一种结构用胶合竹板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种结构用胶合竹板，它包括芯板层以及布置于芯板层两侧的热压层，所述芯板层由厚度25~30mm的结构用胶合竹板GluBam切割出的板条，通过侧向冷压胶合和砂光定厚制成，成型后的芯板层中所有板条本身的压制成型面与热压层的压制成型面垂直。本发明是一种双面可钉、板内厚度均匀、板间厚度公差小的结构用胶合竹板，同时，这种板材的热压工艺效率高、板材的力学性能好。本发明完全可以克服现有GluBam板材的固有缺陷，用于竹结构的生产和施工。
【专利说明】一种结构用胶合竹板
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到土木工程中的建筑材料领域，特指一种可制成胶合竹梁、胶合竹柱等受力构件的胶合竹板材。
【背景技术】
[0002]当今社会，以钢材和水泥为主要原材料的钢筋混凝土结构、钢结构以及各种组合结构，是土木工程领域最主要的结构形式。冶金和水泥工业历来属于高能耗、高污染产业，钢材和水泥的生产需要消耗大量能源和不可再生的自然资源，同时产生大量的废水、废气和废渣，严重影响了生态环境，不符合可持续发展的要求。采用天然、环保、可再生的有机材料经过现代工艺加工、制作成为结构构件，在一定范围内逐步取代钢材和水泥使用，是实现建筑业可持续发展的必经之路。目前，在建筑领域使用最多的天然、可再生的有机材料是木材。
[0003]我国木材资源匮乏，木材的砍伐受到严格控制，因此，现阶段我国发展木结构，其木材基本以进口为主，木结构发展缓慢。而我国具有丰富的竹材资源，竹林种植面积和竹材产量均居世界首位，且竹材具有与木材相似的力学性能，同时，竹材的成材周期大大低于木材，因此，将竹材用作建筑结构材料，发展竹结构，是推进绿色建筑的一个重要途径。
[0004]圆竹由于其特殊的外形和中空薄壁的结构，极易沿其生长方向开裂，也难以与其他材料形成简单可靠的连接，因而不适于建筑工业化的要求，未能在建筑结构领域得到应用。湖南大学肖岩团队采用胶合竹为基本结构材料，提出了现代竹结构技术体系，为竹材的合理应用开拓了新的方向，其成果得到了初步推广，效果良好。现代竹结构的基本结构材料为一种厚度25?30mm的厚胶合竹板,注册商标为GluBam? (格鲁班)。GluBam本身的成型工艺与竹材集装箱底板类似，板材由多层纵向竹帘和横向竹帘叠合而成，板材表面设置一层竹材面席，通过热压制成。这种结构材料的核心技术是通过改变纵向竹帘与横向竹帘的比例改变板材的力学性能，并可以在板材中设置高性能材料提高板材性能，在大量实验的基础上，建立板材本身的力学性能数据库，实现板材力学性能的控制和分级，从而满足建筑设计的基本要求，成为一种结构工程材料。
[0005]在采用GluBam板制成胶合竹构件的过程中，由于板材本身尺寸的限制，往往需要将板材切割，再进行叠合冷压等二次加工，才能制成相应的构件。由于GluBam板材是由平面状态的竹帘、竹席叠压胶合而成，因此是一种典型的层合材料，即沿层内方向的受力性能远好于沿层间方向的受力性能。而竹木结构的连接设计中，钉连接是一种重要的连接方式。大量实验和应用表明，沿GluBam板材压制成型方向打钉效果很好，而沿层间方向打钉，板材极易开裂，且钉的握裹力很差。因此，采用GluBam制成的竹构件，实际上只能单面可钉，大大增加了竹结构的连接难度和成本。与木结构相比，这是竹结构设计和施工的一个重要缺点。此外，组成GluBam的竹帘由单片竹篾串接而成，竹篾本身厚度不可能均匀一致，制成的竹帘厚度有一定偏差，而板材由数十层竹帘叠压而成，加上为了保证成型后板材的力学性能，热压过程中的面压力很大，因此，最终的成品板材不但本身的厚度不均匀，而且板材间厚度公差也较大，一般为2~4mm，使得加工好的竹构件尺寸误差大大高于同类型的胶合木构件，往往需要进行二次加工，增加了加工工序和成本。这两个问题，对于降低竹结构的成本，提高生产和施工效率，极为重要。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有结构用胶合竹板GluBam存在的技术问题，本发明提供一种厚度均匀、双面可钉、生产工艺与现有GluBam板材基本类似、成本低廉、且同时能够满足强度要求的新型结构用胶合竹板材。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为:一种结构用胶合竹板，其特征在于:它包括芯板层以及布置于芯板层两侧的热压层，所述芯板层由厚度25~30_的结构用胶合竹板GluBam切割出的板条,通过侧向冷压胶合和砂光定厚制成，成型后的芯板层中所有板条本身的压制成型面与热压层的压制成型面垂直。
[0008]所述热压层由数层竹帘和一层面席组成，竹帘由纵向竹帘和横向竹帘叠层铺设组成，纵向竹帘和横向竹帘的数量根据板材的力学性能要求确定，面席可以是普通的竹胶板面席，也可以根据需要设置为其他贴面材料。
[0009]所述竹帘和面席在浸胶后按要求分层叠铺在芯板层的两侧，然后一起热压成型，制成厚度均匀的双面可钉结构用胶合竹板。
[0010]所述厚度25~30mm的结构用胶合竹板，由纵向竹帘、横向竹帘以及面席叠铺热压制成，其力学性能通过改变纵向竹帘和横向竹帘的比例进行控制，成型方法与竹材集装箱底板的工艺基本相同。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点就在于:
[0012]1、本发明的结构用胶合竹板，与现有基于竹材集装箱底板工艺的GluBam板比较，不但在压制成型方向可以打钉，而且在沿长度方向的侧边也可以打钉。在板材的压制成型方向，由于芯板层两侧均设有热压层，热压层的材料和工艺与GluBam板相同，因此，在热压面上打钉没有任何问题。在板材长度方向的侧边，也就是芯板层的侧边，芯板层本身就是采用GluBam板材切割、冷压胶合而成的，其板条的压制成型面就是芯板层的侧边，也可以打钉，只要钉在芯板层侧边范围内，其钉连接的效果与GluBam板材在压制成型面上的钉连接效果是基本一致的。因此，本发明实现了结构用胶合竹板及制成的胶合竹构件双面可钉的问题，且板材对钉的握裹力好，板材本身不开裂。双面可钉的胶合竹板材和竹构件，大大简化了竹结构的连接设计和施工，可以大幅提高竹结构建筑的施工效率和降低施工成本。
[0013] 2、本发明的结构用胶合竹板，其成品板内厚度均匀，板间厚度公差小。已有的结构用GluBam板，由数十层纵向竹帘和横向竹帘叠合而成，由于圆竹本身具有一定的尖削度，削切出的竹片本身无法做到厚度均匀，而且竹片间的厚度波动也较大，竹帘厚度变化较大，且无法避免。在经过多层竹帘叠合热压后，加工出来的板材不但板内厚度不均，而且板材间的厚度差异也较大。按照现行的竹材集装箱底板行业标准，板材厚度的容许公差为±2mm。在这一标准下，多层GluBam板材叠合而成的胶合竹构件尺寸偏差一般在5"!Omm,导致构件尺寸与设计偏差较大，往往需要进行二次加工定厚，造成工艺难度增加、效率降低、成本上升。因此，提高板材厚度均匀性、减小厚度公差的关键是提高叠合材料厚度的均匀性。本发明的结构用胶合竹板，其芯板层由GluBam板条侧向冷压胶合而成，再在砂光机上砂光定厚，芯板层厚度精准可控，且芯板层的厚度一般为板材总厚度的2/3，以30mm厚的成品板材为例，成型后的板材芯板层20mm，上下热压层各5mm。这样大大减少了竹帘的用量，则竹帘厚度不均带来的板厚度均匀性及板厚度公差问题的影响程度就大大降低了，理论上厚度公差可以按竹帘层数降低量成比例降低，这样大大提高了板材本身的厚度均匀性，大大减小了板间厚度的波动，从而提高了加工成型竹构件尺寸的准确性，从而克服了由此带来的一系列问题。
[0014]3、本发明的结构用胶合竹板，提高了热压效率，板材力学性能好。本发明的结构用胶合竹板，由芯板层和热压层组成。其中，芯板层采用GluBam板条冷压和砂光定厚制成，因此，芯板层可以单独预制加工好。在进行热压加工时，由于芯板层两侧的热压层厚度相对于整个板厚度大大减小，因此，可以有效减少热压时间，从而大幅度提高热压机的生产效率。此外，整个板材成品的芯板层和热压层，其沿长度方向的竹纤维布置数量与原有的GluBam板基本相同，3个结构层之间也采用同样地粘结剂和热压工艺，因此，板材整体的力学性能基本相同，完全可以替代现有的GluBam板材，用于竹结构的生产和施工。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例1的结构示意图；
[0016]图2是图1的横截面结构示意图。
[0017]图例说明
[0018]1、芯板层2、热压层
[0019]3、板条4、 竹帘
[0020]5、面席
【具体实施方式】
[0021]以下将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0022]实施例1:如图1和图2所示，本发明一种结构用胶合竹板，它包括芯板层(I)以及布置于芯板层(I)两侧的热压层(2)，芯板层(I)由厚度25~30mm的结构用胶合竹板GluBam
(6)切割出的板条(3)，通过侧向冷压胶合和砂光定厚制成，成型后的芯板层(I)中所有板条(3)本身的压制成型面与热压层(2)的压制成型面垂直。热压层(2)由数层竹帘(4)和一层面席(5)组成，竹帘(4)由纵向竹帘和横向竹帘叠层铺设，纵向竹帘和横向竹帘的数量根据板材的力学性能要求确定，面席(5)可以是普通的竹胶板面席，也可以根据需要设置为其他贴面材料。竹帘(4)和面席(5)在浸胶后按要求分层叠铺在芯板层(I)的两侧，然后一起热压成型，制成厚度均匀的双面可钉结构用胶合竹板。厚度25~30_的结构用胶合竹板GluBam (6)，由纵向竹帘、横向竹帘以及面席叠铺热压制成，其力学性能通过改变纵向竹帘和横向竹帘的比例进行控制，成型方法与竹材集装箱底板的工艺基本相同。
[0023]用一个具体制作工艺为例:
[0024]1、将结构用胶合竹板GluBam (6)按设计的宽度，沿长度方向切割成规格化的板条(3)；
[0025]2、将板条(3)的压制成型面涂刷上粘结剂，然后沿侧向在冷压机上加压，待粘结剂固化后取下，成为芯板层(I)的坯板；[0026]3、将芯板层(I)的坯板在砂光机上砂光定厚，达到要求的厚度，制成芯板层(I)的成品；
[0027]4、将竹帘(4)和面席(5)浸溃粘结剂后，干燥至要求的含水率，然后按要求将面席
(5)和各层竹帘(4)在热压机的压板上叠铺好，形成下热压层(2)，再将表面施胶的芯板层
(I)敷设在下热压层(2 )上，最后将各层竹帘(4)和面席(5 )在芯板层(I)上铺设好，形成上热压层(2);
[0028]5、将分层叠放好的材料送入压力机热压成型，使粘结剂固化，热压时间、压力及升温降温程序根据不同规格板材试验确定；
[0029]6、切割毛坯板，制成成品。
[0030]以上实施例1，只是实现本发明的一个基本技术方案，其他技术方案，如将胶合竹芯板层替代为木材、胶合木材等其他材料，以及在芯板层中增设FRP等高性能材料等技术方案，本领域技术人员均可根据本发明的权利要求及实施例提供的启示，在不付出创造性劳动的前提下提出来，因此，理所当然都属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种结构用胶合竹板，其特征在于:它包括芯板层(I)以及布置于芯板层(I)两侧的热压层(2)，所述芯板层(I)由厚度25~30mm的结构用胶合竹板GluBam (6)切割出的板条(3)，通过侧向冷压胶合和砂光定厚制成，成型后的芯板层(I)中所有板条(3)本身的压制成型面与热压层(2)的压制成型面垂直。
2.根据权利要求1所述的结构用胶合竹板，其特征在于:所述热压层(2)由数层竹帘(4)和一层面席(5)组成，竹帘(4)由纵向竹帘和横向竹帘叠层铺设组成，纵向竹帘和横向竹帘的数量根据板材的力学性能要求确定，面席(5)可以是普通的竹胶板面席，也可以根据需要设置为其他贴面材料。
3.根据权利要求1所述的结构用胶合竹板，其特征在于:所述竹帘(4)和面席(5)在浸胶后，按要求分层叠铺在芯板层(I)的两侧，然后一起热压成型，制成厚度均匀的双面可钉结构用胶合竹板。
4.根据权利要求1所述的结构用胶合竹板，其特征在于:所述厚度25~30mm的结构用胶合竹板GluBam (6)，由纵向竹帘、横向竹帘以及面席叠铺热压制成，其力学性能通过改变纵向竹帘和横向竹帘的比 例进行控制，成型方法与竹材集装箱底板的工艺基本相同。
【文档编号】B32B21/04GK104015231SQ201310063784
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】单波, 肖岩, 龚建清 申请人:湖南大学