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木的四倍，同時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似于細(xì)長軸，所以只能應(yīng)用在較為簡易的平房等建筑中，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，所獲得的竹結(jié)構(gòu)無法生產(chǎn)空心的竹建筑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致材料的浪費。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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問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，又能夠滿足大型房屋建筑的梁柱基本要求。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：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3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對竹筒進(jìn)行分片，分成所需長、寬的長條竹片；

(3)、去除無用物質(zhì)：將所得長條竹片進(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，蒸煮時間為3～6小時，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)氧樹脂膠的配方為：E-51環(huán)氧樹脂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)，模具對竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片之間實現(xiàn)無縫連接；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℃，加熱固化時間24～28小時；

(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，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)明制備方法過程簡單易于操作，且采用的工具與材料易于獲得、價格低廉，使得制備成本較低。

【附圖說明】

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(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)明實施例1與實施例3所采用的中心卷繞桿的示意圖。

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

圖4是本發(fā)明實施例1與實施例3中心卷繞桿將竹片鏈條卷好后的示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例1與實施例3中模具的示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例1與實施例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)明實施例2所采用的中心卷繞桿的示意圖。

圖8是本發(fā)明實施例2中心卷繞桿卷起竹片鏈條首層時的示意圖。

圖9是本發(fā)明實施例2中模具的示意圖。

圖10是本發(fā)明實施例2中初步成型的竹柱子裝入模具后的示意圖。

【具體實施方式】

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3～8米的竹筒，再根據(jù)需求對竹筒進(jìn)行分片，分成所需長、寬的長條竹片；(3)、去除無用物質(zhì)：將所得長條竹片進(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，蒸煮時間為3～6小時，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)，模具對竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片之間實現(xiàn)無縫連接；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℃，加熱固化時間24～28小時；(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)氧樹脂膠的配方為：E-51環(huán)氧樹脂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)對竹筒進(jìn)行分片；竹片整形中是采用較為常見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通過螺母33螺栓34鎖付。

本發(fā)明方法能夠根據(jù)實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；且在無特殊說明的情況下，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3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對竹筒進(jìn)行分片，分成所需長、寬的長條竹片；將所得長條竹片進(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，蒸煮時間為5小時，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)，即本實施例中模具3的上模31與下模32通過螺母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對竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片11之間實現(xiàn)無縫連接；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℃，加熱固化時間為25小時；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3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對竹筒進(jìn)行分片，分成所需長、寬的長條竹片；將所得長條竹片進(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，蒸煮時間為6小時，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)，即本實施例中模具3的上模31與下模32通過螺母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對竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片11之間實現(xiàn)無縫連接；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℃，加熱固化時間為28小時；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3-8米的竹筒，再根據(jù)需求對竹筒進(jìn)行分片，分成所需長、寬的長條竹片；將所得長條竹片進(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，蒸煮時間為3小時，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)，即本實施例中模具3的上模31與下模32通過螺母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對竹柱子進(jìn)行成型加壓，則使得各竹片11之間實現(xiàn)無縫連接；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℃，加熱固化時間為24小時；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。

將上述各實施例中獲得的竹梁柱通過萬能力學(xué)試驗機(jī)進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)測定，測定結(jié)構(gòu)可知，各實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，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)明制備方法過程簡單易于操作，且采用的工具與材料易于獲得、價格低廉，即本發(fā)明制備方法制備成本較低。