CN114211576A - 一种高强复合工程竹材的制备办法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工程材料工艺的改进，具体为一种高强复合工程竹材的制备办法，包括小截面构件制备和大截面构件制备；所述小截面构件制备具体是将至少3层竹片沿厚度方向层叠，在层叠的竹片两侧用螺钉件一对穿连接，而后在层叠的竹片的宽度方向布置若干层竹片，再将螺钉件二依次穿过宽度方向上的竹片层和厚度方向上的竹片层形成构件；所述大截面构件制备具体是将若干竹片平铺，再采用胶粘剂粘接，形成薄板，之后再将若干薄板堆叠，将螺钉件三依次穿过各薄板，形成构件；采用螺丝等金属件完全或部分替代胶粘剂，在降低用胶量的同时，提高材料强度，增加加工便捷性，使构件力学性能稳定，旨在解决上述胶粘剂使用不足。

Description

一种高强复合工程竹材的制备办法

技术领域

本发明涉及一种工程材料工艺的改进，具体为一种高强复合工程竹材的制备办法。

背景技术

我国是竹资源大国，全国共有39个属509种竹子，竹林面积601万公顷，占亚太地区的50％以上。相比木材资源，竹材具有成材期短、尺寸稳定性好、力学性能优等特点，其抗拉强度是木材的2倍，比强度是优质钢的2-3倍。因此可作为一种代木材料用于工程领域。但是，天然原竹也有其局限性。首先，原竹壁薄中空，尺寸和力学性能受竹种、生长环境等诸多因素影响，差异显著，难以满足现代工程对构件的几何构型、材料性质的要求；其次，原竹连接件复杂，耐腐防火性能差都导致了其无法被大规模推广。

自1987年我国首次研发成功重组竹材料以来，经过三十余年的发展，工程竹产品日渐增多，工艺也日渐成熟，包括集成竹、重组竹、胶合竹等在内的多种工程竹产品被广泛用于房屋、桥梁、船舶、运输等领域。但是，工程竹产品的工艺仍存在一些不足。首先是胶粘剂的问题，大部分工程竹制品在生产过程中需要使用胶粘剂，但胶粘剂无形中提高了产品生产成本，削弱了原竹的绿色环保特性，同时，胶粘剂由人工施涂，容易因为胶量厚薄不均导致产品带有天然缺陷，间接降低了产品强度和可靠性，增大了离散的可能。其次，竹制品的尺寸往往受限于生产过程中的热压机器，当工程需要大尺寸构件时难以满足。

目前，竹集成材的生产过程包括竹材经截断、剖分、粗刨(刨削去除竹青、竹黄)、防霉防虫处理、炭化、干燥、精刨、涂胶、组坯、热压成型、裁边及后成型加工等工序，其中热压成型是竹集成材生产过程中的最为关键的工序之一，也是材料强度形成的重要影响因素。

综上所述，可以看出目前现有技术中对于竹材的连接以及稳定性的设计尚有不足。

发明内容

为了解决这一问题，本发明提出了一种高强复合工程竹材的制备办法，采用螺丝(钉)等金属件完全或部分替代胶粘剂，在降低用胶量的同时，提高材料强度，增加加工便捷性，使构件力学性能稳定，旨在解决上述胶粘剂使用不足，促进工程竹产品的发展与广泛应用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种高强复合工程竹材的制备办法，包括小截面构件制备和大截面构件制备；

所述小截面构件制备具体是将至少3层竹片沿厚度方向层叠，在层叠的竹片两侧用螺钉件一对穿连接，而后在层叠的竹片的宽度方向布置若干层竹片，再将螺钉件二依次穿过宽度方向上的竹片层和厚度方向上的竹片层形成构件；

所述大截面构件制备具体是将若干竹片平铺，再采用胶粘剂粘接，形成薄板，之后再将若干薄板堆叠，将螺钉件三依次穿过各薄板，形成构件。

作为优选，所述竹片是将原竹材经截断、剖分、粗刨、防霉防虫处理、干燥后精刨制得。

作为优选，所述薄板可以先将两个竹片平行放置，采用螺钉件四在两侧对穿连接，形成两竹片单元，在两竹片单元旁平铺竹片，采用螺钉件五在单侧连接，形成三竹片单元，以此类推，形成多竹片单元；在多竹片单元旁平铺竹片，采用螺钉件六在单侧连接形成。

作为优选，所述螺钉可以为螺钉、螺丝、自攻螺钉。

本发明的高强复合工程竹材的制备办法可达到如下有益效果：

1)降低用胶量，降低产品原料和人工成本，减少甲醛释放量；

2)提高材料强度，避免施胶量不同带来的产品性能差异，使构件整体力学性能更稳定；

3)可根据需要更改截面尺寸和组成，不受热压机限制；

4)增加加工便捷性，可实现工程现场组装，提高工程效率；

5)可拆散回收，提高资源利用率。

附图说明

图1是小截面构件第一层组装示意图；

图2是小截面构件第二层组装示意图；

图3是部分胶合大截面构件组装示意图；

图4是大截面构件两竹片单元组装示意图；

图5是大截面构件三竹片单元组装示意图；

图6是大截面构件多竹片单元组装示意图。

附图说明：1、竹片；201、螺钉件一；202、螺钉件二；203、螺钉件三；204、螺钉件四；205、螺钉件五；206、螺钉件六；3、两竹片单元；4、多竹片单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

对照图1，当构件截面尺寸较小时，可将多个竹片1沿厚度方向叠合放置，在两侧用螺钉件一201对穿连接，使竹片形成整体。

对照图2，在按照图1组装构件后，当截面尺寸仍未达到要求，可沿截面另一方向叠放多层竹片1，并采用螺钉件二202单侧连接固定。如仍需加大截面尺寸，可继续沿该方向或另一方向叠合竹片1并用金属件固定。

对照图3，当构件截面尺寸较大时，如采用部分胶粘剂，可将竹片平铺胶合，形成薄板2，而后将多层薄板2叠合，并用螺钉件三203单侧连接固定，使薄板2形成整体。

对照图4，当构件尺寸较大，且不使用胶粘剂时，可先将两个竹片1平行放置，采用螺钉件四204在两侧对穿连接，形成两竹片单元3。

对照图5，在两竹片单元3旁平铺竹片1，采用螺钉件五205在单侧连接，形成三竹片单元。按此方法，可形成多竹片单元4。

对照图6，在多竹片单元4旁平铺竹片1，采用螺钉件六206在单侧连接，形成薄板。之后，可按照图3方式，使各薄板形成整体，组成构件。

上述所属的竹片是原竹经截断、剖分、粗刨(去竹青、竹黄)、防霉防虫处理、干燥、精刨制得的，一般尺寸为10mm厚、25mm宽、1500mm长。

上述各螺钉件包含但不限于以下：普通螺钉、普通螺丝、自攻螺钉等。

上述实施方案中螺钉件的型号可根据相关规范确定，如GB/T 70.6-2020《内六角圆柱头螺钉细牙螺纹》、LY/T 3219-2020《木结构用自攻螺钉》等国家及行业标准。金属件力学性能、尺寸及间距可根据构件力学要求计算确定。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高强复合工程竹材的制备办法，其特征在于，包括小截面构件制备和大截面构件制备；

所述小截面构件制备具体是将至少3层竹片(1)沿厚度方向层叠，在层叠的竹片(1)两侧用螺钉件一(201)对穿连接，而后在层叠的竹片(1)的宽度方向布置若干层竹片(1)，再将螺钉件二(202)依次穿过宽度方向上的竹片(1)层和厚度方向上的竹片(1)层形成构件；

所述大截面构件制备具体是将若干竹片(1)平铺，再采用胶粘剂粘接，形成薄板(2)，之后再将若干薄板(2)堆叠，将螺钉件三(203)依次穿过各薄板(2)，形成构件。

2.根据权利要求1所述的高强复合工程竹材的制备办法，其特征在于，所述竹片(1)是将原竹材经截断、剖分、粗刨、防霉防虫处理、干燥后精刨制得。

3.根据权利要求1所述的高强复合工程竹材的制备办法，其特征在于，所述薄板(2)还可以先将两个竹片(1)平行放置，采用螺钉件四(204)在两侧对穿连接，形成两竹片单元(3)，在两竹片单元(3)旁平铺竹片(1)，采用螺钉件五(205)在单侧连接，形成三竹片单元，以此类推，形成多竹片单元(4)；在多竹片单元(4)旁平铺竹片(1)，采用螺钉件六(206)在单侧连接形成。

4.根据权利要求1所述的高强复合工程竹材的制备办法，其特征在于，所述螺钉可以为螺钉、螺丝、自攻螺钉。

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