建筑结构用竹材型材及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种建筑结构用竹材型材及其制造方法。背景技术
纯天然材料——竹子的生长周期快，且纤维硬、密度大、水分少，健康、环保，因而开发利用竹材已成为今日的时尚。以竹材为原料，通过竹片层积热压方式，制成板材的技术早已公知。但是这种板材主要用于水泥模板等方面，并主要采用竹片正交向组坯胶合的方式。将竹层积板用于建筑结构型材制造方面尚未见到相关报道。由于建筑结构用材标准的梁、柱等承重型材受力状况的特殊性，采用上述现有技术制造的竹材板材，其强度等物理力学性能难以达到建筑型材的性能标准要求。发明内容
本发明的目的是提供一种坚固、耐用的建筑结构用竹材型材及其制造方法，其优越性就在于采用特定的竹片排列方式制造出性能优良的建筑用竹材层积材并最终制成竹材型材，该竹材型材可满足建筑结构用性能。
通过本发明实现此种建筑结构用型材的制造主要由二步工艺路线完成：第一步，竹层积材的制造工艺；第二步，建筑结构用竹材型材的制造工艺。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种建筑结构用竹材型材制造方法，其特征在于所述的方法如下：
1)将竹筒纵切成长的竹条；
2)割切竹条成一定规格的薄竹片；
3)将竹片气干到8～15％的含水率；
4)浸在胶中施胶；
5)捞出，沥除多余胶液，将含胶的竹片干燥到含水率10～20％；
6)将浸胶干燥后的竹片以特定方式组坯；
7)送已组坯的竹片入热压机中热压；
8)将热压后的板材送入冷压机中冷压；
9)收整压制好的层积板材。
由上述方法制造的建筑结构用竹层积材，有其特定的组坯方式。它是由多组若干顺向竹片层叠积而成，或在顺向竹片层之间夹置若干交叉层，或在表层有一层或一层以上地带胶竹编席，或是以上三种情况的复合方式。
本发明的优点是：加工原料来源广泛、性能极佳；采用本发明制造方法制作的竹层积板性能能够满足建筑结构用型材性能指标要求。附图说明
图1为本发明竹层积板结构示意图
图2为本发明制造方法流程示意图具体实施方式
如图1所示，本发明竹层积材是以竹片顺向层积1胶合的方式为主，同时采用一定比例的正交向竹片层积层2为平衡层制成竹层积板材，利用不同层数、不同位置的竹片交叉层积方式解决结构用竹层积板的变形问题；或在表层有一层以上的带胶竹编席以改善材料的横向强度和解决材料的变形问题。并以这种竹片层积板为基本材料，依据一定尺寸(长、宽、厚)制成可满足建筑用承重梁、柱性能指标的板方材及型材。
在第一步建筑结构用竹层积板的制造工艺中，圆形竹竿首先被切成具有一定长度的竹段，然后通过人工或机械方法被劈成厚度为0.3～1.5mm，宽度为20～30mm的竹片。竹片经适当干燥后，通过浸胶或喷胶的方法在其表面施胶。施胶种类包括酚醛胶、三聚氰胺改性的脲醛胶或间苯二酚—甲醛胶合剂。施胶后的竹材再经干燥处理到含水率5％～15％后，依据板材密度及厚度的要求，以顺向方式将竹片排列组坯形成坯料。根据材料在建筑结构材中的应用部位不同(如工字梁的腹板、橼条等)，以及材料受力方式的不同要求，竹片的层积方式可以在顺向层积为主的基础上进行不同程度、不同部位的竹片正交向组坯层积以及使用竹编席材料。浸胶后的竹片或竹席组坯后通过热压形成板材。热压温度、时间和热压压力依据竹材材料的特性和板材密度进行调整。一般热压温度为100～180℃，热压时间为1～1.5min/mm(根据竹片含水率)，热压压力为1～10MPa。在热压过程中也可以采用加压冷却措施以减少板材的变形。
第二步建筑结构型材的制造主要按以下步骤进行：将压制好的竹层积板材根据不同的用途锯切成规定的尺寸，然后通过指接胶合技术将板材接长；通过将板材表面砂光后用间苯二酚粘合剂粘合或金属件固定等方式使板材加厚形成较厚的板方材。再通过开榫、开槽，组合、压合等方式将板材组合成规定形状及尺寸的型材(如工字梁、夹板柱等)。
下面结合实施例对本发明进一步说明
实施例1：如图2所示
(1)首先将竹筒纵切成长的竹条；
(2)再将厚的竹条进一步割切成0.3～1.5mm厚，20～30mm宽的薄竹片，同时将不易粘接的表层竹片剔除；
(3)气干，将竹片在气干房气干到8～15％的含水率；
(4)浸胶，将其浸在30％～40％左右的酚醛胶中。施胶种类除酚醛胶外，还包括三聚氰胺改性的脲醛胶或间苯二酚—甲醛胶合剂。竹片最终施胶量8％左右；
(5)干燥，待全部竹片表面都有胶后，捞出并沥除多余胶液。将含胶的竹片烘干或气干到含水率15％左右；
(6)组坯，根据板材厚度和密度的要求，将浸胶干燥后的竹片以顺纹方式组成板坯。建筑用板材密度一般为0.85～1.00g/cm3左右；
(7)热压，将已经组坯的竹片送入热压机中热压。热压温度100～180，热压时间1～1.5min/mm(根据竹片含水率)，热压压力1～10MPa；
(8)冷压，将热压后的板材送入冷压机中冷压，冷压压力1.5MPa，冷压时间0.5min/mm。冷压后，即成建筑结构用板材；
(9)将压制好的竹层积板材根据不同的用途锯切成规定的尺寸；
(10)通过指接胶合技术将板材接长；
(11)将接长板材表面砂光后用间苯二酚粘合剂粘合或金属件固定等方式使板材加厚形成较厚的板方材；
(12)通过开榫、开槽、组合、压合等方式将板材组合成规定形状及尺寸的型材(如工字梁、夹板柱等)。
实施例2：
在实施例1的第(6)步，“组坯”中，在坯料的表层为一层或多层带酚醛胶的竹编席，以改善材料的横向强度和解决材料的变形问题；其余各层为顺纹理方向组坯(顺向组坯)的浸胶竹片；其余生产工艺与条件与实施例1相同。
实施例3：
在实施例1的第(6)步，“组坯”中，在坯料的表层为一层或多层带酚醛胶的竹编席，其余各层中，在顺向组坯浸胶竹片的不同层面中，加入正交叉向的浸胶竹片，以改善材料的横向强度和解决材料的变形问题；其余生产工艺与条件与实施例1相同。
实施例4：
在实施例1的第(6)步，“组坯”中，所用材料可以部分或全部是竹片编织而成的浸胶竹席或(和)浸胶竹帘；其余生产工艺与条件与实施例1相同。
实施例5：
可以将实施例1中的第(7)步和第(8)步合并在一个压机中进行。即在压机冷却状态下将组合坯料送入压机，加压加热压制一段时间后再将压机冷却后卸压，取出板材；其余生产工艺与条件与实施例1-4相同。
本发明实施例1的第(11)步中所用胶粘剂可以是酚醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶、间苯二酚—甲醛胶合剂、异氰酸酯粘合剂之中的一种。