一种轻型建筑用竹质复合结构材的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种轻型建筑用竹质复合结构材及其制造方法。工艺步骤分1)以竹束片及展开竹片为构成单元压制成一定尺寸的竹束重组材、竹片胶合板；2)将竹束重组材、竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽或剖分处理；3)将接长接宽或剖分处理后的竹束重组材、竹片胶合板采用结构用冷压胶黏剂进行间隔式垂直组坯压制而成。本发明提供竹质复合结构材的制造方法包括原料的制备、干燥、施胶方法、热压方法、组坯方法、冷压固化等工序。具有原料利用率高、处理效果好的特点，所制得的板材具有轻质、力学性能优良、尺寸稳定性好等特点，强度可以满足木结构墙体的使用要求，具有良好的实用性。
【专利说明】
一种轻型建筑用竹质复合结构材
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种采用不同竹质单元重组复合而成的一种轻型建筑用竹质复合结构材，属于建筑材料技术领域。
【背景技术】
[0002]竹质复合材料一种可持续使用、绿色环保的新型复合材料，是当下我们顺应时代潮流、发展远景的一种功能性材料，目前已经广泛应用于家具、地板、集装箱底板等多个领域，但是将竹质基本单元竹片、竹蔑、竹丝等复合加工成各种高强度墙体板材、梁、柱等大型建筑构件，用于房屋的建造尚处于起步阶段。随着“十三五”规划纲要的颁布，木结构建筑首次在国民经济和社会发展规划中提及，木结构建筑将受到越来越多人的关注，而作为一种轻型建筑用竹质复合结构材在此环境下能得到更大限度的推广。并且竹质复合结构材的原料广泛，原料利用率高，在合理的生产工艺下得到的板材物理力学性能优异。传统竹质复合材料竹胶合板、竹纤维板、竹定向刨花板、竹单板层积材、重组竹以及一些零散的受力构件，这些产品大多应用于室内装饰及家具中，其他行业中比较少见。本发明针对传统竹质复合材料的应用现状，利用竹材来源广泛，原料利用率高，结合竹材纵向强度高，改善竹材本身的各向异性，研究设计了一种轻型建筑用竹质复合结构材。
【发明内容】
[0003]本发明提出的是一种以竹束片及展开竹片为构成单元制造的一种轻型建筑用竹质复合结构材，其目的是通过高效率利用的竹质单元竹束片经表面活化处理后进行浸胶，展开竹片单元进行施胶，热压制成高强度的竹束重组材、竹片胶合板，制成的竹束重组材和竹片胶合板再通过接长接宽或剖分，加工成一定尺寸的板材，采用结构用冷压胶黏剂进行等距间隔式垂直组坯压制成一种轻型建筑用竹质复合结构材。该技术制成的轻型建筑用竹质复合结构材，具有很好的实用性，可用于高强度的建筑材料。
[0004]本发明的技术解决方案包括如下工艺步骤:
[0005]I)以厚度为3.0?5.0mm、宽度为100.0?200.0mm、长度为70.0?130.0cm的竹束片为构成单元，用0.0lmol/L NaOH溶液表面活化处理2h后采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的5?10%，浸胶后干燥到含水率为10?12%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0?40.0mm、宽度为65.0?127.0cm、长度为130.0?250.0cm的竹束重组材，热压时间为1.1?1.4mm/min，温度为150°C，压力为2.0?4.0MPa;
[0006]2)以厚度为3.0?5.0mm、宽度为12.0?20.0mm、长度为70.0?130.0cm的展开竹片为构成单元，干燥至含水率为8?10%后采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为130?250g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板还，热压压制成厚度为30.0?40.0mm、宽度为65.0?127.0cm、长度为130.0?250.0cm的竹片胶合板，热压时间1.1?1.5mm/min，温度为150°C，压力为1.0?5.0MPa;
[0007]3)将竹束重组材或竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在5.0?10.0cm，宽度上接头的长度控制在O?5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，将竹束重组材或竹片胶合版双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条，竹束重组材、竹片胶合板剖分的宽度在10?30cm范围内；
[0008]4)将剖分后的竹束重组材或竹片胶合板板条作为隔板，板条成等距间隔式，与竹束重组材或竹片胶合板大幅面板进行垂直组坯，板条间隔距离为20?40cm，总层数为5?11层，复合时采用冷固化胶粘剂，为结构用酚醛树脂胶黏剂、异氰酸酯胶黏剂、单组分聚氨酯胶黏剂的一种，施胶量为180?30(^/1112，冷压压力为1.0?3.0MPa，加压时间8?16h，加压温度高于15°C。
【具体实施方式】
[0009]实施例1:相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，相邻板条互相垂直，大幅面板边界与板条边界平行相接
[0010]步骤I)大幅面板:以厚度为4.0mm、宽度为150.0mm、长度为130.0cm的竹束片为构成单元，用0.0lmol/L NaOH溶液表面活化处理2h后采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的8%，浸胶后干燥到含水率为10%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹束重组材，热压时间为1.2臟/111丨11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0011]步骤2)板条:以厚度为4.0mm、宽度为15.0mm、长度为130.0cm的展开竹片为构成单元，干燥至含水率为8 %后采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为200g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片胶合板，热压时间1.2臟/11^11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0012]步骤3)拼接工艺:将竹束重组材双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在8.0cm，宽度上接头的长度控制在O?
5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，将竹片胶合板双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条，竹片胶合板剖分的宽度为20.0cm ；
[0013]步骤4)复合工艺:将剖分后的竹片胶合板板条作为隔板，相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，相邻板条互相垂直，大幅面板边界与板条边界平行相接，板条间隔距离为30.0cm，总层数为7层，复合时采用单组分聚氨酯冷固化胶粘剂，施胶量为220g/m2，冷压压力为2.010^，加压时间121!，加压温度 20°C。
[0014]实施例2:相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，相邻板条互相垂直，大幅面板边界与板条边界平行相接
[0015]步骤I)大幅面板:以厚度为4.0mm、宽度为15.0mm、长度为130.0cm的展开竹片为构成单元，干燥至含水率为8 %后采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为200g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片胶合板，热压时间1.2mm/min，温度为150 °C，压力为3.0MPa ；
[0016]步骤2)板条:以厚度为4.0mm、宽度为150.0mm、长度为130.0cm的竹束片为构成单元，用0.0lmol/L NaOH溶液表面活化处理2h后采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的8%，浸胶后干燥到含水率为10%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹束重组材，热压时间为1.2臟/111丨11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0017]步骤3)拼接工艺:将竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在8.0cm，宽度上接头的长度控制在O?5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，将竹束重组材双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条，竹束重组材剖分的宽度为20.0cm；
[0018]步骤4)复合工艺:将剖分后的竹束重组材板条作为隔板，相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，相邻板条互相垂直，大幅面板边界与板条边界平行相接，板条间隔距离为30.0cm，总层数为7层，复合时采用单组分聚氨酯冷固化胶粘剂，施胶量为220g/m2，冷压压力为2.010^，加压时间121!，加压温度 20°C。
[0019]实施例3:相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，相邻板条平行对称，大幅面板边界与板条边界平行相接
[0020]步骤I)大幅面板:以厚度为4.0mm、宽度为150.0mm、长度为130.0cm的竹束片为构成单元，用0.0lmol/L NaOH溶液表面活化处理2h后采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的8%，浸胶后干燥到含水率为10%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹束重组材，热压时间为1.2臟/111丨11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0021]步骤2)板条:以厚度为4.0mm、宽度为15.0mm、长度为130.0cm的展开竹片为构成单元，干燥至含水率为8 %后采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为200g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片胶合板，热压时间1.2臟/11^11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0022]步骤3)拼接工艺:将竹束重组材双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在8.0cm，宽度上接头的长度控制在O?5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，将竹片胶合板双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条，竹片胶合板剖分的宽度为20.0cm ；
[0023]步骤4)复合工艺:将剖分后的竹片胶合板板条作为隔板，相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，相邻板条平行对称，大幅面板边界与板条边界平行相接，板条间隔距离为30.0cm，总层数为7层，复合时采用单组分聚氨酯冷固化胶粘剂，施胶量为220g/m2，冷压压力为2.010^，加压时间121!，加压温度 20°C。
[0024]实施例4:相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，相邻板条平行对称，大幅面板边界与板条边界平行相接
[0025]步骤I)大幅面板:以厚度为4.0mm、宽度为15.0mm、长度为130.0cm的展开竹片为构成单元，干燥至含水率为8 %后采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为200g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片胶合板，热压时间1.2mm/min，温度为150 °C，压力为3.0MPa ；
[0026]步骤2)板条:以厚度为4.0mm、宽度为150.0mm、长度为130.0cm的竹束片为构成单元，用0.0lmol/L NaOH溶液表面活化处理2h后采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的8%，浸胶后干燥到含水率为10%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹束重组材，热压时间为1.2臟/111丨11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0027]步骤3)拼接工艺:将竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在8.0cm，宽度上接头的长度控制在O?
5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，将竹束重组材双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条，竹束重组材剖分的宽度为20.0cm；
[0028]步骤4)复合工艺:将剖分后的竹束重组材板条作为隔板，相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，相邻板条平行对称，大幅面板边界与板条边界平行相接，板条间隔距离为30.0cm，总层数为7层，复合时采用单组分聚氨酯冷固化胶粘剂，施胶量为220g/m2，冷压压力为2.010^，加压时间121!，加压温度 20°C。
[0029]实施例5:双层板条垂直交叉组坯，且与大幅面板相邻，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，大幅面板边界与板条边界平行相接
[0030]步骤I)大幅面板:以厚度为4.0mm、宽度为150.0mm、长度为130.0cm的竹束片为构成单元，用0.0lmol/L NaOH溶液表面活化处理2h后采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的8%，浸胶后干燥到含水率为10%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹束重组材，热压时间为1.2臟/111丨11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0031]步骤2)板条:以厚度为4.0_、宽度为15.0mm、长度为130.0cm的展开竹片为构成单元，干燥至含水率为8 %后采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为200g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片胶合板，热压时间1.2臟/11^11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0032]步骤3)拼接工艺:将竹束重组材双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在8.0cm，宽度上接头的长度控制在O?
5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，将竹片胶合板双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条，竹片胶合板剖分的宽度为20.0cm ；
[0033]步骤4)复合工艺:将剖分后的竹片胶合板板条作为隔板，双层板条垂直交叉组坯，且与大幅面板相邻，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，大幅面板边界与板条边界平行相接，板条间隔距离为30.0cm，总层数为7层，复合时采用单组分聚氨酯冷固化胶粘剂，施胶量为220g/m2，冷压压力为2.0MPa，加压时间12h，加压温度20 V。
[0034]实施例6:双层板条垂直交叉组坯，且与大幅面板相邻，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，大幅面板边界与板条边界平行相接
[0035]步骤I)大幅面板:以厚度为4.0mm、宽度为15.0mm、长度为130.0cm的展开竹片为构成单元，干燥至含水率为8 %后采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为200g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹片胶合板，热压时间1.2mm/min，温度为150 °C，压力为3.0MPa ；
[0036]步骤2)板条:以厚度为4.0mm、宽度为150.0mm、长度为130.0cm的竹束片为构成单元，用0.0lmol/L NaOH溶液表面活化处理2h后采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的8%，浸胶后干燥到含水率为10%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成厚度为30.0mm、宽度为65.0cm、长度为130.0cm的竹束重组材，热压时间为1.2臟/111丨11，温度为150°(:，压力为3.010^;
[0037]步骤3)拼接工艺:将竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在8.0cm，宽度上接头的长度控制在O?
5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，将竹束重组材双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条，竹束重组材剖分的宽度为20.0cm；
[0038]步骤4)复合工艺:将剖分后的竹束重组材板条作为隔板，双层板条垂直交叉组坯，且与大幅面板相邻，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，大幅面板边界与板条边界平行相接，板条间隔距离为30.0cm，总层数为7层，复合时采用单组分聚氨酯冷固化胶粘剂，施胶量为220g/m2，冷压压力为2.0MPa，加压时间12h，加压温度20 V。
【主权项】
1.一种轻质建筑用竹质复合结构材的制造方法，其特征包括以下工艺步骤: 1)以厚度为3.0?5.0mm、宽度为100.0?200.0mm、长度为70.0?130.0cm的竹束片为构成单元压制成厚度为30.0?40.0mm、宽度为65.0?127.0cm、长度为130.0?250.0cm的竹束重组材； 2)以厚度为3.0?5.0mm、宽度为12.0?20.0mm、长度为70.0?130.0cm的展开竹片为构成单元压制成厚度为30.0?40.0mm、宽度为65.0?127.0cm、长度为130.0?250.0cm的竹片胶合板； 3)将竹束重组材或竹片胶合板双面砂光后进行接长接宽，使其成为大幅面板，将竹束重组材或竹片胶合版双面砂光后在宽度方向上剖分，使其成为板条； 4)将剖分后的竹束重组材或竹片胶合板板条作为隔板，板条成等距间隔式，涂布冷压胶后与竹束重组材或竹片胶合板大幅面板进行垂直组坯，压制成为轻质建筑用竹质复合结构材； 5)压制成型后的轻质建筑用竹质复合结构材经调湿调质后含水率控制在10?14%。2.根据权利要求1中一种轻质建筑用竹质复合结构材的制造方法，其特征在于:步骤I)所述竹束重组材的构成单元竹束片，不去青不去黄，提高了竹材原材料利用率，对竹束片进行表面活化处理，处理剂是0.0lmol/L NaOH溶液，处理时间为2h，采用结构用酚醛树脂胶黏剂进行浸胶处理，浸胶量为竹束片绝干质量的5?10%，浸胶后干燥到含水率为10?12%，竹束片全纵向铺装成板坯，热压压制成竹束重组材，热压时间为1.1?1.4mm/min，温度为150°C，压力为 2.0 ?4.0MPa。3.根据权利要求1中一种轻质建筑用竹质复合结构材的制造方法，其特征在于:步骤2)所述竹片胶合板的构成单元展开竹片，采用有缝或无缝展开竹片，进行去青去黄处理，干燥至含水率为8?10%，采用异氰酸酯胶黏剂进行施胶，施胶量为130?250g/m2，展开竹片垂直交叉铺装成板坯，热压压制成竹片胶合板，热压时间1.1?1.5mm/min，温度为150°C，压力为1.0?5.0MPa04.根据权利要求1中一种轻质建筑用竹质复合结构材的制造方法，其特征在于:步骤3)所述竹束重组材、竹片胶合板在宽度方向或长度方向上进行接长处理，可采用指接、斜接、榫接，长度上接头的长度控制在5.0?10.0cm，宽度上接头的长度控制在O?5.0cm，总体上接头长度与厚度比控制在10:1以内，竹束重组材、竹片胶合板剖分的宽度在10?30cm范围内。5.根据权利要求1中一种轻质建筑用竹质复合结构材的制造方法，其特征在于:步骤4)所述竹束重组材、竹片胶合板板条作为隔板，成等距间隔式，与竹束重组材或竹片胶合板大幅面板进行垂直组坯，板条间隔距离为20?40cm，总层数为5?11层，复合时采用冷固化胶粘剂，为结构用酚醛树脂胶黏剂、异氰酸酯胶黏剂、单组分聚氨酯胶黏剂的一种，施胶量为180?300g/m2，冷压压力为1.0?3.010^，加压时间为8?1611，加压温度高于15°(:。6.根据权利要求1中一种轻质建筑用竹质复合结构材的制造方法，其特征在于:步骤5)所述压制成型的轻质建筑用竹质复合结构材在调湿调质环境中进行湿热平衡，时间21天以上，经调湿调质后含水率控制在8?14%。7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种轻质建筑用竹质复合结构材的制造方法，其特征在于:以竹束重组材、竹片胶合板为构成单元，采用结构用冷压胶黏剂进行间隔式垂直组坯压制而成。其组坯结构包括以下类型:1)相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，相邻板条互相垂直，大幅面板边界与板条边界平行相接;2)相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，相邻板条互相垂直，大幅面板边界与板条边界平行相接;3)相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，相邻板条平行对称，大幅面板边界与板条边界平行相接;4)相邻层间分别为大幅面板和板条，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，相邻板条平行对称，大幅面板边界与板条边界平行相接;5)双层板条垂直交叉组坯，且与大幅面板相邻，表面板为竹束重组材大幅面板，等距间隔式板条为竹片胶合板，大幅面板边界与板条边界平行相接;6)双层板条垂直交叉组坯，且与大幅面板相邻，表面板为竹片胶合板大幅面板，等距间隔式板条为竹束重组材，大幅面板边界与板条边界平行相接。
【文档编号】B27D1/04GK106003274SQ201610402306
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】关明杰, 刘源松
【申请人】南京林业大学