CN203380981U - 结构柱用人造工程圆木 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种结构柱用人造工程圆木，为长条形层积材沿长度方向旋圆或部分旋圆而制得，所述长条形层积材包括呈纵向层叠排列的若干层板材（1），所述板材（1）之间通过胶粘剂进行粘接连接，所述每层板材（1）包括若干块相互拼接的锯材（2），所述锯材（2）由小径级原木剥皮处理后经定厚剖分、干燥、去掉缺陷而成，所述若干层板材（1）由同一等级锯材（2）拼接而成。该结构柱用人造工程圆木外形美观、生产成本低、力学性能变异性小。

Description

结构柱用人造工程圆木

技术领域

本实用新型涉及新型工程结构用建筑复合材料制备技术领域，具体涉及一种利用小径级低等级木材制造的大径级结构柱用工程圆木。

背景技术

目前天然大径级木材和优质木材日益缺乏，而我国悄然兴起的绿色节能建筑和木结构建筑对工程木材制品的需求越来越大。人造工程圆木是一种按照所需截面尺寸和载荷要求进行设计，合理剖分小径级原木制得板材后进行干燥使之含水率降至12±3%，再去掉腐朽和大节子以及缺棱部分，再经应力分等、纵向接长、表面刨光、横向拼宽、涂胶、组坯、加压使胶粘剂固化后，沿长度方向旋全圆或椭圆或部分旋圆而制得的新型胶合层积木。此人造工程圆木主要用作结构用木柱。由于其物理力学性能稳定、强度高、易于加工、可节约木材、可设计、外形美观、低碳环保和节能等优点，人造工程圆木是一种极具市场潜力的新型建筑结构和装饰材料。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构柱用人造工程圆木，该结构柱用人造工程圆木外形美观、生产成本低、力学性能变异性小。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种结构柱用人造工程圆木，包括呈纵向层叠排列的若干层板材，所述板材之间通过胶粘剂进行粘接连接，所述每层板材包括若干块相互拼接的锯材，所述锯材由小径级原木剥皮处理后定厚（例如1.5英寸、3/4英寸）剖分、干燥、去掉缺陷而成，所述若干层板材由同一等级锯材拼接而成。

所述若干层板材由第一等级锯材或第二等级锯材或第三等级锯材或第四等级锯材或第五等级锯材或第六等级锯材拼接而成，其中第一等级锯材弹性模量为＞12500 MPa，第二等级锯材弹性模量区间为11000-12500 MPa，第三等级锯材弹性模量区间为9500-11000 MPa，第四等级锯材弹性模量区间为8000-9500 MPa，第五等级锯材弹性模量区间为6500-8000 MPa，第六等级锯材弹性模量为＜6500 MPa。本实用新型中第一等级锯材、第二等级锯材、第三等级锯材、第四等级锯材、第五等级锯材及第六等级锯材是根据弹性模量进行划分的，具体方式为机械应力法或振动法或应力波法; 具体使用应力波法时, 用应力波测定仪测量沿锯材长度s方向的应力波传播时间t，同时测量锯材密度ρ，由公式E=ρ(s/t)²得到动态弹性模量，然后根据动态弹性模量大小，把锯材分为六个等级。

所述锯材干燥后的含水率为12±3%，即9-15%。

作为优选，所述胶粘剂为常温固化胶。

作为优选，所述常温固化胶为聚氨酯（PUR）、间苯二酚（PRF）或水性高分子异氰酸酯（EPI）中的一种。

作为优选，所述每层板材的锯材之间相互拼接的具体形式为长度方向通过相互匹配的指接榫头和榫槽胶合接长（即采用指接工艺，在锯材端部铣出指接榫头及榫槽，喷胶粘剂后端部加压胶合接长），宽度方向涂胶或不涂胶拼宽，从而使短锯材变长锯材，窄锯材变宽锯材。

作为优选，所述指接榫头长度为大于等于20 mm、宽度为0.1-0.3 mm、斜角θ正切值为小于1/10。

作为优选，所述相邻板材的指接榫头间距不小于1.5 m、拼宽的接线间距不小于40 mm。

本实用新型结构柱用人造工程圆木，其类型包括圆柱、椭圆柱、上方下圆柱（按形状不同进行划分）。

与现有技术相比，本实用新型具有以下显著优点和有益效果：本实用新型根据木质结构柱主要承受轴向力、要求受力较为均衡的特点，采用所有层板材均由同一等级锯材（即第一等级锯材或第二等级锯材或第三等级锯材或第四等级锯材或第五等级锯材或第六等级锯材）拼接而成的技术方案，极大地减少了人造工程圆木的力学性能变异性，使该人造工程圆木在用作结构柱时能承受较大轴向力且受力均匀，支撑性能好，使用寿命长，相对生产成本低。本实用新型采用小径级木材制得的锯材为原料，根据锯材弹性模量将锯材分若干个等级，长度、强度可根据需要定制，便于施工，可设计性好；指接接长，侧向拼宽，可以小材变大材，避免实木利用的局限；后期经外型加工，形似天然优质原木，新颖美观，大大缓解对大径级优质木材的需求；另外利用本实用新型制得的人造工程圆木具有强重比高、自然亲切、价格低廉、原料利用率高和低碳环保等多重优点。

本实用新型的目的是充分利用我国现有的木材资源和常见进口木材，制造高性能同时符合中国传统审美观念的新型木柱，用于民用建筑、工业建筑和公用建筑等各种结构用柱等承载场合，对缓解木材供需矛盾，实现劣材优用，增加木材附加价值有很大的现实意义。

附图所示

图1所示的是本实用新型实施例1中结构柱用人造工程圆木的截面示意图；

图2所示的是本实用新型实施例1中结构柱用人造工程圆木的锯材指接形式示意图；

图3所示的是本实用新型实施例1中结构柱用人造工程圆木的结构示意图；

图4所示的是本实用新型实施例2中结构柱用人造工程圆木的截面示意图；

图5所示的是本实用新型实施例2中结构柱用人造工程圆木的结构示意图；

图6所示的是本实用新型实施例3中结构柱用人造工程圆木的结构示意图。

其中：1、板材；2、锯材；3、指接榫头；4、榫槽。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步具体描述，但不局限于此。

实施例1：

本实施例结构柱用人造工程圆木包括呈纵向层叠排列的若干层板材1，所述板材1之间通过胶粘剂进行粘接连接，所述每层板材1包括若干块相互拼接的锯材2，所述锯材2由小径级原木剥皮处理后定厚剖分、干燥、去掉缺陷而成，所述若干层板材1由同一等级锯材2拼接而成，即由第一等级锯材或第二等级锯材或第三等级锯材或第四等级锯材或第五等级锯材或第六等级锯材拼接而成，其中第一等级锯材弹性模量为＞12500 MPa，第二等级锯材弹性模量区间为11000-12500 MPa，第三等级锯材弹性模量区间为9500-11000 MPa，第四等级锯材弹性模量区间为8000-9500 MPa，第五等级锯材弹性模量区间为6500-8000 MPa，第六等级锯材弹性模量为＜6500 MPa。

所述锯材2干燥后的含水率为12±3%。

所述胶粘剂为常温固化胶，常温固化胶优选为聚氨酯、间苯二酚或水性高分子异氰酸酯中的一种。

所述每层板材1的锯材2之间相互拼接的具体形式为长度方向通过相互匹配的指接榫头3和榫槽4胶合接长，宽度方向涂胶或不涂胶拼宽。本例中锯材2厚度约为35 mm，6层结构，从芯层到表层每层板材1宽度尺寸分别约为：210 mm、200 mm、155 mm（宽度算法为： L1=D，L2=2×(D²/4-h²)^1/2，L3=2×(D²/4-(2h)²)^1/2，其中D为所需的圆木直径，h为锯材2厚度，如图1所示）。所述指接榫头3长度为大于等于20 mm、宽度为0.1-0.3 mm、斜角θ正切值为小于1/10，如图2所示。所述相邻板材1的指接榫头3间距不小于1.5 m，拼宽的接线间距不小于40 mm。

本实施例结构柱用人造工程圆木为圆柱，即截面为圆形的长条形直立柱，结构示意图如图3所示。对该人造工程圆木进行力学性能测试，结果如下：顺纹抗压强度为89 MPa，弹性模量为13000 MPa。

实施例2：

本实施例结构柱用人造工程圆木包括呈纵向层叠排列的若干层板材1，所述板材1之间通过胶粘剂进行粘接连接，所述每层板材1包括若干块相互拼接的锯材2，所述锯材2由小径级原木剥皮处理后定厚剖分、干燥、去掉缺陷而成，所述若干层板材1由同一等级锯材2拼接而成，即由第一等级锯材或第二等级锯材或第三等级锯材或第四等级锯材或第五等级锯材或第六等级锯材拼接而成，其中第一等级锯材弹性模量为＞12500 MPa，第二等级锯材弹性模量区间为11000-12500 MPa，第三等级锯材弹性模量区间为9500-11000 MPa，第四等级锯材弹性模量区间为8000-9500 MPa，第五等级锯材弹性模量区间为6500-8000 MPa，第六等级锯材弹性模量为＜6500 MPa。

所述锯材2干燥后的含水率为12±3%。

所述胶粘剂为常温固化胶，常温固化胶优选为聚氨酯、间苯二酚或水性高分子异氰酸酯中的一种。

所述每层板材1的锯材2之间相互拼接的具体形式为长度方向通过相互匹配的指接榫头3和榫槽4胶合接长，宽度方向涂胶或不涂胶拼宽。如图4所示，本例中6层结构所需要的宽度尺寸L1、L2 和L3根据椭圆设计要求计算决定。所述指接榫头3长度为大于等于20 mm，宽度为0.1-0.3 mm，斜角θ正切值为小于1/10。所述相邻板材1的指接榫头3间距不小于1.5 m, 拼宽的接线间距不小于40 mm。

本实施例结构柱用人造工程圆木为椭圆柱，即截面为椭圆的长条形直立柱，结构示意图如图5所示。对该人造工程圆木进行力学性能测试，结果如下：顺纹抗压强度为85 MPa，弹性模量为12800 MPa。

实施例3：

本实施例结构柱用人造工程圆木包括呈纵向层叠排列的若干层板材1，所述板材1之间通过胶粘剂进行粘接连接，所述每层板材1包括若干块相互拼接的锯材2，所述锯材2由小径级原木剥皮处理后定厚剖分、干燥、去掉缺陷而成，所述若干层板材1由同一等级锯材2拼接而成，即由第一等级锯材或第二等级锯材或第三等级锯材或第四等级锯材或第五等级锯材或第六等级锯材拼接而成，其中第一等级锯材弹性模量为＞12500 MPa，第二等级锯材弹性模量区间为11000-12500 MPa，第三等级锯材弹性模量区间为9500-11000 MPa，第四等级锯材弹性模量区间为8000-9500 MPa，第五等级锯材弹性模量区间为6500-8000 MPa，第六等级锯材弹性模量为＜6500 MPa。

所述锯材2干燥后的含水率为12±3%。

所述胶粘剂为常温固化胶，常温固化胶优选为聚氨酯、间苯二酚或水性高分子异氰酸酯中的一种。

所述每层板材1的锯材2之间相互拼接的具体形式为长度方向通过相互匹配的指接榫头3和榫槽4胶合接长，宽度方向涂胶或不涂胶拼宽。所述指接榫头3长度为大于等于20 mm，宽度为0.1-0.3 mm，斜角θ正切值为小于1/10。所述相邻板材1的指接榫头3间距不小于1.5 m，拼宽的接线间距不小于40 mm。

本实施例结构柱用人造工程圆木为上方下圆柱，即上端截面为方形、下端截面为圆形且过渡自然的长条形直立柱，结构示意图如图6所示。对该人造工程圆木进行力学性能测试，结果如下：顺纹抗压强度为91 MPa，弹性模量为12850 MPa。

本实用新型的上述实施例是对本实用新型的说明而不能用于限制本实用新型，与本实用新型的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种结构柱用人造工程圆木，为长条形层积材沿长度方向旋圆或部分旋圆而制得，所述长条形层积材包括呈纵向层叠排列的若干层板材（1），所述板材（1）之间通过胶粘剂进行粘接连接，所述每层板材（1）包括若干块相互拼接的锯材（2），所述锯材（2）由小径级原木剥皮处理后经定厚剖分、干燥、去掉缺陷而成，其特征在于：所述若干层板材（1）由同一等级锯材（2）拼接而成。

2.根据权利要求1所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：所述若干层板材（1）由第一等级锯材或第二等级锯材或第三等级锯材或第四等级锯材或第五等级锯材或第六等级锯材拼接而成，其中第一等级锯材弹性模量＞12500 MPa，第二等级锯材弹性模量区间为11000-12500 MPa，第三等级锯材弹性模量区间为9500-11000 MPa，第四等级锯材弹性模量区间为8000-9500 MPa，第五等级锯材弹性模量区间为6500-8000 MPa，第六等级锯材弹性模量为＜6500 MPa。

3.根据权利要求1所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：所述锯材（2）的含水率为12±3%。

4.根据权利要求1所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：所述胶粘剂为常温固化胶。

5.根据权利要求4所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：所述常温固化胶为聚氨酯、间苯二酚树脂或水性高分子异氰酸酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：所述每层板材（1）的锯材（2）之间相互拼接的具体形式为长度方向通过相互匹配的指接榫头（3）和榫槽（4）胶合接长，宽度方向涂胶或不涂胶拼宽。

7.根据权利要求6所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：所述指接榫头（3）长度为大于等于20 mm，宽度为0.1-0.3 mm, 斜角正切值为小于1/10。

8.根据权利要求6所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：所述相邻板材（1）的指接榫头（3）间距不小于1.5 m, 拼宽的接线间距不小于40 mm。

9.根据权利要求1所述的结构柱用人造工程圆木，其特征在于：类型包括圆柱、椭圆柱、上方下圆柱。

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