一种竹梁柱的制备方法与流程

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种竹梁柱的制备方法。

背景技术：

竹子作为一种历史悠久的建筑材料，因其受生物结构缺陷限制使其无法作为大型房屋主梁柱的结构件使用，其优异的天然、环保等性能在高附加值的建筑材料中没有得到很好的利用。竹子的建筑经济性很好，而且竹子的再生速度很快，其吸收二氧化碳的速度是普通树木的四倍，同时具有良好的弹塑性性能和耐冲击性能，其比强度、比刚度远大于钢材等金属材料，但是原竹的受力效果类似于细长轴，所以只能应用在较为简易的平房等建筑中，虽然目前重组竹板材的应用广泛，但因其在加工生产过程中采用竹丝束与胶粘剂(酚醛胶等)在高压下重组而获得，其生产出的重组竹密度大(一般在1.1～1.3g/cm³)，环保性能差，同时，所获得的竹结构无法生产空心的竹建筑结构，导致材料的浪费。因此，在建筑及家具行业其应用既受限于竹板材环保性能丧失，直接影响到后期的开发与利用，又受限于结构笨重(如目前使用的重组竹床及家具)，很难满足实用性、经济性等要求。

因此，研发出一种既能够让竹材的环保性能在建筑中得到最大化的体现、又可以满足大型房屋建筑的梁柱基本要求的轻型竹材结构制备方法是从业人员所迫切期望地。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种竹梁柱的制备方法，在能够让竹材的环保性能在建筑中得到最大化的体现的同时，又能够满足大型房屋建筑的梁柱基本要求。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种竹梁柱的制备方法，该制备方法具体包括如下操作步骤：

(1)、选取竹材：选用5-8年生毛竹或巨龙竹，备用；

(2)、锯切竹条：将所选的竹子锯切成长3-8米的竹筒，再根据需求对竹筒进行分片，分成所需长、宽的长条竹片；

(3)、去除无用物质：将所得长条竹片进行去除竹青、竹黄处理，然后将去竹青、竹黄后的竹片置于含0.2～1％双氧水溶液中蒸煮，且竹片与双氧水溶液的质量比为1：3～5，蒸煮温度100℃～180℃，蒸煮压力1～5kg/cm2，蒸煮时间为3～6小时，蒸煮后沥干放入干燥房干燥至含水率为5～8％，待用；

(4)、竹片整形：将经步骤(3)处理后的竹片刨切成相互配合的形态，再将各竹片编织成竹片链条；

(5)、浸胶、组胚、补胶：将编织成的竹片链条浸入自制的环氧树脂胶中即进行浸胶操作，且浸胶量为竹片质量的8～20％，浸胶后，采用中心卷绕杆将竹片链条一层层的卷绕起来即进行组胚，然后进行补胶，保证竹片链条上的各竹片之间完全粘合，则获得初步成型的空心竹柱子；

其中，自制的环氧树脂胶的配方为：E-51环氧树脂50％、聚氨酯预聚体23％、180-200目滑石粉10％、300目氧化铝粉5％、二乙烯三胺5％、邻苯二甲酸二丁酯5％、3-氨丙基三乙氧基硅烷2％；

(6)、装模与加热固化：取与初步成型的空心竹柱子相匹配的模具，将初步成型的空心竹柱子装入模具内，模具对竹柱子进行成型加压，则使得各竹片之间实现无缝连接；之后将装有竹柱子的模具置于隧道窑进行加热固化，且加热固化温度50～65℃，加热固化时间24～28小时；

(7)、养生与脱模：加热固化后的竹柱子置于常温常压下环境中养生3～10天，以去除内应力，然后将中心卷绕杆从竹柱子中部抽出，最后打开模具将竹柱子取出，取出的竹柱子即为完整、空心的竹梁柱。

进一步地，所述锯切竹条中是采用撞竹机对竹筒进行分片。

进一步地，所述竹片整形中，是采用四面刨将加热后的竹片刨切成相互配合的形态，且利用竹条编织机械将各竹片编织成竹片链条。

进一步地，所述中心卷绕杆包括一杆本体和复数个凸柱，所述凸柱平行间隔设置于杆本体上。

进一步地，所述模具包括一下模和一枢接于该下模的上模，所述上模与下模通过螺栓螺母锁付。

本发明一种竹梁柱的制备方法的有益效果在于：

通过本发明制备方法制得的轻型空心的竹梁柱，其在能够让竹材的环保性能在建筑中得到最大化的体现的同时，又能够满足大型房屋建筑的梁柱基本要求，从而为房屋建筑提供了更多的材料结构选择；另外，本发明制备方法过程简单易于操作，且采用的工具与材料易于获得、价格低廉，使得制备成本较低。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明中竹片链条的示意图。

图2是本发明实施例1与实施例3所采用的中心卷绕杆的示意图。

图3是本发明实施例1与实施例3中心卷绕杆卷起竹片链条首层时的示意图。

图4是本发明实施例1与实施例3中心卷绕杆将竹片链条卷好后的示意图。

图5是本发明实施例1与实施例3中模具的示意图。

图6是本发明实施例1与实施例3中初步成型的竹柱子装入模具后的示意图。

图7是本发明实施例2所采用的中心卷绕杆的示意图。

图8是本发明实施例2中心卷绕杆卷起竹片链条首层时的示意图。

图9是本发明实施例2中模具的示意图。

图10是本发明实施例2中初步成型的竹柱子装入模具后的示意图。

【具体实施方式】

本发明一种竹梁柱的制备方法，该制备方法具体包括如下操作步骤：(1)、选取竹材：选用5～8年生毛竹或巨龙竹，备用；(2)、锯切竹条：将所选的竹子锯切成长3～8米的竹筒，再根据需求对竹筒进行分片，分成所需长、宽的长条竹片；(3)、去除无用物质：将所得长条竹片进行去除竹青、竹黄处理，然后将去竹青、竹黄后的竹片置于含0.2～1％双氧水溶液(即双氧水溶液中含0.2～1％双氧水)中蒸煮，且竹片与双氧水溶液的质量比为1：3～5，蒸煮温度100℃～180℃，蒸煮压力1～5kg/cm²，蒸煮时间为3～6小时，蒸煮后沥干放入干燥房干燥至含水率为5～8％，待用；(4)、竹片整形：将经步骤(3)处理后的竹片刨切成相互配合的形态，再将各竹片编织成竹片链条；(5)、浸胶、组胚、补胶：将编织成的竹片链条浸入自制的环氧树脂胶中即进行浸胶操作，且浸胶量为竹片质量的8～20％，浸胶后，采用中心卷绕杆将竹片链条一层层的卷绕起来即进行组胚，然后进行补胶，保证竹片链条上的各竹片之间完全粘合，则获得初步成型的空心竹柱子；(6)、装模与加热固化：取与初步成型的空心竹柱子相匹配的模具，将初步成型的空心竹柱子装入模具内，模具对竹柱子进行成型加压，则使得各竹片之间实现无缝连接；之后将装有竹柱子的模具置于隧道窑进行加热固化，且加热固化温度50～65℃，加热固化时间24～28小时；(7)、养生与脱模：加热固化后的竹柱子置于常温常压下环境中养生3～10天，以去除内应力，然后将中心卷绕杆从竹柱子中部抽出，最后打开模具将竹柱子取出，取出的竹柱子即为完整、空心的竹梁柱。

其中，自制的环氧树脂胶的配方为：E-51环氧树脂50％、聚氨酯预聚体23％、180-200目滑石粉10％、300目氧化铝粉5％、二乙烯三胺5％、邻苯二甲酸二丁酯5％、3-氨丙基三乙氧基硅烷2％；5-8年生毛竹或着巨龙竹，其力学性能良好，长可到20-30m，干径可达20-30cm。

为了提高分片的效率，锯切竹条中是采用撞竹机对竹筒进行分片；竹片整形中是采用较为常见的四面刨将加热后的竹片刨切成相互配合的形态，且利用竹条编织机械将各竹片编织成竹片链条，能够提高竹片整形的操作效率；中心卷绕杆2包括一杆本体21和复数个凸柱22，所述凸柱22平行间隔设置于杆本体21上；所述模具3包括一下模31和一枢接于该下模31的上模32，所述上模31与下模32通过螺母33螺栓34锁付。

本发明方法能够根据实际需求制备出不同形状的竹梁柱，比如制备圆柱形的竹梁柱、方柱形的竹梁柱等；且在无特殊说明的情况下，本发明中的百分数均为质量百分数。

实施例1制备圆柱形的竹梁柱

选用5-8年生毛竹或巨龙竹，备用；将所选的竹子锯切成长3-8米的竹筒，再根据需求对竹筒进行分片，分成所需长、宽的长条竹片；将所得长条竹片进行去除竹青、竹黄处理，然后将去竹青、竹黄后的竹片置于含0.5％双氧水溶中蒸煮，且竹片与双氧水溶液的质量比为1：4，蒸煮温度180℃，蒸煮压力3kg/cm²，蒸煮时间为5小时，蒸煮后沥干放入干燥房干燥至竹片含水率为6％)，待用；将蒸煮并干燥后的竹片刨切成相互配合的形态，再将各竹片11编织成竹片链条1(如图1所示)；将编织成的竹片链条1浸入环氧树脂胶中即进行浸胶操作，且浸胶量为竹片质量的15％，浸胶后，采用中心卷绕杆2(本实施例中心卷绕杆2如图2所示，其杆本体21为圆柱体)将竹片链条1一层层的卷绕起来即进行组胚，然后进行补胶，保证竹片链条1上的各竹片11之间完全粘合，则获得初步成型的竹柱子；取与初步成型的竹柱子相匹配的模具3(如图5所示)，即本实施例中模具3的上模31与下模32通过螺母33锁付后形成圆柱形空间刚好能够用于容置初步成型的竹柱子，之后如图6所示，将初步成型的竹柱子装入模具3内，并采用螺母33锁付，模具3对竹柱子进行成型加压，则使得各竹片11之间实现无缝连接；接着将装有竹柱子的模具置于隧道窑进行加热固化，加热固化的温度为50℃，加热固化时间为25小时；加热固化后的竹柱子置于常温常压下环境中养生3～10天，以去除内应力，然后将中心卷绕杆2从竹柱子中部抽出，最后打开模具3将竹柱子取出，取出的竹柱子即为完整、空心的竹梁柱，且呈圆柱形。

实施例2制备方柱形的竹梁柱

选用5-8年生毛竹或巨龙竹，备用；将所选的竹子锯切成长3-8米的竹筒，再根据需求对竹筒进行分片，分成所需长、宽的长条竹片；将所得长条竹片进行去除竹青、竹黄处理，然后将去竹青、竹黄后的竹片置于含0.2％双氧水溶中蒸煮，且竹片与双氧水溶液的质量比为1：5，蒸煮温度150℃，蒸煮压力1kg/cm²，蒸煮时间为6小时，蒸煮后沥干放入干燥房干燥至竹片含水率为8％，待用；将蒸煮并干燥后的竹片刨切成相互配合的形态，再将各竹片11编织成竹片链条1(如图1所示)；将编织成的竹片链条1浸入环氧树脂胶中即进行浸胶操作，且浸胶量为竹片质量的8％，浸胶后，采用中心卷绕杆2(本实施例中心卷绕杆2如图7所示，其杆本体21为方柱体)将竹片链条1一层层的卷绕起来即进行组胚，然后进行补胶，保证竹片链条1上的各竹片11之间完全粘合，则获得初步成型的竹柱子；取与初步成型的竹柱子相匹配的模具3(如图9所示)，即本实施例中模具3的上模31与下模32通过螺母33锁付后形成方柱形空间刚好能够用于容置初步成型的竹柱子，之后如图10所示，将初步成型的竹柱子装入模具3内，并采用螺母33锁付，模具3对竹柱子进行成型加压，则使得各竹片11之间实现无缝连接；将装有竹柱子的模具置于隧道窑进行加热固化，加热固化的温度为65℃，加热固化时间为28小时；加热固化后的竹柱子置于常温常压下环境中养生3～10天，以去除内应力，然后将中心卷绕杆2从竹柱子中部抽出，最后打开模具3将竹柱子取出，取出的竹柱子即为完整、空心的竹梁柱，且呈方柱形。

实施例3制备另一圆柱形的竹梁柱

选用5-8年生毛竹或巨龙竹，备用；将所选的竹子锯切成长3-8米的竹筒，再根据需求对竹筒进行分片，分成所需长、宽的长条竹片；将所得长条竹片进行去除竹青、竹黄处理，然后将去竹青、竹黄后的竹片置于含1％双氧水溶中蒸煮，且竹片与双氧水溶液的质量比为1：3，蒸煮温度100℃，蒸煮压力5kg/cm²，蒸煮时间为3小时，蒸煮后沥干放入干燥房干燥至竹片含水率为5％，待用；将蒸煮并干燥后的竹片刨切成相互配合的形态，再将各竹片11编织成竹片链条1(如图1所示)；将编织成的竹片链条1浸入环氧树脂胶中即进行浸胶操作，且浸胶量为竹片质量的20％，浸胶后，采用中心卷绕杆2(本实施例中心卷绕杆2如图2所示，其杆本体21为圆柱体)将竹片链条1一层层的卷绕起来即进行组胚，然后进行补胶，保证竹片链条1上的各竹片11之间完全粘合，则获得初步成型的竹柱子；取与初步成型的竹柱子相匹配的模具3(如图5所示)，即本实施例中模具3的上模31与下模32通过螺母33锁付后形成圆柱形空间刚好能够用于容置初步成型的竹柱子，之后如图6所示，将初步成型的竹柱子装入模具3内，并采用螺母33锁付，模具3对竹柱子进行成型加压，则使得各竹片11之间实现无缝连接；接着将装有竹柱子的模具置于隧道窑进行加热固化，加热固化的温度为60℃，加热固化时间为24小时；加热固化后的竹柱子置于常温常压下环境中养生3～10天，以去除内应力，然后将中心卷绕杆2从竹柱子中部抽出，最后打开模具3将竹柱子取出，取出的竹柱子即为完整、空心的竹梁柱，且呈圆柱形。

将上述各实施例中获得的竹梁柱通过万能力学试验机进行相应参数测定，测定结构可知，各实施例制得的竹梁柱其弯曲强度可达90～150MPa、抗拉强度可达100—160MPa、抗压强度60～90MPa，从而能够满足大型房屋建筑的梁柱基本要求；且本发明制得的竹梁柱的密度与竹材相当(一般为0.6—0.8g/cm³)，远小于重组竹的密度。

综上，本发明制备方法制得的竹梁柱，其能够让竹材的环保性能在建筑中得到最大化的体现的同时，又能够满足大型房屋建筑的梁柱基本要求，从而为房屋建筑提供了更多的材料结构选择；另外，本发明制备方法过程简单易于操作，且采用的工具与材料易于获得、价格低廉，即本发明制备方法制备成本较低。