CN102848443B - 一种竹横梁制备方法及由此方法制备的竹横梁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程建筑领域的支撑建筑物的材料，特别是一种竹横梁制备方法及由此方法制备的竹横梁。本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：（1）选竹并锯断；（2）冲片并初刨；（3）炭化；（4）烘干；（5）精刨；（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。用此方法制备的竹横梁具有良好的防火性能且具有较高的载荷能力。

Description

一种竹横梁制备方法及由此方法制备的竹横梁
技术领域
本发明涉及工程建筑领域的支撑建筑物的材料，特别是一种竹横梁制备方法及由此方法制备的竹横梁。
背景技术
现有技术中的横梁，如公开号为CN101725181A的发明专利所公开的一种木结构房屋构件及其安装工艺中涉及的木质横梁；又如公开号为CN2217655Y的实用新型专利所公开的一种建筑物屋顶轻型钢纵、横梁新的组接结构中所涉及的钢质横梁；又如公开号为CN1307159A的发明专利所公开的钢骨建筑结构中所涉及的钢质横梁。
可见，现有技术中的横梁大多为木质或钢质，钢质横梁载荷能力强，但在遭到火险时，容易导致建筑整体塌陷；木质横梁，在遭到火险时，虽不会导致建筑整体塌陷，但是木质横梁相对钢质横梁易燃，且载荷能力较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种竹横梁制备方法，用此方法制备的竹横梁具有良好的防火性能且具有较高的载荷能力。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为0.75-1.2g/cm3，锯断后的每段竹的长度为1.5m至3m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；
（4）烘干，使竹条的含水率为6-11%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.3-1.0cm，宽度为1.5-4.0cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
作为优选，步骤（1）中竹条密度为0.9-1.2g/cm3，锯断后的每段竹的长度为2m至2.5m。
作为优选，步骤（4）中使竹条的含水率为8-10%。
作为优选，步骤（5）中使竹条的厚度为0.5-0.8cm，宽度为2.5-4cm。
作为优选，步骤（8）中所述的弧度为160-175°。
作为本发明的优选，所述步骤（3）炭化具体为：将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至120-150℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.20-0.28Mpa，之后保温保压130-200min；之后的保温情况下将气压降至0.18-0.25Mpa并保温保压25-35min。
作为本发明的优选，所述步骤（4）烘干的具体为：控制烘房中的湿度为75%至90%，温度为50℃至60℃，时间为1至3天，使含水率降低至6%至11%。
作为本发明的优选，所述步骤（6）拼合的热压步骤中，热压温度为100-140℃，侧压力为3.5*106-4.5*106N，时间为1-5min。
作为本发明的优选，先将侧压力升至3.5*106N并保持10-30s，再以每十秒增加0.2*106N的速度增加直至4.0*106-4.5*106N，再保持0.5-4.5min。
作为本发明的优选，所述步骤（7）叠合的热压步骤中，热压温度为100-140℃，正压力为1.0*107-2.5*107N，时间至少为1h。
作为本发明的优选，先将正压力升至1.0*107N并保持1-2min，再以每分钟增加0.2*107N的速度增加直至2.0*107-2.5*107N，再保持至少58min。
作为本发明的优选，所述粘胶剂为Prefere 4001/4001-1/4001-2/4001-3/4001-4/4001-5/4001-6/4001-7/4001-8、粉状固化剂Prefere 5808/5809与水组成的混合粘胶剂；粉状固化剂Prefere 5808/5809与水的重量比为1：1.22-1.56，Prefere 4001/4001-1/4001-2/4001-3/4001-4/4001-5/4001-6/4001-7/4001-8与固化剂液体Prefere 5808/5809，即粉状固化剂Prefere 5808/5809与水混合后形成的液体，的重量比为2.2-2.7：1。
作为优选，粉状固化剂Prefere 5808/5809与水的重量比为1：1.32-1.42。
作为优选，Prefere 4001/4001-1/4001-2/4001-3/4001-4/4001-5/4001-6/4001-7/4001-8与固化剂液体Prefere 5808/5809，即粉状固化剂Prefere 5808/5809与水混合后形成的液体，的重量比为2.4-2.6：1。
作为本发明的优选，所述混合粘胶剂的制备方法为：先将粉状固化剂Prefere 5808/5809与水混合均匀形成固化剂液体Prefere 5808/5809，再加入Prefere 4001/4001-1/4001-2/4001-3/4001-4/4001-5/4001-6/4001-7/4001-8，混合均匀后，凝胶，凝胶温度为20-40℃。
作为优选，凝胶温度为30-35℃。
作为本发明的优选，所述粘胶剂为酚醛胶。
作为本发明的优选，所述酚醛胶的制备方法，依次包括下步骤：其中羟甲基化木质素、氢氧化钠、笨酚、浓度为37%的甲醛、水的质量比为10：5：40：30：15；
（1）将羟甲基化木质素、氢氧化钠、水混合，搅拌均匀，加热到90至100℃,恒温反应0.5至1h；
（2）降温到40至50℃，加入苯酚反应0.3至0.5h；
（3）加入甲醛总量的60至70%，反应O.5至1h,然后在40min内升温至80℃后加入剩余的甲醛反应1h至1.5h；
（4）冷却后出料。
作为本发明的优选，羟甲基化木质素的制备方法如下：混合木质素、甲醛、NaOH，甲醛的摩尔量为木质素质量的1/200，甲醛与NaOH的摩尔比为5：3，反应至2至3h，反应结束后离心，离心后得到的液体倒入pH值为1.5至2的盐酸溶液中，沉淀、离心、水洗至中性并烘干得到羟甲基化木质素。
本发明的另一目的在于提供一种由上述竹横梁制备方法所制备的竹横梁。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、竹材与木材类似，在遇火险时较钢材横梁，不会使房屋整体塌陷，但是，竹材较木材具有更高的机械强度，其耐火能力也优于木材；
2、本发明选取的竹材密度为0.75-1.2g/cm3，优选为0.9-1.2g/cm3；木材密度过大，则较脆，弹性较差，导致其形变量较小，载荷能力差；密度过小，则质较软，载荷能力也较差；为使本发明载荷能力最大化，发明人通过不断实践，得出竹材的密度应为0.75-1.2g/cm3，优选0.9-1.2g/cm3；
3、本发明竹条长度、厚度、宽度的选择，配合每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部的布置，都是发明人在追求最高载荷能力的目的下，通过不断实践而得；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部的布置，使每个竹条都能为与之相邻的竹条在该竹条的受力方向提供较好的支撑，从而有利于提高竹横梁的载荷能力；然而竹条长度太长则会减弱上述支撑，长度太短则不能有效发挥每根竹条本身的受力能力；竹条厚度太厚，则会使竹横梁质较脆，不易产生形变，从而降低载荷能力；太薄，则竹条本身的受力能力得不到有效发挥；竹条太宽，则会降低竹横梁的形变能力，从而降低竹横梁的载荷，太窄，则会限制竹条本身的受力能力；
4、本发明采用的混合粘胶剂具有独特的制备工艺，具有较好的性能，其粘度可达2000-5000cps；
5、本发明采用的酚醛胶，具有较好的粘度，适于长期室外使用；
6、本发明竹横梁沿竹条的长度方向具有弧度，从而大大提高竹横梁的载荷能力；
7、竹材的热处理有利于减小竹材的吸水膨胀率，从而提高提高产品的尺寸稳定性、平衡其含水率，提高隔热性能，本发明的工艺使竹横梁具有良好物理性能，从而使产品能够长期在室外使用；
8、本发明的工艺简单，易于实施，且所制备的竹横梁具有较好的防霉防蛀、防火性能和较高的使用寿命，且具有较高的载荷能力；
9、竹材相比钢材成本较低，且是可再生资源，其成长周期，较木材更短，一般为2-6年，因此，资源丰富、经济，相比木材、钢材的应用更为环保、节能、利民。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为0.75g/cm3，锯断后的每段竹的长度为1.5m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至120℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.20Mpa，之后保温保压130min；之后的保温情况下将气压降至0.18Mpa并保温保压25min；
（4）烘干，控制烘房中的湿度为75%，温度为50℃，时间为1天，使含水率降低至11%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.3cm，宽度为1.5cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压温度为100℃，侧压力为3.5*106N，时间为1min；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压温度为100℃，正压力为1.0*107N，时间为1h；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
所述粘胶剂为Prefere 4001、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂；粉状固化剂Prefere 5808与水的重量比为1：1.22，Prefere 4001与固化剂液体Prefere 5808，即粉状固化剂Prefere 5808与水混合后形成的液体，的重量比为2.2：1。
所述混合粘胶剂的制备方法为：先将粉状固化剂Prefere 5808与水混合均匀形成固化剂液体Prefere 5808，再加入Prefere 4001，混合均匀后，凝胶，凝胶温度为20℃。
本实施例制备的竹横梁的长度为4.7m，宽度1m，厚度为0.5m，弧度为160°，最大载荷为153.2KN；含水率为4.2±0.05%；静曲强度为75.2±0.05 mpa；弹性模量为6020±5 mpa ；长度方向的凸翘曲度为0.17±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.08±0.005%。
实施例2：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为1.2g/cm3，锯断后的每段竹的长度为3m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至150℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.28Mpa，之后保温保压200min；之后的保温情况下将气压降至0.22Mpa并保温保压35min；
（4）烘干，控制烘房中的湿度为90%，温度为60℃，时间为3天，使含水率降低至6%；
（5）精刨，使竹条的厚度为1cm，宽度为4cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压温度为140℃，侧压力为4.5*106N，时间为5min；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压温度为140℃，正压力为2.5*107N，时间为5h；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
所述粘胶剂为Prefere 4001-1、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂；粉状固化剂Prefere 5808与水的重量比为1： 1.56，Prefere 4001-1与固化剂液体Prefere 5808，即粉状固化剂Prefere 5808与水混合后形成的液体，的重量比为2.7：1。
所述混合粘胶剂的制备方法为：先将粉状固化剂Prefere 5808与水混合均匀形成固化剂液体Prefere 5808，再加入Prefere 4001-1，混合均匀后，凝胶，凝胶温度为40℃。
本实施例制备的竹横梁的长度为10.5m，宽度1.2m，厚度为0.5m，弧度为170°，最大载荷为405.5KN；含水率为4.6±0.05%；静曲强度为78.2±0.05 mpa；弹性模量为6025±5 mpa  ；长度方向的凸翘曲度为0.18±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.09±0.005%。
实施例3：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为0.9g/cm3，锯断后的每段竹的长度为2m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至130℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.25Mpa，之后保温保压160min；之后的保温情况下将气压降至0.20Mpa并保温保压30min。
（4）烘干，控制烘房中的湿度为80%，温度为55℃，时间为2天，使竹条的含水率为8%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.8cm，宽度为3.2cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压时，先将侧压力升至3.5*106N并保持10s，再以每十秒增加0.2*106N的速度增加直至4.0*106N，再保持4.5min；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压时，先将正压力升至1.0*107N并保持1min，再以每分钟增加0.2*107N的速度增加直至2.0*107N，再保持4.8h；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
所述粘胶剂为Prefere 4001-2、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂；粉状固化剂Prefere 5808与水的重量比为1：1.32，Prefere 4001-2与固化剂液体Prefere 5808，即粉状固化剂Prefere 5808与水混合后形成的液体，的重量比为2.4：1。
所述混合粘胶剂的制备方法为：先将粉状固化剂Prefere 5808与水混合均匀形成固化剂液体Prefere 5808，再加入Prefere 4001-2，混合均匀后，凝胶，凝胶温度为30℃。
本实施例制备的竹横梁的长度为8.4m，宽度0.8m，厚度为0.5m，弧度为165°，最大载荷为205.2KN；含水率为4.6±0.05%；静曲强度为80.2±0.05 mpa；弹性模量为6010±5 mpa ；长度方向的凸翘曲度为0.20±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.10±0.005%。
实施例4：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为1.1g/cm3，锯断后的每段竹的长度为2.5m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至140℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.25Mpa，之后保温保压160min；之后的保温情况下将气压降至0.20Mpa并保温保压30min；
（4）烘干，控制烘房中的湿度为85%，温度为55℃，时间为2天，使含水率降低至10%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.7cm，宽度为5cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压时，先将侧压力升至3.5*106N并保持30s，再以每十秒增加0.2*106N的速度增加直至4.5*106N，再保持0.5min。
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压时，先将正压力升至1.0*107N并保持2min，再以每分钟增加0.2*107N的速度增加直至2.5*107N，再保持58min。
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
所述粘胶剂为Prefere 4001-3、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂；粉状固化剂Prefere 5808与水的重量比为1：1.42，Prefere 4001-3与固化剂液体Prefere 5808，即粉状固化剂Prefere 5808与水混合后形成的液体，的重量比为2.6：1。
所述混合粘胶剂的制备方法为：先将粉状固化剂Prefere 5808与水混合均匀形成固化剂液体Prefere 5808，再加入Prefere 4001-3，混合均匀后，凝胶，凝胶温度为35℃。
本实施例制备的竹横梁的长度为6.8m，宽度0.7m，厚度为0.5m，弧度为170°，最大载荷为183.6KN；含水率为5.0±0.05%；静曲强度为72.3±0.05 mpa；弹性模量为5980±5 mpa ；长度方向的凸翘曲度为0.18±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.08±0.005%。
实施例5：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为0.8g/cm3，锯断后的每段竹的长度为2.7m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至140℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.27Mpa，之后保温保压180min；之后的保温情况下将气压降至0.18-0.22Mpa并保温保压25-35min；
（4）烘干，控制烘房中的湿度为80%，温度为56℃，时间为1天，使含水率降低至9%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.8cm，宽度为5cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压时，先将侧压力升至3.5*106N并保持20s，再以每十秒增加0.2*106N的速度增加直至4.2*106N，再保持2.5min。
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压时，先将正压力升至1.0*107N并保持1.5min，再以每分钟增加0.2*107N的速度增加直至2.3*107N，再保持1.5h；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
所述粘胶剂为Prefere 4001-4、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂；粉状固化剂Prefere 5808与水的重量比为1：1.51，Prefere 4001-4与固化剂液体Prefere 5808，即粉状固化剂Prefere 5808与水混合后形成的液体，的重量比为2.5：1。
所述混合粘胶剂的制备方法为：先将粉状固化剂Prefere 5808与水混合均匀形成固化剂液体Prefere 5808，再加入Prefere 4001-4，混合均匀后，凝胶，凝胶温度为38℃。
本实施例制备的竹横梁的长度为5.8m，宽度0.8m，厚度为0.4m，弧度为168°，最大载荷为144.6KN；含水率为5.1±0.05%；静曲强度为69.8±0.05 mpa；弹性模量为6008±5 mpa ；长度方向的凸翘曲度为0.21±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.12±0.005%。实施例6：一种竹横梁制备方法与实施例1至5任一项的不同之处在于，所述粘胶剂为Prefere 4001-5、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂。
实施例7：与实施例6的不同之处在于，所述粘胶剂为Prefere 4001-6、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂。
实施例8：与实施例7的不同之处在于，所述粘胶剂为Prefere 4001-7、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂。
实施例9：与实施例8的不同之处在于，所述粘胶剂为Prefere 4001-8、粉状固化剂Prefere 5808与水组成的混合粘胶剂。
实施例10：一种竹横梁制备方法与实施例1-9任一项的不同之处在于，所述粉状固化剂为粉状固化剂Prefere 5809。
实施例11：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为0.80g/cm3，锯断后的每段竹的长度为2.5m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至130℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.23Mpa，之后保温保压130min；之后的保温情况下将气压降至0.19Mpa并保温保压28min；
（4）烘干，控制烘房中的湿度为75%，温度为50℃，时间为1天，使含水率降低至11%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.4cm，宽度为1.5cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压温度为100℃，侧压力为3.5*106N，时间为1min；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压温度为100℃，正压力为1.0*107N，时间为1h；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
采用的粘胶剂为酚醛胶，它依次包括下步骤：其中羟甲基化木质素、氢氧化钠、笨酚、浓度为37%的甲醛、水的质量比为10：5：40：30：15；
（1）将羟甲基化木质素、氢氧化钠、水混合，搅拌均匀，加热到90℃,恒温反应0.5h；
（2）降温到40℃，加入苯酚反应0.3h；
（3）加入甲醛总量的60%，反应O.5h,然后在40min内升温至80℃后加入剩余的甲醛反应1h，
（4）冷却后出料。
羟甲基化木质素的制备方法如下：混合木质素、甲醛、NaOH，甲醛的摩尔量为木质素质量的1/200，甲醛与NaOH的摩尔比为5：3，反应至2h,反应结束后离心，离心后得到的液体倒入pH值为1.5至2的盐酸溶液中，沉淀、离心、水洗至中性并烘干得到羟甲基化木质素。
本实施例制备的竹横梁的长度为4.9m，宽度1.2m，厚度为0.6m，弧度为163°，最大载荷为153.8KN；含水率为4.1±0.05%；静曲强度为75.8±0.05 mpa；弹性模量为6030±5 mpa ；长度方向的凸翘曲度为0.18±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.09±0.005%。
实施例12：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为1.3g/cm3，锯断后的每段竹的长度为3m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至150℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.28Mpa，之后保温保压200min；之后的保温情况下将气压降至0.22Mpa并保温保压35min；
（4）烘干，控制烘房中的湿度为90%，温度为60℃，时间为3天，使含水率降低至6%；
（5）精刨，使竹条的厚度为1cm，宽度为4cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压温度为140℃，侧压力为4.5*106N，时间为5min；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压温度为140℃，正压力为2.5*107N，时间为5h；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
采用的粘胶剂为酚醛胶，它依次包括下步骤：其中羟甲基化木质素、氢氧化钠、笨酚、浓度为37%的甲醛、水的质量比为10：5：40：30：15；
（1）将羟甲基化木质素、氢氧化钠、水混合，搅拌均匀，加热到100℃,恒温反应1h；
（2）降温到50℃，加入苯酚反应0.5h；
（3）加入甲醛总量的70%，反应1h,然后在40min内升温至80℃后加入剩余的甲醛反应1.5h，
（4）冷却后出料。
羟甲基化木质素的制备方法如下：混合木质素、甲醛、NaOH，甲醛的摩尔量为木质素质量的1/200，甲醛与NaOH的摩尔比为5：3，反应至3h,反应结束后离心，离心后得到的液体倒入pH值为1.5至2的盐酸溶液中，沉淀、离心、水洗至中性并烘干得到羟甲基化木质素。
本实施例制备的竹横梁的长度为9.5m，宽度1.2m，厚度为0.3m，弧度为170°，最大载荷为425.5KN；含水率为4.1±0.05%；静曲强度为79.2±0.05 mpa；弹性模量为6025±5 mpa ；长度方向的凸翘曲度为0.21±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.11±0.005%。
实施例13：一种竹横梁制备方法，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为0.11g/cm3，锯断后的每段竹的长度为2m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至140℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.23Mpa，之后保温保压160min；之后的保温情况下将气压降至0.20Mpa并保温保压30min。
（4）烘干，控制烘房中的湿度为80%，温度为55℃，时间为2天，使竹条的含水率为8%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.8cm，宽度为3.2cm；
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；热压时，先将侧压力升至3.5*106N并保持10s，再以每十秒增加0.2*106N的速度增加直至4.0*106N，再保持4.5min；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；热压时，先将正压力升至1.0*107N并保持1min，再以每分钟增加0.2*107N的速度增加直至2.0*107N，再保持4.8h；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度。
采用的粘胶剂为酚醛胶，其制备方法依次包括下步骤：其中羟甲基化木质素、氢氧化钠、笨酚、浓度为37%的甲醛、水的质量比为10：5：40：30：15；
（1）将羟甲基化木质素、氢氧化钠、水混合，搅拌均匀，加热到95℃,恒温反应0.8h；
（2）降温到45℃，加入苯酚反应0.4h；
（3）加入甲醛总量的66%，反应O.8h,然后在40min内升温至80℃后加入剩余的甲醛反应1.2h，
（4）冷却后出料。
羟甲基化木质素的制备方法如下：混合木质素、甲醛、NaOH，甲醛的摩尔量为木质素质量的1/200，甲醛与NaOH的摩尔比为5：3，反应至2.5h,反应结束后离心，离心后得到的液体倒入pH值为1.5至2的盐酸溶液中，沉淀、离心、水洗至中性并烘干得到羟甲基化木质素。
本实施例制备的竹横梁的长度为8.4m，宽度0.8m，厚度为0.5m，弧度为165°，最大载荷为215.2KN；含水率为4.3±0.05%；静曲强度为81.2±0.05 mpa；弹性模量为6030±5 mpa；长度方向的凸翘曲度为0.20±0.005%；宽度方向的凸翘曲度为0.11±0.005%。

Claims (1)

1.一种竹横梁制备方法，其特征在于，它依次包括如下步骤：
（1）选竹并锯断，选取的竹条密度为0.75-1.2g/cm3，锯断后的每段竹的长度为1.5m至3m；
（2）冲片并初刨，将经步骤（1）处理的竹材制成竹条并去除竹青、竹黄、竹膜；
（3）炭化；
（4）烘干，使竹条的含水率为6-11%；
（5）精刨，使竹条的厚度为0.3-1.0cm，宽度为1.5-4.0cm;
（6）拼合，将竹条沿竹条的长度方向及宽度方向采用粘胶剂相互拼接并放入热压机热压形成单板；每个竹条位于单板沿竹条长度的两端之间的端部都处于与该竹条相邻的竹条的中部；
（7）叠合，将单板按需采用粘胶剂上下层叠并放入热压机热压形成整板；每个单板的竹条长度方向一致；
（8）裁切，将整板沿竹条的竹度方向进行裁切以形成横梁，每个横梁沿竹条的长度方向具有弧度；
所述粘胶剂为酚醛胶;
所述酚醛胶的制备方法，依次包括下步骤：其中羟甲基化木质素、氢氧化钠、 苯酚、浓度为37%的甲醛、水的质量比为10：5：40：30：15；
（1）将羟甲基化木质素、氢氧化钠、水混合，搅拌均匀，加热到90至100℃，恒温反应0.5至1h；
（2）降温到40至50℃，加入苯酚反应0.3至0.5h；
（3）加入甲醛总量的60至70%，反应 0.5至1h ，然后在40min内升温至80℃后加入剩余的甲醛反应1h至1.5h；
（4）冷却后出料；
羟甲基化木质素的制备方法如下：混合木质素、甲醛、NaOH，甲醛的摩尔量为木质素质量的1/200，甲醛与NaOH的摩尔比为5：3，反应至2至3h，反应结束后离心，离心后得到的液体倒入pH值为1.5至2的盐酸溶液中，沉淀、离心、水洗至中性并烘干得到羟甲基化木质素；
所述步骤（3）炭化具体为：将竹条放入炭化炉中，在10分钟内将炉内温度升至120-150℃，同时在此10分钟内将炉内气压升至0.20-0.28 MPa，之后保温保压130-200min；
之后的保温情况下将气压降至0.18-0.25 MPa并保温保压25-35min；
所述步骤（6）拼合的热压步骤中，热压温度为100-140℃，侧压力为3.5*106-4.5*106N，时间为1-5min，具体为先将侧压力升至3.5*106N并保持10-30s，再以每十秒增加0.2*106N的速度增加直至4.0*106-4.5*106N，再保持0.5-4.5min；
所述步骤（7）叠合的热压步骤中，热压温度为100-140℃，正压力为1.0*107-2.5*107N，时间至少为1h，具体为先将正压力升至1.0*107N并保持1-2min，再以每分钟增加0.2*107N的速度增加直至2.0*107-2.5*107N，再保持至少58min。
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