[發(fā)明專利]用作輕型木結(jié)構(gòu)龍骨的多功能型竹質(zhì)工程材及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410055977.3
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN103790283A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳孔;劉偉慶;陸偉東;霍瑞麗;王磊磊;夏蛟;方智銳;張偉康
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C2/296
• 分類號(hào): E04C2/296;B27M3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涉及木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別是涉及一種用作輕型木結(jié)構(gòu)龍骨的多功能型竹質(zhì)工程材及其制備方法。

背景技術(shù)

在以美國、日本和加拿大等為典型代表的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，木材是建筑常用的材料，原木結(jié)構(gòu)、輕型木結(jié)構(gòu)和重型木結(jié)構(gòu)一直是其國家居民的主流住所。其中，輕型木結(jié)構(gòu)是將間距緊密的規(guī)格材作墻骨和以木基結(jié)構(gòu)板材做覆面板聯(lián)合使用，形成的結(jié)構(gòu)骨架。結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和整體性通過主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（骨架構(gòu)件）和次要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（墻面板、樓面板和屋面板）共同作用得到。墻骨主要采用橫截面名義尺寸為2’’×4’’，即實(shí)際截面尺寸為38mm×89mm的規(guī)格材建造而成，是流行于北美的住宅建筑方法。該結(jié)構(gòu)具有保溫、隔熱、建造能耗低、排放等效二氧化碳少、水污染指數(shù)及生態(tài)資源耗用指數(shù)低等突出優(yōu)點(diǎn)。

自我國實(shí)行木材進(jìn)口零關(guān)稅以來，歐美等發(fā)達(dá)國家對中國的木結(jié)構(gòu)建筑市場高度重視，各國木結(jié)構(gòu)行業(yè)積極參與，大量木結(jié)構(gòu)用外優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)技術(shù)傳入國內(nèi)，但由于國情原因，國內(nèi)仍面臨著實(shí)現(xiàn)木結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件的本土化，降低成本、價(jià)格，降低或避免國外優(yōu)質(zhì)進(jìn)口材的安全隱患等任務(wù)。

竹材生長迅速，材質(zhì)優(yōu)良，在我國的加工利用歷史悠久，是優(yōu)良的建筑材料，我國在集約經(jīng)營、新品種培育和新產(chǎn)品開發(fā)方面處于國際領(lǐng)先地位，但截至目前為止，竹材主要用作人造板、工藝品、竹木復(fù)合材料、制漿造紙、竹炭和竹醋液等領(lǐng)域，目前已有將竹材用作工程材的研究，如膠合竹等，但存在著竹材展平困難、需去除竹青竹黃等復(fù)雜工序等問題，因此在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域一直未加以有效利用。如能根據(jù)原竹構(gòu)造特點(diǎn)，加以利用，將其用于木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域，替代輕型木結(jié)構(gòu)中墻體材料、屋面材料或樓面材料的規(guī)格材龍骨，有利于加快木結(jié)構(gòu)房屋的國產(chǎn)化進(jìn)程，提高人們的居住水平，降低材料成本；另外，從產(chǎn)量上看，我國已是木材加工大國，在木制品加工使用過程中，有大量的木材加工廢棄物，如刨花、纖維、木粉等鋸屑，目前基本用作低附加值的新炭材直接用以燃燒取暖，也在建筑中并未加以有效利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用作輕型木結(jié)構(gòu)龍骨的多功能型竹質(zhì)工程材及其制備方法，將強(qiáng)度較大的竹材用作承載構(gòu)件，將木材加工廢棄物用作保溫隔熱阻燃材料，可實(shí)現(xiàn)輕型木結(jié)構(gòu)墻體材料、屋面材料或樓面材料中龍骨的國產(chǎn)化和低成本化。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用作輕型木結(jié)構(gòu)龍骨的多功能型竹質(zhì)工程材，包括原竹和發(fā)泡材料，所述發(fā)泡材料置于原竹內(nèi)部，所述原竹設(shè)置在墻體材料、屋面材料或樓面材料的覆面板之間，并通過螺釘連接，原竹的直徑與墻體材料、屋面材料或樓面材料尺寸相匹配，原竹與覆面板之間形成的空隙填充有保溫阻燃材料。

作為優(yōu)選，所述原竹竹壁厚度在6mm以上。

上述用作輕型木結(jié)構(gòu)龍骨的多功能型竹質(zhì)工程材的制備方法，包括以下步驟：

（1）原材料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備與墻體材料、屋面材料或樓面材料尺寸相匹配的原竹，發(fā)泡膠粘劑，40～100目的木材加工廢棄物；

（2）原竹預(yù)加工：將原竹內(nèi)竹隔去除后，將其含水率控制在8%～20%范圍內(nèi)；

（3）發(fā)泡材料制備：按照質(zhì)量百分比20%～70%的比例將木材加工廢棄物加入到發(fā)泡膠粘劑中，混合均勻后置于原竹內(nèi)部并進(jìn)行發(fā)泡處理；

（4）竹質(zhì)工程材制備：對內(nèi)部填充有發(fā)泡材料的原竹進(jìn)行尺寸加工，加工出沿其長度方向等寬的工程材。

作為優(yōu)選，根據(jù)墻體材料、屋面材料或樓面材料尺寸確定并選擇合適長度范圍的原竹，當(dāng)原竹長度不能滿足墻體高度要求時(shí)，通過原竹大小端套接的接長方式接長。

作為優(yōu)選，被插入原竹進(jìn)行接長的原竹，接長后在其套接接長端應(yīng)施加金屬或FRP材質(zhì)的套箍進(jìn)行環(huán)向約束。

作為優(yōu)選，所述發(fā)泡膠粘劑為聚氨酯、苯酚-甲醛膠粘劑或三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂。

作為優(yōu)選，所述木材加工廢棄物包括木刨花、木纖維和木粉。

作為優(yōu)選，原竹等寬加工的寬度由墻體材料、屋面材料或樓面材料的尺寸確定，且寬度的兩個(gè)平面其寬度在25mm以上。

作為優(yōu)選，所述發(fā)泡材料的密度為150～300kg/m³。

作為優(yōu)選，所述發(fā)泡膠粘劑與木材加工廢棄物混合的同時(shí)，還添加可選的阻燃材料。