本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种交错层积的复合木竹材料及其制备方法。
背景技术：
随着世界范围内森林资源减少，人们开始研究以竹材和人工林木材为主要原料的竹木复合材料工作。木、竹复合可以合理地发挥竹材和木材各自的优良特性，获得既节约木材资源，又保证材料的强度和外观质量的双重效果。木竹复合材料与纯竹材人造板相比，更具有结构和性能的可设计性，从竹材的利用效果看，前者比后者也更具优越性。因此，作为工程结构材料，木、竹聚集材料的前景广阔，也为人工林速生材和竹材的工业化利用和深加工开辟了新的途径，拓宽了应用范围。而现有实现工业化生产的竹、木复合材料的竹材加工工艺方法，都是通过把竹材加工一定规格的竹条、竹篾、碾压成竹纤维束，这些方法损耗竹材原材料的50％，也严重损失了竹材的原力学特性，并且加工工序多、设备投资大、工费耗用大、原材料利用率低、能耗高、加工成本高、制备的材料力学性能得不到发挥。
木材和竹材具有相当好的力学性能，比强度高于普通钢材，在生产加工过程中的碳排放量也远远低于钢筋混凝土材料，因此，木竹材具备作为建筑结构型材的良好条件。若将其开发出合理的结构型材，就能够拓宽木竹材的用途，为利用木竹资源开拓一种有效途径。原木原竹属于各向异性构件，且材质不均匀，因此可以通过一系列加工方法将其加工为可以用作建筑结构型材的材料构件。
技术实现要素：
发明目的：本发明的第一目的是提供一种具有高强度和刚度，且力学和耐候性能优的复合木竹材料；
本发明的第二目的是提供该复合木竹材料的制备方法。
技术方案：本发明交错层积的复合木竹材料，包括至少两层相叠加的竹木层板及设于若干竹木层板间的网格复合层，所述相邻竹木层板的纤维排列呈90°。
本发明的复合木竹材料，其纵横向双向受力，不仅力学及耐候性能好，具有较高强度和刚度，且改善了竹材各向异性、受力不均匀和大蠕变等问题。同时，采用若干网格复合层，网格复合层和竹木层板的结合，更进一步增强了构件横纵方向的受力，有效提高结构双向的强度和刚度。优选的，网格复合层可为frp网格筋、竹木纤维网格或钢筋网片。
进一步说，本发明的复合木竹材料其单层竹木层板的纤维单向排列。优选的，竹木层板至少可包括原竹重组材、原竹集成材、原木或原木lvl中的一种。
再进一步说，本发明采用的原竹重组材或原竹集成材的层板厚度可为8～40mm。原木或原木lvl的厚度为10～80mm，进一步优选可为10～40mm。
本发明制备复合木竹材料的方法，包括如下步骤：将至少两层的竹木层板相叠加后，在若干层间加入网格复合层，经胶合、冷压固化处理后即可制得该复合木竹材料。
更进一步说，制备时采用的冷压固化处理是在0.5～1.5mpa条件下，保压12～24h。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：首先，本发明采用横纵交错的复合木竹材料，双向受力，不仅力学及耐候性能好，具有高强度和刚度，且改善了竹材各向异性、受力不均匀和大蠕变等问题；其次，在某一层或某几层的竹木层板中采用网格复合加固，并通过冷压固化使其与竹木层板间达到很好的粘结和咬合，相比与外层粘贴网格筋复合材料而言，界面性能更好，更有利于发挥材料特性，采用网格复合层与单向复合材料相比，实现了双向受力，对构件纵横向的强度和刚度均加强，且对构件强度和刚度的加强均可控；再次，在竹木层板受弯的过程中，受拉区的网格复合层能够有效提高板受拉侧的承载力，而受压区的网格复合层可以限制受压区的鼓出，提升受压区的性能；此外，采用竹木纤维网格加强，其能够实现与木竹层板间的一致性，进而进一步提高复合木材料的整体力学性能。
附图说明
图1为本发明的交错层积的复合木竹材料的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。
实施例1
如下图1所示，本发明交错层积的复合木竹材料，包括至少两层相叠加的竹木层板1，该竹木层板1为原竹重组材，其厚度为20mm，相邻竹木层板1的纤维排列呈90°，竹木层板1本身的纤维单向排列。若干个竹木层板1间设有网格复合层2，该网格复合层2为frp网格筋。
具体结构可为：1、原竹重组材-原竹重组材-原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材…原竹重组材-原竹重组材的只在一层相邻的竹木层板1间设置网格复合层2。
2、原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材…原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材的相邻竹木层板1间均设有网格复合层2的结构。
3、原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材-原竹重组材-原竹重组材-原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材…原竹重组材-frp网格筋-原竹重组材的只有若干个竹木层板1间设有网格复合层2的结构，此网格复合层2可集中设于某一段的竹木层板1间或者分散设于竹木层板1间。
上述竹木层板1为亦可为原竹集成材、原木或原木lvl中的一种。
制备方法包括如下步骤：按照上述结构将原竹重组材横纵相叠加后，加入frp网格筋胶合，在1mpa条件下保压18h，即可制得该复合木竹材料。
实施例2
本发明交错层积的复合木竹材料，包括至少两层相叠加的竹木层板1，该竹木层板1为原竹重组材及原木，原竹重组材的层板厚度为40mm，原木的厚度为40mm，相邻竹木层板的纤维排列呈90°，竹木层板本身的纤维单向排列。若干个竹木层板间设有网格复合层2，该网格复合层2为竹木纤维网格，该竹木纤维网格的设置方式与实施例1基本相同，可为只有一个相邻竹木层板1间设有竹木纤维网格的结构、相邻竹木层板1间均设有竹木纤维网格的结构或若干个竹木层板1间设有竹木纤维网格结构，此竹木纤维网格可集中设于某一段的竹木层板1间或者分散设于竹木层板1间。
制备方法包括如下步骤：按照上述结构将原竹重组材及原木横纵相叠加后，加入竹木纤维网格胶合，在1.5mpa条件下保压12h，即可制得该复合木竹材料。
实施例3
本发明交错层积的复合木竹材料，包括至少两层相叠加的竹木层板1，该竹木层板1由原竹重组材、原竹集成材、原木及原木lvl组合而成，原竹重组材的层板厚度为8mm，原木的厚度为10mm，相邻竹木层板1的纤维排列呈90°，竹木层板1本身的纤维单向排列，若干个竹木层板1间设有网格复合层2，该网格复合层2为钢筋网片。
具体结构可为：1、原竹重组材-原竹集成材-原木-原木lvl…原竹重组材-原竹集成材-原木-原木lvl原竹重组材…原竹重组材-钢筋网片-原竹集成材-竹木纤维网格-原木-原木lvl…原竹重组材-原竹集成材-原木-原木lvl…的只在1个相邻的两层竹木层板1间设置钢筋网片。
2、原竹重组材-钢筋网片-原竹集成材-钢筋网片-原木-钢筋网片-原木lvl…原竹重组材-钢筋网片-原竹集成材-钢筋网片-原木-钢筋网片-原木lvl的相邻竹木层板1间均设有钢筋网片的结构。
3、原竹重组材-原竹集成材-钢筋网片-原木-钢筋网片-原木lvl…原竹重组材-钢筋网片-原竹集成材-原木-钢筋网片-原木lvl的只有若干个竹木层板1间设有钢筋网片，此网格复合层可集中设于某一段的竹木层板1间或者分散设于竹木层板1间。
制备方法包括如下步骤：按照上述结构将原竹重组材、原竹集成材、原木及原木lvl横纵相叠加后，加入钢筋网片胶合，在0.5mpa条件下保压24h，即可制得该复合木竹材料。
该实施例中原竹重组材或原竹集成材的层板厚度还可为8～40mm，原木或原木lvl的厚度还可为10～80mm。
有上述实施例可知，通过本发明将竹木层板1横纵交错设置结合网格复合层2，并通过冷压固化，从而能够使得制备的复合材料的耐候性能好，同时纵横向的强度和刚度均提高。