CN112792940B - 一种离散型全竹交叉层积材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离散型全竹交叉层积材，包括至少两层间隔设置的第一基材，任意相邻的两层所述第一基材之间设置有竹单元预组坯，所述竹单元预组坯包括若干个间隔分布的连接竹材，任意一个所述连接竹材与两个相邻的所述第一基材之间分别设置有胶粘层；所述第一基材上设置有连接钉，所述连接钉穿过所述第一基材和所述胶粘层并插入所述连接竹材。一种上述离散型全竹交叉层积材的制造方法：制备连接竹材和第一基材，然后在连接竹材上胶接第一基材。本发明的离散型全竹交叉层积材及其制造方法提高了竹材的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及竹木复合层积材技术领域，特别是涉及一种离散型全竹交叉层积材及其制造方法。
背景技术
我国竹资源丰富，竹材具有成材周期短、产量高、密度大、强度高、韧性强和用途广等优点，其相关产品在人们生产和生活的许多领域被广泛应用。但同时由于竹材中空筒状、有竹节横隔、有竹青竹黄且两者性质差异大、其纵横向构造及性质也差异显著等结构特点，导致其工业化应用十分困难。具体表现为：1)竹材现有的工业化产品应用如竹集成材、重组竹、竹地板、竹刨花板等普遍存在着原材料单元加工工序繁琐、耗能大、材料利用率低、对加工设备要求较高和生产效率不高等突出问题；2)现有的竹材工业化产品绝大多数应用于家具和家居装饰行业，而能应用于承重性建筑建材行业的重组竹或竹集成材等少部分产品由于生产工艺复杂、密度太大、自重过重、对生产设备技术要求高和生产成本较高等突出问题而导致其在承重构件领域应用一直受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种离散型全竹交叉层积材及其制造方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高竹材的利用率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种离散型全竹交叉层积材，包括至少两层间隔设置的第一基材，任意相邻的两层所述第一基材之间设置有竹单元预组坯，所述竹单元预组坯包括若干个间隔分布的连接竹材，任意一个所述连接竹材与两个相邻的所述第一基材之间分别设置有胶粘层；所述第一基材上设置有连接钉，所述连接钉穿过所述第一基材和所述胶粘层并插入所述连接竹材。
优选的，离散型全竹交叉层积材的厚度均匀；所述第一基材为木材规格材或竹材；所述第一基材连续辅设或间隔离散辅设。
优选的，所述连接竹材的直径由一端至另一端逐渐变小，且所述第一基材的厚度沿所述连接竹材直径变小的方向逐渐变大，即沿所述连接竹材的轴向所述连接竹材的直径与所述第一基材的厚度之和为固定值。
优选的，任意一层只有一侧设置有连接竹材的所述第一基材远离所述连接竹材的一侧为平面。
优选的，所述连接竹材的侧壁上设置有两个关于所述连接竹材的轴线对称分布的胶接面，且两个所述胶接面均为平面。
本发明还提供一种离散型全竹交叉层积材的制造方法，包括以下步骤：
(1)准备竹筒：将原竹按长度要求截断成竹筒，截断长度需符合建材长度的模数要求；如此，制得多个竹筒；
(2)在初始干燥温度为60℃，相对湿度为95％左右干燥窑内对所述竹筒进行预热处理3h,然后在60℃，相对湿度为75％左右干燥窑内将所述竹筒干燥处理25h左右，最后在温度为50℃，相对湿度为85％环境下调湿处理4h，使竹材含水率达到10～13％；
(3)在双面压刨或四面刨机上对所述竹筒进行刨切平面，在每个所述竹筒上刨切出第一胶接面和第二胶接面；在所述竹筒纵向方向上两个刨切面的刨切削量均保持为3mm～5mm，使得多个所述竹筒均形成连接竹材；
(4)准备第一基材：按所述连接竹材的尖削度加工所述第一基材，得到所需要层数的所述第一基材，所述第一基材的厚度需保证所述第一基材与所述连接竹材复合之后得到的离散型全竹交叉层积材的厚度均匀；
(5)将多个所述连接竹材直径较大的一端统一放一端、直径较小的一端统一放另一端，形成竹单元预组坯，并使所有所述连接竹材的所述第一胶接面为水平的顶面、所述第二胶接面为水平的底面；首先在所有所述连接竹材的所述第一胶接面上辊涂冷固型结构胶粘剂，垂直于所述竹单元预组坯纵向在所有所述连接竹材的所述第一胶接面上铺设和胶合所述第一基材，然后用连接钉沿第一胶接面中心线方向间隔50mm钉接；然后翻转所述连接竹材，在所有所述连接竹材的所述第二胶接面上辊涂冷固型结构胶粘剂，垂直于所述竹单元预组坯纵向在所有所述连接竹材的所述第二胶接面上铺设和胶合另一层所述第一基材，然后用连接钉沿第二胶接面中心线方向间隔50mm钉接；当所述第一基材的层数等于二时，至此得到复合竹单元；
(6)当所述第一基材的层数大于二时，需在位于中间的所述第一基材上继续胶合所述竹单元预组坯；然后在新胶合的所述竹单元预组坯的另一侧继续胶合另一层所述第一基材；重复上述步骤；直至胶合完毕既定层数的所述第一基材，至此得到复合竹单元；
(7)在所述复合竹单元长度方向均匀施加2.0Mpa单位压力，使所述竹单元预组坯与所述第一基材紧密压合，以压紧所述冷固型结构胶粘剂、有效固化压力，加压时间根据所述冷固型结构胶粘剂的种类和外界气温确定。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的离散型全竹交叉层积材及其制造方法提高了竹材的利用率。本发明的离散型全竹交叉层积材及其制造方法具有以下优点：(1)近乎全竹利用：竹材仅双面微刨切形成胶接面，其他部分全部利用；特别是保留的竹节部分对竹木复合交叉层积材起横向抗压加强作用和防压溃作用；(2)加工生产简单，能耗低，对设备要求不高。仅双面微刨，加工切削量小，仅需在现有平面刨或四面刨的基础上改变刨切刀具即可；(3)产品质量轻强度高。保留天然竹材中空的原始结构，在保障强度的同时可大幅降低竹木复合交叉层积材的平均密度和质量，使其更易在建筑中安装和使用；(4)具备良好的隔热和防潮性能。竹材中空的原始结构使竹木复合交叉层积材内部形成天然的空气层，从而使其在应用于建筑楼面层或墙体时可具备较好的隔热和防潮性能；(5)第一基材与竹材纵横排布的结构可克服竹材横向胶接强度较低的缺陷，同时有利于将垂直于竹木复合交叉层积材板面的压力均布于各单元竹材上防止竹材横向压溃。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一离散型全竹交叉层积材的结构示意图一；
图2为本发明实施例一离散型全竹交叉层积材的结构示意图二；
图3为本发明实施例一离散型全竹交叉层积材的制造方法的流程图；
图4为本发明实施例二离散型全竹交叉层积材的结构示意图；
其中：100、离散型全竹交叉层积材；200、竹单元预组坯；1、竹筒；2、连接竹材；21、第一胶接面；22、第二胶接面；23、第一端；24、第二端；3、胶粘层；4、连接钉；5、第一基材。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种离散型全竹交叉层积材及其制造方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高竹材的利用率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1至图3所示：本实施例提供了一种离散型全竹交叉层积材100，包括两层间隔设置的第一基材5，本实施例中的第一基材5采用木材规格材，第一基材5可以是连续铺设，也可以是间隔铺设，两层第一基材5之间设置有竹单元预组坯200，竹单元预组坯200包括若干个间隔分布的连接竹材2，任意一个连接竹材2与两个相邻的第一基材5之间分别设置有胶粘层3；第一基材5上设置有连接钉4，连接钉4穿过第一基材5和胶粘层3并插入连接竹材2。
需要注意的是，本实施例离散型全竹交叉层积材100的厚度均匀。实际生产中，连接竹材2往往有大头和小头，我们将大头定义为第一端23、小头定义为第二端24，连接竹材2的直径由第一端23至第二端24逐渐变小，如此，为了保证最后得到的离散型全竹交叉层积材100的厚度均匀，便需要使第一基材5的厚度沿连接竹材2直径变小的方向逐渐变大，即沿连接竹材2的轴向连接竹材2的直径与第一基材5的厚度之和为固定值。第一基材5远离连接竹材2的一侧为平面。连接竹材2的侧壁上设置有两个关于连接竹材2的轴线对称分布的胶接面，且两个胶接面均为平面。另外，在本实施例中，第一基材5的长度方向与连接竹材2的直径方向垂直，如此，能够克服竹材横向胶接强度较低的缺陷，同时有利于将垂直于竹木复合交叉层积材板面的压力均布于各单元竹材上防止竹材横向压溃。
本实施例还提供一种上述离散型全竹交叉层积材100的制造方法，包括以下步骤：
(1)准备竹筒1：将原竹按长度要求截断成竹筒1，原竹一般采用壁厚为15-20mm，直径约100-150mm的龙竹，截断长度需符合建材长度的模数要求，本实施例中竹筒1的截断长度为4500±50mm～6000mm±50mm；如此，制得多个竹筒1；
(2)在初始干燥温度为60℃，相对湿度为95％左右干燥窑内对竹筒1进行预热处理3h,然后在60℃，相对湿度为75％左右干燥窑内将竹筒1干燥处理25h左右，最后在温度为50℃，相对湿度为85％环境下调湿处理4h，使竹材含水率达到10～13％；
(3)在双面压刨或四面刨机上对竹筒1进行刨切平面，在每个竹筒1上刨切出第一胶接面21和第二胶接面22；在竹筒1纵向方向上两个刨切面的刨切削量均保持为3mm～5mm，使得多个竹筒1均形成连接竹材2；
(4)准备第一基材5：按连接竹材2的尖削度加工第一基材5，得到所需要层数的第一基材5，第一基材5的厚度需保证第一基材5与连接竹材2复合之后得到的离散型全竹交叉层积材100的厚度均匀；
(5)将多个连接竹材2直径较大的一端统一放一端、直径较小的一端统一放另一端，形成竹单元预组坯200，并使所有连接竹材2的第一胶接面21为水平的顶面、第二胶接面22为水平的底面；首先在所有连接竹材2的第一胶接面21上辊涂冷固型结构胶粘剂(如聚氨酯或间苯二酚基胶粘剂)，涂胶量为250g/m2，垂直于竹单元预组坯200纵向在所有连接竹材2的第一胶接面21上铺设和胶合第一基材5，然后用自攻木螺钉即连接钉4沿第一胶接面21中心线方向间隔50mm钉接；然后翻转连接竹材2，在所有连接竹材2的第二胶接面22上辊涂冷固型结构胶粘剂，垂直于竹单元预组坯200纵向在所有连接竹材2的第二胶接面22上铺设和胶合另一层第一基材5，然后用自攻木螺钉即连接钉4沿第二胶接面22中心线方向间隔50mm钉接；至此得到复合竹单元；
(6)在复合竹单元长度方向均匀施加2.0Mpa单位压力，使竹单元预组坯200与第一基材5紧密压合，以压紧冷固型结构胶粘剂、有效固化压力，加压时间根据冷固型结构胶粘剂的种类和外界气温确定。
实施例二
如图4所示：本实施例提供了一种离散型全竹交叉层积材100，与实施例一所提供的离散型全竹交叉层积材100的不同之处在于：本实施例中的离散型全竹交叉层积材100包括三层第一基材5和两层竹单元预组坯200，而实施例一中的离散型全竹交叉层积材100仅包括两层第一基材5和一层竹单元预组坯200；需要说明的是，本申请所请求保护的离散型全竹交叉层积材100，不局限于以上两种实施例，通过对本申请中的实施例进行简单的变换、组合更多层的第一基材5和更多层的竹单元预组坯200得到的离散型全竹交叉层积材100亦在本发明的保护范围之内。
本实施例还提供一种上述离散型全竹交叉层积材100的制造方法，与实施例一所提供的离散型全竹交叉层积材的制造方法的不同之处在于：在步骤(5)后，需在位于中间的第一基材5上继续胶合另一竹单元预组坯200；然后在新胶合的竹单元预组坯200的另一侧继续胶合另一层第一基材5，至此得到复合竹单元；然后进行实施例一中的步骤(6)即可。
需要注意的是本发明离散型全竹交叉层积材还存在其它各种实施实例，如将实施例一和实施例二的结构应用于木结构建筑墙体或其他建筑的内隔墙，还可以在其表面辅设装饰板材、石膏板、OSB板等，也可以在板内空隙部位填充防火隔音材料，如防火棉、隔音棉等，这些针对本发明离散型全竹交叉层积材的简单变形在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种离散型全竹交叉层积材，其特征在于：包括至少两层间隔设置的第一基材，任意相邻的两层所述第一基材之间设置有竹单元预组坯，所述竹单元预组坯包括若干个间隔分布的连接竹材，任意一个所述连接竹材与两个相邻的所述第一基材之间分别设置有胶粘层；所述第一基材上设置有连接钉，所述连接钉穿过所述第一基材和所述胶粘层并插入所述连接竹材；离散型全竹交叉层积材的厚度均匀；所述第一基材为木材规格材或竹材；所述第一基材连续辅设或间隔离散辅设；所述连接竹材的直径由一端至另一端逐渐变小，且所述第一基材的厚度沿所述连接竹材直径变小的方向逐渐变大，即沿所述连接竹材的轴向所述连接竹材的直径与所述第一基材的厚度之和为固定值；任意一层只有一侧设置有连接竹材的所述第一基材远离所述连接竹材的一侧为平面。
2.根据权利要求1所述的离散型全竹交叉层积材，其特征在于：所述连接竹材的侧壁上设置有两个关于所述连接竹材的轴线对称分布的胶接面，且两个所述胶接面均为平面。
3.一种权利要求1或2所述的离散型全竹交叉层积材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)准备竹筒：将原竹按长度要求截断成竹筒，截断长度需符合建材长度的模数要求；如此，制得多个竹筒；
(2)在初始干燥温度为60℃，相对湿度为95％左右干燥窑内对所述竹筒进行预热处理3h，然后在60℃，相对湿度为75％左右干燥窑内将所述竹筒干燥处理25h左右，最后在温度为50℃，相对湿度为85％环境下调湿处理4h，使竹材含水率达到10～13％；
(3)在双面压刨或四面刨机上对所述竹筒进行刨切平面，在每个所述竹筒上刨切出第一胶接面和第二胶接面；在所述竹筒纵向方向上两个刨切面的刨切削量均保持为3mm～5mm，使得多个所述竹筒均形成连接竹材；
(4)准备第一基材：按所述连接竹材的尖削度加工所述第一基材，得到所需要层数的所述第一基材，所述第一基材的厚度需保证所述第一基材与所述连接竹材复合之后得到的离散型全竹交叉层积材的厚度均匀；
(5)将多个所述连接竹材直径较大的一端统一放一端、直径较小的一端统一放另一端，形成竹单元预组坯，并使所有所述连接竹材的所述第一胶接面为水平的顶面、所述第二胶接面为水平的底面；首先在所有所述连接竹材的所述第一胶接面上辊涂冷固型结构胶粘剂，垂直于所述竹单元预组坯纵向在所有所述连接竹材的所述第一胶接面上铺设和胶合所述第一基材，然后用连接钉沿第一胶接面中心线方向间隔50mm钉接；然后翻转所述连接竹材，在所有所述连接竹材的所述第二胶接面上辊涂冷固型结构胶粘剂，垂直于所述竹单元预组坯纵向在所有所述连接竹材的所述第二胶接面上铺设和胶合另一层所述第一基材，然后用连接钉沿第二胶接面中心线方向间隔50mm钉接；当所述第一基材的层数等于二时，至此得到复合竹单元；
(6)当所述第一基材的层数大于二时，需在位于中间的所述第一基材上继续胶合所述竹单元预组坯；然后在新胶合的所述竹单元预组坯的另一侧继续胶合另一层所述第一基材；重复上述步骤；直至胶合完毕既定层数的所述第一基材，至此得到复合竹单元；
(7)在所述复合竹单元长度方向均匀施加2.0Mpa单位压力，使所述竹单元预组坯与所述第一基材紧密压合，以压紧所述冷固型结构胶粘剂、有效固化压力，加压时间根据所述冷固型结构胶粘剂的种类和外界气温确定。
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