[发明专利]高强度竹质结构材的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种高强度竹质结构材的制造方法。属于竹木加工工艺技术和制造领域。

背景技术

作为承重结构使用的竹质结构材和竹木复合结构材，其强度是重要的力学性能指标。而人们在制造强度高、硬度大的竹质结构材和竹木复合结构材时，往往同样需要其单元本体材料有着很高的强度。但是由于竹和木质材料的某些生长特性，往往很难达到设计和使用要求。树种的不同，木材的强度就不一样，有些强度值最大和最小的要相差很多倍。因此，使得制作出的产品强度相差很大。比如，目前使用量大，承重要求很高的集装箱地板，就需要用强度很高的木材来制造。目前市场上选用的是生长在热带雨林的硬阔叶材阿必东和科隆木材，他们有着很高的强度，完全可以满足使用要求。但是，热带雨林破坏的加剧和面积的减少，已使得各国在逐步限伐和禁伐，使得集装箱地板的原材料日趋紧张，纷纷寻找新的强度高硬度大的替代材料。其他木质结构材料领域都面临了同样的问题。选用其他强度不高的树种又达不到高强度的使用要求。因此，科学利用结构材料复合技术和竹片强化技术，可解决这一矛盾，制造高强度的竹质结构材和竹木复合结构材。

发明内容

本发明的目的是提高竹质结构材和竹木复合结构材的强度。根据结构材受力状态下的应力分布特性，设置和调节材料各层的强度、密度和硬度，从而提高结构材的整体强度。采用竹片弦向加压强化和竹片单元整张化技术，来控制竹片单元强度和整张化强度。提供一种高强度竹质结构材和竹木复合结构材的制作方法。

本发明的技术解决方案

高强度竹质结构材的制造方法，该方法的工艺步骤分为，

(1)竹片平面加工：将竹片坯条加工成平面竹片；

(2)竹片分类强化加工：将具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定厚弦向压机中，厚度方向上下热板温度在160～200℃，弦向加压板向竹片弦向施压，压力0.1～0.35Mpa，保持5～10分钟，使得竹片在定厚、加热和弦向加压状态下竹片的厚度不变，弦向压缩，提高整体密度，增加强度和硬度，根据竹片层位于不同层数位置，通过改变弦向压力来分类调节和改变竹片的强度值和密度值，达到强化竹片的目的，位于面层的竹片层强度、密度最大，中间层最小；

(3)干燥处理：将竹片干燥到8～12％；

(4)竹片分类整张化处理：依强度按面层、次面层和中间层把竹片分类，将相同密度和强度的单元竹片，通过侧面涂胶胶合成整张竹片层，形成不同密度和强度的面层、次面层和中间层的整张化竹片层；

(5)涂胶组坯：将奇数层的整张竹片层表面涂上粘合剂，涂胶量为150～250克/平方米，按照面层、次面层和中间层，用整张竹片层组合成坯板，面层选用强度、密度和硬度最高值层，以获得高强度材的整体性能；

(6)热压：将涂胶组坯完毕的坯板送入到热压机中，温度100～150℃，压力0.1～0.25Mpa，时间0.8～1.1分钟/毫米；

(7)后期处理：热压后的板材经过热堆放，逐步消除应力；

(8)成品。

高强度竹木复合结构材制造方法，其工艺步骤分：

(1)竹片平面加工：将竹片坯条加工成平面竹片；

(2)竹片分类强化加工：将具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定厚弦向压机中，厚度方向上下热板温度在160～200℃，弦向加压板向竹片弦向施压，压力0.1～0.35Mpa，保持5～10分钟，使得竹片在定厚、加热和弦向加压状态下竹片的厚度不变，弦向压缩，提高整体密度，增加强度和硬度，根据竹片层位于不同层数位置，通过改变弦向压力来分类调节和改变竹片的强度值和密度值，达到强化竹片的目的，位于面层的竹片层强度、密度最大，中间层最小；

(3)干燥处理：将竹片干燥到8～12％；

(4)竹片分类整张化处理：依强度按面层、次面层和中间层把竹片分类，将相同密度和强度的单元竹片，通过侧面涂胶胶合成整张竹片层，形成不同密度和强度的面层、次面层和中间层的整张化竹片层；

(5)将木单板干燥到含水率8～12％。

(6)涂胶组坯：将奇数层的整张竹片层和奇数层木单板表面涂上粘合剂，涂胶量一般为150～250克/平方米。按照各层强度分类的组坯原则，用整张竹片层和木单板层组合成坯板。面层选用强度、密度和硬度最高值层，以获得高强度材的整体性能。

(7)将涂胶组坯完毕的坯板送入到可以加热和加压的热压机中，温度100～150℃，压力0.1～0.25Mpa，时间0.8～1.1分钟/毫米。