專利名稱：一種空芯層板膠合木圓木柱及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)一種新型建筑材料及制備方法，具體涉及一種空芯層合板膠合木圓木柱及制備方法。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)存在的木質(zhì)圓柱，其制備方法及特點(diǎn)如下所述
I.直接采伐所需尺寸的原木，通過(guò)表面旋切或刨光，加工成圓柱，直接加以利用 對(duì)于較大規(guī)格、紋理通直的圓木柱，尤其是要求使用優(yōu)質(zhì)木材時(shí)，這種直接利用原木的方式已經(jīng)變得越來(lái)越困難。另外，長(zhǎng)度和直徑較大的原木，由于木材的橫向尺寸較大，材料干燥和防腐處理困難，未經(jīng)預(yù)處理的材料直接加以使用，產(chǎn)品一般會(huì)過(guò)早的發(fā)生嚴(yán)重的開(kāi)裂、變形、翹曲等現(xiàn)象，對(duì)于使用在室外或蟲(chóng)菌災(zāi)害嚴(yán)重的地區(qū)，很早會(huì)被蟲(chóng)菌侵蝕而腐朽， 產(chǎn)品的使用質(zhì)量、安全性和使用壽命大大降低。另一方面，大徑級(jí)的材料往往不可避免的出現(xiàn)局部腐朽、死節(jié)等嚴(yán)重降低材料力學(xué)性能的缺陷，給構(gòu)件的安全使用帶來(lái)安全隱患。同時(shí)，該類型圓木柱均為實(shí)芯結(jié)構(gòu)，無(wú)法通過(guò)機(jī)械等加工方式取出芯部，在裝飾裝修中，水管、 電線、電纜等輔助材料只能布置在外部，需采用額外的方式加以遮擋，裝飾效果差。2.仿原木木柱
主要指先制作出混凝土圓柱或在地基上立好圓鋼柱，再在混凝土柱子或鋼柱表面貼附木板的制造方法。這種方法制作的圓柱從本質(zhì)上說(shuō)，不能完全屬于木質(zhì)圓柱，外部木材層板由于開(kāi)裂、翹曲變形，極易露出內(nèi)部的混凝土或鋼管，產(chǎn)品的性能低、效果差。3.期刊《人造板通訊》2003年第3期中“圓筒形單板層積材的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用”，第 6、頁(yè)，作者山內(nèi)秀文研發(fā)出了空芯圓筒形木柱，該木柱是將木材旋切成一定長(zhǎng)度的單板， 經(jīng)專用縫紉機(jī)或熱熔膠粘劑拼接成環(huán)形單板帶，然后涂上膠，纏繞在鋼管上，加壓后脫模而成。但該方法需要特殊的加壓設(shè)備，木材為單板類，厚度小，當(dāng)所需木柱壁厚較大時(shí)，單板層數(shù)變多，膠粘劑的固化難度加大，制造工藝后期需要進(jìn)行脫模處理困難，此外，圓筒形單板層積材外觀可視性差。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的仿原木木柱質(zhì)量差，直接使用原木木柱易開(kāi)裂變形、大規(guī)格原木不易得、圓筒形單板層積材木柱制造工藝復(fù)雜、外觀可視性差等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種空芯層板膠合木圓木柱及制備方法，通過(guò)采用小規(guī)格實(shí)木鋸材制造膠合木，膠合木組合拼接成型的方式，克服了上述種種不足問(wèn)題，有效地解決了任意規(guī)格尺寸圓木柱不易獲得、 原木木柱使用過(guò)程中易開(kāi)裂變形、原木木柱中腐朽和節(jié)子等缺陷不易剔除、實(shí)芯木柱裝飾裝修效果差、圓筒形單板層積材木柱制造工藝復(fù)雜、外觀可視性差等問(wèn)題。產(chǎn)品可以采用天然耐腐性強(qiáng)的木材原料，或木材原料選擇性地通過(guò)防腐、阻燃等預(yù)備改性處理后再膠合加工，產(chǎn)品可以用作室外電桿、園林景觀裝飾用木柱和室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)用承重木柱或裝飾裝修用木柱。技術(shù)方案
一種空芯層板膠合木圓木柱，所述圓木柱為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，橫截面為環(huán)狀，包括構(gòu)件單元和膠粘劑層或者包括構(gòu)件單元、膠粘劑層和連接單元；所述構(gòu)件單元為膠合木，橫截面簡(jiǎn)化為等腰梯形，所述連接單元為實(shí)木鋸材，橫截面為矩形，所述構(gòu)件單元沿其長(zhǎng)度方向的兩側(cè)面加工有凹槽，或者構(gòu)件單元兩側(cè)面分別含有榫卯結(jié)構(gòu)，或者構(gòu)件單元兩側(cè)面分別含有齒結(jié)構(gòu)；其中含有齒結(jié)構(gòu)或榫卯結(jié)構(gòu)的相鄰構(gòu)件單元之間，通過(guò)兩側(cè)面的膠粘劑層粘結(jié)固定；兩側(cè)含有凹槽的相鄰構(gòu)件單元之間，通過(guò)兩側(cè)面的膠粘劑層，再沿環(huán)向在相鄰構(gòu)件單元凹槽內(nèi)通過(guò)嵌入涂膠的連接單元連接組成。所述橫截面為環(huán)狀，環(huán)狀為多邊形環(huán)狀或圓形環(huán)狀。所述的構(gòu)件單元為雙母型、榫卯型或指接型，由厚度15 45_、寬度8(T200mm、長(zhǎng)度1500-4000mm的實(shí)木鋸材膠拼組合而成。所述構(gòu)件單元原料為結(jié)構(gòu)用木材或采用低質(zhì)小徑級(jí)人工速生木材，在結(jié)構(gòu)用膠粘劑的粘結(jié)作用下，依次經(jīng)過(guò)指接接長(zhǎng)、橫拼加寬和疊厚增高成型，加工過(guò)程中構(gòu)成單元木材的紋理朝向一致。所述構(gòu)件單元中木材原料含水率在8°/Γ 2%之間，且相互粘結(jié)的相鄰層木材含水率之差小于2%。所述連接單元為楔塊，所述楔塊采用含水率6°/Γ8%，密度O. 75cm3以上的硬闊葉材或針葉材制造，比所要連接的構(gòu)件單元的木材含水率低29Γ5%，楔塊的寬度比構(gòu)件單元側(cè)面對(duì)應(yīng)槽的深度小I. (Γ3. 0mm，楔塊的厚度比構(gòu)件單元側(cè)面對(duì)應(yīng)槽的寬度大O. 05、. 25mm。所述膠粘劑層使用的膠粘劑為苯酚-間苯二酚-甲醛樹(shù)脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑或三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂膠粘劑。一種空芯層板膠合木圓木柱的制造方法，其步驟為
(1)通過(guò)機(jī)械加工的方式，制出厚度15 45mm、寬度8(T200mm、長(zhǎng)度1500-4000mm的實(shí)木鋸材，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)木材原料的固有腐朽、節(jié)子、斜紋和裂隙缺陷進(jìn)行剔除和控制，作為空芯層板膠合木圓木柱的構(gòu)成單元用材料；
(2)根據(jù)使用環(huán)境和設(shè)計(jì)等要求，選擇性地對(duì)木材進(jìn)行防腐、防蟲(chóng)、阻燃改性處理；
(3)通過(guò)人工干燥的方式，控制構(gòu)件單元用實(shí)木鋸材的含水率在8 12%范圍內(nèi)，連接單元用實(shí)木鋸材的含水率在6°/Γ8%范圍內(nèi)；
(4)對(duì)構(gòu)件單元用實(shí)木鋸材進(jìn)行端部銑齒，齒長(zhǎng)在8mnT25mm、指榫斜面傾斜比在 1/5 1/7. 5、嵌合度在O. Γ0. 25mm范圍內(nèi)，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(Γ80%的環(huán)境條件下，對(duì)齒進(jìn)行涂膠，涂膠量為15(T350g/m2，接長(zhǎng)木材的紋理一致，并沿木材順紋理方向施加壓力接長(zhǎng)，壓力范圍3 6MPa，加壓時(shí)間5 20s ；
(5)接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(Γ80%的環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；
(6)對(duì)接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材側(cè)表面刨光，并進(jìn)行同向紋理配置組坯，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(Γ80%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材側(cè)表面涂膠，涂膠量為15(T350g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力拼寬，壓力范圍O. 6^1. 2MPa，加壓時(shí)間O. 5^2h ；
(7)拼寬后的實(shí)木鋸材在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(Γ80%的環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；
(8)對(duì)拼接加寬后的實(shí)木鋸材大面刨光，并進(jìn)行同向紋理配置組坯，在溫度18°C以上、 相對(duì)濕度5(Γ80%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材大表面涂膠，涂膠量為15(T350g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力疊厚，壓力范圍O. 6^1. 2MPa，加壓時(shí)間2 IOh ；
(9)疊厚后的單元在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(Γ80%的環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；
(10)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，確定構(gòu)件單元和連接單元的截面尺寸，再通過(guò)鋸切等機(jī)械加工成所需形狀和規(guī)格尺寸；
(11)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在構(gòu)件單元長(zhǎng)度方向上兩個(gè)側(cè)面上加工出凹槽、齒、或榫
卯；
(12)長(zhǎng)度方向的兩側(cè)含有齒或榫卯結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，在齒或榫卯上涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米15(T350g的范圍內(nèi)，然后環(huán)向組坯加壓成型，連接單元用實(shí)木鋸材長(zhǎng)度方向的四個(gè)面上涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米15(T350g的范圍內(nèi)，然后放入長(zhǎng)度方向含有凹槽的構(gòu)件單元的凹槽內(nèi)，最后通過(guò)環(huán)向組坯加壓成型；
(13)最后進(jìn)行表面刨光磨光、修補(bǔ)和涂飾，檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。有益效果
空芯層板膠合木圓木柱，是由厚度15 45mm、寬度8(T200mm、長(zhǎng)度150(T4000mm的實(shí)木鋸材拼接而成的膠合木通過(guò)環(huán)向膠合成型，具有空芯的結(jié)構(gòu)，其有益效果主要有以下五
占-
^ \\\ ·
(1)所述的空芯層板膠合木圓木柱均由截面尺寸為厚度15 45mm和寬度80 200_的木材構(gòu)成，在使用前經(jīng)過(guò)了干燥處理，由于所有構(gòu)成單元含水率均勻一致，均為8 12%，在產(chǎn)品服役過(guò)程中，避免或極大程度地減少了由于木材間干縮濕脹不一致導(dǎo)致的開(kāi)裂現(xiàn)象；
(2)所述的空芯層板膠合木圓木柱均由厚度15 45_的木材構(gòu)成，材料可以采用天然耐腐性差的材料，如楊木、馬尾松、樟子松等，應(yīng)用在室外等蟲(chóng)、菌災(zāi)害嚴(yán)重的環(huán)境中，由于材料厚度較小，液體可滲透性好，在使用前可以預(yù)先通過(guò)藥劑浸潰防腐處理改善其防腐性能，能夠有效地延長(zhǎng)材料的使用壽命和服役安全性；
(3)所述的空芯層板膠合木圓木柱是由膠合木構(gòu)成的空芯環(huán)狀結(jié)構(gòu)，膠合木的層板數(shù)量和層板厚度能夠任意調(diào)整，能夠根據(jù)構(gòu)件不同的強(qiáng)度要求進(jìn)行壁厚的設(shè)計(jì)和制造；
(4)所述的空芯層板膠合木圓木柱是空芯環(huán)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部能夠隱藏各類裝飾裝修用水管、電線、電纜等材料，裝飾效果好；
(5)所述的空芯層板膠合木圓木柱是由膠合木構(gòu)成，膠合木的制作過(guò)程中可以預(yù)先進(jìn)行木材原料固有的節(jié)子、腐朽、斜紋和裂隙等缺陷的剔除，能夠大大提高構(gòu)件的強(qiáng)度和使用安全性。


圖I為一種空芯層板膠合木圓木柱構(gòu)成單元加工示意圖；其中圖l_a為剔除了缺陷的小尺寸木料，經(jīng)過(guò)銑齒接長(zhǎng)、對(duì)接拼寬和膠厚的板材，I表示膠縫，2和3表示厚度方向上相鄰層拼寬膠縫，相鄰層拼寬膠縫滿足> 40mm的要求；圖\-b為膠合后的板材沿一定角度進(jìn)行斜切，制作空芯膠合木木柱組成單元的鋸切方向，4表示鋸切路線；圖Ι-c為按照?qǐng)DI-a和圖\_b加工和鋸切后的空芯木柱的組成單元。圖2為實(shí)施例I 一種空芯層板膠合木圓木柱組坯成型加工示意圖。圖3為實(shí)施例2 —種空芯層板膠合木圓木柱組坯成型加工示意圖。圖4為實(shí)施例3 —種空芯層板膠合木圓木柱組坯成型加工示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I中圖Ι-a、圖Ι-b和圖l_c所示，一種空芯層板膠合木圓木柱，所述圓木柱為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，橫截面為環(huán)狀，包括構(gòu)件單元和膠粘劑層或者包括構(gòu)件單元、膠粘劑層和連接單元；所述構(gòu)件單元為膠合木，橫截面簡(jiǎn)化為等腰梯形，所述連接單元為實(shí)木鋸材，橫截面為矩形，所述構(gòu)件單元沿其長(zhǎng)度方向的兩側(cè)面加工有凹槽，或者構(gòu)件單元兩側(cè)面分別含有榫卯結(jié)構(gòu)，或者構(gòu)件單元兩側(cè)面分別含有齒結(jié)構(gòu)；其中含有齒結(jié)構(gòu)或榫卯結(jié)構(gòu)的相鄰構(gòu)件單元之間，通過(guò)兩側(cè)面的膠粘劑層粘結(jié)固定；兩側(cè)含有凹槽的相鄰構(gòu)件單元之間，通過(guò)兩側(cè)面的膠粘劑層，再沿環(huán)向在相鄰構(gòu)件單元凹槽內(nèi)通過(guò)嵌入涂膠的連接單元連接組成。 所述橫截面為環(huán)狀，環(huán)狀為圓形環(huán)狀。所述的構(gòu)件單元為雙母型、榫卯型或指接型，由厚度15 45_、寬度8(T200mm、長(zhǎng)度1500-4000mm的實(shí)木鋸材膠拼組合而成。所述構(gòu)件單元原料為結(jié)構(gòu)用木材或采用低質(zhì)小徑級(jí)人工速生木材，在結(jié)構(gòu)用膠粘劑的粘結(jié)作用下，依次經(jīng)過(guò)指接接長(zhǎng)、橫拼加寬和疊厚增高成型，加工過(guò)程中構(gòu)成單元木材的紋理朝向一致。所述構(gòu)件單元中木材原料含水率在8°/Tl2%之間，且相互粘結(jié)的相鄰層木材含水率之差小于2%。所述連接單元為楔塊，所述楔塊采用含水率6°/Γ8%，密度O. 75cm3以上的硬闊葉材或針葉材制造，比所要連接的構(gòu)件單元的木材含水率低29Γ5%，楔塊的寬度比構(gòu)件單元側(cè)面對(duì)應(yīng)槽的深度小I. (Γ3. 0mm，楔塊的厚度比構(gòu)件單元側(cè)面對(duì)應(yīng)槽的寬度大O. 05、. 25mm。所述膠粘劑層使用的膠粘劑為苯酚-間苯二酚-甲醛樹(shù)脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑或三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂膠粘劑。實(shí)施例I
根據(jù)圖I和2所示，空芯層板膠合木圓木柱的制造方法，其步驟為(本實(shí)施例膠粘劑層使用的膠粘劑為苯酚-間苯二酚-甲醛樹(shù)脂膠粘劑)
(1)木材原料預(yù)處理根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)機(jī)械鋸切等加工方式，對(duì)木材原料的固有腐朽、節(jié)子、斜紋和裂隙等缺陷進(jìn)行剔除和控制，制出厚度45mm、寬度200mm、長(zhǎng)度4000mm的實(shí)木鋸材，并有選擇性地對(duì)木材進(jìn)行防腐、防蟲(chóng)、阻燃等化學(xué)改性處理。通過(guò)人工干燥的方式， 控制構(gòu)件用實(shí)木鋸材的含水率在12%，連接用實(shí)木鋸材的含水率在8% ；
(2)構(gòu)件單元用膠合木的制作對(duì)構(gòu)件單元用實(shí)木鋸材進(jìn)行端部銑齒，齒長(zhǎng)在25mm、指榫斜面傾斜比在1/7. 5、嵌合度在O. 25mm,在溫度18°C以上、相對(duì)濕度80%的環(huán)境條件下，對(duì)齒進(jìn)行涂膠，涂膠量為350g/m2，沿木材順紋理方向施加壓力接長(zhǎng)，壓力范圍6MPa，加壓時(shí)間 20s，接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。再對(duì)接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材側(cè)表面刨光，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度80%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材側(cè)表面涂膠，涂膠量為350g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力拼寬，壓力范圍I. 2MPa，加壓時(shí)間2h，拼寬后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。然后對(duì)拼接加寬后的實(shí)木鋸材大面刨光，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度80%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材大表面涂膠，涂膠量為350g/ m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力疊厚，壓力范圍1.2MPa，加壓時(shí)間10h，疊厚后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。構(gòu)件單元在縱向接長(zhǎng)、寬度拼接、厚度疊加過(guò)程中，木材紋理均同向配置，最后根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，確定構(gòu)件單元和連接單元的截面尺寸，再通過(guò)鋸切等機(jī)械加工成所需形狀和規(guī)格尺寸；
(3)構(gòu)件單元連接構(gòu)造和連接用木材原料規(guī)格尺寸的加工根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在構(gòu)件單元長(zhǎng)度方向上兩個(gè)側(cè)面上加工出凹槽，每個(gè)側(cè)面f 3個(gè)凹槽，凹槽深度方向與構(gòu)件單元側(cè)面相互垂直，凹槽位于構(gòu)件單元寬度的中部，或三等分位置，或四等分位置。每個(gè)凹槽的寬度在8 20mm，深度在l(T20mm范圍內(nèi)，連接用木材原料厚度比凹槽寬度大 O. 05 O. 25mm，寬度比凹槽深度小I. 0 3· Omm;如圖l_a、l_b和Ι-c所示，經(jīng)過(guò)銑齒接長(zhǎng)、對(duì)接拼寬和膠厚的實(shí)木鋸材，膠縫1，表示厚度方向上相鄰層拼寬膠縫2、3，相鄰層拼寬膠縫滿足>40_的要求；圖{b、為膠合后的板材沿一定角度進(jìn)行斜切，制作空芯膠合木木柱組成單元的鋸切方向，其中鋸切路線4，構(gòu)件單元如圖Ι-c所示。(4)木柱成型長(zhǎng)度方向的兩側(cè)含有凹槽結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，在凹槽內(nèi)部涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米250g，連接單元用實(shí)木鋸材長(zhǎng)度方向的四個(gè)面上涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米250g，然后將連接用木材放入構(gòu)件單元對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)，最后通過(guò)環(huán)向組坯加壓成型，整個(gè)過(guò)程控制在溫度18°C以上、相對(duì)濕度80%的環(huán)境條件下，并在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；
(5 )最后對(duì)木柱進(jìn)行表面刨光磨光、修補(bǔ)和涂飾，檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。實(shí)施例2
根據(jù)圖3所示，空芯層板膠合木圓木柱的制造方法，其步驟為(本實(shí)施例膠粘劑層使用的膠粘劑為聚氨酯膠粘劑)
(1)木材原料預(yù)處理根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)機(jī)械鋸切等加工方式，對(duì)木材原料的固有腐朽、節(jié)子、斜紋和裂隙等缺陷進(jìn)行剔除和控制，制出厚度15mm、寬度80mm、長(zhǎng)度1500mm以上的實(shí)木鋸材，并有選擇性地對(duì)木材進(jìn)行防腐、防蟲(chóng)、阻燃等化學(xué)改性處理。通過(guò)人工干燥的方式，控制構(gòu)件用實(shí)木鋸材的含水率在8% ；
(2)構(gòu)件單元用膠合木的制作對(duì)構(gòu)件單元用實(shí)木鋸材進(jìn)行端部銑齒，齒長(zhǎng)在8_、指榫斜面傾斜比在1/5、嵌合度在O. 1mm，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度50%的環(huán)境條件下，對(duì)齒進(jìn)行涂膠，涂膠量為150g/m2，沿木材順紋理方向施加壓力接長(zhǎng)，壓力范圍3MPa，加壓時(shí)間 5s，接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。再對(duì)接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材側(cè)表面刨光，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度50%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材側(cè)表面涂膠，涂膠量為150g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力拼寬，壓力范圍O. 6MPa，加壓時(shí)間O. 5h，拼寬后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。然后對(duì)拼接加寬后的實(shí)木鋸材大面刨光，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度50%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材大表面涂膠，涂膠量為 150g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力疊厚，壓力范圍O. 6MPa，加壓時(shí)間2h，疊厚后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。構(gòu)件單元在縱向接長(zhǎng)、寬度拼接、厚度疊加過(guò)程中，木材紋理均同向配置，最后根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，確定構(gòu)件單元和連接單元的截面尺寸，再通過(guò)鋸切等機(jī)械加工成所需形狀和規(guī)格尺寸；
(3)構(gòu)件單元連接構(gòu)造的加工根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在構(gòu)件單元長(zhǎng)度方向上一個(gè)側(cè)面上加工出廣3公榫，公榫位于構(gòu)件單元寬度的中部，或三等分位置，或四等分位置，每個(gè)公榫的寬度在8 20mm范圍內(nèi)，厚度在l(T20mm范圍內(nèi)，另一個(gè)側(cè)面上在對(duì)應(yīng)位置上加工出的 Γ3母榫，母榫寬度比公榫厚度小O. 05、. 25mm，深度比凹槽寬度度大I. (Γ3. 0mm，構(gòu)件單元如圖Ι-c所示；
(4)木柱成型長(zhǎng)度方向的兩側(cè)含有榫卯結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，在公榫和母榫上分別涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米150g，然后構(gòu)件單元環(huán)向組坯，每個(gè)構(gòu)件單元側(cè)壁的公榫均與相鄰單元側(cè)壁上的母榫相連接，最后加壓成型，整個(gè)過(guò)程控制在溫度18°C以上、相對(duì)濕度 50%的環(huán)境條件下，并在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；
(5 )最后對(duì)木柱進(jìn)行表面刨光磨光、修補(bǔ)和涂飾，檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。實(shí)施例3
根據(jù)圖4所示，空芯層板膠合木圓木柱的制造方法，其步驟為(本實(shí)施例膠粘劑層使用的膠粘劑為聚氨酯膠粘劑三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂膠粘劑)
(1)木材原料預(yù)處理根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)機(jī)械鋸切等加工方式，對(duì)木材原料的固有腐朽、節(jié)子、斜紋和裂隙等缺陷進(jìn)行剔除和控制，制出厚度30mm、寬度100mm、長(zhǎng)度2000mm以上的實(shí)木鋸材，并有選擇性地對(duì)木材進(jìn)行防腐、防蟲(chóng)、阻燃等化學(xué)改性處理。通過(guò)人工干燥的方式，控制構(gòu)件用實(shí)木鋸材的含水率在10% ；
(2)構(gòu)件單元用膠合木的制作對(duì)構(gòu)件單元用實(shí)木鋸材進(jìn)行端部銑齒，齒長(zhǎng)在20mm、指榫斜面傾斜比在1/6、嵌合度在O. 20mm，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度60%的環(huán)境條件下，對(duì)齒進(jìn)行涂膠，涂膠量為200g/m2，沿木材順紋理方向施加壓力接長(zhǎng)，壓力范圍5MPa，加壓時(shí)間 10s，接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。再對(duì)接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材側(cè)表面刨光，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度60%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材側(cè)表面涂膠，涂膠量為200g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力拼寬，壓力范圍IMPa，加壓時(shí)間lh，拼寬后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。然后對(duì)拼接加寬后的實(shí)木鋸材大面刨光，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度60%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材大表面涂膠，涂膠量為200g/ m2,沿著與膠合面垂直的方向施加壓力疊厚,壓力范圍IMPa,加壓時(shí)間6h,疊厚后的實(shí)木鋸材在該環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化。構(gòu)件單元在縱向接長(zhǎng)、寬度拼接、厚度疊加過(guò)程中，木材紋理均同向配置，最后根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，確定構(gòu)件單元和連接單元的截面尺寸，再通過(guò)鋸切等機(jī)械加工成所需形狀和規(guī)格尺寸；
(3)構(gòu)件單元連接構(gòu)造的加工根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在構(gòu)件單元長(zhǎng)度方向上兩個(gè)側(cè)面上加工出齒，齒長(zhǎng)在8 25mm范圍內(nèi)，指榫斜面傾斜比在1/5 1/7. 5范圍內(nèi)，嵌合度在 O. I O. 25mm范圍內(nèi)，構(gòu)件單元如圖l_c所示；
(4)木柱成型長(zhǎng)度方向的兩側(cè)含有齒結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，在齒上涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米200g，然后環(huán)向組坯加壓成型；
(5 )最后對(duì)木柱進(jìn)行表面刨光磨光、修補(bǔ)和涂飾，檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。實(shí)施例4
步驟同實(shí)施例3，但所述木柱成型后，其橫截面為環(huán)狀，環(huán)狀為多邊形環(huán)狀。
權(quán)利要求
1.一種空芯層板膠合木圓木柱，所述圓木柱為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，橫截面為環(huán)狀，包括構(gòu)件單元和膠粘劑層或者包括構(gòu)件單元、膠粘劑層和連接單元；所述構(gòu)件單元為膠合木，橫截面簡(jiǎn)化為等腰梯形，所述連接單元為硬實(shí)木鋸材，橫截面為矩形，所述構(gòu)件單元沿其長(zhǎng)度方向的兩側(cè)面加工有凹槽，或者構(gòu)件單元兩側(cè)面分別含有榫卯結(jié)構(gòu)，或者構(gòu)件單元兩側(cè)面分別含有齒結(jié)構(gòu)；其中含有榫卯結(jié)構(gòu)或齒結(jié)構(gòu)的相鄰構(gòu)件單元之間，通過(guò)兩側(cè)面的膠粘劑層粘結(jié)成型；兩側(cè)含有凹槽的相鄰構(gòu)件單元之間，通過(guò)兩側(cè)面的膠粘劑層，再沿環(huán)向在相鄰構(gòu)件單元凹槽內(nèi)通過(guò)嵌入涂膠的連接單元連接組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種空芯層板膠合木圓木柱，其特征在于所述橫截面為環(huán)狀，環(huán)狀為多邊形環(huán)狀或圓形環(huán)狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空芯層板膠合木圓木柱，其特征在于所述的構(gòu)件單元為雙母型、榫卯型或指接型，由厚度15 45_、寬度8(T200mm、長(zhǎng)度150(T4000mm的實(shí)木鋸材膠拼組合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空芯層板膠合木圓木柱，其特征在于所述構(gòu)件單元原料為結(jié)構(gòu)用木材或采用低質(zhì)小徑級(jí)人工速生木材，在冷固化結(jié)構(gòu)用膠粘劑的粘結(jié)作用下， 依次經(jīng)過(guò)指接接長(zhǎng)、橫拼加寬和疊厚增高成型，加工過(guò)程中構(gòu)成單元木材的紋理朝向一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種空芯層板膠合木圓木柱，其特征在于所述構(gòu)件單元中木材原料含水率在8% 12%之間，且相互粘結(jié)的相鄰層木材含水率之差小于2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種空芯層板膠合木圓木柱，其特征在于所述連接單元為楔塊，所述楔塊采用含水率69T8%，密度0. 75cm3以上的硬闊葉材或針葉材制造，比所要連接的構(gòu)件單元的木材含水率低2% 5%，楔塊的寬度比構(gòu)件單元側(cè)面對(duì)應(yīng)槽的深度小I.(T3. 0mm，楔塊的厚度比構(gòu)件單元側(cè)面對(duì)應(yīng)槽的寬度大0. 05、. 25mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種空芯層板膠合木圓木柱，其特征在于所述膠粘劑層使用的膠粘劑為苯酚-間苯二酚-甲醛樹(shù)脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑或三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂膠粘劑。
8.—種空芯層板膠合木圓木柱的制造方法，其步驟為(1)通過(guò)機(jī)械加工的方式，制出厚度15 45mm、寬度8(T200mm、長(zhǎng)度150(T4000mm的實(shí)木鋸材，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)木材原料的固有腐朽、節(jié)子、斜紋和裂隙缺陷進(jìn)行剔除和控制，作為空芯層板膠合木圓木柱的構(gòu)成單元用材料；(2)根據(jù)使用條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等要求，能夠事先有選擇性地對(duì)木材進(jìn)行防腐防蟲(chóng)或阻燃改性處理；(3)通過(guò)人工干燥的處理方式，調(diào)整構(gòu)件單元用實(shí)木鋸材的含水率在8 12%范圍內(nèi)，連接單元用硬實(shí)木鋸材的含水率在69T8%范圍內(nèi)；(4)對(duì)構(gòu)件單元用實(shí)木鋸材進(jìn)行端部銑齒，齒長(zhǎng)在8mnT25mm、指榫斜面傾斜比在 1/5 1/7. 5、嵌合度在0. ro. 25mm范圍內(nèi)，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度50 80%的環(huán)境條件下，對(duì)齒進(jìn)行涂膠，涂膠量為15(T350g/m2，接長(zhǎng)木材的紋理一致，并沿木材順紋理方向施加壓力接長(zhǎng)，壓力范圍3 6MPa，加壓時(shí)間5 20s ；(5)接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(T80%的環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；(6)對(duì)接長(zhǎng)后的實(shí)木鋸材側(cè)表面刨光，并進(jìn)行同向紋理配置組坯，在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(T80%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材側(cè)表面涂膠，涂膠量為15(T350g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力拼寬，壓力范圍0. 6^1. 2MPa，加壓時(shí)間0. 5^2h ；(7)拼寬后的實(shí)木鋸材在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(T80%的環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；(8)對(duì)拼接加寬后的實(shí)木鋸材大面刨光，并進(jìn)行同向紋理配置組坯，在溫度18°C以上、 相對(duì)濕度5(T80%的環(huán)境條件下，對(duì)實(shí)木鋸材大表面涂膠，涂膠量為15(T350g/m2，沿著與膠合面垂直的方向施加壓力疊厚，壓力范圍0. 6^1. 2MPa，加壓時(shí)間2 IOh ；(9)疊厚后的單元在溫度18°C以上、相對(duì)濕度5(T80%的環(huán)境條件下養(yǎng)生至膠粘劑完全固化；(10)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，確定構(gòu)件單元和連接單元的截面尺寸，再通過(guò)鋸切等機(jī)械加工成所需形狀和規(guī)格尺寸；(11)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在構(gòu)件單元長(zhǎng)度方向上兩個(gè)側(cè)面上加工出凹槽、齒、或榫卯；(12)長(zhǎng)度方向的兩側(cè)含有齒或榫卯結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，在齒或榫卯上涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米15(T350g的范圍內(nèi)，然后環(huán)向組坯加壓成型，連接單元用實(shí)木鋸材長(zhǎng)度方向的四個(gè)面上涂布膠粘劑，涂膠量控制在每平方米15(T350g的范圍內(nèi)，然后放入長(zhǎng)度方向含有凹槽的構(gòu)件單元的凹槽內(nèi)，最后通過(guò)環(huán)向組坯加壓成型；(13)最后進(jìn)行表面刨光磨光、修補(bǔ)和涂飾，檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種一種空芯層板膠合木圓木柱及制備方法，屬于木材制造領(lǐng)域。圓木柱為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，橫截面為環(huán)狀，包括構(gòu)件單元和膠粘劑層或者包括構(gòu)件單元、膠粘劑層和連接單元。構(gòu)件單元通過(guò)膠粘劑層或膠粘劑層和連接單元連接固定。其制備方法為通過(guò)采用小規(guī)格實(shí)木鋸材制造膠合木，膠合木組合拼接成型。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品尺寸不受限制，并且可以根據(jù)使用條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行壁厚的調(diào)整。產(chǎn)品構(gòu)成單元之間通過(guò)指接、榫卯或高強(qiáng)度樹(shù)種木材作為楔塊嵌入，以增加整體剛度。產(chǎn)品能夠用作木結(jié)構(gòu)建筑用木柱，或應(yīng)用在園林景觀中，木柱內(nèi)部構(gòu)造為空芯結(jié)構(gòu)，內(nèi)部能夠隱式布置水管、電線、電纜等，增強(qiáng)建筑外觀效果。本專利木柱完全可用作替代傳統(tǒng)的原木木柱。
文檔編號(hào)B27M3/00GK102587579SQ20121007235
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者劉偉慶, 岳孔, 陸偉東, 霍瑞麗 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)