CN109968474B - 一种圆竹板材复合承重墙的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，包括（1）圆竹的处理和端头规格化加工；（2）上下板材的孔槽加工；（3）圆竹的组装及边框固定；（4）复合承重墙的制造。采用新鲜的圆竹筒，端头经过加工后，经高温饱和蒸汽10～90分钟的快速加热和热处理，取出后经过端部压缩定型成一定规格，干燥后连接板材，制备承重墙复合框架。优点：1）高温饱和蒸汽热处理，竹筒含水率高塑性也高，可以达到无裂缝干燥，具有结构强度高、尺寸稳定性好、防腐、防蛀和防霉等功效。2）圆竹为圆形结构，可以做到标准快速装配连接，连接为榫卯结构，结构牢固稳定性好、且重量轻，生产成本低，圆竹无需任何机械加工，无任何化学试剂添加，成型周期短。

Description

一种圆竹板材复合承重墙的制作方法

技术领域

本发明是一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，属于木材工业中的竹材加工技术领域。

背景技术

中国的房屋建筑主要为钢筋混凝土及砖头结构，随着劳动力用工成本的增加，以及国家对环境改善的重视，房屋建筑有向装配式发展的趋势，如同国外的装配式木屋。而我国人口多，耕地面积少，森林少，也就缺少木材资源，大部分的建筑SPF木材都是从俄罗斯和北美进口，寻找理想的代用材料成了家具行业急需解决的难题。

竹材作为一种生物材料，是植物中作为结构材的最好的原料之一，竹材圆筒结构是天然形成的，这种结构符合材料力学中的等强度设计原理，它具有强度高、弹性好、性能稳定、密度小的特点。由于圆竹壁薄中空，易虫蛀，截面多为不规则的圆形，且除竹节外无横向组织，加上竹材的径级大小不规格，如何将其制造成可以快速装配的承重墙也是一难点。为此，根据竹材的特殊结构，将其分不同规格后，端部进行特殊加工处理成对应的规格，这样可以很方便与锯材等形成稳固的连接来制作为房屋承重墙。

我国的竹子资源集中分布在长江以南的14个省、市、自治区。我国竹林面积和竹材产量已由1950年130万公顷和160万吨，竹林面积增加到2011年年底的673万公顷，竹材16.44亿根。我国有大型竹材如毛竹、巨龙竹、龙竹、云南麻竹、小叶龙竹等，这些竹材的竹杆粗大通直，还有小径级的竹材，这些都是作为承重墙的理想材料。

随着社会经济的发展和人口的增加，全球环境压力加大，各国政府和人民的环境意识加强，认识到生态循环的重要性，竹子具有一次造林成功，地下茎即可年年行鞭、出笋、成竹，年年择伐，生生不息，永续利用。竹子生长迅速，生长周期短。竹材具有资源的可持续性，不破坏森林资源。

发明内容

本发明提出的是一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其目的在于利用竹筒结构合理、强度高、弹性好、中空保温的特点，提出了一种生产成本低、无任何化学试剂添加、加工工艺可控、成型周期短的圆竹板材复合承重墙的制作方法。

本发明的技术解决方案：

一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，包括如下工艺步骤：

（1）圆竹的处理和端头规格化加工；

（2）上下板材的孔槽加工；

（3）圆竹的组装及边框固定；

（4）复合承重墙的制造。

所述步骤（1）圆竹的处理和端头规格化加工，包括以下加工工序：

a）圆竹端部定厚加工或端头开槽加工：直径为25～300mm的新鲜竹筒截成400～3500mm长，内节靠边打通，靠端部30～60mm以竹筒外壁为基准，将竹黄部分去除1～8mm，端头竹壁厚度一定，并将端部外圆和内圆倒角1～3mm；竹筒壁厚小于3.5mm的，竹黄部分不去除；或者将竹壁等厚后再开槽等分，即将端头竹壁等厚加工后将其锯切分成3～16等分，开槽深度最多到竹壁等厚处；

b）圆竹的高温饱和蒸汽处理：将竹筒倾斜放到小车上，倾斜角度为确保加热过程中的冷凝水能排出竹筒，小车推进压力罐内并关好罐门，然后向罐内通入饱和蒸汽，在温度为130～180℃的饱和蒸汽压力罐中处理10～90分钟，接着将罐内蒸汽泄压；

c）圆竹端部的压缩及弯曲定型：立刻将刚出罐的端部定厚加工竹筒用圆形模具中将端头挤压成圆形，然后继续将端部挤压至比外径平均值小1～6mm的规格化外圆，并在挤压好的外圆面套上紧固件将其定型；立刻将刚出罐的端头开槽加工竹筒端头一部分竹片向内压缩成比外径平均值小1～12mm的规格化环状，同时另部分竹片向外弯曲压平撑开成一平面，并将其固定；所述定型紧固件为不锈钢、木质材料或塑料件，紧固件随竹筒一同进行干燥，干燥后拆除。

d）圆竹的干燥处理：将处理好的圆竹放到干燥窑中，最高温度80～110℃烘干至含水率11～15%，得到无裂缝的圆竹部件。

所述步骤（2）上下板材的孔槽加工：将板材在对应的位置开槽，环状槽深度为板厚的一半；对应圆竹端头为竹片的环状不连贯的孔槽可以贯穿整个板材。

所述步骤（3）圆竹的组装及边框固定：将圆竹一端插进对应板材的槽中，另一端切齐后插进对应板材的孔槽中；端头开槽加工竹筒端头有撑开竹片的，将撑开竹片与板材用螺钉连接，两端装配后将竹片冒出板材孔槽的部分锯裁掉。

所述步骤（4）复合承重墙的制造：圆竹框架四周为板材，板材与板材间通过榫卯或者是钉或齿板连接；框架的内外层是定向刨花板、石膏板、木质胶合板、竹质胶合板或水泥纤维板中的一种或多种；板材及内外层在复合框架竖立且管线安装好钉上组成复合框架，复合框架连接组成复合承重墙。

所述圆竹板材框架的高度与墙面等高，或者是墙面高度的一半或1/3；墙面厚度是两个或三个复合框架并列，并列的复合框架间通过圆木棒、竹钉或者框内用齿板连接；承重墙内根据需要填充保温材料。

所述复合框架在竹筒高度方向横向钻孔，杆棒穿过竹筒后与左右竖直板材固定，竹筒与竹筒之间可加隔木块将其左右固定，上下横向杆棒的数量为1～5个。

本发明的有益效果：

1）经过高温饱和蒸汽热处理，竹筒含水率高塑性也高，可以将其端头压缩定型成规格的尺寸，能保持圆竹原来的最佳结构强度，外层致密的结构使得虫菌等不能进入，具有尺寸稳定性好、防腐、防蛀和防霉等功效。

2）竹材中的半纤维素和木素的玻璃化转变温度降低，后续干燥过程中在高于此玻璃化温度下干燥，竹筒以及压缩部分的干燥不会造成开裂，圆竹及处理部分可以达到无裂缝干燥。

3）利用圆竹本身强度高的特点，将竹筒作为承重件而与预先加工对应的装配孔槽的板材组装，可以做到标准快速装配连接，且由于圆竹与板材之间的连接为榫卯结构，结构牢固稳定性好、且重量轻。

4）圆竹部件为最佳结构圆形，生产成本低，无需任何机械加工，无任何化学试剂添加，成型周期短。

5）可处理的竹筒直径范围广，与木质材料连接时只需在连接处铣削成对应的标准圆槽即可，或将竹材端部的向外弯曲竹片用于定位，其接触面更大也更稳定，连接处与竹材的连接形成一整体，牢固稳定，是一种良好的可持续的循环经济。

附图说明

附图1是一种圆竹板材复合承重墙结构示意图。

图中的1为上下板材，2为侧面板材，3为圆竹。

附图2是一种圆竹端头分开六片在板材上开槽的示意图。

附图3是一种圆竹端头分开六片，其中两片弯曲成90°在板材上开四个槽的示意图。

附图4是一种圆竹端头分开八片在板材上开槽的示意图。

附图5是一种圆竹端头分开八片，其中四片弯曲成90°在板材上开四个槽的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进一步说明

一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，包括如下工艺步骤：（1）圆竹的处理和端头规格化加工；（2）上下板材的孔槽加工；（3）圆竹的组装及边框固定；（4）复合承重墙的制造。

所述的步骤（1）圆竹的处理和端头规格化加工，包括以下加工工序：

a）圆竹端部定厚加工或竹壁等厚后再开槽等分加工，直径为25～300mm的新鲜竹筒，按要求截成400～3500mm长，内节靠边打通，靠端部30～60mm以竹筒外壁为基准（在加工时遇到竹节，先将外层竹节去除，与无节处平齐），通过钻孔、铣削的方法将竹黄部分去掉1～8mm，并将端部外圆和内圆倒角1～3mm；端头等厚加工后也可以将其锯切分成3～16等分，开槽最多到等厚处。竹筒壁厚小于3.5mm的，竹黄部分可以不去除。

b）圆竹的高温饱和蒸汽处理，将竹筒倾斜放到放到小车上，确保加热过程中的冷凝水能排出竹筒，小车推进压力罐内并关好罐门，然后向罐内通入饱和蒸汽，在温度为130～180℃的饱和蒸汽压力罐中处理10～90分钟，接着将罐内蒸汽通到其他需要处理的压力罐内泄压。

c）圆竹端部的压缩及弯曲定型，将刚出罐的竹筒赶紧在设备的圆形模具中先将端头挤压成圆形，然后继续将端部挤压比外径平均值小1～6mm，并在挤压好的外圆面套上一紧固件将其定型；或将端头开槽的在设备上将其端头分开一部分竹片向内弯曲成，端头压缩比外径平均值小1～12mm的环状，同时还有部分竹片向外弯曲压平撑开成一平面，并将其固定住。该紧固件可以不锈钢、木质材料，也可以是塑料件等，该紧固件可以随竹筒一同用于连接，也可以待干燥后拆下来。

d）圆竹的干燥处理，将处理好的圆竹放到干燥窑中，最高温度80-110℃烘干至含水率11～15%，可以得到无裂缝的圆竹部件；该圆竹也可以进行气干。

所述的步骤（2）上下板材的孔槽加工，将板材在对应的位置开槽，环状槽开板厚的一半，对应圆竹端头竹片的环状不连贯的槽可以贯穿板材厚度。

圆竹端头分开六片时，板材上开六段环状不连贯槽，如附图2所示。

圆竹端头分开六片，其中两片弯曲成90°时，板材上开四段、分两组相对的环状不连贯槽，如附图3所示。

圆竹端头分开八片时，板材上开八段环状不连贯槽，如附图4所示。

圆竹端头分开八片，其中四片弯曲成90°时，在板材上开四段不相邻槽，如附图5所示。

所述的步骤（3）圆竹的组装及边框固定，将圆竹一段插进对应的槽中，另一端切齐后插进对应板材的孔槽中，见图1；端头有撑开竹片的，将撑开竹片也与板材用螺钉连接，两端装配后将竹片冒出板材的端头锯裁掉。

所述的步骤（4）复合承重墙的制造，为了便于圆竹框架之间的连接，框架的四周为板材，板材与板材间可以是榫卯连接，也可以是钉或齿板连接。该圆竹板材复合框架的高度为顺着竹筒的高度，该复合框架的高度可以是墙面的高度，也可以是墙面高度的一半或1/3。复合框架比较高时，在竹筒高度方向可以横向钻孔，杆棒穿过竹筒后与左右竖直板材固定，竹筒与竹筒之间可以加隔木块将其左右固定住，上下横向杆棒的数量1～5个。根据建筑需要，墙面厚度可以是两个复合框架并列，也可以是三个复合框架并列，因墙面有宽有窄，竹筒也有大有小。在组成承重墙时，并列的复合框架间的连接可以是圆棒连接，也可以是框内齿板连接。框架的内外层可以是定向刨花板、石膏板，也可以是木质胶合板，也可以是竹质胶合板，还可以是水泥纤维板。这些板材在框架立好管线安装好再钉上。承重墙内如有需要可以填充保温材料。

实施例1

一种圆竹板材复合承重墙的制作方法如下：

（1）圆竹的处理和端头规格化加工，包括以下加工工序：

a）圆竹端部定厚加工或竹壁等厚后再开槽等分加工，直径为95mm的新鲜毛竹竹筒，按要求截成3000mm长，内节靠边打通，靠端部30mm以竹筒外壁为基准，通过铣削的方法将竹黄部分去掉3mm，端头壁厚为6mm，并将端部外圆和内圆倒角2mm；

b）圆竹的高温饱和蒸汽处理，将竹筒倾斜放到放到小车上，确保加热过程中的冷凝水能排出竹筒，小车推进推进压力罐内并关好罐门，然后向罐内通入饱和蒸汽，在温度为180℃的饱和蒸汽压力罐中处理12分钟，接着将罐内蒸汽通到其他需要处理的压力罐内泄压。

c）圆竹端部的压缩及弯曲定型，将刚出罐的竹筒赶紧在设备的圆形模具中先将端头挤压成圆形，然后继续将端部挤压比外径平均值小3mm，并在挤压好的外圆面套上一不锈钢紧固件将其定型。

d）圆竹的干燥处理，将处理好的圆竹放到干燥窑中，最高温度100℃烘干至含水率13%，可以得到无裂缝的圆竹部件。此时可以再对端头进行内外圆的精准加工，得到外径为90 mm，内径为80mm的端头。

（2）上下板材的孔槽加工，将板材在对应的位置开外径为90.2mm，内径为79.8mm的环状槽，环状槽开板厚的一半。

（3）圆竹的组装及边框固定，将圆竹一段插进对应的槽中，另一端切齐后插进对应板材的孔槽中。

（4）复合承重墙的制造，为了便于圆竹框架之间的连接，框架的四周为板材，板材与板材间为榫卯连接。墙面厚度可以是两个复合框架并列，框架的内外层分别为石膏板、定向刨花板。

实施例2

一种圆竹板材复合承重墙的制作方法如下：

（1）圆竹的处理和端头规格化加工，包括以下加工工序：

a）圆竹端部竹壁等厚加工，直径为100mm的新鲜龙竹竹筒，按要求截成1600mm长，内节靠边打通，靠端部50mm以竹筒外壁为基准，通过铣削的方法将竹黄部分去掉3mm，将端部外圆和内圆各倒角2mm。然后将其锯切分成8等分，开槽深度为50mm。

b）圆竹的高温饱和蒸汽处理，将竹筒倾斜放到放到小车上，确保加热过程中的冷凝水能排出竹筒，小车推进推进压力罐内并关好罐门，然后向罐内通入饱和蒸汽，在温度为130℃的饱和蒸汽压力罐中处理90分钟，接着将罐内蒸汽通到其他需要处理的压力罐内泄压。

c）圆竹端部的压缩及弯曲定型，将刚出压力罐的竹筒保温，并乘热在设备上将其端头间隔的4竹片向内弯曲，端头压缩比外径平均值小8mm的环状，同时余下4片竹片向外弯曲压平撑开成一平面，并将其用不锈钢紧固件固定住。

d）圆竹的干燥处理，将压缩定型好的圆竹放到干燥窑中，最高温度80℃烘干至含水率11%，可以得到无裂缝的圆竹部件。

（2）上下板材的孔槽加工，将板材在对应的位置开外径为95.2m，内径为85.8mm的间隔环状槽，环状槽为通孔。

（3）圆竹的组装及边框固定，将圆竹一段插进对应的槽中，将撑开竹片也与板材用螺钉连接，两端装配后将竹片冒出板材的端头锯裁掉。

（4）复合承重墙的制造，为了便于圆竹框架之间的连接，框架的四周为板材，板材与板材间为钉连接，两侧的板材夹在上下板材之间。墙面厚度可以是两个复合框架并列，框架的内外层分别为石膏板、水泥纤维板。

Claims (7)

1.一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其特征是包括如下工艺步骤：

（1）圆竹的处理和端头规格化加工；

（2）上下板材的孔槽加工；

（3）圆竹的组装及边框固定；

（4）复合承重墙的制造；

所述步骤（1）圆竹的处理和端头规格化加工，包括以下加工工序：

a）圆竹端部定厚加工或圆竹端部定厚开槽加工：直径为25～300mm的新鲜竹筒截成400～3500mm长，内节靠边打通，靠端部30～60mm以竹筒外壁为基准，将竹黄部分去除1～8mm，端头竹壁厚度一定，并将端部外圆和内圆倒角1～3mm；竹筒壁厚小于3.5mm的，竹黄部分不去除；

或者将竹壁定厚后再开槽等分，即将端头竹壁定厚加工后将其锯切分成3～16等分，开槽深度最多到竹壁定厚处；

b）圆竹的高温饱和蒸汽处理：将竹筒倾斜放到小车上，倾斜角度为确保加热过程中的冷凝水能排出竹筒，小车推进压力罐内并关好罐门，然后向罐内通入饱和蒸汽，在温度为130～180℃的饱和蒸汽压力罐中处理10～90分钟，接着将罐内蒸汽泄压；

c）圆竹端部的压缩及弯曲定型：立刻将刚出罐的端部定厚加工竹筒在圆形模具中将端头挤压成圆形，然后继续将端部挤压至比外径平均值小1～6mm，并在挤压好的外圆面套上紧固件将其定型；

立刻将刚出罐的端头开槽加工竹筒端头等分后的一部分竹片向内压缩成比外径平均值小1～12mm的环状，同时剩余部分竹片向外弯曲压平撑开成平面，并将其固定定型；

d）圆竹的干燥处理：将处理好的圆竹放到干燥窑中，最高温度80～110℃烘干至含水率11～15%，得到无裂缝的圆竹部件。

2.根据权利要求1所述的一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其特征是所述外圆面紧固件为不锈钢、木质材料或塑料件，紧固件随竹筒一同用于制造复合承重墙，或者干燥后拆除。

3.根据权利要求1所述的一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其特征是所述步骤（2）上下板材的孔槽加工：将板材在对应的位置开槽，环状槽深度为板厚的一半；对应圆竹端头为竹片的环状不连贯的槽贯穿板材。

4.根据权利要求1所述的一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其特征是所述步骤（3）圆竹的组装及边框固定：将圆竹一端插进对应板材的槽中，另一端切齐后插进对应板材的孔槽中；端头开槽加工竹筒端头有撑开竹片的，将撑开竹片与板材用螺钉连接，两端装配后将竹片冒出板材孔槽的部分锯裁掉。

5.根据权利要求1所述的一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其特征是所述步骤（4）复合承重墙的制造：步骤（3）圆竹的组装及边框固定后得到圆竹框架，所述圆竹框架四周为板材，板材与板材间通过榫卯或者是钉或齿板连接；框架的内外层是定向刨花板、石膏板、木质胶合板、竹质胶合板或水泥纤维板中的一种或多种；圆竹框架立好且管线安装好钉上板材组成复合框架，复合框架连接组成复合承重墙。

6.根据权利要求5所述的一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其特征是所述圆竹框架的高度为墙面等高，或者是墙面高度的一半或1/3；墙面厚度是两个或三个复合框架并列，并列的复合框架间通过圆木棒或者框内用齿板连接；承重墙内根据需要填充保温材料。

7.根据权利要求5所述的一种圆竹板材复合承重墙的制作方法，其特征是所述复合框架在竹筒高度方向横向钻孔，杆棒穿过竹筒后与左右竖直板材固定，竹筒与竹筒之间加隔木块将其左右固定，上下横向杆棒的数量为1～5个。

Images