[发明专利]一种重组复合结构竹的制造方法

说明书

本发明涉及一种重组复合结构竹的制造方法，属于绿色竹制建材技术领域。本发明方法以竹束、胶黏剂和钢筋为原料，经过疏解、干燥、浸胶、接长和施压成型等，制造高性能重组复合结构竹，选用最常用的带肋钢筋与重组竹进行复合，并以此施压成型，制造成本低、制造工艺简便。当重组复合结构竹用作梁、柱和板等结构构件时，带肋钢筋所具有的高模量特性，会显著增加整个构件的刚度，从而提升整个构件的承载力；带肋钢筋沿长度方向通长布置，会提升显著提升接头处的强度，从而提升整个构件的承载力。本发明方法能够简便快速地制造出高性能重组复合结构竹，制造的高性能重组复合结构竹具有模量高、接头强度高的特性，在建筑结构中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种重组复合结构竹的制造方法，尤其适用于力学性能要求高、规格尺寸大的结构用梁、柱和板等建筑结构构件，属于绿色竹制建材技术领域。

背景技术

重组竹是一种新型竹制复合材料，是由竹束经过浸胶、干燥、组坯和胶合等工序制造而成。由于受竹束规格尺寸的限制，在制造规格尺寸大的结构用梁、柱和板等建筑结构构件时，往往将竹束沿长度方向进行拼接，然后将多层沿长度方向铺装的竹束单元施压成型。这种方法制造出来的重组竹材料，具有典型的高强度、低模量特性。以抗拉性能为例，重组竹的抗拉强度(单位：MPa)与其密度(单位：g/cm³)的比值为121，远高于木材、钢材和混凝土；重组竹的抗拉弹性模量(单位：GPa)与其密度(单位：g/cm³)的比值则仅为16，略高于混凝土，远低于木材和钢筋(安徽农业大学学报2017年第44卷第1期第60～64页的“结构用重组竹抗弯力学性能”)。另外，在制造重组竹时，竹束沿长度方向进行拼接，所存在的拼接接头，往往会导致接头处的强度损失过大，一般会降低30～50％。这些存在的问题会导致传统方法制造的重组竹材难以满足力学性能要求高、规格尺寸大的结构用梁、柱和板等建筑结构构件的要求。

经有关文献和资料检索，如建筑建材装饰第2012年第14卷第6期第54～56页的“预应力胶合竹、木梁的推广意义及初步研究”，提供了一种采用施加预应力的方法来增强胶合竹、木梁的抗弯刚度，但对接头强度没有改善，该方法的缺点为后期二次加工，工艺复杂；工业建筑第2016年第46卷第1期第20～24页的“冷弯薄壁型钢-重组竹组合工字形梁受弯性能研究”，提供了一种采用重组竹与冷弯薄壁型钢进行二次胶合来提高整体梁抗弯刚度和强度的方法，这种方法为后期二次加工、工艺复杂，且制造成本高。

发明内容

本发明的目的，是为了改进现有工艺技术中的不足，提供一种重组复合结构竹的制造方法，使其力学性能满足结构构件的要求，快速推进重组竹在建筑结构领域的应用。

本发明提出的重组复合结构竹的制造方法，包括以下步骤：

(1)将原竹疏解成竹束单元，使竹束单元的厚度为10～15mm，竹束单元的长度为2000～3000mm，竹束单元的宽度为100～150mm；

(2)将上述疏解成的竹束单元，采用热空气作为介质进行干燥，干燥温度40～70℃，干燥时间为8～10h；

(3)将上述干燥后的竹束单元浸渍在酚醛树脂溶液中，酚醛树脂的固含量浓度为9～15％，浸渍温度为18～30℃，浸渍时间为10～20分钟；

(4)将步骤(3)得到的浸渍后竹束单元沿长度方向拼长，沿厚度方向铺装，使竹束单元层的层数为4～30层，相邻竹束单元层接头的错开距离记为l，400≤l≤1000mm，将钢筋铺装在竹束单元层之间，得到重组复合结构竹初品；

(5)对步骤(4)的重组复合结构竹初品进行施压成型，若采用热压法，施压成型的压力为1～5MPa，施压成型的温度为120～150℃，施压成型的时间为40～70分钟，若采用冷压法，施压成型的压力为30～70MPa，施压成型后热固化的温度为120～150℃，施压成型后热固化的时间为12～20小时，得到复合结构竹产品。