竹刨片板,5层竹刨片板的底层、顶层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的纵向平行,各芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向与相邻层的刨片材的铺装方向相互垂直。
所述的步骤(9) 中用各合纵垂竹刨片板或各合全纵竹刨片板制备竹板材,制备成的竹板材中同层拼接的各合纵垂竹刨片板或各合全纵竹刨片板的厚度相同。
本发明的优点是用简单可行的方法, 可制造长度、宽度、弯曲度及其性能可控的竹质工程材料,该方法扩大了竹材的应用范围,符合工程材料的要求,坚固牢靠,韧性好,长久使用不开裂,质量好。
附图说明:
图1:本发明的各竹方材的标准截面的结构示意图。
图2:本发明的各竹板材的标准截面的结构示意图。
图3:本发明的横截面呈C型的竹型材的结构示意图。
图4:本发明的横截面呈I型的竹型材的结构示意图。
图5:本发明的横截面呈T型的竹型材的立体结构示意图。
图6:本发明的横截面呈十型的竹型材的结构示意图。
图7:本发明的3合纵垂竹刨片板的结构示意图。
图8:本发明的3合全纵竹刨片板的结构示意图。
图9:本发明的竹板材的铺装组成结构示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示,一种竹型材的结构由腹板所组成。竹型材是横截面呈C字形的竹体材,或横截面呈I字形的竹体材,或横截面呈T字形的竹体材,或横截面呈十字形的竹体材,竹型材是由腹板2和竹方材1经组合粘固而成的竹体材,腹板是横截面呈长方形的竹体材,竹方材是横截面呈正方形,或长方形的竹体材。
所述的横截面呈C字形的竹体材是竹方材1的一侧面与腹板2一侧的对应上、下端面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件5,竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应一侧的上、下端面齐平。
所述的横截面呈I字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应上、下端面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应两侧的上、下端面齐平。
所述的横截面呈T字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板一侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。
所述的横截面呈十字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。
所述的竹方材与对应腹板的粘合面为粗糙面,以保证粘合牢固。连接金属件为钢钉,或螺钉。
一种竹型材的制备方法,包括如下步骤:
(1)通过圆盘锯将圆竹加工成短竹筒,短竹筒长度100~150毫米。圆竹为3~5年生的出毛竹,去除约1~2m的削部。
(2)用刨片机,或旋式刨片机将短圆竹刨切成竹刨片,竹刨片的厚度在0.5~1毫米,纵向长度100~150毫米,宽度在0.5~25毫米。
(3)竹刨片分类:竹刨片经宽度筛分机进行同等宽度的分类,将宽度大于10毫米的竹刨片归于表层刨片材,宽度小于等于10毫米的竹刨片归于芯层刨片材。
(4)分别将表层刨片材、芯层刨片材置于滚筒干燥机中干燥,干燥温度100~150℃,至刨片材含水率降低至8%,分别得干表层刨片材、干芯层刨片材。
(5)分别将干表层刨片材、干芯层刨片材表面涂胶,胶粘剂采用二苯基甲烷二异氰酸脂胶粘剂,其中聚乙烯醇的浓度为12%,交联剂异氰酸脂为聚乙烯醇的12%。施胶量为干刨片材重量的6%,得涂胶表层刨片材、涂胶芯层刨片材。表面涂胶可选用喷胶机喷胶,或滚筒涂胶。
(6)定向铺装组成竹刨片板:用涂胶表层刨片材作为竹刨片板的表层3,用涂胶芯层刨片材作为竹刨片板的芯层4,采用手工定向铺装组板,包括:
(a)位于表层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与铺装的竹刨片板的纵向平行,而位于芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向则与铺装的竹刨片板的横向平行,同层涂胶表层刨片材、或涂胶芯层刨片材纵向平行排列,相邻层的涂胶表层刨片材、或涂胶芯层刨片材铺装方向互相垂直,组成竹刨片板的刨片材层数为3层、5层,亦可包括N层(N=3, 5,7,…等奇数) ,竹刨片板的宽度序列为240、300、400、600、800和1200毫米,得组合的3合纵垂竹刨片板、或组合的5合纵垂竹刨片板,或组合的N合纵垂竹刨片板。
(b)位于表层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向和位于芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向均与铺装的竹刨片板的纵向平行,组成竹刨片板的刨片材层数为3层、5层,亦可包括N层(N=3,4,5,6,…) ,竹刨片板的宽度序列为240、300、400、600、800和1200毫米,得组合的3合全纵竹刨片板、或组合的5合全纵竹刨片板,或组合的N合全纵竹刨片板。
(7)热压成型:分别将组合的各合纵垂竹刨片板、组合的各合全纵刨片板放入热压机上,热压机预热至160~165℃,加正向压力,高温固化,正压压力5 MPa,固化温度162℃,时间1~2分钟,固化后将热压机升起取出刨片板,经裁边后,分别得3合纵垂竹刨片板、5合纵垂竹刨和3合全纵竹刨片板、5合全纵竹刨片板,或N合全纵竹刨片板,或N合纵垂竹刨片板。
(8)分别将各合纵垂竹刨片板和各合全纵竹刨片板置,或N合全纵竹刨片板,或N合纵垂竹刨片板在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护10天。
(9)用各合纵垂竹刨片板和各合全纵竹刨片板制备竹板材:
(a)竹板材2:如图2所示,竹板材的宽度序列为240、300、400、600、800和1200mm;厚度序列为28、56、84、112、140和168mm。竹板材几何尺寸如下表-1所示:
表-1 竹板材序列尺寸
竹板材分为翼缘板、腹板,其中:
翼缘板:单层翼缘板是取3合、或5合全纵竹刨片板并排接宽,纵向首尾相接接长,其中纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且相邻的3合、或5合全纵竹刨片板错缝涂胶粘接,胶粘剂为间苯二酚。
数层翼缘板是取3合、或5合全纵竹刨片板、或N合全纵竹刨片板数层(数层数为2,3,4,5,6,…)叠加,其中同层并排接宽、纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫6涂胶粘接,且左右、上下相邻的3合、或5合、或N合全纵竹刨片板错缝涂胶粘接。上下层接触面用砂纸打成粗糙面而后用胶粘剂粘合,胶粘剂为间苯二酚;两竹刨片板接缝处用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的翼缘板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天,得单层、或数层翼缘板。正向和侧向是指在垂直粘合面的两侧向粘合面加压(文中同,故不再累述)。
翼缘板可用于建筑工程中的翼缘支撑板、装饰板。
腹板:腹板是取3合、或5合纵垂竹刨片板、或N合纵垂竹刨片板数层(数层数为2,3,4,5,6,…)叠加、其中同层并排接宽、纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且左右、上下相邻的3合、或5合、或N合纵垂竹刨片板错缝涂胶粘接,上下层接触面用砂纸打成粗糙面而后用胶粘剂粘合,胶粘剂为间苯二酚,两竹刨片板接缝处用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的腹板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天,得腹板。
腹板可用于建筑工程中的支撑板、装饰板、分隔板、家具用板、组合的梁等工程用板。
(10)制备竹方材:如图1所示,取腹板再经数层(同上)叠加,其中同层错缝并排和首尾指榫6胶粘接长后,再经宽度等分剪裁得竹方材。依数层腹板宽度为1200毫米计,可以按其宽度的1/2;1/3;和1/5三种方法等分纵向剪裁,方材序列的名义宽度为75;100;120;150;200;240mm,对应名义宽的厚度为56;84;112;140;196;224mm。竹方材能再通过错缝首尾指榫胶粘接长,两竹方材接长的指榫接缝处可用胶钉连接固定,相邻钉距50mm。而后将粘固的各腹板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h;再经宽度等分剪裁得竹方材,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天。竹方材几何尺寸如下表-2所示:
表-2 竹方材序列表
竹方材可用于建筑工程中的支撑柱、装饰柱、分隔柱、家具用柱梁、组合的梁等工程用板。
(11)竹型材:用竹板材中的腹板和竹方材经组合粘固成横截面呈“C”、“I”、“T”、“十”字形组合型材,竹方材与对应竹板材的粘合面为粗糙面,竹板材与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材和对应腹板的粘合面为粗糙面,粗糙面用粗砂纸打磨而成的毛面。连接金属件为钢钉,或螺钉。先在竹方材和对应腹板的粘合面涂胶,胶黏剂为间苯二酚(爱克公司出品),涂胶量为150克/平方米;而后在与竹型材的垂直粘合面的两侧向粘合面加压,压力为1.5MPa;保压时间为4小时。到时后,泄压,取下制成的竹型材。
竹型材可替代木工程结构材用于工程结构中。
如图3所示,(a)横截面呈C字形竹体材:是竹方材1的一侧面与腹板2一侧的对应上、下端面粘合成一体构成的。腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件5。竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应一侧的上、下端面齐平。横截面呈C字形竹体材可纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接。制备方法同步骤(11)。
板材(指腹板)与方材(指竹方材)的组合见下表-3:
表-3:横截面呈C字形竹体材的序列尺寸
图4所示,(b)横截面呈I字形竹体材:所述的横截面呈I字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应上、下端面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应两侧的上、下端面齐平。横截面呈I字形竹体材可纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,制备方法同步骤(11),板材(指腹板)与方材(指竹方材)的组合见下表-4:
表-4:横截面呈I字形竹体材的序列尺寸
如图5所示,(c)横截面呈T字形竹体材:横截面呈T字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板一侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。横截面呈T字形竹体材可纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,制备方法同步骤(11),板材(指腹板)与方材(指竹方材)的组合见下表-5:
表-5:横截面呈T字形竹体材的序列尺寸
如图6所示,(d)横截面呈十字形竹体材:横截面呈十字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。横截面呈十字形竹体材可纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接。制备方法同步骤(11),板材(指腹板)与方材(指竹方材)的组合见下表-6:,
表-6:横截面呈十字形竹体材的序列尺寸
显然,以标准和规格化的竹板材和竹方材为原料,通过不同设计,可以的组合不同形状和规格的竹型材。竹型材的重量,惯性矩,强度和刚度均可计算获得。竹型材制造简便,具有刚度好和强度高等优点。
所述的组成竹刨片板的刨片材依次为:底层的涂胶表层刨片材、芯层的涂胶芯层刨片材和顶层的涂胶表层刨片材构成的3层竹刨片板,3层竹刨片板的底层、顶层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的纵向平行,芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的横向平行。
所述的组成竹刨片板的刨片材依次为:底层的涂胶表层刨片材、芯层的涂胶芯层刨片材和顶层的涂胶表层刨片材构成的5层竹刨片板,5层竹刨片板的底层、顶层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的纵向平行,各芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向与相邻层的刨片材的铺装方向相互垂直。
所述的步骤(9) 中用各合纵垂竹刨片板或各合全纵竹刨片板制备竹板材,制备成的竹板材中同层拼接的各合纵垂竹刨片板或各合全纵竹刨片板的厚度相同。
总之,本发明用简单可行的方法, 可制造长度、宽度、弯曲度及其性能可控的竹质工程材料,该方法扩大了竹材的应用范围,符合工程材料的要求,坚固牢靠,韧性好,长久使用不开裂,质量好。
Claims (10)
1. 一种竹型材的结构, 由腹板所组成,其特征在于:竹型材是横截面呈C字形的竹体材,或横截面呈I字形的竹体材,或横截面呈T字形的竹体材,或横截面呈十字形的竹体材,竹型材是由腹板和竹方材经组合粘固而成的竹体材,腹板是横截面呈长方形的竹体材,竹方材是横截面呈正方形,或长方形的竹体材。
2.按权利要求1竹型材的结构,其特征在于:所述的横截面呈C字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板一侧的对应上、下端面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应一侧的上、下端面齐平。
3.按权利要求1竹型材的结构,其特征在于:所述的横截面呈I字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应上、下端面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同,竹方材的上、下端面与腹板对应两侧的上、下端面齐平。
4.按权利要求1竹型材的结构,其特征在于:所述的横截面呈T字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板一侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。
5.按权利要求1竹型材的结构,其特征在于:所述的横截面呈十字形的竹体材是竹方材的一侧面与腹板两侧的对应中部面粘合成一体构成的,腹板与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材的横截面相同。
6.按权利要求1至5所述的竹型材的结构,其特征在于:所述的竹方材与对应腹板的粘合面为粗糙面,连接金属件为钢钉,或螺钉。
7.一种实现如权利要求1所述的竹型材的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)通过圆盘锯将圆竹加工成短竹筒,短竹筒长度100~150毫米;
(2)用刨片机,或旋式刨片机将短圆竹刨切成竹刨片,竹刨片的厚度在0.5~1毫米,
纵向长度100~150毫米,宽度在0.5~25毫米;
(3)竹刨片分类:竹刨片经宽度筛分机进行同等宽度的分类,将宽度大于10毫米的竹刨
片归于表层刨片材,宽度小于等于10毫米的竹刨片归于芯层刨片材;
(4)分别将表层刨片材、芯层刨片材置于滚筒干燥机中干燥,干燥温度100~150 ℃,至刨片材含水率降低至8%,分别得干表层刨片材、干芯层刨片材;
(5)分别将干表层刨片材、干芯层刨片材表面涂胶,胶粘剂采用二苯基甲烷二异氰酸脂胶粘剂,其中聚乙烯醇的浓度为12%,交联剂异氰酸脂为聚乙烯醇的12%,施胶量为干刨片材重量的6%,得涂胶表层刨片材、涂胶芯层刨片材;
(6)定向铺装组成竹刨片板:用涂胶表层刨片材作为竹刨片板的表层,用涂胶芯层刨片材作为竹刨片板的芯层,采用手工定向铺装组板,包括:
(a)位于表层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与铺装的竹刨片板的纵向平行,而位于芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向则与铺装的竹刨片板的横向平行,同层涂胶表层刨片材、或涂胶芯层刨片材纵向平行排列,相邻层的涂胶表层刨片材、或涂胶芯层刨片材铺装方向互相垂直,组成竹刨片板的刨片材层数为3层、5层,竹刨片板的宽度序列为240、300、400、600、800和1200毫米,得组合的3合纵垂竹刨片板、或组合的5合纵垂竹刨片板;
(b)位于表层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向和位于芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向均与铺装的竹刨片板的纵向平行,组成竹刨片板的刨片材层数为3层、5层,竹刨片板的宽度序列为240、300、400、600、800和1200毫米,得组合的3合全纵竹刨片板、或组合的5合全纵竹刨片板;
(7)热压成型:分别将组合的各合纵垂竹刨片板、组合的各合全纵刨片板放入热压机上,热压机预热至160~165℃,加正向压力,高温固化,正压压力5 MPa,固化温度162℃,时间1~2分钟,固化后将热压机升起取出刨片板,经裁边后,分别得3合纵垂竹刨片板、5合纵垂竹刨和3合全纵竹刨片板、5合全纵竹刨片板;
(8)分别将各合纵垂竹刨片板和各合全纵竹刨片板置在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护10天;
(9)用各合纵垂竹刨片板和各合全纵竹刨片板制备竹板材:
(a)竹板材分为翼缘板、腹板:
翼缘板:单层翼缘板是取3合、或5合全纵竹刨片板并排接宽,纵向首尾相接接长,其中纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且相邻的3合、或5合全纵竹刨片板错缝涂胶粘接,胶粘剂为间苯二酚;数层翼缘板是取3合、或5合全纵竹刨片板数层叠加、其中同层并排接宽、纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且左右、上下相邻的3合、或5合全纵竹刨片板错缝涂胶粘接,上下层接触面用砂纸打成粗糙面而后用胶粘剂粘合,胶粘剂为间苯二酚;两竹刨片板接缝处用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的翼缘板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天,得单层、或数层翼缘板;
腹板:腹板是取3合、或5合纵垂竹刨片板数层叠加、其中同层并排接宽、纵向首尾相接接长,纵向首尾相接接长缝采用齿接、或指榫涂胶粘接,且左右、上下相邻的3合、或5合纵垂竹刨片板错缝涂胶粘接,上下层接触面用砂纸打成粗糙面而后用胶粘剂粘合,胶粘剂为间苯二酚,两竹刨片板接缝处用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的腹板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天,得腹板;
(10)制备竹方材:取腹板再经数层叠加,其中同层错缝并排和首尾指榫胶粘接长后,再经宽度等分剪裁得竹方材;依数层腹板宽度为1200毫米计,可以按其宽度的1/2;1/3;和1/5三种方法等分纵向剪裁,方材序列的名义宽度为75;100;120;150;200;240mm,对应名义宽的厚度为56;84;112;140;196;224mm;竹方材能再通过错缝首尾指榫胶粘接长,两竹方材接长的指榫接缝处可用胶钉连接固定,相邻钉距50mm;而后将粘固的各腹板放入压力机中,正向和侧向压力1.5MPa,时间4h;再经宽度等分剪裁得竹方材,再置入在温度25~30℃,湿度60~65%的环境中,养护15天;
(11)竹型材:用竹板材中的腹板和竹方材经组合粘固成横截面呈“C”、“I”、“T”、“十”字形组合型材,竹方材与对应竹板材的粘合面为粗糙面,竹板材与对应部的竹方材呈间隔距离设有连接金属件,竹方材和对应腹板的粘合面为粗糙面,连接金属件为钢钉,或螺钉;先在竹方材和对应腹板的粘合面涂胶,胶黏剂为间苯二酚,涂胶量为150克/平方米;而后在与竹型材的垂直粘合面的两侧向粘合面加压,压力为1.5MPa;保压时间为4小时,到时后,泄压,取下制成的竹型材。
8.按权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述的组成竹刨片板的刨片材依次为:底层的涂胶表层刨片材、芯层的涂胶芯层刨片材和顶层的涂胶表层刨片材构成的3层竹刨片板,3层竹刨片板的底层、顶层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的纵向平行,芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的横向平行。
9.按权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述的组成竹刨片板的刨片材依次为:底层的涂胶表层刨片材、芯层的涂胶芯层刨片材和顶层的涂胶表层刨片材构成的5层竹刨片板,5层竹刨片板的底层、顶层的涂胶表层刨片材纵长的铺装方向与竹刨片板的纵向平行,各芯层的涂胶芯层刨片材纵长的铺装方向与相邻层的刨片材的铺装方向相互垂直。
10.按权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述的步骤(9) 中用各合纵垂竹刨片板或各合全纵竹刨片板制备竹板材,制备成的竹板材中同层拼接的各合纵垂竹刨片板或各合全纵竹刨片板的厚度相同。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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