本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種竹梁柱的制備方法。

背景技術(shù)：

竹子作為一種歷史悠久的建筑材料，因其受生物結(jié)構(gòu)缺陷限制使其無(wú)法作為大型房屋主梁柱的結(jié)構(gòu)件使用，其優(yōu)異的天然、環(huán)保等性能在高附加值的建筑材料中沒(méi)有得到很好的利用。竹子的建筑經(jīng)濟(jì)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樹(shù)木的四倍，同時(shí)具有良好的彈塑性性能和耐沖擊性能，其比強(qiáng)度、比剛度遠(yuǎn)大于鋼材等金屬材料，但是原竹的受力效果類(lèi)似于細(xì)長(zhǎng)軸，所以只能應(yīng)用在較為簡(jiǎn)易的平房等建筑中，雖然目前重組竹板材的應(yīng)用廣泛，但因其在加工生產(chǎn)過(guò)程中采用竹絲束與膠粘劑(酚醛膠等)在高壓下重組而獲得，其生產(chǎn)出的重組竹密度大(一般在1.1～1.3g/cm³)，環(huán)保性能差，同時(shí)，所獲得的竹結(jié)構(gòu)無(wú)法生產(chǎn)空心的竹建筑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致材料的浪費(fèi)。因此，在建筑及家具行業(yè)其應(yīng)用既受限于竹板材環(huán)保性能喪失，直接影響到后期的開(kāi)發(fā)與利用，又受限于結(jié)構(gòu)笨重(如目前使用的重組竹床及家具)，很難滿足實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等要求。

因此，研發(fā)出一種既能夠讓竹材的環(huán)保性能在建筑中得到最大化的體現(xiàn)、又可以滿足大型房屋建筑的梁柱基本要求的輕型竹材結(jié)構(gòu)制備方法是從業(yè)人員所迫切期望地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種竹梁柱的制備方法，在能夠讓竹材的環(huán)保性能在建筑中得到最大化的體現(xiàn)的同時(shí)，又能夠滿足大型房屋建筑的梁柱基本要求。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種竹梁柱的制備方法，該制備方法具體包括如下操作步驟：

(1)、選取竹材：選用5-8年生毛竹或巨龍竹，備用；

(2)、鋸切竹條：將所選的竹子鋸切成長(zhǎng)3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對(duì)竹筒進(jìn)行分片，分成所需長(zhǎng)、寬的長(zhǎng)條竹片；

(3)、去除無(wú)用物質(zhì)：將所得長(zhǎng)條竹片進(jìn)行去除竹青、竹黃處理，然后將去竹青、竹黃后的竹片置于含0.2～1％雙氧水溶液中蒸煮，且竹片與雙氧水溶液的質(zhì)量比為1：3～5，蒸煮溫度100℃～180℃，蒸煮壓力1～5kg/cm2，蒸煮時(shí)間為3～6小時(shí)，蒸煮后瀝干放入干燥房干燥至含水率為5～8％，待用；

(4)、竹片整形：將經(jīng)步驟(3)處理后的竹片刨切成相互配合的形態(tài)，再將各竹片編織成竹片鏈條；

(5)、浸膠、組胚、補(bǔ)膠：將編織成的竹片鏈條浸入自制的環(huán)氧樹(shù)脂膠中即進(jìn)行浸膠操作，且浸膠量為竹片質(zhì)量的8～20％，浸膠后，采用中心卷繞桿將竹片鏈條一層層的卷繞起來(lái)即進(jìn)行組胚，然后進(jìn)行補(bǔ)膠，保證竹片鏈條上的各竹片之間完全粘合，則獲得初步成型的空心竹柱子；

其中，自制的環(huán)氧樹(shù)脂膠的配方為：E-51環(huán)氧樹(shù)脂50％、聚氨酯預(yù)聚體23％、180-200目滑石粉10％、300目氧化鋁粉5％、二乙烯三胺5％、鄰苯二甲酸二丁酯5％、3-氨丙基三乙氧基硅烷2％；

(6)、裝模與加熱固化：取與初步成型的空心竹柱子相匹配的模具，將初步成型的空心竹柱子裝入模具內(nèi)，模具對(duì)竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接；之后將裝有竹柱子的模具置于隧道窯進(jìn)行加熱固化，且加熱固化溫度50～65℃，加熱固化時(shí)間24～28小時(shí)；

(7)、養(yǎng)生與脫模：加熱固化后的竹柱子置于常溫常壓下環(huán)境中養(yǎng)生3～10天，以去除內(nèi)應(yīng)力，然后將中心卷繞桿從竹柱子中部抽出，最后打開(kāi)模具將竹柱子取出，取出的竹柱子即為完整、空心的竹梁柱。

進(jìn)一步地，所述鋸切竹條中是采用撞竹機(jī)對(duì)竹筒進(jìn)行分片。

進(jìn)一步地，所述竹片整形中，是采用四面刨將加熱后的竹片刨切成相互配合的形態(tài)，且利用竹條編織機(jī)械將各竹片編織成竹片鏈條。

進(jìn)一步地，所述中心卷繞桿包括一桿本體和復(fù)數(shù)個(gè)凸柱，所述凸柱平行間隔設(shè)置于桿本體上。

進(jìn)一步地，所述模具包括一下模和一樞接于該下模的上模，所述上模與下模通過(guò)螺栓螺母鎖付。

本發(fā)明一種竹梁柱的制備方法的有益效果在于：

通過(guò)本發(fā)明制備方法制得的輕型空心的竹梁柱，其在能夠讓竹材的環(huán)保性能在建筑中得到最大化的體現(xiàn)的同時(shí)，又能夠滿足大型房屋建筑的梁柱基本要求，從而為房屋建筑提供了更多的材料結(jié)構(gòu)選擇；另外，本發(fā)明制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單易于操作，且采用的工具與材料易于獲得、價(jià)格低廉，使得制備成本較低。

【附圖說(shuō)明】

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是本發(fā)明中竹片鏈條的示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1與實(shí)施例3所采用的中心卷繞桿的示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1與實(shí)施例3中心卷繞桿卷起竹片鏈條首層時(shí)的示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1與實(shí)施例3中心卷繞桿將竹片鏈條卷好后的示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1與實(shí)施例3中模具的示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例1與實(shí)施例3中初步成型的竹柱子裝入模具后的示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例2所采用的中心卷繞桿的示意圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例2中心卷繞桿卷起竹片鏈條首層時(shí)的示意圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例2中模具的示意圖。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例2中初步成型的竹柱子裝入模具后的示意圖。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明一種竹梁柱的制備方法，該制備方法具體包括如下操作步驟：(1)、選取竹材：選用5～8年生毛竹或巨龍竹，備用；(2)、鋸切竹條：將所選的竹子鋸切成長(zhǎng)3～8米的竹筒，再根據(jù)需求對(duì)竹筒進(jìn)行分片，分成所需長(zhǎng)、寬的長(zhǎng)條竹片；(3)、去除無(wú)用物質(zhì)：將所得長(zhǎng)條竹片進(jìn)行去除竹青、竹黃處理，然后將去竹青、竹黃后的竹片置于含0.2～1％雙氧水溶液(即雙氧水溶液中含0.2～1％雙氧水)中蒸煮，且竹片與雙氧水溶液的質(zhì)量比為1：3～5，蒸煮溫度100℃～180℃，蒸煮壓力1～5kg/cm²，蒸煮時(shí)間為3～6小時(shí)，蒸煮后瀝干放入干燥房干燥至含水率為5～8％，待用；(4)、竹片整形：將經(jīng)步驟(3)處理后的竹片刨切成相互配合的形態(tài)，再將各竹片編織成竹片鏈條；(5)、浸膠、組胚、補(bǔ)膠：將編織成的竹片鏈條浸入自制的環(huán)氧樹(shù)脂膠中即進(jìn)行浸膠操作，且浸膠量為竹片質(zhì)量的8～20％，浸膠后，采用中心卷繞桿將竹片鏈條一層層的卷繞起來(lái)即進(jìn)行組胚，然后進(jìn)行補(bǔ)膠，保證竹片鏈條上的各竹片之間完全粘合，則獲得初步成型的空心竹柱子；(6)、裝模與加熱固化：取與初步成型的空心竹柱子相匹配的模具，將初步成型的空心竹柱子裝入模具內(nèi)，模具對(duì)竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接；之后將裝有竹柱子的模具置于隧道窯進(jìn)行加熱固化，且加熱固化溫度50～65℃，加熱固化時(shí)間24～28小時(shí)；(7)、養(yǎng)生與脫模：加熱固化后的竹柱子置于常溫常壓下環(huán)境中養(yǎng)生3～10天，以去除內(nèi)應(yīng)力，然后將中心卷繞桿從竹柱子中部抽出，最后打開(kāi)模具將竹柱子取出，取出的竹柱子即為完整、空心的竹梁柱。

其中，自制的環(huán)氧樹(shù)脂膠的配方為：E-51環(huán)氧樹(shù)脂50％、聚氨酯預(yù)聚體23％、180-200目滑石粉10％、300目氧化鋁粉5％、二乙烯三胺5％、鄰苯二甲酸二丁酯5％、3-氨丙基三乙氧基硅烷2％；5-8年生毛竹或著巨龍竹，其力學(xué)性能良好，長(zhǎng)可到20-30m，干徑可達(dá)20-30cm。

為了提高分片的效率，鋸切竹條中是采用撞竹機(jī)對(duì)竹筒進(jìn)行分片；竹片整形中是采用較為常見(jiàn)的四面刨將加熱后的竹片刨切成相互配合的形態(tài)，且利用竹條編織機(jī)械將各竹片編織成竹片鏈條，能夠提高竹片整形的操作效率；中心卷繞桿2包括一桿本體21和復(fù)數(shù)個(gè)凸柱22，所述凸柱22平行間隔設(shè)置于桿本體21上；所述模具3包括一下模31和一樞接于該下模31的上模32，所述上模31與下模32通過(guò)螺母33螺栓34鎖付。

本發(fā)明方法能夠根據(jù)實(shí)際需求制備出不同形狀的竹梁柱，比如制備圓柱形的竹梁柱、方柱形的竹梁柱等；且在無(wú)特殊說(shuō)明的情況下，本發(fā)明中的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

實(shí)施例1制備圓柱形的竹梁柱

選用5-8年生毛竹或巨龍竹，備用；將所選的竹子鋸切成長(zhǎng)3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對(duì)竹筒進(jìn)行分片，分成所需長(zhǎng)、寬的長(zhǎng)條竹片；將所得長(zhǎng)條竹片進(jìn)行去除竹青、竹黃處理，然后將去竹青、竹黃后的竹片置于含0.5％雙氧水溶中蒸煮，且竹片與雙氧水溶液的質(zhì)量比為1：4，蒸煮溫度180℃，蒸煮壓力3kg/cm²，蒸煮時(shí)間為5小時(shí)，蒸煮后瀝干放入干燥房干燥至竹片含水率為6％)，待用；將蒸煮并干燥后的竹片刨切成相互配合的形態(tài)，再將各竹片11編織成竹片鏈條1(如圖1所示)；將編織成的竹片鏈條1浸入環(huán)氧樹(shù)脂膠中即進(jìn)行浸膠操作，且浸膠量為竹片質(zhì)量的15％，浸膠后，采用中心卷繞桿2(本實(shí)施例中心卷繞桿2如圖2所示，其桿本體21為圓柱體)將竹片鏈條1一層層的卷繞起來(lái)即進(jìn)行組胚，然后進(jìn)行補(bǔ)膠，保證竹片鏈條1上的各竹片11之間完全粘合，則獲得初步成型的竹柱子；取與初步成型的竹柱子相匹配的模具3(如圖5所示)，即本實(shí)施例中模具3的上模31與下模32通過(guò)螺母33鎖付后形成圓柱形空間剛好能夠用于容置初步成型的竹柱子，之后如圖6所示，將初步成型的竹柱子裝入模具3內(nèi)，并采用螺母33鎖付，模具3對(duì)竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片11之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接；接著將裝有竹柱子的模具置于隧道窯進(jìn)行加熱固化，加熱固化的溫度為50℃，加熱固化時(shí)間為25小時(shí)；加熱固化后的竹柱子置于常溫常壓下環(huán)境中養(yǎng)生3～10天，以去除內(nèi)應(yīng)力，然后將中心卷繞桿2從竹柱子中部抽出，最后打開(kāi)模具3將竹柱子取出，取出的竹柱子即為完整、空心的竹梁柱，且呈圓柱形。

實(shí)施例2制備方柱形的竹梁柱

選用5-8年生毛竹或巨龍竹，備用；將所選的竹子鋸切成長(zhǎng)3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對(duì)竹筒進(jìn)行分片，分成所需長(zhǎng)、寬的長(zhǎng)條竹片；將所得長(zhǎng)條竹片進(jìn)行去除竹青、竹黃處理，然后將去竹青、竹黃后的竹片置于含0.2％雙氧水溶中蒸煮，且竹片與雙氧水溶液的質(zhì)量比為1：5，蒸煮溫度150℃，蒸煮壓力1kg/cm²，蒸煮時(shí)間為6小時(shí)，蒸煮后瀝干放入干燥房干燥至竹片含水率為8％，待用；將蒸煮并干燥后的竹片刨切成相互配合的形態(tài)，再將各竹片11編織成竹片鏈條1(如圖1所示)；將編織成的竹片鏈條1浸入環(huán)氧樹(shù)脂膠中即進(jìn)行浸膠操作，且浸膠量為竹片質(zhì)量的8％，浸膠后，采用中心卷繞桿2(本實(shí)施例中心卷繞桿2如圖7所示，其桿本體21為方柱體)將竹片鏈條1一層層的卷繞起來(lái)即進(jìn)行組胚，然后進(jìn)行補(bǔ)膠，保證竹片鏈條1上的各竹片11之間完全粘合，則獲得初步成型的竹柱子；取與初步成型的竹柱子相匹配的模具3(如圖9所示)，即本實(shí)施例中模具3的上模31與下模32通過(guò)螺母33鎖付后形成方柱形空間剛好能夠用于容置初步成型的竹柱子，之后如圖10所示，將初步成型的竹柱子裝入模具3內(nèi)，并采用螺母33鎖付，模具3對(duì)竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片11之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接；將裝有竹柱子的模具置于隧道窯進(jìn)行加熱固化，加熱固化的溫度為65℃，加熱固化時(shí)間為28小時(shí)；加熱固化后的竹柱子置于常溫常壓下環(huán)境中養(yǎng)生3～10天，以去除內(nèi)應(yīng)力，然后將中心卷繞桿2從竹柱子中部抽出，最后打開(kāi)模具3將竹柱子取出，取出的竹柱子即為完整、空心的竹梁柱，且呈方柱形。

實(shí)施例3制備另一圓柱形的竹梁柱

選用5-8年生毛竹或巨龍竹，備用；將所選的竹子鋸切成長(zhǎng)3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對(duì)竹筒進(jìn)行分片，分成所需長(zhǎng)、寬的長(zhǎng)條竹片；將所得長(zhǎng)條竹片進(jìn)行去除竹青、竹黃處理，然后將去竹青、竹黃后的竹片置于含1％雙氧水溶中蒸煮，且竹片與雙氧水溶液的質(zhì)量比為1：3，蒸煮溫度100℃，蒸煮壓力5kg/cm²，蒸煮時(shí)間為3小時(shí)，蒸煮后瀝干放入干燥房干燥至竹片含水率為5％，待用；將蒸煮并干燥后的竹片刨切成相互配合的形態(tài)，再將各竹片11編織成竹片鏈條1(如圖1所示)；將編織成的竹片鏈條1浸入環(huán)氧樹(shù)脂膠中即進(jìn)行浸膠操作，且浸膠量為竹片質(zhì)量的20％，浸膠后，采用中心卷繞桿2(本實(shí)施例中心卷繞桿2如圖2所示，其桿本體21為圓柱體)將竹片鏈條1一層層的卷繞起來(lái)即進(jìn)行組胚，然后進(jìn)行補(bǔ)膠，保證竹片鏈條1上的各竹片11之間完全粘合，則獲得初步成型的竹柱子；取與初步成型的竹柱子相匹配的模具3(如圖5所示)，即本實(shí)施例中模具3的上模31與下模32通過(guò)螺母33鎖付后形成圓柱形空間剛好能夠用于容置初步成型的竹柱子，之后如圖6所示，將初步成型的竹柱子裝入模具3內(nèi)，并采用螺母33鎖付，模具3對(duì)竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片11之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接；接著將裝有竹柱子的模具置于隧道窯進(jìn)行加熱固化，加熱固化的溫度為60℃，加熱固化時(shí)間為24小時(shí)；加熱固化后的竹柱子置于常溫常壓下環(huán)境中養(yǎng)生3～10天，以去除內(nèi)應(yīng)力，然后將中心卷繞桿2從竹柱子中部抽出，最后打開(kāi)模具3將竹柱子取出，取出的竹柱子即為完整、空心的竹梁柱，且呈圓柱形。

將上述各實(shí)施例中獲得的竹梁柱通過(guò)萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)測(cè)定，測(cè)定結(jié)構(gòu)可知，各實(shí)施例制得的竹梁柱其彎曲強(qiáng)度可達(dá)90～150MPa、抗拉強(qiáng)度可達(dá)100—160MPa、抗壓強(qiáng)度60～90MPa，從而能夠滿足大型房屋建筑的梁柱基本要求；且本發(fā)明制得的竹梁柱的密度與竹材相當(dāng)(一般為0.6—0.8g/cm³)，遠(yuǎn)小于重組竹的密度。

綜上，本發(fā)明制備方法制得的竹梁柱，其能夠讓竹材的環(huán)保性能在建筑中得到最大化的體現(xiàn)的同時(shí)，又能夠滿足大型房屋建筑的梁柱基本要求，從而為房屋建筑提供了更多的材料結(jié)構(gòu)選擇；另外，本發(fā)明制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單易于操作，且采用的工具與材料易于獲得、價(jià)格低廉，即本發(fā)明制備方法制備成本較低。