用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材，所述竹質工程材由原竹和發泡材料組成，發泡材料置于原竹內部；所述原竹設置在輕型木結構墻體材料、屋面材料或樓面材料的覆面板之間，并通過螺釘與覆面板連接，原竹的直徑與墻體材料、屋面材料或樓面材料的厚度相匹配，原竹間距根據力學性能的要求設定，原竹與覆面板之間形成的空隙填充有保溫阻燃材料。本實用新型將國內量大面廣的竹材用于木結構，替代輕型木結構中墻體的規格材龍骨，不但有利于加快木結構房屋的國產化進程，提高人們的居住水平，還有利用降低材料成本。
【專利說明】用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及涉及木結構領域，特別是涉及一種用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材。
【背景技術】
[0002]在以美國、日本和加拿大等為典型代表的發達國家和地區，木材是建筑常用的材料，原木結構、輕型木結構和重型木結構一直是其國家居民的主流住所。其中，輕型木結構是將間距緊密的規格材作墻骨和以木基結構板材做覆面板聯合使用，形成的結構骨架。結構的承載力、剛度和整體性通過主要結構構件(骨架構件)和次要結構構件(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” X4”，即實際截面尺寸為38mmX89mm的規格材建造而成，是流行于北美的住宅建筑方法。該結構具有保溫、隔熱、建造能耗低、排放等效二氧化碳少、水污染指數及生態資源耗用指數低等突出優點。
[0003]自我國實行木材進口零關稅以來，歐美等發達國家對中國的木結構建筑市場高度重視，各國木結構行業積極參與，大量木結構用外優質材料和先進技術傳入國內，但由于國情原因，國內仍面臨著實現木結構材料、構件的本土化，降低成本、價格，降低或避免國外優質進口材的安全隱患等任務。
[0004]竹材生長迅速，材質優良，在我國的加工利用歷史悠久，是優良的建筑材料，我國在集約經營、新品種培育和新產品開發方面處于國際領先地位，但截至目前為止，竹材主要用作人造板、工藝品、竹木復合材料、制漿造紙、竹炭和竹醋液等領域，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雜工序等問題，因此在建筑結構領域一直未加以有效利用。如能根據原竹構造特點，加以利用，將其用于木結構建筑領域，替代輕型木結構中墻體材料、屋面材料或樓面材料的規格材龍骨，有利于加快木結構房屋的國產化進程，提高人們的居住水平，降低材料成本；另外，從產量上看，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。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提出一種用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材，將強度較大的竹材用作承載構件，將木材加工廢棄物用作保溫隔熱阻燃材料，可實現輕型木結構墻體材料、屋面材料或樓面材料中龍骨的國產化和低成本化。
[0006]本實用新型采用的技術方案為:一種用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材，包括原竹和發泡材料，所述發泡材料置于原竹內部，所述原竹設置在墻體材料、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。
[0007]作為優選，所述原竹竹壁厚度在6mm以上。[0008]上述用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)原材料準備:準備與墻體材料、屋面材料或樓面材料尺寸相匹配的原竹，發泡膠粘劑，40?100目的木材加工廢棄物；
[0010](2)原竹預加工:將原竹內竹隔去除后，將其含水率控制在8%?20%范圍內；
[0011](3)發泡材料制備:按照質量百分比20%?70%的比例將木材加工廢棄物加入到發泡膠粘劑中，混合均勻后置于原竹內部并進行發泡處理；
[0012](4)竹質工程材制備:對內部填充有發泡材料的原竹進行尺寸加工，加工出沿其長度方向等寬的工程材。
[0013]作為優選，根據墻體材料、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，當原竹長度不能滿足墻體高度要求時，通過原竹大小端套接的接長方式接長。
[0014]作為優選，被插入原竹進行接長的原竹，接長后在其套接接長端應施加金屬或FRP材質的套箍進行環向約束。
[0015]作為優選，所述發泡膠粘劑為聚氨酯、苯酚-甲醛膠粘劑或三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂。
[0016]作為優選，所述木材加工廢棄物包括木刨花、木纖維和木粉。
[0017]作為優選，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，且寬度的兩個平面其寬度在25mm以上。
[0018]作為優選，所述發泡材料的密度為150?300kg/m3。
[0019]作為優選，所述發泡膠粘劑與木材加工廢棄物混合的同時，還添加可選的阻燃材料。
[0020]本實用新型根據原竹縱向強度大、中空等構造特點，將木材加工廢棄物預先置入原竹內部并進行發泡處理，發泡材料密度和空氣孔隙率可控，同時添加阻燃劑，賦予發泡材料阻燃防火功能，因此將國內量大面廣的竹材用于木結構，替代輕型木結構中墻體材料、屋面材料或樓面材料的龍骨，不但有利于加快木結構房屋的國產化進程，提高人們的居住水平，還有利用降低材料成本。
[0021]本實用新型的有益效果:專利產品充分利用了竹材順紋抗壓強度較大的特點，將其用作輕型木結構中墻體材料、屋面材料或樓面材料骨架承重材料。在其內部填充木材加工廢棄物后發泡處理，可鋸切、可釘釘；產品內預植入管材，后期使用過程中能放置電線，隱蔽性強，裝飾性好；原材料選用竹材和木材加工廢棄物，成本低、獲得簡便；原竹內發泡材料的密度和空氣孔隙率可控，具有自重輕、良好的吸音、保溫隔熱功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為原竹在墻體材料、屋面材料或樓面材料內應用的原竹根部示意圖；
[0023]圖2為原竹在墻體材料、屋面材料或樓面材料內應用的原竹稍部示意圖；
[0024]圖3為未加工原竹橫截面示意圖；
[0025]圖4為內部填充發泡材料后原竹橫截面示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合【具體實施方式】和附圖對本實用新型做進一步說明:[0027]實施例1
[0028]如圖1?4所示，一種用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材，包括原竹和發泡材料2，所述發泡材料2置于原竹內部，所述原竹設置在墻體材料、屋面材料或樓面材料的覆面板4之間，并通過螺釘I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4之間形成的空隙可有選擇性地填充保溫阻燃材料5。所述原竹竹壁3厚度在8mm?IOmm范圍內。
[0029]上述用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材的制備方法，包括以下步驟:
[0030]( I)原材料準備:準備與墻體材料尺寸相匹配的原竹，發泡膠粘劑，40目的木材加工廢棄物；
[0031](2)原竹預加工:將原竹內竹隔去除后，將其含水率控制在8%?15%范圍內；
[0032](3)發泡材料制備:按照質量百分比20%的比例將木材加工廢棄物加入到發泡膠粘劑中，混合均勻后置于原竹內部并進行發泡處理；
[0033](4)竹質工程材制備:對內部填充有發泡材料的原竹進行尺寸加工，加工出沿其長度方向等寬的工程材。
[0034]根據墻體高度確定并選擇合適長度范圍的原竹，當原竹長度不能滿足墻體高度要求時，通過原竹大小端套接的接長方式接長。被插入原竹進行接長的原竹，接長后在其套接接長端施加金屬套箍進行環向約束。
[0035]所述發泡膠粘劑為聚氨酯；所述木材加工廢棄物為木刨花,原竹等寬加工的寬度由墻體厚度確定，且寬度的兩個平面其寬度在25mm以上。所述發泡材料的密度為150?200kg/m3。
[0036]實施例2
[0037]上述用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材的制備方法，包括以下步驟:
[0038](I)原材料準備:準備與樓面材料尺寸相匹配的原竹，發泡膠粘劑，100目的木材加工廢棄物；
[0039](2)原竹預加工:將原竹內竹隔去除后，將其含水率控制在15%?20%范圍內；
[0040](3)發泡材料制備:按照質量百分比70%的比例將木材加工廢棄物加入到發泡膠粘劑中，混合均勻后置于原竹內部并進行發泡處理；
[0041](4)竹質工程材制備:對內部填充有發泡材料的原竹進行尺寸加工，加工出沿其長度方向等寬的工程材。
[0042]根據樓面材料尺寸確定并選擇合適長度范圍的原竹，當原竹長度不能滿足墻體高度要求時，通過原竹大小端套接的接長方式接長。被插入原竹進行接長的原竹，接長后在其套接接長端施加FRP套箍進行環向約束。
[0043]所述發泡膠粘劑為苯酚-甲醛膠粘劑；所述木材加工廢棄物為木粉，原竹等寬加工的寬度由樓面材料尺寸確定，且寬度的兩個平面其寬度在25mm以上。所述發泡材料的密度為 250 ?300kg/m3。
[0044]實施例3
[0045]上述用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材的制備方法，包括以下步驟:
[0046](I)原材料準備:準備與屋面材料尺寸相匹配的原竹，發泡膠粘劑，70目的木材加工廢棄物；[0047](2)原竹預加工:將原竹內竹隔去除后，將其含水率控制在12%?16%范圍內；
[0048](3)發泡材料制備:按照質量百分比50%的比例將木材加工廢棄物加入到發泡膠粘劑中，混合均勻后置于原竹內部并進行發泡處理；
[0049](4)竹質工程材制備:對內部填充有發泡材料的原竹進行尺寸加工，加工出沿其長度方向等寬的工程材。
[0050]根據屋面材料尺寸確定并選擇合適長度范圍的原竹，當原竹長度不能滿足屋面材料尺寸要求時，通過原竹大小端套接的接長方式接長。被插入原竹進行接長的原竹，接長后在其套接接長端施加FRP套箍進行環向約束。
[0051]所述發泡膠粘劑為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂；所述木材加工廢棄物為木纖維，原竹等寬加工的寬度由樓面材料尺寸確定，且寬度的兩個平面其寬度在25mm以上。所述發泡材料的密度為200?250kg/m3。
[0052]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材，其特征在于:包括原竹和發泡材料，所述發泡材料置于原竹內部，所述原竹設置在墻體材料、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厚度相匹配，原竹與覆面板之間形成的空隙填充有保溫阻燃材料。
2.根據權利要求1所述用作輕型木結構龍骨的多功能型竹質工程材，其特征在于:所述原竹竹壁厚度在6mm以上。
【文檔編號】E04C2/296GK203808358SQ201420070249
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】岳孔, 劉偉慶, 陸偉東, 霍瑞麗, 王磊磊, 夏蛟, 方智銳, 張偉康 申請人:南京工業大學